THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
BỘ CÔNG THƯƠN
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ
Đề tài:
THIẾT KẾ HỘP
GIẢM TỐC MỘT CẤP
1
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
Nam Định :
Giáo viên hướng dẫn : Bùi Ánh Hưng
Sinh viên thực hiện : Đỗ Xuân Kiên
Lớp : ĐHCK6AND
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành cơ
khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy.
Mục đích là giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức đã học, nghiên cứu và làm
quen với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiện nay.
Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho
chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu : “ thiết kế hệ hộp giảm
tốc hai cấp( hộp khai triển) ”. Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng
kiến thức tổng hợp, còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng,
song bài làm của em không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được
sự đóng góp ý kiến của thầy cô, giúp em có được những kiến thức thật cần thiết để
sau này ra trường có thể ứng dụng trong công việc cụ thể của sản xuất.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn và đặc
biệt là thầy Bùi Ánh Hưng đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
Nam Định, ngày tháng năm 20
2
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
Sinh viên: Đỗ Xuân Kiên
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

















Nam Định, ngày thág năm

3
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
I Đề tài: Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp ( hộp khai triển )
1, Động cơ 3, Hộp giảm tốc
(1 cấp thẳng - 1 cấp nghiêng)
4, Bộ truyền đai
2, Nối trục đàn hồi 5, Băng tải
II Các số liệu ban đầu:
1 Lực kéo băng tải: F = 13500 (N)
4
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
1
2
3
4
5
F
v
t
T
T
mm
= 1,8 T
1

T
2
= 0,7 T
1
t
1
= 3,5giờ
t
2
= 3,8 giờ
t
ck
= 8 giờ
II
III
I
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
2 Vận tốc băng tải: v = 0,55 (m/s)
3 Đường kính tang: D = 350 mm
4 Thời hạn phục vụ: l
h
= 17000 giờ
5 Số ca làm việc: Số ca = 3
6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 30
0
7 Đặc tính làm việc: Va đập nhẹ.
Phần I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và
mômen xoắn trên trục.
1 Công suất cần thiết

Gọi P
t
- công suất tính toán trên trục máy công tác (Kw)
P
ct
- công suất cần thiết trên trục động cơ (Kw)
– hiệu suất chuyền động.
Ta có: P
t
=
 P
t
=
Vậy công suất tính toán trên trục máy công tác là: P
t
= 7,425 (Kw)
Áp dụng công thức P
ct
= với =
Trong đó: , , , được tra trong bảng trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ.
= 0,96 – hiệu suất bộ truyền đai
= 0,98 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ
= 0,995 – hiệu suất của 1 cặp ổ lăn
= 1 – hiệu suất của khớp nối.
 P
ct
= = 8,22 (Kw).
5
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên

Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: P
ct
= 8,22 (Kw).
2 Tính số vòng quay trên trục của tang
Ta có số vòng quay trên trục của tang là: n
t
=
n
t
= = 30,03 (vòng/phút).
3 Chọn số vòng quay sơ bộ cho động cơ
Tra bảng. Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp ta có số vòng quay sơ bộ
của động cơ là:
Áp dụng công thức: n
sb
= n
t
.i
hgt
.i
d
= 30,03.12.2 = 720 (vòng/phút)
Trong đó: i
hgt
– tỷ số truyền của hộp giảm tốc
i
d

– tỷ số truyền của đai thang.
i
hgt
và i
d
được tra trong bảng tỷ số truyền ta chọn i
hgt
= 12; i
d
= 2.
4 Chọn động cơ
Động cơ cần chọn ở chế độ làm việc dài, phụ tải không thay đổi nên động cơ phải
có P
dm
P
ct
= 8,22 (Kw).
Theo bảng 2P (sách TKCM trang 323) ta chọn động cơ số hiệu AO2-62-8 có
thông số kỹ thuật sau:
+ Công suất định mức: P
dm
= 10 (Kw)
+ Tốc độ quay: n
dc
= 725 (Vòng /phút)
1.5 Phân phối tỷ số truyền
- Với động cơ đã chọn ta có: P
dm
= 10 (Kw)
n

dc
= 725 (Vòng /phút)
Theo công thức tính tỷ số truyền ta có: i
c
= = = 24,14
6
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
Ta có i
c
= i
hgt
.i
d
Trong đó: i
c
– tỷ số truyền chung
i
hgt
– tỷ số truyền của hộp giảm tốc
i
d
– tỷ số truyền của đai.
Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc i
d
= 2.
Ta tính được: i

