ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CAE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
PHẦN I
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I.1-Chọn kiểu loại động cơ :
Hiện nay có hai loại động cơ là: Động cơ điện một chiều và động cơ điện
xoay chiều,tuy nhiên để thuận tiện và phù hợp với mạng lưới điện hiện nay ở nước
ta chọn động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha roto ngắn mạch. Nó có những
ưu điểm :
Kết cấu đơn giản,giá thành thấp,làm việc tin cậy,có thể mắc trực tiếp vào
lưới điện ba pha không cần phải đổi dòng điện.
I.1.1-Tính toán công suất :
A-Công suất làm việc:
P
lv
= (Kw)

Trong đó:
- Lực kéo băng tải: F =1400 (N)
- Vận tốc băng tải : v = 1,15 (m/s)

⇒ P
lv
= 1400.1,15/1000 = 1,61 (Kw)
B-Công suất tương đương:
P
td
= P
lv
.β
Với β = là hệ số tương tương

Theo biểu đồ ta có : = 1,3T = T = 0,6T
= 3s = 4h = 4h
Thay số liệu vào biểu thức trên ta tính được hệ số tương đương:
= = 0,83
⇒ P
td
= 1,61.0,83 = 1,34 (Kw)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
Tính hiệu suất của hệ thống :
Theo bảng 2.3 (I) trang 19 :
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng ( để kín) :
brc
= 0,96
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ( để kín) :
brt
= 0,97
Hiệu suất một cặp ổ lăn :
Hiệu suất một cặp ổ trượt :
Hiệu suất khớp nối : = 1
Hiệu suất hệ thống :
ht
=
brc
.
.
(. .
=1.0,96 = 0,88

C- Công suất cần thiết: P
ct
= = = = 1,52 (Kw)
( Vì trong trường hợp này là tải động lên Công suất tính toán = )
I.1.2-Tính sơ bộ số vòng quay đồng bộ:
Ta có : n
lv
=

=

= 54,94 (Vòng/phút)

Với D : là đường kính băng tải D= 400 (mm)
Ta lại có: Tỉ số truyền của hệ thống sơ bộ ( u
sb
)
u
sb =.
u
h

Tra bảng 2.4[I] trang 21: u
h
= 17
Số vòng quay sơ bộ của hệ thống (n
sb
)
Vậy : n
sb

= n
lv.
u
sb
=

54,94.17 =934 (v/p)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
I.1.3-Chọn động cơ :
Sau quá trình tính toán ta thu được: + = 1,52 (Kw)
+ = 934 (v/p)
•
≥ P
ct
Điều kiện chọn động cơ: • ≈ n
sb

• >
Tra bảng P1.3 [I] Và P1.4 [I] Ta chọn động cơ phù hợp với điều kiện trên.
Bảng thông số động cơ
Ký Hiệu P n η Cos φ
Kw (v/p) %
4A100L6Y3 2,2 950 81 0,73 2,2 2,0
Động cơ thỏa mãn các thông số cần thiết .
I.2. Phân phối tỷ số truyền
Tỉ số truyền chung của hệ thống :( u
t

)
u
t
= = =17,2
Mặt khác : u
t =
u
h
Xác định u
1
,u
2
:
Với u
1
là tỷ số truyền của cặp bánh răng côn
và u
2
là tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ
Ta chọn k
be
= 0,3; ψ
bd2
= 1,2; K
01
= K
02;
C
k
=1,1

Theo công thức 3.17 [I] ta có:
λ
k
= = = 12,9
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
λ
k
* C
k
3
= 12,9*1.1
3
= 17,1
Từ đồ thị hình 3.21 [I] trang 44 ta tìm được: u
1
= 4,5 ; u
2
= 3,8
I.2.1.Số vòng quay trên các trục :
Trục động cơ : n
đc
= 950 (v/p)
Trục I : n
I
= n
đc
= = 950 (v/p)

Trục II : n
II
= n
I
/u
1
= = 211 (v/p)
Trục III : n
III
= n
II
/u
2
= =56 (v/p)
I.2.2.Công suất trên các trục :
Ta có :
Công suất trên trục ct : P
lv
= 1,61 (KW)
Công suất trên trục III : P
III
= P
lv
/

