Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục bánh răng trụ răng thẳng

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đối với nhiều ngành trong trường Đại Học Bách Khoa, sau khi học xong phần lý
thuyếtsinh viên sẽ bước qua giai đoạn thiết kế đồ án môn học. Đối với môn học Chi Tiết
Máy cũng vậy. Thiết kế chi tiết máy là một bước ngoặc cho việc nghiên cứu cơ sở tính
toán và thiết kế các bộ truyền động cơ Cơ khí cũng như các chi tiết máy. Đây là đề tài
thiết kế chính xác đầu tiên đối với mỗi sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy. Nhiệm vụ
chung là thiết kế hệ thống dẫn động từ động cơ điện đến cơ cấu chấp hành.
Đề tài:”Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục bánh răng trụ răng thẳng” có các ưu điểm
là bộ truyền cho phép giảm chiều dài hộp , trọng lượng hộp be.
Nhược điểm chính của hộp giảm tốc đông trục là khả năng chịu tải trọng của cấp
nhanh chưadùng hết ; khó bố trí kết cấu chung ; khó bôi trơn bộ phận ổ ở giữa hộp ;
khoảng cách giữa các gối đỡ trục trung gian lớn do đó phải tăng đường kính trục . Khi
thiết kế đồ án Chi Tiết Máy sinh viên lần đầu tiên bắt tay vào một công việc rất mới mẽ
cần phải vận dụng nhiều kiến thức và lý thuyết để giải quyết các vấn đề có liên quan đến
thực tế. Đồ án này là sản phẩm thiết kế đầu tay, tuy còn mang nặng tính lý thuyết
nhưng có tính chất đào sâu chuyên ngành giúp cho mỗi sinh viên có ý thức sâu sắc về
công việc cũng như nghiên cứu và tính toán.
Trong đồ án vấn đề sai sót là không thể tránh khỏi, kính mong quý thầy cô tận tình
chỉ bảo để giúp em bổ sung những khuyết điểm, những khúc mắc còn tồn tại và có thêm
kiến thức để tiếp tục thực hiện các đề tài sau này.
Em xin chân thành cảm ơn qúy thầy.
Đà Nẵng, ngày 10 tháng 02 năm 2005
Sinh viên thiết kế
Hoàng Minh Thiện

Phần I : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1. Chọn động cơ điện:
Để chon động cơ điện ta tính công suất cần thiết.
Gọi N
ct

: Công suất cần thiết .
N : Công suất trên bang tải.

η
: hiệu suất truyền chung.
Ta có:
[ ]
KW
VP
N 375.4
1000
25,1.3500
1000
.
===

4
4
3
2
21
..
ηηηηη
=
Trong đó: η
1
= 0,96 - Hiệu suất bộ truyền đai
η
2
= 0,97 - Hiệu suất bộ truyền bánh răng

Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 3
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
η
3
= 0,99 - Hiệu suất của mỗi cặp ổ lăn
η
4
= 1 - Hiệu suất khớp nối
⇒ η = 0,96.0,97
2
.0,99
4
.1 = 0,868
Công suất cần thiết là:
KW
N
N
ct
04.5
868.0
375.4
===
η
Ta cần chọn động cơ có công suất lớn hơn N
ct
. Tra bảng (2P/322/TkCTM) ta chọn
động cơ điện che kín có quạt gió loại AO2-42-4 có : N
đc
= 5,5 KW ; n
đc

= 1450
p
v
2.Phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền động chung:
t
âc
n
n
i
=
n
t
: số vòng quay bang tải
[ ]
phvg
D
V
n
t
/63
350.14,3
15.1.1000.60
.
.1000.60
===
π
⇒ i
c
=

23
63
1450
=
x.
Mà i
c
= i
ng
. i
h
= i
đ
. i
nh
. i
ch
Với i
nh
là tỷ số truyền củabộ truyền cấp nhanh
i
ch
là tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm
Ta chọn i
đ
= 2
=> i
h
=
â

c
i
i
=
5.11
2
23
=
=> i
ch
=i
nh
=
35,10
=3,2
+ Tính công suất ,mômen và số vòng quay trêncác trục
1)Số vòng quay:

+trục động cơ: n
đc
= 1450 v/p
+trục I:
p
v
i
n
n
â
âc
I

725
2
1450
===
+trục II
p
v
i
n
n
nh
I
II
227
2,3
725
===
+trục III
p
v
i
n
n
chám
II
III
71
2,3
227
===

2.Tính cốnguất trên các trục
+Trục động cơ: N
dc
=5,04kw
+Trục I N
I
=N
ct
.
η
đ
.
η
ol
=5,04.0,96.0,99=4,79 kw
+Trục II N
II
=N
I
η
br

η
ol
=4,79.0,97.0,99 = 4,6 kw
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 4
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
+Trục III N
III
=N

II
η
br

η
ol
=4,6.0,97.0,99 =4,42 kw
3.Mômen xoắn trên các trục:
+Trục động cơ 
x
=
Nmm
n
âc
âc
48,33194
1450
04,5
.10.55,910.55,9
66
==
Ν
+Trục I 
x1
=
Nmm
n
86,63095
725
79,4

.10.55,910.55,9
6
1
1
6
==
Ν
+Trục II 
x2
=
Nmm
n
23,193524
227
6,4
.10.55,910.55,9
6
2
6
2
==
Ν
+Trục III 
x3
=
Nmm
n
âc
13,594521
71

42,4
.10.55,910.55,9
6
3
6
==
Ν
Bảng kết quả tính:
Trục động cơ I II III
I I
đ
= 2 I
nh
=3,2 I
ch
=3,2
n(v/p) 1450 725 227 71
N(Kw) 5,04 4,79 4,6 4,42
PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN
A. BỘ TRUYỀN NGOÀI ĐAI DẸT
I.Giới thiệu
+Truyền động đai là truyền ma sát giữa đai và bánh đai.Ưu điểm của bộ truyền đai là
làm việc êm không ồn,thích hợp với vận tốc lớn.Đai không làm việc được trong môi
trường ẩm ướt.
+Chọn loại đai:
Ta chọn loại đai dẹt vật liệu là vải cao su đây là loaüi có sức bền,tính đàn hồi cao ít
chịu ảnh hưởng của độ ẩm nhiệt độ ,vận tổc truyền cao .
II.Các bước thiết kế bộ truyền đai
+Giai đoạn 1:Nghiên cứu các yêu cầu của bộ truyền
Ta thiêt kế bộ truyền đai dẹt để dẩn truyền công suất từ động cơ đến trục của hộp giảm

tốc, với tỷ số truyền của đai là i
đ
=2 số vòng quay trục dẩn là n
dc
= 1450 v/p
Trục bị dẩn là n=725 v/p
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 5
T. số
Trục
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đai làm việc trong môi trường khô , nhiệt độ trung bình,vận tốc khá lớn.Ta sẻ thiết kế
bộ truyền đai theo hai phương án sau đó chọn một phương án hợp lí nhất
+Giai đoạn II:
Xác định các thông số hinh học của đai
1. Xác định đường kính bánh đai
Ta có sơ đồ động với A là khoảng cách trục ; D
1
, D
2
là đường kính bánh đai nhỏ và
bánh đai lớn ;
1
α
,
2
α
là góc ôm báng nhỏ và bánh lớn .
A =
[ ]
8

)(8)(14,3.2()(14,3.2
2
12
2
2121
DDDDLDDL
−−+−++−
(s
1
CT
5-2
T
83
)
a.Đường kính bánh đai nhỏ:
Theo công thức: D
1
=(1100 ÷1300)
mm
n
N
,
3
1
1
( CT(5-6)/84/TkCTM)
Với N
1
-công suất trục dẩn , KW
n

