Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Mục lục
Trang
Phần 1. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
I. Chọn động cơ.................................................................................4
II. Phân phối tỷ số truyền..................................................................6
III. Xác định công xuất, momen, số vòng quay trên các trục............6
Phần 2. Thiết kế các bộ truyền
I. Thiết kế bộ truyền đai .................................................................8
1. Chọn loại đai .............................................................................8
2. Xác định một số thông số bộ truyền...........................................8
3. Xác đinh tiết diện đai..................................................................9
4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dung lên trục.................10
5. Thống kê các thông số bộ truyền..............................................10
II. .Thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc....................11
1. Chọn vật liệu .............................................................................11
2. Xác định ứng xuất cho phép......................................................11
1. Tính chọn một số thông số bộ truyền cấp nhanh......................14
a. Xác định khoảng cách trục........................................................14
b. Xác định một số thông số ăn khớp............................................15
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc......................................16
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.............................................18
e. Kiểm nghiệm quá tải.................................................................20
f. Các thông số bộ truyền cấp nhanh.............................................20
4. Tính chọn một số thông số bộ truyền cấp nhanh......................22
a. Xác định khoảng cách trục.......................................................22
b. Xác định một số thông số ăn khớp...........................................23
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.....................................24
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn............................................26
e. Kiểm nghiệm quá tải................................................................28
f. Các thông số bộ truyền cấp chậm........................................29

1. ĐIều chỉnh ăn khớp bánh răng...........................................................67
2. ĐIều chỉnh khe hở ổ lăn.....................................................................68
Tài liệu tham khảo.......................................................................................68
- 3 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền .
I- Chọn động cơ.
1-xác định công suất động cơ.

T
MM
T2=0,3T1
T1=Tmax
Tmm=1,3T1
40
15 15
1-3s
T(Nmm)
t
Công suất cần thiết trên trục động cơ đợc xác định theo công thức:
P
ct
=

t
P
Trong đó:
P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ (kW).

tđ
P
td
=
2
21
2
2
02
1
2
01
..
tt
t
p
t
p
+
+

P
0
: công suất trục tang lớn nhất :
P
0
=
1000
.
max

2
= 15 [ph]
Do T
2
= 0,3T
1
nên :
P
02
= 0,3P
01
= 1,485 [Nmm].
Thay vào CT trên ta có : P
1
= P
tđ
= 3,6542 [Nmm]

Xác định :
Hiệu suất truyền động: =

D
.
3
OL
NBR
.
2

Trong đó:

2- Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ.
Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện.
- 5 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
n
sb
= n
lv
. U
t

Trong đó : n
sb
: số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ
n
lv
: số vòng quay của trục tang kéo
U
t
: tỉ số truyền toàn bộ hệ thống
Xác định n
lv
:
n
lv
=
( )
pv
D
V

t
= 26,880
Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ: n
sb
= 1443,240 [v/ph]
3-Chọn quy cách động cơ.
Tra bảng P.3.1 với P
ct
= 4,3451 [kW] và n
sb
= 1443,240 [v/ph]
Chọn động cơ :
Ký hiệu 4A112M4Y3
Công suất động cơ P
đc
=5,5 [kW]
Vận tốc quay n
đc
=1425 [v/ph]
2
=
dn
k
T
T
II- Phân phối tỷ số truyền .
1-Tỷ số truyền U
t
của hệ thống dẫn động .
U

t
U
U
=
12
5290,26
= 2,210
Từ bảng 3.1 phân phối tỉ số truyền cho các cấp bánh răng trong hộp giảm tốc :
- 6 -
Tỷ số
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh U
1
= 4,32
Tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm U
2
= 2,78
III- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
Dựa vào công suất cần thiết P
ct
của động cơ và sơ đồ của hệ thống dẫn động ta
tính đợc trị số công suất ,mômen và số vòng quay trên các trục.
P
I
= P
ct
.
kn
.
ôl

.
ôl
P
II
= 4,0866.0,96.0,99 = 3,8839[kw].
n
II
=
1
U
n
I
= 149,32[v/ph]
T
II
= 9,55.10
6
.
II
II
n
P
= 248389,73[N.mm]
P
III
= P
II
.
br
.