( ) = 1,61/(0,98.1) =1,65 (KW)
Công suất trên trục II : P
II
= P
III

/(.) = 1,65/(0,99.0,97) = 1,74 (KW)
Công suất trên trục I : P
I
= P
II
/

() = 1,74/(0,99.0,96) = 1,84 (KW)
Công suất trên trục đông cơ : P
đc
= P
I
/ = 1,84/(0,99.1) = 1,86 (KW)
I.2.3.Mô men xoắn trên các trục :
Trục động cơ : T
đc
= 9,55. 10
6
.= 9,55.10
6
.= 18697,9 (Nmm)
Trục I :T
I
= 9,55.10
6
=9,55.10
6
. = 18496,84 (Nmm)
Trục II :T
II

= 9,55.10
6
= 9,55.10
6
. = 78753,55 (Nmm)
Trục III :T
III
=9,55.10
6
= 9,55.10
6
.= 281383,9 (Nmm)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
BẢNG THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP
Trục
Thông số
Động cơ I II III
u 1 4,5 3,8
P (KW) 1,86 1,84 1,74 1,65
n (v/p) 950 950 211 56
T (Nmm) 18697,9 18496,84 78753,55 281383,9
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
PHẦN III: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN - RĂNG THẲNG
Các thông số đầu vào:

– Đặc tính làm việc: Va đập nhẹ.
– Số ca làm việc: 2 ca.
– Công suất trên trục chủ động: P
I
= 1,84(kW).
– Số vòng quay trên trục chủ động: .
– Momen xoắn trên trục chủ động: T
I
= 18496,84 (Nmm).
– Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng: u
brc
= 4,5
A. Bộ tuyền bánh răng côn
III.1. Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu cho bánh răng:
• Bánh răng nhỏ (bánh răng 1)
+ Thép 45 tôi cải thiện
+ Độ cứng: HB = (241…285)
+ Giới hạn bền: σ
b1
= 850 Mpa
+ Giới hạn chảy : σ
ch1
= 580 Mpa
Chọn độ cứng bánh răng nhỏ : HB
1
= 250.
• Bánh răng lớn (bánh răng 2)
+ Thép 45 tôi cải thiện
+ Độ cứng: HB = (192…240)

+ Giới hạn bền: σ
b2
= 750 Mpa
+ Giới hạn chảy : σ
ch2
= 450 Mpa
Chọn độ cứng bánh răng lớn : HB
2
= 240.
III.2. Tính ứng suất cho bộ truyền:
III.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o
limH
KK
S
ZZ
σ
Trong đó:
+) σ°
Hlim
: ứng suất tiếp xúc cho phép:
Tra bảng 6.2 sách TTTKHDĐCK - trang 94 có
σ°
Hlim
= 2HB + 70

Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
σ°
Hlim1
= 2HB
1
+ 70 = 2.250 + 70 = 570 MPa
σ°
Hlim2
= 2HB
2
+ 70 = 2.240 + 70 = 550 MPa
+) S
H
: Hệ số an toàn tính về tiếp xúc :
Tra bảng 6.2 sách TTTKHDĐCK - trang 94 có : S
H
= 1,1
Chọn sơ bộ : Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
+) K
HL
= 1 ( Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ

xác định).
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o
limH
KK
S
ZZ
σ

[σ
H1
] = 1 = 518,8 MPa
[σ
H2
] = = 500 Mpa
Do đây là bộ truyền bánh răng côn thẳng nên
[σ
H
] =min{ [σ
H1
]; [σ
H2
] } = [σ
H2
] = 500 Mpa

Kiểm tra điều kiện: 1,25[σ
H
]
min
= 1,25.500 = 625 > [σ
H
] ( thỏa mãn).

III.2.2. Ứng suất uốn cho phép:
[σ
F
] =
Trong đó:
+ σ°
Flim
: ứng suất uốn cho phép:
Tra bảng 6.2 sách HDTK HDĐ CK - trang 94 có
σ°
Flim
= 1,8HB
σ°
Flim1
= 1,8HB
1
= 1,8.250 = 450 MPa
σ°
Flim2
= 1,8HB
2
= 1,8.240 = 432 MPa

+ S
F
: Hệ số an toàn tính về tiếp uốn :
Tra bảng 6.2 sách HDTK HDĐ CK - trang 94 có : S
F
= 1,75
+ Y
R
: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân răng.
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 7
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
+ Y
S
: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
+ K
xF
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Chọn sơ bộ : Y
R
.Y
S
.K
xF
= 1
+ K
FL
=1 ( Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng).
+ K