nh
.i
ch
=
d
c
i
i
= = 12,07
Với lược đồ dẫn động như đề cho ta chọn i
nh
= 1,3.i
ch
Trong đó: i
nh
- tỷ số truyền nhanh của hộp giảm tốc
i
ch
– tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc.
 i
ch
== 3,04
 i
nh
=1,3.3,04 = 3,96
1.6 Công suất động cơ trên các trục
- Công suất động cơ trên trục I là:
P
I
= P

ct
= 8,22. 0,96 = 7,89 (Kw)
- Công suất động cơ trên trục II là:
P
II
= P
I
= 7,89.0,98.0,99 = 7,65 (Kw)
- Công suất động cơ trên trục III là:
P
III
= P
II
= 7,65. 0,99.1 = 7,57 (Kw)
-Công suất động cơ trên trục IV là:
7
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
P
IV
= P
III
= 7,57 (Kw)
1.7 Tốc độ quay trên các trục
- Tốc độ quay trên trục I là: n
1
= = = 362,5 (vòng/phút)

- Tốc độ quay trên trục II là: n
2
= = = 91,54 (vòng/phút)
- Tốc độ quay trên trục III là: n
3
= = = 30,11 (vòng/phút).
- Tốc độ quay trên trục IV là: n
3
= n
4
= 30,11 (vòng/phút).
1.8 Xác định mômen xoắn trên các trục
- Mômen xoắn trên các trục động cơ được tính theo công thức:
M
dc
= 9,55 = 9,55 = 108277,24(N.mm)
- Mômen xoắn trên trục I là:
M
1
= 9,55 = 9,55 = 207860,68 (N.mm)
- Mômen xoắn trên trục II là:
M
2
= 9,55 = 9,55 = 798093,72 (N.mm)
-Mômen xoắn trên trục III là:
M
3
= 9,55 = 9,55 = 2400979,74 (N.mm)
- Mômen xoắn trên trục IV là:
M

4
= M
3
= 2400979,74 (N.mm)
Ta có bảng thông số sau:
8
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
PhầnII – Tính toán bộ truyền đai.
2.1 Chọn loại đai
Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định được loại đai, kích thước đai và
bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục.
Do công suất động cơ P
ct
= 8,22 (Kw) và i
d
= 2 < 10 và yêu cầu làm việc va
đập nhẹ nên ta hoàn toàn có thể chọn đai thang.
Ta nên chọn đai làm làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm
việc được trong điều kiện môi trường ẩm ướt, có súc bền và tính đàn hồi cao. Đai
vải cao su thích hợp ở các truyền động có vận tốc cao, công suất truyền động nhỏ.
2.2 Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai
2.2.1 Xác định đường kính bánh đai nhỏ D
1
Từ công thức kiểm nghiện vận tốc:
9
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
Trục
Thông số
Động cơ I II III
Công suất (Kw) 7,89 7,65 7,57
Tỉ số truyền i 2 3,96 3,04 1
Vận tốc vòng n
(vòng/phút)
725 362,5 91,54 30,11
Mômen (N.mm) 108277,24 207860,68 798093,72 2400979,74
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
V
d
= V
max
= (30 ÷ 35) m/s
 D
1
= 922,46 (mm)
Theo ( bảng 5.14 và bảng 5.15 sách TKCTM trang 93 ) chọn D
1
= 900 mm
=>V
d
= = 34,14 ( m/s) <V
max
= (30 ÷ 35) m/s
2.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớn D

2
Theo ( công thức 5-4 sách TKCTM trang 84 ) ta có đường kính bánh đai
lớn:
D
2
= i
d
.D
1
.(1 – )
Trong đó: id – hệ số bộ truyền đai
- Hệ số trượt bộ truyền đai thang lấy = 0,02( trang 84 sách TKCTM )
 D
2
= 2.900.(1 – 0,02) = 1764 (mm)
Chọn: D
2
= 1800 mm theo ( bảng 5.15 sách TKCTM trang 93 )
Số vòng quay của trục bị dẫn:
= (1 – 0,02). 725. = 355,25 (vòng/phút)
Kiểm nghiệm n = .100% = . 100% = 2 (%)
Sai số n nằm trong phạm vi cho phép ( 3 ÷ 5 )% .
2.2.3. xác định tiết diện đai
Với đường kính đai nhỏ D
1
= 900 (mm) , vận tốc đai V
d
= 34,11 (m/s) và P
ct
=