1
-số vòng quay trong một phút của trục dẩn bằng số vòng quay của động cơ
Phương án 1:chọn D
1
=1100
mm
n
N
,
3
1
1
=1100.
mm63,166
1450
04,5
3
=
Lấy D
1
theo tiêu chuẩn : D
1
= 180 mm
Phương án2:chọn D
1
=1300
3
1
1
n

N
=1300
3
1450
04,5
=196,9mm
Lấy D
1
= 200mm
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 6
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Kiểm tra vận tốc theo điều kiện :v=
25(
1000.60
..
1
≤
nD
π
)30
→
s
m
((5-7)/84/TkCTM )
Ta có PA
1
:v=
67,13
1000.60
1450.180.14,3

=
m/s
PA
2
:v=
sm /18,15
1000.60
1450.200.14,3
=
Cả hai phương án đều thỏa mản
Ta có: D
2
=i.D
1
PA
1
D
2
=2. 180=360 mm
PA
2
D
2
=2.200 =400mm
Tính số vòng quay trục
n
2
=
( )
1

2
1
.1 n
D
D
ε
−
chọn
ε
=0,01
PA
1
n
2
=
7181450.
360
180
.99,0
=

v/p


PA
2
:

n
2

=
pv /7181450.
400
200
.99,0
=
.
725
718725
2
−
=∆
n
100
0
0
= 0,97
0
0
< 3
0
0
b.Xác định chiều dài đai
Ta có L
mim
=
max
u
v
(S

1
CT
(5-9)
T85)
u
max
là số vòng chạy lớn nhất trong một giây của đai u
max
= (3
÷
5) chọn u
max
=4
L
min
=
mmm 5,34174175,3
4
67,13
==
( PA
1
)
L
min
=
mmm 3795795,3
4
18,15
==

( PA
2
)
Thay Lvà D
1
,D
2
vàocông thức A được:
PA1 : A
1
=
[ ]
mm47,1281
8
)180360(8)360180(14,35,3417.2()360180(14,35,3417.2
2
2
=
−−+−++−
PA2 : A
1
=
[ ]
mm75,1422
8
)200400(8)400200(14,33795.2()400200(14,33795.2
2
2
=
−−+−++−

+Kiểm tra điều kiện A
≥
2(D
1
+D
2
) (S
1
CT
(5-10)
T
86
)
PA
1
:1281,47>2(180+360)=1080mm
PA
2
:1422,75>2(200+400)=1200mm Thỏa mản

Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 7
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
+Kiểm tra theo điều kiện góc ôm
PA
1
:

00
12
0

15057180
>
−
−=
A
DD
α
(S
1
CT
(5-11)
T
86
)

000
99,17157
47,1281
180360
180
=
−
−=
α
PA
2
:
000
99,17157
75,1422

200400
180
=
−
−=
α
cả hai đều thoả mãn
Tính lại L L=
A
DD
DDA
4
)(
)(
2
2
2
12
12
−
+++
π
(S
1
CT
5-1
T
83
)
PA

1
: L =
mm49,3417
47,1281.4
)180360(
)360180(
2
47,1281.2
2
=
−
+++
π
PA
2
:L=
mm3795
75,1422.4
)200400(
)400200(
2
75,1422.2
2
=
−
+++
π
C . Xác định tiết diện đai
Chiều đày đai Chiều dày đai
δ

chọn theo tỷ số
[ ]
11 DD
δδ
≤
(S
1
CT
5-12
T
86
)
Ta có:
1D
δ
40
1
≤

5,4
40
180
40
1
===
D
δ
( PA
1
)

5
40
200
40
1
===
D
δ
(PA
2
)
Để xác định chiều rộng đai ta xác định theo điều kiện bền mòn
b
[ ]
α
δδ
ccccpv
N
bvt
0
1000.
≥
(S
1
CT
5-13
T
86

)
Trong đó [ δ
p
]
o
= 2,25 N/mm2 theo bảng (5-5)/89/TkCTM ( Ứng với σ
o
= 1,8 N/mm2
c
t
: hệ số xét đén ảnh hương chế độ tải trọng
c
α
: hệ số xét đén ảnh hương góc ôm
c
v
hệ số xét đén ảnh hưởng của vận tốc
c
b
hệ số xét đén sự bố trí của bộ truyền
Theo Theo(I
1
B
5-7,5-8,5-6
T
90,89
)ta có c
t
=0,8
c