( )
kw
lv
4,3451 4,0866 3,8839 3,6912
Tỷ số truyền U 2,210 4,320 2,780
- 7 -
§å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
Sè vßng quay n
( )
pv \
1425 645,090 149,330 53,720
M« men xo¾n
T(Nmm)
29119,8 60498,4 248389,7 656262,8
- 8 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Phần II thiết kế các bộ truyền.
I-Thiết kế bộ truyền đai.
1-Chọn loại đai.
Căn cứ vào yêu cầu của bộ truyền, chon loại đai vải cao su vì các đặc tính : có độ
bền mỏi và bền mòn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hởng của độ ẩm và sự thay đổi của nhiệt
độ,
2-Xác định các thông số của bộ truyền .
a-Đờng kính bánh đai:
Bánh đai nhỏ :
d
1
= (5,26,4).
3
0



d
2
= 350,064
Theo Tiêu Chuẩn chọn: d
2
= 355 (mm).
Tỉ số truyền thực tế :
U
D
= d
2
/[d
1
.(1-

)]
U
D
= 2,2410
Sai số % U
D
: %U
D
= 1,33% < 4%
b-Khoảng cách trục:
Với đai vải cao su truyền vận tốc trung bình :
Khoảng cách trục : a = 2(d
1

i =
l
v
= 4,263 <5 thoả mãn.
Tăng chiều dài đai lên: 200[mm] dể nối đai.
c-Góc ôm

1
:
Theo công thức góc ôm :
1
=180
o
-57
o
.
a
dd
12


1
=169,2087
o
3-Xác định tiết diện đai.
a- Chiều dày đai :
Để hạn chế ứng suất cuốn sinh ra trong đai và tăng tuổi thọ cho đai thì :
/d
1


KF
F
t
: Lực vòng :

V
P
F
t
1
.1000
=

Với : P
1
= 4,0866[kw] ; V= 11,9380 [m/s]
F
t
=363,972 [N]
K
đ
: Hệ số tảI trọng động :
Từ bảng 4.7/T1 với thiết bị dẫ động quay hai chiều :
- 10 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
K
đ
= 1,25 + 0,1 = 1.35 (+0,1 do làm việc 2 ca)
[
F

F
]
o
= 1,8 [MPa] tra bảng 4.9/T1 ta chon đơc : k
1
= 2,5 ;k
2
= 10
Do dó : [
F
]
o
= 2,25 [MPa]
-C

: Hệ số ảnh hởng của góc ôm
1
tren bánh đai nhỏ đén khả năng kéo của đai :
C

= 1- l.0,03(180-
1
)
C

= 0,9696
-C
v
: Hệ số ảnh hởng của lực ly tâm đến độ bám của đai :
C

4-Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục .
a-Lực căng ban đầu:
Đợc tính theo công thức : F
o
=
0
. b.
F
o
= 360 [N]
- 11 -
§å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
b-Lùc t¸c dông lªn truc:
§îc tÝnh theo c«ng thøc : F
r
=2.F
0
.sin(α
1
/2 )
Víi α
1
=169,2087
o
⇒ F
r
= 717,2026 [N].
- 12 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
5-Bảng tóm tắt các thông số của bộ truyền đai .

độ rắn mặt răng thấp hơn bánh nhỏ từ 10 đến 15 HB.
Chọn thép 45tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB
2
= 192...240
Có
b2
= 750 [Mpa].

ch2
= 450[Mpa].
2- Xác định ứng suất cho phép.
ứng suất tiếp xúc cho phép [
H
] và ứng suất uốn cho phép [
F
] đợc xác định theo
công thức sau .
[
H
] =
H
HLxHvrH
S
KKZZ ....
0
lim

[
F
] =

độ bền uốn.
K
Fc
- Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải vì bộ truyền quay một
Chiều nên K
Fc
= 1.
K
HL,
K
FL
-Hệ số tuổi thọ.
S
H
,S
F
- Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn.

0
Hlim
- ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở.

0
Flim
- ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở.
Khi thiết kế sơ bộ lấy Z
R
.Z
v
.K

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
1
=245 Mpa
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
2
=230 Mpa
tra bảng 6.2/1/ đợc.

0
Hlim
= 2.HB +70 và S
H
=1,1.

0
Flim
= 1,8.HB và S
F
=1,75.

0
Hlim1
= 2.HB
1
+70 = 2.245 + 70 = 560 [Mpa].

0
Hlim2
= 2.HB
2

= 30.230
2,4
=1,39.10
7
.
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn đối với mọi loại thép
N
Fo
= 4.10
6
.
Vì bộ truyền chịu tải trọng động nên chu kỳ tơng đơng là:
N
HE
= 60.c.(T
i
/T
Max
)
3
.n
i
.t
i

N
HE2
= 60.c.n
1
/u

FE 1
> N
FO1
nên lấy hệ số tuổi thọ K
FL1
= 1.
N
FE 2
> N
FO2
nên lấy hệ số tuổi thọ K
FL2
= 1.
Từ các số liệu trên ta xác định đợc ứng suất cho phép.
[
H
] =
H
HLH
S
K.
0
lim

[
H
]
1
=
H

H
]
1
và [
H
]
2
.vậy ứng suất tiếp xúc cho phép
là: [
H
]