FC
=1 ( Hệ số đặt tải một phía).
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
F
] =
[σ
F2
] = .1.1 = 246,8 (MPa)
[σ
F1
] = .1.1 = 257,14 (Mpa)
Đây là bộ truyền bánh răng côn thẳng nên :
[σ
F
] = min([σ
F1
], [σ
F2
]) = 246,8 (Mpa)
III.2.3 Ứng suất quá tải cho phép :
Theo công thứ 6.13 và 6.14 trang 95-96 sách TTTK HDĐCK:
[σ
H
]
max
= 2,8σ
CH2
= 2,8.450 = 1260 MPa
[σ

F1
]
max
= 0,8σ
CH1
= 0,8.580 = 464 MPa
[σ
F2
]
max
= 0,8σ
CH2
= 0,8.450= 360 Mpa
III.3. Xác định các thông số :
III.3.1. Chiều dài côn ngoài :
Theo công thức 6.52a trang 112 (GT TTTKHDĐCK I) ta có:
R
e
=
Trong đó :
+ K
R
: Hệ số phụ thuộc vật liệu, loại răng : K
R
= 0,5K
đ
K
đ
: Hệ số phụ thuộc loại răng : Với bánh răng côn, răng thẳng làm
bằng thép thì K

đ
= 100 MPa
1/3
⇒ K
R
= 0,5.100 = 50 MPa
1/3
+ K
be
: Hệ số chiều rộng vành răng
K
be
= b/R
c
= 0,25 … 0,3
Chọn K
be
= 0,25
+ K
Hβ
: Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
Với bánh răng côn có :. = = 0,61
Tra bảng 6.21 sách TTTK HDĐ CK trang113 ⇒ K
Hβ
= 1,23

+ T
1
= Nmm : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động
+ [σ
H
] = 500 MPa
Thay vào công thức trên ta được :
R
e
= 20 mm
III.3.2 Số răng bánh nhỏ :
Đường kính chia ngoài bánh nhỏ :
d
e1
=

= = 40 mm
Tra bảng 6.22 GT TTTK HDĐCK tr114
=>Z
1P
= 15
Với HB < 350 : Z
1
= 1,6Z
1P
= 1,6.15 = 24
Chọn = 24
Dựa vào bảng 6.20 GT TTTK HDĐCK trang 112 chọn hệ số dịch chỉnh đối
xứng:
x

1
= 0,51 ; x
2
= - 0,51
=> x
t
= x
1
+ x
2
= 0
III.3.3. Đường kính trung bình và môđun trung bình :
d
m1
= (1-0,5K
be
).d
e1
= (1-0,5.0,25).40 = 34 mm
m
tm
= d
m1
/Z
1
= 34/24 = 1,42 mm
III.3.4. Môđun vòng ngoài
Theo công thức 5.56 sách TTTK HDĐCK trang115
m
te

= = = 1,67 mm
Theo bảng 6.8 GT TTTK HDĐCK trang 99 lấy m
te
theo tiêu chuẩn :
m
te
= 1,75 mm
III.3.5. Số răng bánh lớn .
Vì Z
1
= 24
⇒ Số răng bánh lớn Z
2
= u.Z
1
= 4,5.24 = 108
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
III.3.6. Góc côn chia :
δ
1
= arctg(Z
1
/Z
2
) = arctg (24/108) = 16°
δ
2

= 90° - δ
1
= 90° - 15° = 74°
III.3.7. Chiều dài côn ngoài :
R
e
= 0,5m
te
= 0,5.1,75. = 96,8 mm
III.3.8. Chiều rộng bánh răng b
w
:
b
w
= . K
be
= 96,8 .0,25= 24,3 mm
Vậy chọn b = 25
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG
THẲNG:
hiệu suất 0,96
mô đun m
te
=1,75
chiều rộng bánh răng b
w
=25 (mm)
tỉ số truyền u=4,5
góc nghiêng răng =0
số răng của bánh răng z