α
=0,97,
c
v
=0,95
c
b
=1
PA
1
b
mm39,49
95,0.97,0.8,0.25,2.5,4.67,13
1000.04,5
=≥
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 8
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
PA
2
b
mm40
95,0.97,0.8,0.25,2.5.18,15
1000.04,5
=≥
Ta chọn b theo bảng (5-4) /88/TkCTM
PA1 : b = 50mm
PA2 : b = 45mm
4.chiều rộng B của bánh đai :
B=1,1b+( 10
15

÷
)(S
1
CT
,5-14
T
91
)
PA
1
B=1,1.50+10 = 65mm lấy B=70mm
PA
2
B=1,1.45+10 =59,5mm lấy B=60mm
+Xác định lực căng đai :
S
0
=
b.
0
δδ
(S
1
CT
,5-16
T
91
)
PA
1

S
0
=1,8.4,5 .50 = 405N
PA
2
S
0
=1,8.5.45=405 N
Lực tác dụng lên trục : R=3S
0
.sin
2
α
(S
1
CT
5-17
T
91
)
R
1
=3.405.sin
2
99,171
=1212N
R
2
=3.405sin
2

99,171
=1212N
Giai đoạn III: qua hai phương án thiết kế ta thấy cả hai phương án đều thoả mản tuy
nhiên ta phải chọn phương án 1 vì phương án này làm bộ truyền đai có kích thước nhỏ
gọn .Vậy ta đã thiết kế bộ truyền đai với các thông số hình học
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 9
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC
Trong hộp giảm tốc có hai cặp bánh răng ăn khớp, các hộp đồng trục và
giống nhau, do đó ta chỉ cần tính cho cấp chậm rồi áp dung vào cho cả cặp cấp nhanh
(vì cấp chạm chịu mô men xoắn lớn hơn).
A. Bộ truyền cấp chậm .
1. chọn vật liệu và cách nhiệt luyện .
+ Bánh nhỏ: Thép 40XH , Tôi cải thiện .Tra bảng 6-1 (TTTKHTDĐCK)
được cơ tính.
Giới hạn bền kéo: σ
b
= 850 [N/mm
2
]
Giới hạn chảy : σ
ch
= 600 [N/mm
2
]
Độ cứng : HB = 300
+ Bánh lớn: Tra bảng 6-1 (TTTKHTDĐCK chọn thép 40X , Tôi cải thiện .
Cơ tính: Giới hạn bền kéo: σ
b
= 950 [N/mm

2
]
Giới hạn chảy : σ
ch
= 700 [N/mm
2
]
Độ cứng : HB = 280
2. Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn
a) Ứïng suất tiếp xúc cho phép
+ xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
Ta có:
][
σ
tx
=
][
σ
N0tx.
K
,
N

(S
1
CT
3-1
T
38
)

với
K
,
=
6
0
td
N
N
(S1CT
3-2
T
42
) trong đó
N
0
:số chu kỳ cơ sở đường cong mỏi tiếp xúc với N
0
=10
7
N
tđ
:số chu kỳtương đương
N
tđ
=60u
∑
( )
ii
maî

i
Tn
M
M
.
3
N
1
= 60.(1
3
.0,5+0,6
3
0,5).219.6.310.18 =26,7.10
7

Ta thấy N
1
>N
0

N
2
=
7
1
10.8,7
=
i
N
> N

o
= 10
7

Do đó K
,
=1 nên
][
σ
tx
=
][
σ
N0tx
Theo(S
1
B
3-9
T
43
) có
][
σ
tx
=2,6HB
][
σ
tx1
=2,6.300=780
2

mm
N
][
σ
tx2
=2,6.280=728
2
mm
N
b.Xác định ứng suất uốn cho phép
Khi bánh răng làm việc 1 chiều
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 10
Đồ án môn học Chi Tiết Máy