8,22(Kw) tra ( bảng 5-13 sách TKCTM trang 93 ) ta chọn đai loại B với các thông
số (bảng 5-11) sau:
Sơ đồ tiết diện đai Kí hiệu Kích thước tiết diện đai (mm)
10
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
b
t
19
h 13,5
b 22
y
0
4,8
F (mm
2
) 230
2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
Theo diều kiện : 0,55(D
1
+ D
2
) + h A 2(D
1
+ D
2
)

( với h là chiều cao tiết diện đai )
Theo bảng (5-16) – trang 94, sách thiết kế chi tiết máy.
Với: i = 2, chọn A = 1,2.D
2
= 1,2.1800 = 2160 (mm)
2.4 Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A
Theo công thức:
L = 2A + (D
1
+ D
2
)+
L = 2.2160 + (900 + 1800) + = 8652,75(mm)
Lại có u=
≤
u
max
= 10
Kết hợp theo bảng (5-12) lấy L = 9000 (mm)
Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây
Áp dụng công thức : u = u
max
= 10
11
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
h
b
b

t
y
0
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
u = == 3,79 (m/s) u
max
= 10 (m/s)
2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L = 9000 mm
Áp dụng công thức :
A =
A=
A =2337,17 (mm)
Kiểm tra điều kiện (5-19):
0,55(D
1
+ D
2
) + h A 2(D
1
+ D
2
)
0,55(900 + 1800) + 13,5 2337,17 2(900 + 1800)
1498,5 (mm) 2337,17 (mm) 5400 (mm)
Khoảng cách nhỏ nhất mắc đai:
A
min
= A – 0,015L = 2337,17 – 0,015.9000 = 2202,17 (mm)
Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng:

A
max
= A + 0,03L = 2337,17 + 0,03.9000 = 2607,17 (mm)
2.6. Kiểm nghiệm góc ôm
Theo công thức (5-3) ta có :
=180
o
- = 180
0
- = 158
0
> 120
0
=>Thỏa mãn
2.7. Xác định số đai cần thiết
Số đai được xác định theo điều kiện tránh xảy ra trượt trơn giữa đai vàbánh
đai.
Chọn ứng suất căng ban đầu
0
=1,2 N/mm
2
và theo chỉ số D
1
tra bảng ta có
các hệ số:
12
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

KHOA: CƠ KHÍ
[
p
]
0
= 1,91 : ứng suất có ích cho phép (bảng 5-17)
C = 0,95 :Hệ số ảnh hưởng góc ôm (bảng 5-18 )
C
t
= 0,4 :hệ số ảnh hưởng chế độ tải trọng (bảng 5-6)
C
v
= 0,6 :hệ số ảnh hưởng vận tốc (bảng 5-19)
F = 230 mm
2
:Diện tích tiết diện đai (bảng 5-11)
V
d
= 34,11 (m/s) : Vận tốc đai
 Số đai cần thiết:Theo công thức (5-22) có :
Z . = . = 2,88
Lấy số đai : Z = 3
2.8. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
- Chiều rộng bánh đai:
Theo công thức (5-23): B = (Z -1).t + 2.S
Theo bảng (10-3) có: t = 26 ; S = 17
 B = (3 – 1).26 +2.17 = 86 (mm)
- Đường kính ngoài bánh đai:
Theo công thức (5-24):
+ Với bánh dẫn: D

n1
= D
1
+ 2y
0
= 900 + 2.4,8 = 909,6 (mm)
+ Vối bánh bị dẫn: D
n2
= D
2
+ 2y
0
= 1800 + 2.4,8 = 1809,6(mm)
2.9. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
- Lực căng ban đầu với mỗi đai:
Theo công thức (5-25) ta có : S
0
=
0
. F
Trong đó:
0
= 1,2 N/mm
2
ứng suất căng ban đầu
F = 230 mm
2
: Diện tích tiết diện đai
 S
0

= 1,2. 230 = 276
- Lực tác dụng lên trục:
Theo công thức (5-26): R
d
.S
0
.Z sin(
Với : = 158
0
; Z = 3
 R
d
= . 276.3 sin(= 2438,36 (N)
13
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
Bảng 2: các thông số bộ truyền đai
Thông số
Giá trị
Bánh đai nhỏ Bánh đai lớn
Đường kính bánh đai D
1
= 900 (mm) D
2
= 1800 (mm)
Đường kính ngoài bánh đai D
n1

