§å ¸n chi tiÕt m¸y Ph¹m Thanh LÞch C¬ ®iÖn tö 2_K49
MỤC LỤC
I. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền Trang
Chọn động cơ
1. Phân phối tỉ số truyền
2. Tính toán các thong số động học
II. Thiết kế bộ truyền đai
1. Chọn đai 7
2. Xác định các thông số của bộ truyền 7
3. Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai 8
4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 9
III. Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc
1. Tính toán bộ truyền cấp nhanh 10
a. Chọn vật liệu
b. Xác định các ứng suất cho phép 10
c. Xác định các thông số của bộ truyền 11
d. Kiểm nghiệm độ bền 12
e. Xác định các thông số của bộ truyền 15
2. Tính toán bộ truyền cấp chậm
a. Chọn vật liệu 16
b. Xác định các ứng suất cho phép 16
c. Xác định các thông số của bộ truyền 17
d. Kiểm nghiệm độ bền 18
e. Xác định các thông số của bộ truyền 20
IV. Thiết kế trục
1. Xác định sơ đồ đặt lực 22
2. Chọn vật liệu 24
3. Xác định sơ bộ đường kính trục 24
4. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 24
4.1 Tính sơ bộ chiều rộng ổ lăn 24
4.2 Xác định chiều dài mây ơ 24



.
ct
p
Trong đó:
Page 2
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49
P
ct
=
1000
.vF
=
1000
35,0*12000
= 4.2 (kw)

kbroldot

23
=
Với:
ot

_hiệu suất 1 cặp ổ trợt.

d

_hiệu suất bộ truyền ai.

k

= 0,99

85,099,0.95,0.97,0.99,0.99,0
23
==



_hệ số tải trọng tơng đơng.

91,0
8
4.8,04
)(
2
1
2
1
=
+
==

=
n
i
ck
ii
t


11,,19
350.14,3
35,0.60000
==
ct
n
(v/p)
Chọ tỉ số truyền sơ bộ:

sbngoaisbhopsbhe
uuu =
Bọ truyền ngoài: Dai dẹt


sbngoai
u
=3 Từ bảng 2.4[1]
Bộ truyền bánh răng cấp hai:
sbhop
u
=24

sbhe
u
=3.24=72

9,137572.11,19 ==
sb
n

57,74
11,19
1425
===
ct
dc
ch
n
n
u
u
ch
=u
hop
.u
ngoai
u
hop
= u
ch
/ u
ngoai
=u
1
.u
2
b) Phân phối tỉ số truyền.
Theo kinh nghiệm, chọn u
1
= 1,2u

.
3
===
otk
ct
P
P

(kw)

47,4
97,0.99,0
29,4
.
3
2
===
brol
P
P

(kw)

65,4
97,0.99,0
47,4
.
2
1
===

1
1
2
===
u
n
n
(v/p)

11,19
47,4
48,85
2
2
3
===
u
n
n
(v/p)
Xác định mômen xoắn trên trục.

96919
19,458
65,4
.10.55,9.10.55,9
6
1
1
6

3
6
2/3
===
n
P
T
(Nmm)

33106
1425
94,4
.10.55,9.10.55,9
66
===
dc
dc
dc
n
P
T
(Nmm)

2098901
11,19
2,4
.10.55,9.10.55,9
66
===
ct

33106
= 167 205,5
trong đó : T
1
= T
dc
= 33106 (Nmm)
Chọn d
1
theo tiêu chuẩn d
1
= 200 mm
Kiểm nghiệm vận tốc theo điều kiện :
v=

d
1
n
1
/60.10
3
= 3,14.200.1425/(60.10
3
)=14,915 <=25:30 m/s
Đờng kính bánh đai lớn


=
1
.