][
σ
σ
σ
nK
K
n
u
,,
1
.5,1
−
=
(S
1
CT

3-5
T
42
)
bk
σσ
4,0
1
=
−
,n hệ số an toàn n=1,5 ,K
σ
hệ số tập trung ứng suất chân răng lấy K
σ
=1,8
K
,,
hệ số chu kỳ ứng suất uốn K
,,
=
6
0
td
N
N
(S1CT
3-7
T
44
)

N
td
=60u
∑
( )
ii
maî
i
Tn
M
M
.
6

N
1
=60.1.[ 0,5.1
6
+ 0,6
6
.0,5] .227.4,5.340.20=21,8.10
7

N
2
=
7
1
10.8,6
=

i
N
N
1
,N
2
> N
0
nên K
,,
=1
Do đó
][
σ
σ
σ
nK
u
1
.5,1
−
=

][
2
1
89,188
8,1.5,1
850.4,0.5,1
mm

N
u
==
σ
][
2
2
11,211
8,1.5,1
950.4,0.5,1
mm
N
u
==
σ
3. Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: K
sb
= 1,3
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψ
A
= 0,45
5. Tính khoảng cách trục theo công thức:
( )
[ ]
3
2
2
6
..
.

.
.
10.05,1
.1
n
NK
i
iA
A
tx
ψσ








+≥
( )
[ ]
mmA 23,141
71.45,0
6,4.3,1
.
2,3.728
10.05,1
.12,3
3

2
6
=








+≥
Lấy A = 142[mm]
Trong công thức trên:
N = 4,6 [KW] - Công suất trên trục dẫn
K = 1,3 - Hệ số tải trọng
6. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác để chế tạo
bánh răng.
( )
[ ]
sm
i
nA
v /8,0
2,4.1000.60
227.142..2
1.1000.60
...2
1
==

+
=
ππ
theo(S1B
3-11
T
44
)
Ta chọn cấp chính xác 9
7. Xác định hệ số tải trọng K và khoảng cách trục.
* Hệ số tải trọng K được tính theo công thức:
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 11
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
K = K
tt
.K
đ
Trong đó: K
tt
= 1,22 - Hệ số tải trọng
K
đ
- Hệ số tải trọng động, chọn theo cấp chính xác, vận tốc vòng và
độ rắn bề mặt răng.
Giả sử
β
Sin
m
b
n

.5,2
>
Với cấp chính xác 9 và độ cứng ≤ 350 và vận tốc vòng < 1 [m/s]
Tra bảng 3-14 ta được: K
đ
= 1,1
⇒ K = 1,22.1,1 = 1,342
Sai số ∆K = | K - K
sb
| = 1,342 - 1,3 = 0,042 , sai số là 3,13% < 5%
Lấy A = 142 mm .
8. Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng
+ Mô đun được chọn theo khoảng cách trục A
m
n
=(0,01 ÷ 0,02)A = (0,01 ÷ 0,02).142= (1,42 ÷ 2,84 )mm Chọn m = m
n
=
2mm
+ Số răng bánh dẫn:
Z
1
=
34
)12,3.(2
142.2
)1(
2
=
+

=
+
im
A
răng.

+ Số răng bánh bị dẫn:
Z
2
= i.Z
1
= 3,2.34=109 răng.
+ Chiều rộng bánh răng:
b = 0,45. 142=63,9 với bánh nhỏ ta lấy b =64mm
vơi bánh răng lớn ta lấy b
2
= 56mm
9. Kiểm nghiệm ứng suất bền uốn của răng:
eKiểm nghiệm sức bền uốn của răng.
σ
u
=
bnZmy
Nk
n
....
..10.1,19
2
6
<[σ]

u1
N/mm
2
với bánh nhỏta có,n=227v/p N=4,6kw,b=64
Để tính y ta tính Z
td
vì bánh răng trụ răng thẳng nên do đó ta có y
1
=0,451
với bánh lớn có n=71 v/p ; y
2
=0,517(S
1
B
3-18
T
52
)
N= 4,42 ; b=65
σ
u1
=
32,132
64.227.34.2.451,0
6,4.342,1.10.1,19
2
6
=
N/mm
2