= 909,6 (mm) D
n2
= 1809,6 (mm)
Chiều rộng bánh đai B = 86 (mm)
Số đai Z = 3 đai
Chiều dài đai L = 9000 (mm)
Khoảng cách trục A = 2337,17 (mm)
Góc ôm = 158
0
Lực tác dụng lên trục R
d
= 2438,36 (N)
Phần III – Thiết kế bộ truyền bánh răng
3.1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện cho bánh răng cấp chậm
Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình, nên chọn vật liệu làm bánh
răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350; tải trọng va đập nhẹ, thay đổi, bộ truyền
bánh răng quay 2 chiều. Đồng thời để tăng khả năng chày mòn của răng chon độ
rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25 50 HB. Chọn:
14
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
• Bánh răng nhỏ thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số của thép
như sau: giả thiết đường kính phôi: 60 90 chọn 90 mm
+ Giới hạn bền kéo: σ
bk
= 750 850 N/mm

2
chọn σ
bk
= 850 N/mm
2
+ Giới hạn chảy: σ
ch
= 450 N/mm
2
+ Độ rắn HB = 210 240 ( chọn HB = 240)
• Bánh răng lớn thép 45 thường hoá. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số thép như
sau:
Giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm
+ Giới hạn bền kéo: σ
k
= 600 N/mm
2
+ Giới hạn chảy: σ
ch
= 300 N/mm
2
+ Độ rắn HB = 170 220 ( chọn HB = 210)
(Với cả hai bánh răng ta chọn phôi đúc)
3.1.2. Xác địnhứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp
nhanh
Bánh răng chịu tải thay đổi, áp dụng công thức (3-4) ta có:
N
td
= 60.u.
∑

ii
i
Tn
M
M
.)(
2
max
Trong đó: M
i,
n
i,
T
i
– mômen xoắn, số vòng quay trong một phút và tổng thời
gian làm việc ở chế độ I ;
15
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
M
max
– mômen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng ( ở đây không
tính đến mômen xoắn do quá tải trong thời gian ngắn) ;
u – số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng
( trường hợp này u = 1).
Số chu kì làm việc của bánh răng lớn:
N

td1
= 60.u.
∑
11
2
max
1
.)( Tn
M
M
= 60.1.[1
2
.362,5.0,4375.17000 + 0,7
2
.362,5.0,475.17000 =24,78.10
7
Số chu kì làm việc của bánh răng lớn:
N
td2
= 60.u.
∑
22
2
max
2
.)( Tn
M
M
= 60.1.[ 1
2

.91,54.0,4375.17000 +0,7
2
.91,54.0,475.17000 ] = 2,58.10
7


Theo bảng (3-9) ta chọn số chu kì cơ sở N
0
= 10
7
 N
td1
> N
0
 N
td2
> N
0
 Lại có: K’
N
=
6
td
o
N
N
, K”
N
=
m

td
o
N
N
, chọn m = 6
 Từ trên ⇒ K’
N
= K”
N
= 1
• Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ]
tx
=[σ]
Notx
.K’
N
Theo bảng (3-9) ta có [σ]
Notx
= 2,6 HB
Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[σ]
N1tx
= 2,6.240 = 624 N/mm
2
16
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

KHOA: CƠ KHÍ
ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[σ]
N2tx
= 2,6.210 = 546 N/mm
2
• Xác định ứng suất uốn cho phép:
Vì phôi đúc, thép tôi cải thiện và thường hoá nên n ≈1,8 và hệ số tập trung ứng
suất chân răng K
σ
= 1,8 ( thường hoá hoặc tôi cải thiện trang 44 sách TKCTM)
• Đối với thép σ
-1
= (0,4 0,45)σ
bk
, chọn σ
-1
= 0,45σ
bk
• Răng làm việc hai mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều) nên:
[σ]
u
σ
σ
Kn
K
N
.
".
1−

=
Ứng suất uốn cho phép của
+ Bánh nhỏ: [σ]
u1
=
8,1.8,1
1.850.45,0
= 118 N/mm
2
+ Bánh lớn: [σ]
u2
8,1.8,1
1.600.45,0
=
= 83 N/mm
2
3.1.3. Tính khoảng cách trục A
- Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K = 1,4
- chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψ
A
= 0,3
áp dụng công thức (3-9): A
[ ]
3
2
2
6
.
.
.)