=

d
d
u
t
Sai lệch tỉ số truyền :
21,3
11,3
11,321,3
=

=

=
u
uu
u
t
%< 4%
Theo 4.3[1]
Khoảng cách trục :
Page 6
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49

)16601245()200630).(25,1())(25,1(
21
ữ=+ữ=+ữ= dda
s

+=

Theo cách nối đai ta cộng thêm 300 mm
l

= 4333+300=4633 mm
*Số vòng chạy của đai :
I=v/l = 14,915/4,633= 3,21 1/s< i= 3 5 1/s
* Góc ôm
1

trên bánh đai nhỏ
Theo 4.7[1]

1

= 180
o
(d
2
- d
1
).57
o
/a= 180
0
(630-200).57
0
/1500=
163.3

tiêu chuẩn :

= 5 mm
( Với số lớp là 4)
* ứng suất cho phép theo 4.10[1] 0
].[][ ccc
FF


=
Với bộ truyền nằm ngang , góc ngiêng đờng nối tâm bộ truyền ngoài
45
0
, định kì điều chỉnh khoảng cách trục
Chọn ứng suất căng ban đầu :
8.1
0
=

Mpa
Theo công thức 4.11[1] ta có :
[
1210
/] dkk
F

=

)(01,21.95,0.94,0.25,2 Mpa
F
==


*Chiều rộng đai
Theo công thức 4.8[1]
b= F
t
k
d
/([
)].

F
=331,2.1/(2.01.5)=32,95 (mm)
Trong đó hệ số tải trọng động k
d
với điều kiện tảI trọng êm ,động cơ
một chiều chọn k
d
=1
Lờy trị số theo tiêu chuẩn b=32 mm
*Chiều rộng bánh đai dẹt khi mắc bình thờng
B =1,1b+(10
15
ữ
)= 1,1.32+(10
15
ữ

Do không có yều cầu đặc biệt ta chọn vật liệu cho 2 bánh răng nh sau:
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt 255HB có
850
1
=
b

MPa,
580
1
=
ch

MPa
Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiên đạt độ rắn bề mặt 245HB có
850
2
=
b

MPa,
580
2
=
ch

MPa
b. Xác định ứng suất cho phép.
Theo bảng 6.2[1] với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn từ 180HB 350HB


=30H
HB1
2,4
= 30.255
2,4
=1,78.10
7
N
H02
=30H
HB2
2,4
=30.245
2,4
=1,62.10
7
Theo ct6.7[1]
Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng
N
HE
=60c(T
i
/T
max
)
3
n
i
t
i

HL
/S
H
[
H
]
1
= 5801/1,1 =527,3 MPa
[
H
]
2
= 560.1/1,1 = 509 MPa
Vì cặp răng là răng thẳng [
H
] = min([
H
]
2
, [
H
]
1
)=509 MPa
Theo CT 6.7[1]
Chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng
N
FE
=60c(T
i

=
0
Flim
k
FL.
.k
FC
/s
F
[
F1
]= 459.1.1/1,75=252 MPa
[
F2
]= 4411.1/1,75=262.3MPa
Page 9
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49
Ưng suất quá tải cho phép: theo CT 6.10[1] và 6.11[1]
[
H
]
max
=2,8
ch2
=2,8.580=1624 MPa
[
F1
]
max
=0,8

Trong đó:
Theo bảng 6.6[1], vị trí bánh răng không đối xứng đối với
các ổ trong hộp giảm tốc, chọn
ba
=0,4
K
a
_ hệ số phụ phuộc vào vật liệu của cặp bánh răng, theo
bảng 6.5[1], chọn K
a
=49,5
T
1
_ momen xoắn trên trục chủ động, T
1
=96919 Nmm
[
H
] _ ứng suất cho phép, [
H
]=509 MPa
u _ tỉ số truyền, u= 5,36
K
H

_ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc,
Theo CT 6.16[1],
bd
=0,5

80,29
)136,5(2
190.2
)1(
2
1
1
=
+
=
+
=
um
a
z
w
lấy z
1
=30
số răng bánh lớn z
2
=uz
1
=5,36.30=160,8
Lấy z
2
=160
Do đó a
w1
=m(z

Trong đó:
Z
M
_ hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của các bánh răng ăn
khớp, theo bảng 6.5[1], Z
M
=274
Z
H
_ hệ số kể đến bề mặt tiếp xúc, theo 6.34[1]

764,1
)20.2sin(
1.2
)2sin(
cos.2
0
===
tw
b
H
Z




b
Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở
tg


tw

=arccos(acos

t

/

a
w
)=arccos(

t

)=
t

=20
0
Z

_ hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, với bánh răng thẳng
dùng CT 6.36a,
3
4




=Z

=K
H

K
H

K
Hv
K
H

_ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên bề
rộng vành răng, tra bảng 6.7[1], K
H

=1,21
K
H

_ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp, bánh răng thẳng K
H

=1,13
K
Hv
_ hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, theo
CT 6.41[1] K
Hv
=1+

tra bảng 6.15[1],
H
=0,006
Tr s k n nh hng ca sai lch bc rng
tra bảng 6.16[1], g
0
=56
Page 11
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49

76,3
33,5
190
44,1.73.006,0 ==
H

b
w
_ chiều rộng vành răng, b
w
=
ba
a
w1
=0,4.190=76 mm
lấy b
w
=76 mm
K
Hv

H
]=[
H
].Z
v
Z
R
Z
xH
=509.1.095.1=483.5MPa

H
< [
H
]
Vậy bảo đảm độ bền tiếp xúc.