σ
u2
=
41,126
56.71.109.2.517,0
42,4.342,1.10.1,19
2
6
=
N/mm
2
Vậy : σ
u1
< [σ]
u1
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 12
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
σ
u2
< [σ]
u2
Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bền uốn.
g.Các thông số hình học của bộ truyền:
+ Môđun: m
n
= 2 mm
+ Số răng: Z
1
= 34 ; Z
2

= 109
+ Goc ăn khớp: α = 20
o
+ Chiều rộng răng: b
1
= 64mm b
2
=56mm
+ Khoảng cách trục: A =143mm
+ Đường kính vòng chia (vòng lăn):
d
1
= m
n
. Z
1
= 2 . 34= 68 mm
d
2
= m
n
. Z
2
= 2 . 109 = 218mm
+ Đường kính vòng đỉnh:
D
e1
= d
1
+ 2.m

n
=68 + 2.2 = 72 mm
D
e2
= d
2
+ 2.m
n
= 218+ 2.2 = 222mm
+ Đường kính vòng chân răng:
D
i1
= d
1
- 2.m
n
= 68 - 2.2 = 63 mm
D
i2
= d
2
- 2.m
n
= 218 -2.2=213mm
12. Tính lực tác dụng lên trục:
+ Lực vòng:
d
Mx
P
.2

=
P
1
=
5692
68
23,193524.2
=
N
P
2
=
5454
218
13,594521.2
=
N
+ Lực hướng tâm:
P
r
= Ptaα
P
r1
= 5692 . tg20 = 2072 N
P
r2
= 5454tg20 =1985 N
B.thiết kế bộ truyền cấp nhanh.
1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện+ Bánh nhỏ: Thép 40XH , Tôi
cải thiện .Tra bảng 6-1 (TTTKHTDĐCK) được cơ tính.

Giới hạn bền kéo: σ
b
= 850 [N/mm
2
]
Giới hạn chảy : σ
ch
= 600 [N/mm
2
]
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 13
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Độ cứng : HB = 300
+ Bánh lớn: Tra bảng 6-1 (TTTKHTDĐCK chọn thép 40X , Tôi cải thiện .
Cơ tính: Giới hạn bền kéo: σ
b
= 950 [N/mm
2
]
Giới hạn chảy : σ
ch
= 700 [N/mm
2
]
Độ cứng : HB = 280
2. Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn
a) Ứïng suất tiếp xúc cho phép
+ xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
a) Ứïng suất tiếp xúc cho phép
+ xác định ứng suất tiếp xúc cho phép

Ta có:
][
σ
tx
=
][
σ
N0tx.
K
,
N

(S
1
CT
3-1
T
38
)
với
K
,
=
6
0
td
N
N
(S1CT
3-2

T
42
) trong đó
N
0
:số chu kỳ cơ sở đường cong mỏi tiếp xúc với N
0
=10
7
N
tđ
:số chu kỳtương đương
N
tđ
=60u
∑
( )
ii
maî
i
Tn
M
M
.
3

N
1
= 60.(1
3

.0,5+0,6
3
0,5).725.4,5.340.20 =80,9.10
7

Ta thấy N
1
>N
0

N
2
=
7
1
10.3,25
=
i
N
> N
o
= 10
7

Do đó K
,
=1 nên
][
σ
tx

=
][
σ
N0tx
Theo(S
1
B
3-9
T
43
) có
][
σ
tx
=2,6HB
][
σ
tx1
=2,6.300=780
2
mm
N
][
σ
tx2
=2,6.280=728
2
mm
N
b.Xác định ứng suất uốn cho phép