.
10.05,1
().1(
n
NK
i
i
A
tx
ψσ
±≥
17
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
Trong đó: i = = = 3,96 : tỉ số truyền
n
2
= 91,54 (vòng/ph) số vòng quay trong 1 phút của bánh răng bị dẫn
N = 7,89 (Kw): công suất trên trục I
A

≥
(3,96+1). = 226,20 (mm) chọn A
sb
= 230 (mm)
3.1.4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh
răng

Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài được tính theo công thức (3-17)
V =
1000.60

11
nd
π
=
1)+.(1000.60
2
1
i
nA
sb
π
(m/s)
Với n
1
số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn:
V = = 1,75 (m/s)
Theo bảng (3-11) ta chon cấp chính xác để chế tạo bánh răng là cấp 9
3.1.5. Tính hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A
Hệ số tập trung tải trọng: K = K
tt
.K
d
Trong đó: K
tt
: Hệ số tập trung tải trọng; K
tt

=
2
1
+
ttb
K
K
ttb
: Hệ số tập trung tải trọng khi bộ truyền không chạy mòn
K
d
: Hệ số tải trọng động ; theo ( bảng 3-13) chọn K
d
= 1,45
•
d
= Ψ
A
.= 0,3.= 0,744
18
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
• Chon ổ trục đối xứng sát bánh răng theo ( bảng 3-12) có K
ttb
=1,05
⇒ K
tt

= = 1,025
⇒ K = 1,025.1,45 = 1,48
Áp dụng công thức:
A = A
sb
.
3
sb
K
K
= 230. = 234,30 (mm)
Chọn A = 235 (mm)
3.1.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng
Vì đây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính mô đun pháp:
• Xác định mô đun : m = ( 0,01 ÷ 0,02).A
⇒ m = (0,01 ÷ 0,02).235 = 2,35 ÷ 4,7
Theo bảng (3-1) chọn m = 3
• Tính số răng:
- Số răng bánh nhỏ: Z
1
=
( )
1.
.2
+
im
A
= =31,58 (răng)
⇒ Chọn Z
1

= 32 (răng)
- Số răng bánh lớn: Z
2
= Z
1
.i = 31,58.3,96 = 125,05 (răng)
⇒ Chọn Z
2
= 126 ( răng)
19
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
• Chiều rộng bánh răng nhỏ: b
1
= ψ
A
.A = 0,3.235 = 70,5 (mm)
- Chọn b
1
= 85 (mm)
- Chiều rộng bánh răng lớn nhỏ hơn chiều rộng bánh răng nhỏ khoảng 5 ÷ 10
mm nên chọn b
2
= 78 (mm)
3.1.7.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
Theo công thức (3-3) có: σ
u

=
bnZmy
K

10.1,19
2
6
Ν
Trong đó : K = 1,48 : Hệ số tải trọng
N: Công suất của bộ truyền (kW)
y: Hệ số dạng răng
n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính
m: Mô đun
Z
td
: Số răng tương đương trên bánh
b, σ
u
: Bề rộng và ứng suất tại chân răng
Theo bảng (3-18):
- Số răng tương đương của bánh răng nhỏ:
Z
td1
= Z
1
= 32 (răng)
⇒ Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y
1
= 0,476
20

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
- Số răng tương đương của bánh lớn:
Z
td2
= Z
2
=

126 (răng)
⇒ Hệ số dạng răng bánh lớn: y
2
= 0,517
• Như vậy ứng suất chân răng bánh nhỏ là:
σ
u1
= = 52,80 (N/mm
2
)
Ta thấy σ
u1
<[σ]
u1
= 118 (N/mm
2
) ⇒ thoả mãn
• ứng suất tại chân răng bánh răng lớn là:

σ
u2
= σ
u1
.
2
1
y
y
= 52,80. = 48,62 (N/mm
2
)
Ta thấy σ
u2
<[σ]
u2
= 83 (N/mm
2
) ⇒ thoả mãn
3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột
• Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43)
+ Bánh răng nhỏ
[σ]
txqt1
= 2,5.[σ]
Notx1
= 2,5.624 = 1560 (N/mm
2
)
+ Bánh răng lớn

[σ]
txqt2
= 2,5.[σ]
Notx2
= 2,5.546 = 1365 (N/mm
2
)
Với: σ
txqt
=
( )
2
3
6
.
1
.
10.05,1
nb
NKi
iA
+
= = 496,31 (N/mm
2
)
21
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

KHOA: CƠ KHÍ
⇒ ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ và bánh
răng lớn
• Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
+ Bánh răng nhỏ
[σ]
uqt1
= 0,8.σ
ch
= 0,8.300 = 240 (N/mm
2
)
σ
uqt1
=
bnZmy
K