%78,2
5.483
1,4705,483
]'[
][]'[
=

=

H
HH



=1/1,75=0,57
Y

_ hệ số kể đến độ nghiêng của răng, răng thẳng
Y

=1
Y
F1
, Y
F2
_ hệ số dạn răng của bánh 1 và 2, vì răng thẳng
tra bảng 6.18[1] ta đợc Y
F1
=3,8;
Y
F2
=3,60
K
F
=K
F

K
F

K
Fv
_ hệ số tải trọng khi tính về uốn
K

K
F

K
F

)
Page 12
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49
Trong đó
u
a
vg
w
FF 0

=
Tra bảng 6.15[1],
F
=0,006
Tra bảng 6.16[1], g
0
=73

76,3
33,5
190
44,1.73.006,0 ==
F


=1
Hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu
Y
S
=1,08-0,0695.ln(m)=1,08-0,0695.ln2=1,031
Hệ số xét đến kích thớc của bánh răng :
K
xF
=1 (d
a
<=400)

[
F1
]=262,3.1.1,031.1=270,1 MPa
F1
< [
F1
]
[
F2
]=252.1.1,031.1=259,8 MPa
F2
<[
F2
]
Vậy đảm bảo điều kiện bền uốn.
Kiểm nghiệm độ bền quá tải.
Theo 6.48[1], K
qt

F2
]
max
Vậy đảm bảo khả năng quá tải.
e. Xác định các thông số bộ truyền.
Đờng kính chia: d
1
=mz
1
=2.30=60 mm
d
2
=mz
2
=2.160=320 mm
Đờng kính đỉnh răng: d
a1
=d
1
+2m=60+2.2=64 mm
d
a2
=d
2
+2m=320+2.2=324 mm
Đờng kính đáy răng: d
f1
=d
1
-2,5m=60-2,5.2=55 mm

1
; x
2
0 mm
9 đờng kính vòng chia:
Bánh nhỏ
Bánh lớn
d
1
d
2
60
320
mm
mm
10 Đờng kính đỉnh răng
Bánh nhỏ
Bánh lớn
d
a1
d
a2
64
324
mm
mm
11 Đờng kính đáy răng
Bánh nhỏ
Bánh lớn
d

4
=
ch

MPa
b. Xác định ứng suất cho phép.
Theo bảng 6.2[1] với thép 40X tôi cải thiện đạt độ rắn từ 260HB
280HB

Hlim
0
= 2HB+70; S
H
=1,1;
0
Flim
=1,8HB; S
F
=1,75

0
Hlim3
=2.280+70= 630 MPa

0
Flim3
=1,8.280=504MPa

0
Hlim4

i
/T
max
)
3
n
i
t
i
Page 14
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49
N
HE4
=60.1.19,11.20000(1
3
.0,5+0,8
3
.0,5)=1,7.10
7
<N
H04

K
HL4
=
03,1
10.7,1
10.1,2
6
7

.K
HL
/S
H
[
H
]
3
= 630.1/1,1 =572.7 MPa
[
H
]
4
= 504.1/1,1 = 458.2 MPa
Vì cặp răng là răng nghiêng
[
H
] = 0,5([
H
]
3
+[
H
]
4
)= 515.5Mpa <1,25 [
H
]
4


6
.0,5+0,8
6
.0,5)=1,4.10
7
>N
F04

K
FL4
=1
Do đó theo CT 6.2b với bộ truyền quay 1 chiều K
FC
=1, ta đợc
[
F3
]=504.1.1/1,75=288 MPa
[
F4
]=486.1.1/1,75=277 MPa
Ưng suất quá tải cho phép: theo CT 6.10[1] và 6.11[1]
[
H
]
max
=2,8
ch4
=2,8.700=1960 MPa
[
F3