= 481,8 [Mpa].
Với bộ truyền cấp chậm dùng bánh răng trụ răng thẳng, do đó :
[
H
] = 1/2([
H
]
1
+[
H
]
2
) = 495,4 [MPa]
[
F
] =
F
FcFLF

FcFLF
S
KK ..
0
lim

=
75,1
1.1.414
=236,5 [Mpa].
xác định ứng suất quá tải cho phép.
Với bánh răng đợc tôi cải thiện thì :
[
H
]
max
= 2,8.
ch2
= 2,8.450 =1260 [Mpa].
[
F1
]
max
= 0,8.
ch1
= 0,8.580 = 464 [Mpa].
[
F2
]
max

Trong đó : K
a
- Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng tra
bảng 6.5/1/ trang 96 đợc K
a
= 49,5.MPa
1/3
U
2
- tỷ số truyền của cặp bánh răng , U
2
= 4,32 (tính ở trên).
T
I
- Momen xoắn trên trục bánh chủ động, T
I
= 60498,3 [Nmm]
K
H

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, nó phu thuộc vào vị trí của
bánh răng đối với ổ và hệ số
1d
.

1d
= 0,53.
ba
.(U

160.2
)11.(
.2
2
+
=
+
Um
a
w
= 24,06
Chọn Z
1
= 24 răng .
Do đó Z
2
= u
1
.z
1
= 4,32..24 = 103,68 Chọn Z
2
=103 răng.
Tính lại khoảng cách trục :
a
w1
=
2
)10324.(5,2
2

w
+
=
( )
103245,0
5,2
160
+
=0,5
Hệ số : k
y
=
127
5,0.1000.1000
=
t
z
y
=3,9370
Tra bảng 6.10a/T1/ ta đợc: k
x
=0,1183
Hệ số giảm đỉnh răng : y =
0150,0
1000
127.1183,0
1000
.
==
tx

.
Cos
tw
=
92851,0
180.2
20cos.5,2.127
.2
cos..
0
==
w
t
a
mZ

.

tw
= 21,1956
0
c-Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn điều kiện
sau:
- 17 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy

H
= Z
M

Z
H
=
).sin(
cos.
tw
b


2
2
=
)1956,21.2sin(
1.2
0
= 1,7639 .
Z

- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, với răng thẳng

=0 ta có.
Z

=
3
4



.











+=


z
z
= 1,748
Z

=
3
748,14

=0,866 .
K
H
- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc .
K
H
= K
H

thức sau.
K
Hv
= 1 +

HHI
wwH
KKT
dbV
...2
..
1
.
d
w1
: Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ.
d
w1
=
132,4
160.2
1
.2
1
1
+
=
+
U
a

..
1
=

Iw
nd
= 0,2025 [m/s].
Với V= 0,2025 < 2 m/s tra bảng 6.13/1/ ta chọn cấp chính xác về mức làm việc êm
là 9.
Với cấp chính xác làm việc êm là 9 tra bảng 6.16/1/ ta chọn đợc trị số của hệ số kể
đến ảnh hởng sai lệch bớc răng g
0
= 73.
Với HB
2
= 230< 350 tra bảng 6.15/1/ tra đợc hệ số kể đến ảnh hởng của các sai số
ăn khớp
H
= 0,006.
V
H
=
H.
.g
0
.v.
1
2
U
a

Hv
= 1,04.1.1,013= 1,054.

H
= Z
M
.Z
H
.Z

.
2
11
1
..
)1.(..2
ww
HI
dUb
UKT
+

H
= 274.1,72.0,876.
2
)480,60.(32,4.60
)132,4.(054,1.3,60498.2
+
=428,2 [Mpa].
Với v= 0,2025 m/s <5 m/s lấy Z

%2,1100.
62,433
2,42862,433
=

d-Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không vợt quá
một trị số cho phép:
- 19 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy

F1
=

mdb
YYYKT
ww
FFII
..
....2
22
1

[
F1
].

F2
=


. (

= 1,7 tính ở trên ).
Y

- Hệ số kể đến độ nghiêng của răng, vì răng thẳng nên Y

= 1.
Y
F1
,Y
F2
- Hệ số biên dạng răng của bánh 3 và 4, tra bảng 6.18/1/
trang 109 với số răng tơng đơng Z
v1
= Z
3
=22, Z
v2
= Z
4
=80
và hệ số dịch chỉnh x
1
= 0,1, x
2
=0,344 tra đợc Y
F1
= 3,82 , Y
F2

F

= 1.
K
Fv
- Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
khi tính về uốn.
K
Fv
= 1 +

FFII
wwF
KKT
dbV
...2
..
2
Với V
F
=
F
.g
0
.V.
U
a
w
Theo bảng 6.15/1/ trang 107 tra đợc hệ số kể đến ảnh hởng
của sai số ăn khớp