1
=24; z
2
=108
Góc ăn khớp (độ)
momen xoắn trên trục I T = 18496,84
Số vòng quay trục I 950 (v/p)
Công suất trên trục I P = 1,84 (Nmm)
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Flim1
= 450 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Flim2
= 432 (MPa)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 10
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Hlim1
= 570 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Hlim2
= 550 (MPa)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế bộ truyền bánh răng côn răng thẳng
- Các thông số được nhập như hình sau:

Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
- Thông số của các lực tác dụng
Lực vòng F
t1
= F
t2
(N) 1011.325
Lực dọc trục F
a1
= F
r2
(N) 79.85
Lực dọc trục F
a2
= F
r1
(N) 359.327
- Mô hình 3D của bộ truyền sau khi hiệu chỉnh:
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 12
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
B. Bộ tuyền bánh răng trụ răng thẳng
III.4.1. Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu cho bánh răng
• Bánh răng nhỏ (bánh răng 1)
+ Thép 45 tôi cải thiện

+ Độ cứng: HB = (241…285)
+ Giới hạn bền: σ
b1
= 850 Mpa
+ Giới hạn chảy : σ
ch1
= 580 Mpa
Chọn độ cứng bánh răng nhỏ : HB
1
= 250.
• Bánh răng lớn (bánh răng 2)
+ Thép 45 tôi cải thiện
+ Độ cứng: HB = (192…240)
+ Giới hạn bền: σ
b2
= 750 Mpa
+ Giới hạn chảy : σ
ch2
= 450 Mpa
Chọn độ cứng bánh răng lớn : HB
2
= 240.
III.4.2. Tính ứng suất chô bộ truyền:
III.4.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o

limH
KK
S
ZZ
σ
Trong đó:
+) σ°
Hlim
: ứng suất tiếp xúc cho phép:
Tra bảng 6.2 sách TTTKHDĐCK - trang 94 có

σ°
Hlim
= 2HB + 70
σ°
Hlim1
= 2HB
1
+ 70 = 2.250 + 70 = 570 MPa
σ°
Hlim2
= 2HB
2
+ 70 = 2.240 + 70 = 550 MPa
+) S
H
: Hệ số an toàn tính về tiếp xúc :
Tra bảng 6.2 sách TTTKHDĐCK - trang 94 có : S
H
= 1,1

Chọn sơ bộ : Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 13
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
+) K
HL
= 1 ( Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ
xác định).
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o
limH
KK
S
ZZ
σ

[σ
H1

] = 1 = 518,8 MPa
[σ
H2
] = = 500 Mpa
Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên
[σ
H
] =min{ [σ
H1
]; [σ
H2
] } = [σ
H2
] = 500 Mpa
Kiểm tra điều kiện: 1,25[σ
H
]
min
= 1,25.500 = 625 > [σ
H
] ( thỏa mãn).

III.4.2.2. Ứng suất uốn cho phép:
[σ
F
] =
Trong đó:
+ σ°
Flim
: ứng suất uốn cho phép:

Tra bảng 6.2 sách HDTK HDĐ CK - trang 94 có
σ°
Flim
= 1,8HB
σ°
Flim1
= 1,8HB
1
= 1,8.250 = 450 MPa
σ°
Flim2
= 1,8HB
2
= 1,8.240 = 432 MPa
+ S
F
: Hệ số an toàn tính về tiếp uốn :
Tra bảng 6.2 sách HDTK HDĐ CK - trang 94 có : S
F
= 1,75
+ Y
R
: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân răng.
+ Y
S
: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
+ K
xF
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Chọn sơ bộ : Y

R
.Y
S
.K
xF
= 1
+ K
FL
=1 ( Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng).
+ K
FC
=1 ( Hệ số đặt tải một phía).
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép:
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 14
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
[σ
F
] =
[σ
F2
] = .1.1 = 246,8 (MPa)
[σ
F1
] = .1.1 = 257,14 (Mpa)
Đây là bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên :
[σ
F
] = min([σ