+=
Trong đó:
Theo bảng 6.6[1], vị trí bánh răng không đối xứng đối với
các ổ trong hộp giảm tốc, chọn
ba
=0,3
K
a
_ hệ số phụ phuộc vào vật liệu của cặp bánh răng, theo
bảng 6.5[1], chọn K
a
=43
T
1
_ momen xoắn trên trục chủ động, T
1
=499397 Nmm
[
H
] _ ứng suất cho phép, [
H
]=515.5 MPa
u _ tỉ số truyền, u
1
= 4.47
K
H


=(0,01ữ0,02)270=2,7ữ5,4 mm
Theo bảng 6.8[1] chọn modun pháp m=3 mm
Số răng
Chọn sơ bộ =10
0
cos=0,9848
Theo 6.31[1], số răng bánh nhỏ

4.32
)147,4.(3
9848,0.270.2
)1(
cos2
1
1
=
+
=
+
=
um
a
z
w

lấy z
1
=32
số răng bánh lớn z
2

mH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=


Trong đó:
Z
M
_ hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của các bánh răng ăn
khớp, theo bảng 6.5[1], Z
M
=274

b
_ góc ngiêng trên trụ cơ sở
Theo 6.35[1], tg
b
=cos
t
tg
Với
t
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14
o
50


H
Z


Z

_ hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, theo 6.37[1],


=b
w
sin/(m)
Với b
w
=
ba
a
w2
=0,3.270=81 mm


=81sin14
0
50/(.3)=2,2>1
Page 16
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49
Do đó theo 6.38[1],


/1=z

H
_ hệ số tải trọng K
H
=K
H

K
H

K
Hv
K
H

_ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên bề
rộng vành răng, tra bảng 6.7[1], K
H

=1,029
K
H

_ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp, theo bảng 6.14[1], với v<2,5 và cấp chính xác 9
K
H

=1,13
K
Hv

0
=73

499,0
43,4
270
44,0.73.002,0 ==
H


K
Hv
=1+0,499.81.99,3/(2.499397.1,029.1,13)=1,003
K
H
=1,029.1,13.1,003=1,165

07,478
3,99.47,4.81
)143,4(165,1.499397.2
767,0.71,1.274
2
=
+
=
H

MPa
Theo 6.1[1], với v=0,446 m/s Z
v


%37,2
7,489
07,4787,489
]'[
][]'[
=

=

H
HH


< 10% đảm bảo không
thừa bền.
Page 17
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49
Kiểm nghệm về độ bền uốn.
Theo CT 6.43[1]
F3
=2T
3
K
F
Y

Y

Y

F3
, Y
F4
_ hệ số dạng răng của bánh 1 và 2,
Z
v3
=Z
3
/cos
3
=32/cos
3
14
0
50=33,1
Z
v4
=Z
4
/cos
3
=142/cos
3
14
0
50=146.8
tra bảng 6.18[1] ta đợc Y
F3
=3,75 ; Y
F4

Fv
_ hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp, K
Fv
=1+
F
b
w
d
w1
/(2T
1
K
F

K
F

)
Trong đó
u
a
vg
w
FF 0

=
Tra bảng 6.15[1], Trị số ảnh hởng của sai số ăn khớp :
F
=0,006

]=[
F
]Y
R
Y
S
K
xF
Với bánh răng phay, lấy Y
R
=1
Với m=3 Y
S
=1,08-0,0695ln(m)=1,08-0,0695ln(3)=1,003
Vì d<400 K
xF
=1
[
F3
]=288.1.1,003.1=288,8 MPa
F1
< [
F1
]
[
F4
]=277.1.1,003.1=277,83MPa
F2
<[
F2

F1
]
max
=464 MPa

F4max
=
F4
.K
qt
=136,6.1,4=191,24 MPa < [
F2
]
max
=360 MPa
Vậy đảm bảo khả năng quá tải.
e. Xác định các thông số bộ truyền.
Đờng kính chia: d
3
=m.z
3
/cos

=3.32/cos14
0
50=99,3 mm
d
4
= m.z
4

2 Môđun pháp m 3 mm
3 Chiều rộng vành răng b
w
81 mm
4 Tỉ số truyền u
2
4,43
5 Góc nghiêng của răng

14
0
50 độ
6 Số răng bánh nhỏ Z
1
32 Răng
7 Số răng bánh lớn Z
2
142 Răng
8 Hệ số dịch chỉnh x
1
; x
2
0 mm
9 đờng kính vòng chia:
Bánh nhỏ
Bánh lớn
d
1
d
2