10.1,19
2
6
Ν
= = 76,72 (N/mm
2
)
σ
uqt1
<[σ]
uqt1
⇒ thoả mãn

+ Bánh răng lớn
[σ]
uqt2
= 0,8. σ
ch
= 0,8.300 = 240 (N/mm
2
)
σ
uqt2
= σ
u1
.
2
1
y
y
= 76,72. = 70,63 (N/mm
2
)
⇒σ
uqt2
<[σ]
uqt2
Thoả mãn
3.1.9. Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
• Mô đun pháp tuyến m
n
= 3
• Số răng Z

1
= 32 răng; Z
2
= 126 răng
• Góc ăn khớp α
o
= 20
o
• Chiều rộng răng b
1
= 85 (mm)
22
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
b
2
= 78 (mm)
• Đường kính vòng chia d
c1
= m.z
1
= 3.32 = 96 (mm)
d
c2
= m.z
2
= 3.126 = 378 (mm)

• Khoảng cách trục A =
2
21 cc
dd +
= = 237 (mm)
• Chiều cao răng h = 2,25.m
n
= 2,25.3 = 6,75 (mm)
• Độ hở hướng tâm c = 0,25.m
n
= 0,25.3 = 0,75 (mm)
• Đường kính vòng đỉnh răng:
D
e1
= d
c1
+ 2.m
n
= 96 + 2.3 = 102 (mm)
D
e2
= d
c2
+ 2.m
n
= 378 + 2.3 = 384 (mm)
• Đường kính vòng chân răng:
D
i1
= d

c1
– 2.m
n
- 2.c = 96 – 2.3 – 2.0,75 = 88,5 (mm)
D
i2
= d
c2
– 2.m
n
– 2.c = 378 – 2.3 – 2.0,75 = 370,5 (mm)
Bảng 3 .1 : Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số Giá trị
Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn
Số răng Z
1
= 32 răng Z
2
= 126 răng
Đường kính vòng chia d
c1
= 96 mm đ
c2
= 378 mm
Đường kính vòng đỉnh răng D
e1
= 102 mm D
e2
= 384 mm
23

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
Đường kính vòng chân răng D
i1
= 88,5 mm D
i2
= 370,5 mm
Chiều rộng răng b
1
= 85 mm b
2
= 78 mm
Môđun M = 3
Khoảng cách trục A = 237 mm
Chiều cao răng h= 6,75 mm
Độ hở hướng tâm c= 0,75 mm
Góc ăn khớp
α
o
= 20
o
3.1.10. Lực tác dụng lên trục
Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên lực dọc trục P
a
= 0
Theo công thức (3-49) ta có:
+ Đối với bánh răng nhỏ :

- Lực vòng: P =
d
M
x
.2
= = = 4330,43 (N)
- Lực hướng tâm P
r
: P
r
= P.tgα
o
= 4330,43.tg20
o
= 1576,14 (N)
3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
3.2.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện cho bánh răng cấp nhanh
Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình, nên chọn vật liệu làm bánh
răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350; tải trọng va đập nhẹ, thay đổi, bộ truyền
bánh răng quay 2 chiều. Đồng thời để tăng khả năng chày mòn của răng chon độ
rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25 50 HB. Chọn:
24
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
• Bánh răng nhỏ thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số của thép
như sau: giả thiết đường kính phôi: 60 90 chọn 90 mm
+ Giới hạn bền kéo: σ

bk
= 750 850 N/mm
2
chọn σ
bk
= 850 N/mm
2
+ Giới hạn chảy: σ
ch
= 450 N/mm
2
+ Độ rắn HB = 210 240 ( chọn HB = 240)
• Bánh răng lớn thép 45 thường hoá. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số thép như
sau:
Giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm
+ Giới hạn bền kéo: σ
k
= 600 N/mm
2
+ Giới hạn chảy: σ
ch
= 300 N/mm
2
+ Độ rắn HB = 170 220 ( chọn HB = 210)
(Với cả hai bánh răng ta chọn phôi đúc)
3.2.2. Xác địnhứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp
nhanh
Bánh răng chịu tải thay đổi, áp dụng công thức (3-4) ta có:
N
td

= 60.u.
∑
ii
i
Tn
M
M
.)(
2
max
Trong đó: M
i,
n
i,
T
i
– mômen xoắn, số vòng quay trong một phút và tổng thời
gian làm việc ở chế độ I ;
25
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng