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).

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
V
F

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.
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
/7147,53
320.141,3

- 5 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
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 :
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
P
I
= 4,3451.0,99.0,99 = 4,0866 [kw].
n

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
.
ôl

kw
lv
4,3451 4,0866 3,8839 3,6912
Tỷ số truyền U 2,210 4,320 2,780
Số vòng quay n
( )
pv \
1425 645,090 149,330 53,720
Mô men xoắn
T(Nmm)
29119,8 60498,4 248389,7 656262,8
- 7 -
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
= (5,2 6,4).
3
0


Với T
0

= 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
+d
2
)
a = 1030 [mm]

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


(/d
1
)
Max

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 :
K
đ
= 1,25 + 0,1 = 1.35 (+0,1 do làm việc 2 ca)
[
F
] :ứng suất cho phép .
[
F
] = [
F
]
o

= 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
v
= 1- k
v
.(0,01v
2

0
. b.
F
o
= 360 [N]
b-Lực tác dụng lên truc:
Đợc tính theo công thức : F
r
=2.F
0
.sin(
1
/2 )
Với
1
=169,2087
o
F
r
= 717,2026 [N].
- 10 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
5-Bảng tóm tắt các thông số của bộ truyền đai .
Thông số Giá trị
Đờng kính bánh đai nhỏ (d
1
,mm) 160
Đờng kính bánh đai lớn (d
2
,mm) 355


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
] =
F
FcFLxFsRF
S
KKKYY
0
lim


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
xH
= 1 và Y
R
.Y
s
K
xF


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
+70 = 2.230 + 70 =530 [Mpa].

0
Flim1
= 1,8.HB
1
= 1,8.245 =441 [Mpa]

6
.
- 12 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
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
1
.t
i
.((T
i
/T
Max

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
HLH
S
K.
0
lim

=

.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
S
KK
0
lim

.
[

=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].
- 13 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
[
F2
]
max
= 0,8.
ch2
= 0,8.450 = 360 [Mpa].
3-Tính bộ truyền cấp nhanh.
a-xác định sơ bộ khoảng cách trục a
w
:

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
1
+1).
Tra bảng 6.6/1/ ta chọn
ba
= 0,3

bd

= 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
.
+
=
t
Zm
= 158,75 [mm].
Với Z
t
là tổng số răng .
Tính lại tỷ số truyền :

=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
zk
Tổng hệ số dịch chỉnh: x
t
=y+y=0,5+0,015=0,515
Hệ số dich chỉnh bánh 1:
x
1
=0,5[x

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:

H
= Z
M
.Z
H
.Z

.

+
2
12
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



.
- 15 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Với
.
103
1
24
1
2,388,1cos
11
2,388,1


+=


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

.K
H

.K
Hv
K
H

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng tra bảng


1
.
d
w1
: Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ.
d
w1
=
132,4
160.2
1
.2
1
1
+
=
+U
a
w
= 60,480 [mm].
b
w
:Chiều rộng vàng răng .
b
w
=
ba
.a
w1

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
w
= 0,006.73.0,2025.
32,4
160
= 0,5397 [m/s]
- 16 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
K
Hv
= 1 +

HHI
wwH
KKT

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
v
= 1, với cấp chính xác tiếp xúc là 9, chọn cấp chính xác
động học là 9 khi đó cần gia công răng đạt độ nhám R
z
=10 40 àm do đó Z
R
= 0,9 . với d
a
<
700 mm lấy K
xH
= 1.
[
H

ww
FFII

2
22
1

[
F1
].

F2
=

1
21
.
F
FF
Y
Y

[
F2
]
Trong đó : T
II
- Momen xoắn trên trục bánh chủ động 3.
m- môđun pháp.
b

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
= 3,53
- 17 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
K
F
- Hệ số tuổi thọ khi tính về uốn.
K
F
= K
F

. K
F

. K
Fv

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
F
= 0,016 ,
v= 0,36 [m/s] (tính ở trên) và g
0
= 73 (tra ở trên).
V
F
=
F
.g
0
.V.
U
a

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

F1
=
mdb
YYYKT
ww
FFII

2
22
1

=
5,3.59,77.54
82,3.1.59,0.2,1.75,131173.2
= 48,38 [Mpa].
Xác định ứng suất uốn trên bánh 4.

F2
=
82,3
53,3.38,48
.
1
21
F
FF
Y

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
xk
= 525.1.0,99.1 =519,75 [Mpa].
[
F2
] = [
F2
].Y
R
.Y
s
.K
xk
= 236,5.1.0,99.1 =234,135 [Mpa].
Vậy

qt
K

[
H
]
max
.