I
= 4,65kw , n
I
= 458,19 vòng/phút,
T
1
=96919 Nmm
Công suất trên trục II là P
II
= 4,47 Kw , n
II
=85,48 vòng/phút,
T
2
=499397Nmm.
Công suất trên trục III là P
III
= 4,29 Kw , n
III
= 19,11 vòng/phút,
T
3
=2143877 Nmm.toán trên ta có số liệu ban đầu:
Cô
1. Xác định sơ đồ đặt lực.
Theo công thức 10.1[1], các lực tác dụng lên trục:
Trục I F
t1
=2T
1

/d
w3
=2.499397/99,3=10058 N
F
r3
=F
t3
tg
tw
/cos=10058.tg20
0
37/0,9666=3914 N
F
a3
=F
t3
.tg=10028.tg14
0
50=2664 N
Trục III F
t4
=F
t3
=10058 N
F
r4
=F
r3
=3914 N
F

đàn hồi.
F
t
= 2.2572652/260=19789 (N)
F
k
=(0,20,3).19789 = 3957,85936,7
Chọn F
k
=3957 N
Lực đai
F
d
= 569,3
Phân tích thành hai thành phần
F
xd
= F
d
.sin

= 259,3.sin45
0
=183,4 N
F
yd
= F
d
.cos


3
1
==d
mm
Chọn d
1
=35 mm.
Trục II, với T
2
=499397 Nmm,

[ ]
8.53
16.2,0
499397
2,0
33
2
2
===

T
d
mm
Chọn d
2
=55 mm
Trục III, với T
3
=2143877 Nmm

d
3
= 90 b
03
= 43 mm
4.2 Xác định chiều dài may ơ

áp dụng ct 10.10[1]
+ Chiều dài may ơ bánh đai
l
md
= (1,2 1,5)d
1
= (1,2 1,5).35=(42 52,5)
chọn l
md
= 52
+ Chiều dài may ơ bánh răng trụ
. Bánh 1
l
mbr1
= (1,2 1,5)d
1
= (1,2 1,5).35=(42 52,5)
chọn l
mbr1
=76
. Bánh 2
l
mbr2

chọn l
mkn
= 130
4.3 Khoảng cách các gối đỡ
Tính với trục II
Theo bảng 10.4[1] các khoảng cách còn lại:
Page 22
Đồ án chi tiết máy Phạm Thanh Lịch Cơ điện tử 2_K49
l
22
=0,5(l
mbr2
+b
02
)+k
1
+k
2
=0,5(82+29)+10+8=73,5mm
l
23
=l
22
+0,5(l
mbr2
+l
mbr3
)+k
1
=73,5+0,5(82+82)+10=165,5mm

l
13
=l
12
+l
22
=70,5+73,5=144 mm
Trục III
l
32
=l
23
=165,5 mm
l
31
=l
21
=239 mm
l
33
=0,5(b
03
+l
mkn
)+k
3
+h
n
=0,5(130+43)+18+18=120,5 mm
Trong đó :


=+++= 0).(sin).(.
111213121111110
llFlllFlFm
dtxy



=+++= 0).(cos.)(
111213121111110
llFlllFlFm
dryx

Thay số ta tìm đợc :
F
x11
= -1047,7 N
F
x10
= -1999.5 N
F
y10
= 576,7 N
F
y11
= 415,7 N
F
x11
ngợc chiều giả sử
F

67.1,0
4,85906
.1,0
33
1
===

td
ol
M
d
mm
Chọn theo tiêu chuẩn
d
ol1
= d
ol0
=30
+Tại bánh răng 11865431733944,68798
2222
=+=+=
yxtong
MMM
Nmm
Page 24
§å ¸n chi tiÕt m¸y Ph¹m Thanh LÞch C¬ ®iÖn tö 2_K49


yxtong
MMM
Nmm

8393496919.75,0075,0
222
2
=+=+= TMM
tongtd
Nmm

[ ]
2,23
67.1,0
83934
.1,0
33
===
σ
td
d
M
d
mm
Chän theo tiªu chuÈn
d
d
= 25

Page 25