F1
], [σ
F2
]) = 246,8 (Mpa)
III.4.2.3. Ứng suất cho phép khi quá tải:
- Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép, theo CT 6.13[1] ta có:
[σ
H
]
max
= 2,8σ
ch
=>
- Ứng suất uốn quá tải cho phép, theo CT 6.14[1] ta có:
[σ
F
]
max
= 0,8σ
ch
=>
III.4.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
Khoảng cách trục được tính theo CT 5.15a[1]:
a
w
= K
a
(u + 1)
Trong đó:
K

a
- hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng, với cặp bánh răng trụ -
răng thẳng làm bằng thép: K
a
= 49,5(MPa)
1/3
(bảng 6.5[1])
u - tỷ số truyền của hộp giảm tốc, u = 3,8 ;
T
1
- Momen xoắn trên trục chủ động, T
1
= 78753,55 (N),
[σ
H
] = 500 (MPa) - ứng suất tiếp xúc cho phép,
= b
w
/a
w
- hệ số chiều rộng, tra trong bảng 6.6[1] ta có = 0,4,
K
H
β

- hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng
khi tính về tiếp xúc, ta có hệ số xác định theo CT 6.16[1]:
= 0,53.0,4(3,8 +1) = 1,06;
tra trong bảng 6.7[1], ứng với bộ truyền 6, = 1,06 và HB < 350 nên ta có K
H

β
=
1,05
Vậy a
w
= 49,5.(3,8 + 1). 141,8 (mm)
Lấy a
w
= 142 (mm).

Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 15
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
III.4.4. Xác định thông số ăn khớp.
III.4.4.1. Xác định môđun
- Theo CT 6.17[1] ta có: m = (0,01 0,02)a
w
=> m = (0,01 0,02)142(mm) = (1,42 2,84)(mm)
- Từ bảng 6.8[1] ta chọn giá trị tiêu chuẩn của môđun: m = 1,5
III.4.4.2. Xác định số răng sơ bộ của bánh răng
- Theo CT 6.19[1] ta có số răng bánh nhỏ: z
1
= 2a
w
/ [m(u + 1)]
=> z
1
= 2.142 / [1,5.(3.8 +1)] = 39,5
Chọn z

1
= 40
- Số răng bánh lớn được tính theo CT 2.20[1]: z
2
= uz
1
= 3,8.40 = 152
Chọn z
2
= 152
Hệ số dịch chỉnh: ( theo bang 6.9 trang 100)
Khoảng cách trục được tính lại theo CT6.21[1]:
= = 144
Chiều rộng vành răng :
= . = 0,4.142 = 56,8 mm
Lấy 57 mm
Góc ăn khớp được tính theo CT 6.27[1]: ; Với : là tổng số răng)
=>
Do đó
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 16
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG:
hiệu suất 0,97
mô đun m
te
=1,5
chiều rộng bánh răng b
w

=57 (mm)
tỉ số truyền u=3,8
góc nghiêng răng =0
số răng của bánh răng z
1
=40; z
2
=152
góc ăn khớp
momen xoắn trên trục I T = 78753,55 (Nmm)
Số vòng quay trục I 211 (v/p)
Công suất trên trục I P = 1,74 (KW)
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Flim1
= 450 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Flim2
= 432 (MPa)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 17
Khoảng cách trục
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Hlim1
= 570 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Hlim2

= 550 (MPa)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
- Các thông số được nhập như hình sau:
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
- Thông số của các lực tác dụng
Lực vòng F
t
(N) 2624.925
Lực hướng kính F
r
(N) 955.395
Lực dọc trục F
a
(N) 0
- Mô hình 3D của bộ truyền sau khi hiệu chỉnh:
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
Phần IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
IV.1. Chọn và kiểm tra khớp nối.
Chọn khớp nối.
-
Vì moomen xoắn nhỏ T
1

= 18496,84 (Nmm) và cần bù sai lệch trục nên chọn
nối trục vòng đàn hồi (giảm va đập, cấu tạo đơn giản).
- Moomen xoắn trên trục I:
T
t
= k. T
1
= 1,3.18496,84 = 24,045 (Nm)
Với k: Hệ số chế độ làm việc, k =1,3 (tra bảng 16.10)
- Đường kính nối trục
d = (0,8÷1,2).d
dc
= (0,8÷1,2).20 = 16÷24
chọn d = 20
IV.2. Chọn vật liệu.
Với hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình thì vật liệu được chọn thiết kế trục là
thép 45 tôi cải thiện. Theo bảng 6.1 [I] ta có các thông số của vật liệu chế tạo trục
như sau:
Độ rắn :HB=192 240 Giới hạn bền : σ
b
=750 Mpa
Giới hạn chảy : σ
ch
= 450 Mpa = 15 Mpa
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
IV.3. Tính trục vào
IV.3.1. Các lực tác dụng lên trục I.