..
2
=1+
1.176,1.75,131173.2
59,77.54.136,2
= 1,029.
K
F
= K
F

. K
F

. K
Fv
= 1,176.1.1,029 = 1,2 .
Vậy ứng suất uốn trên bánh 3

F1
=
mdb
YYYKT
ww
FFII
..
....2
22
1


.
Trong đó : Y
R
- Hệ số kể đến ảnh hởng mặt lợn chân răng thông
thờng lấy Y
R
= 1.
Y
s
- Hệ số kể đến độ nhạy của vật liệu đối với sự tập trung ứng
suất lấy Y
s
=1,08-0,0695.ln3,5=0,99
K
xF
- Hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ
bền uốn với d
a
< 400 mm lấy K
xF
= 1.
[
F1
] = [
F1
].Y
R
.Y
s
.K

==
T
T
T
T
mmmm
.
Cần kiểm nghiệm răng về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cực đại.
Để tránh biến dạng d hoặc gẫy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại không vợc
ứng suất suất cho phép .
- 21 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Hmax
=
H
.
qt
K

[
H
]
max
.

Hmax
=
H
.

F1
.K
qt
= 48,38.1,4 =67,7 [Mpa].

F2max
=
F2
.K
qt
= 44,7.1,4 = 62,6 [Mpa].
Vậy
F1max
= 67,7 < [
F1
]
max
= 360 [Mpa].

F2max
= 62,6< [
F2
]
max
= 464[Mpa].
g-Xác định các thông số bộ truyền :
- Số răng bánh răng .
Z
1
= 24 răng , Z

[mm].
lấy a
w
= 160 mm.
-Xác định đờng kính chia d.
d
1
= m.z
1
= 2,5.24 =60 [mm]
d
2
= m.z
2
= 2,5.103 =257,50 [mm].
-Xác định đờng kính vòng lăn d
w
.
d
w1
=
=
+
=
+
132,4
160.2
1
.2
1

f.
d
f1
= d
1
- (2,5 - 2.x
1
).m = 60- (2,5-2.0,102).2,5 =54,26[mm]
d
f2
= d
2
- (2,5 - 2.x
2
).m = 257,5-( 2,5-2.0,413).2,5 = 253,315 [mm]
-Xác định góc ăn khớp

tw
.
Cos
tw
=
932851,0
160.2
20cos.5,2.127
.2
cos..
0
==
w

- 23 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Bảng thống kê các thông số
Thông số Ký hiệu Trị số đơn
vị
Môđun pháp M M=2,5 mm
Số răng bánh răng Z Z
3
= 24
Z
4
= 103
răng
Tỷ số truyền U U
1
= 4,32
Khoảng cách trục a
w
a
w
= 160 mm
Chiều rộng vành răng b
w
b
w
=54 mm
Góc ăn khớp

tw


w1
= 60,480
d
w2
= 257,520
mm
Đờng kính đỉnh răng d
a
d
a1
= 62,717
d
a2
= 264,49
mm
Đờng kính chân răng d
f
d
f1
= 54,26
d
f2
= 253,315
mm
4- Tính bộ truyền cấp chậm.
a-xác định sơ bộ khoảng cách trục a
w
:
Ta có :
a

- tỷ số truyền của cặp bánh răng , U
2
= 2,78(tính ở trên).
- 24 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
T
II
- Momen xoắn trên trục bánh chủ động, T
I
= 248389,73 [Nmm]
K
H

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, nó phu thuộc vào vị trí của
bánh răng đối với ổ và hệ số
1d
.

1d
= 0,53.
ba
.(U
2
+1).
Tra bảng 6.6/1/ ta chọn
ba
= 0,3

bd

Um
a
w

= 33,34
Chọn Z
3
= 33 răng .
Do đó Z
4
= u
1
.z
3
= 2,78.24 = 92,70 Chọn Z
4
=92 răng.
Tính lại tỷ số truyền :
U
2
=
33
92
3
4
=
Z
z
= 2,7878
Tính lại góc : Cos = m(z

UKT
[
H
].
- 25 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Trong đó : Z
M
- Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của các bánh răng ăn khớp
tra bảng 6.5/1/ ta đợc Z
M
= 274 Mpa
1/3
.
Z
H
- Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc .
Z
H
=
).sin(
cos.
tw
b


2
2
tg
b

=
3
4



.
Với
.
103
1
24
1
2,388,1cos
11
2,388,1
2
1













K
H
- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc .
K
H
= K
H

.K
H

.K
Hv
K
H

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng tra bảng
6.7/T1/ với
1d
= 0,8458
(tính ở trên ) tra đợc K
H

=1,12
K
H

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp,
với răng thẳng K
H