Hmax
=
H
.
qt
K
= 428,2.
4,1
=506,6 [Mpa].
Vậy
Hmax
= 506,6 < [
Hmax
]=1260 [Mpa].
Để tránh biến dạng d hoặc phá hỏng tĩnh mặt lợn chân răng, ứng suất cực đại
Fmax
tại mặt
chân răng không đợc vợt quá một trị số cho phép .

Fmax
=

= 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
2
=103 răng.
- Xác định tỷ số truyền U.
U
1
=
24
103
1
2
=
Z
Z
= 4,291
- 19 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
-Xác định khoảng cách trục a

-Xác định đờng kính vòng lăn d
w
.
d
w1
=
=
+
=
+ 132,4
160.2
1
.2
1
1
u
w
a
60,480 [mm]
d
w2
= d
w1
.u =60,480.4,32 =259,520 [mm]
-Xác định đờng kính đỉnh răng d
a
.
d
a1
= d

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

.

tw
= 21,1956
0
- Đờng kính cơ sở d
1
.
d
11
= d
1
.cos
tw

a
w
= 160 mm
Chiều rộng vành răng b
w
b
w
=54 mm
Góc ăn khớp

tw

tw
= 21,1956
0
độ
Đờng kính cơ sở d
1
d
11
= 56,381
d
12
= 241,97
mm
Hệ số dịch chỉnh x X
1
=0,102
X
2

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
w1
= K
a
.(U
2
+1)
3
2
2
2
][
.
baH
H
U
K
T



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

bd
= 0,53.0,3(2,78+1) = 0,8013
Tra bảng 6.7/T1/ trang 98 đợc K
H

= 1,0501(Nội suy).
a
w2
= 160,1064[mm]
Chọn : a
w2
= 160[mm]
b-xác định các thông số ăn khớp.
m= (0,01ữ0,02)a
w2
= (0,01ữ0,02).160= 1,6 ữ 3,2.
Theo bảng 6.8/T1/ chọn môđun pháp m = 2,5.
xác định số răng bánh nhỏ.
Chọn mô dun pháp : = 10

2
=
33
92
3
4
=
Z
z
= 2,7878
Tính lại góc : Cos = m(z
1
+z
2
)/2a
w
= 2,5(33+92)/2.160 = 0,97656
= 12,42
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:

H
= Z
M
.Z
H
.Z

.

tw
b


2
2
tg
b
= cos
t
.tg
- 22 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
tg
b
= cos
t
.tg

t
= arctg(tg/cos) = arctg( tg20/cos12,429) = 20,440
tg
b
= cos20,440. tg12,838 = 0,2135

b
= 12,0517
0










+=
















+=



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

=1.
K
Hv
- Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp trị số của K
Hv
tính theo công thức
sau.
K
Hv
= 1 +

HHI
wwH
KKT
dbV
2

1
.
d

H.
.g
0
.v.
2
2
U
a
w
Với V là vận tốc vòng :V=
60000
465.480,60.14,3
60000

1
=

Iw
nd
= 0,2025 [m/s].
- 23 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
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

= 1 +
=
04,1.39,60498.2
480,60.60.5397,0
1,013
K
H
= K
H

.K
H

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

H
= Z
M
.Z
H
.Z

.
2
11
1

)1.( 2

.Z
R
.K
xH
=481,8.1.0,9.1=433,26 [Mpa].
Vậy
H
= 428,2< [
H
] =433,62 [Mpa].
Tính sự chênh lệch ứng suất .
=
%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:

F1
=

mdb
YYYKT
ww
FFII

2

Y

- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng .
Y

=
59,0
1,7
11
==


. (

= 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

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về uốn tra bảng 6.7/1/ trang 98
đợc K
F

= 1,176
K
F

- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, vì răng thẳng
nên K
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

=2,136.
K
Fv
= 1 +

FFII
wwF
KKT
dbV
2

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

= 44,7 [Mpa].
Xác định ứng suất uốn cho phép khi kể đến các nhân tố khác .
[
F
] = [
F
].Y
R
.Y
s
.K
xk
.
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


F2
= 44,7 < [
F1
] =234,135 [Mpa].
e-Kiểm nghiệm quá tải.
Khi làm việc bánh răng có thể quá tải khi mở máy vì vậy ta cần phải kiểm nghệm quá tải
khi nở máy, với hệ số quá tải là:
K
qt
=
4,1==
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 .

Hmax
=
H
.
qt
K

[


[
F
]
max
.

F1max
=
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].
- 26 -