a/. Lực tác dụng từ khớp nối.(TKII trang 67)
F
k
= (0,1÷0,3) F
t
; (F
t
: lực vòng tác dụng lên vòng đàn hồi)
Với F
t
= 2 T
1
/D
0
= 2. 18496,84/63 = 621,05 (N)
Vậy F
k
= (0,1÷0,3).621,05 = 62,105÷156,315 (N)
Lấy F
k
= 100(N)
b/. Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng.
Lực vòng F
t1
= F
t2
(N) 1011.325
Lực dọc trục F
a1
= F

r2
(N) 79.85
Lực dọc trục F
a2
= F
r1
(N) 359.327
Xét chiều quay các lực:
Trục vào quay ngược chiều KĐH khi nhìn từ đầu phải trục
F
x13
= -F
t
= -1011.325 (N)
F
y13
= -F
r1
= -359.327 (N)
F
z13
= -F
a1
= -79.85 (N)
IV.3.2. Xác định đường kính sơ bộ của trục.
Đường kính trục I
d = (0,8÷1,2).d
dc
= (0,8÷1,2).20 = 16÷24
chọn d =20

Chọn chiều rộng ổ: b
o
= 15 (theo bảng 10.2-I tr 189)
IV.3.3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
+ Chiều dài mayơ của khớp nối:
l
m12
= (1,4… 2,5)d =(1,4 2,5).20 =( 28…50) mm
= > chọn l
m12
= 40 (mm)
+ Chiều dài moay ơ bánh răng côn nhỏ:
l
m13
= (1,2…1,4). 20 = (24…28) mm; lấy l
m13
= 28 mm
Chiều rộng vành răng b= 25 với l
m13
thỏa mãn yêu cầu lắp ghép.
Các khoảng cách khác được chọn trong bảng (10.3[I]):
•
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc.
khoảng cách giữa các chi tiết quay.
k
1
= (8…15)mm lấy k
1
= 15 mm
•

Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp.
k
2
=(5…15)mm lấy k
2
= 10 mm
•
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ.
k
3
= (10…20)mm lấy k
3
= 15 mm
•
Chiều cao lắp ổ và đầu bulông.
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 21
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
h
n
= (15 20) mm lấy h
n
=20 mm
Xác định chiều dài của các đoạn trục.
Khoảng cách từ gối 0 đến khớp nối
l
12
= 0,5( l
m12

+ b
0
) +k
3
+h
n
= 0,5( 40 + 15) +15+20 = 57,5 (mm), chọn l
12
= 60
khoảng cách giữa 2 gối
l
11
= (2.5÷3) d = (2.5÷3).20 = (50÷60) (mm), chọn l
11
= 60
khoảng cách từ gối 0 đến bánh răng chủ động
l
13
= 0,5(b
0
- b
13
cosδ
1
)+k
1
+ k
2
+ l
11

+ l
m13
= 0,5( 15 - 25 cos20) +15+10+60+28 =
108 (mm), chọn l
13
= 110 (mm)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
IV.3.4. Tính toán thiết kế trục trên phần mềm Inventor :
Với : Đường kính sơ bộ d = 20 mm
Chiều dài trục sơ bộ L = l
12
+ l
13
= 60+110 = 170 mm
Môđun đàn hồi E = 200 Mpa
Môđun trượt G = 8.10
3
Mpa
Tỷ trọng vật liệu ρ = 7930 kg/m
3
a/. Thông số hình học của trục
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
b/. vị trí gối đỡ
- Gối 0 cách mặt đầu trái 60 mm

- Gối 1 cách mặt đầu phải -50 mm

c/. Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng côn
- Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng côn được đặt tại vị trí cách vị trí giữa trục
73 mm. Chiều của các lực được đặt đúng theo hệ tọa độ 0xyz khi gọi lệnh. F
x13
,
F
y13
và F
z13
đều ngược chiều các trục tọa độ.
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 24
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
- ngoài ra lực dọc trục từ bộ truyền bánh răng còn gây ra momen uốn
M = F
z13
.d
e
/2 = -79.85.30,577/2 = -1220,5 (Nmm)
Và momen xoắn do lực vòng của bánh răng gây ra:
T = F
x13
.d
e
/2 = -1011,325.30,577/2 = -15461,5 (Nmm
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 25