Khi bánh răng làm việc 1 chiều

][
σ
σ
σ
nK
K
n
u
,,
1
.5,1
−
=
(S
1
CT
3-5
T
42
)
bk
σσ
4,0
1
=
−
,n hệ số an toàn n=1,5 ,K
σ

hệ số tập trung ứng suất chân răng lấy K
σ
=1,8
K
,,
hệ số chu kỳ ứng suất uốn K
,,
=
6
0
td
N
N
(S1CT
3-7
T
44
)
N
0
:số chu kỳ cơ sở đường cong mỏi tiếp xúc với N
0
=10
7
N
tđ
:số chu kỳtương đương
N
td
=60u

∑
( )
ii
maî
i
Tn
M
M
.
6

Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 14
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
N
1
=60.1.[ 0,5.1
6
+ 0,6
6
.0,5] .725.4,5.340.20=69,6.10
7

N
2
=
7
1
10.75,21
=
i

N
N
1
,N
2
> N
0
nên K
,,
=1
Do đó
][
σ
σ
σ
nK
u
1
.5,1
−
=

][
2
1
89,188
8,1.5,1
850.4,0.5,1
mm
N

u
==
σ
][
2
2
11,211
8,1.5,1
950.4,0.5,1
mm
N
u
==
σ
3. Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: K
sb
= 1,3
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψ
A
= 0,45
5 . khoảng cách trục
Do hộp giảm tốc đồng trục , nên ta lấy
A
nh
= A
ch
=142 mm
6. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh
răng.
( )

[ ]
sm
i
nA
v /57,2
2,4.1000.60
725.142..2
1.1000.60
...2
1
==
+
=
ππ
theo(S1B
3-11
T
46
)
Ta chọn cấp chính xác 9
8. Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng
+ Mô đun được chọn theo khoảng cách trục A
m
n
=(0,01 ÷ 0,02)A = (0,01 ÷ 0,02).142= (1,42 ÷ 2,84 )mm Chọn m = m
n
=
2mm
+ Số răng bánh dẫn:
Z

1
=
34
)12,3.(2
142.2
)1(
2
=
+
=
+
im
A
răng.

+ Số răng bánh bị dẫn:
Z
2
= i.Z
1
= 3,2.34=109 răng.
+ Chiều rộng bánh răng:
b = 0,45. 142=63,9 với bánh nhỏ ta lấy b =64mm
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 15
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
vơi bánh răng lớn ta lấy b
2
= 56mm
9. Kiểm nghiệm ứng suất bền uốn của răng:
σ

u
=
bnZmy
Nk
n
....
..10.1,19
2
6
<[σ]
u1
N/mm
2
với bánh nho íta có,n = 725 v/p N=4,79kw,b=64
Để tính y ta tính Z
td
vì bánh răng trụ răng thẳng nên do đó ta có y
1
=0,451
với bánh lớn có n=277 v/p ; y
2
=0,517(S
1
B
3-18
T
52
)
N= 4,6 ; b=65
σ

u1
=
8,41
64.725.34.2.451,0
79,4.3,1.10.1,19
2
6
=
N/mm
2
σ
u2
=
9,39
56.227.109.2.517,0
6,4.3,1.10.1,19
2
6
=
N/mm
2
Vậy : σ
u1
< [σ]
u1
σ
u2
< [σ]
u2
Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bền uốn.

. g.Các thông số hình học của bộ truyền:
+ Môđun: m
n
= 2 mm
+ Số răng: Z
1
= 34 ; Z
2
= 109
+ Goc ăn khớp: α = 20
o
+ Chiều rộng răng: b
1
= 64mm b
2
=56mm
+ Khoảng cách trục: A =143mm
+ Đường kính vòng chia (vòng lăn):
d
1
= m
n
. Z
1
= 2 . 34= 68 mm
d
2
= m
n
. Z

2
= 2 . 109 = 218mm
+ Đường kính vòng đỉnh:
D
e1
= d
1
+ 2.m
n
=68 + 2.2 = 72 mm
D
e2
= d
2
+ 2.m
n
= 218+ 2.2 = 222mm
+ Đường kính vòng chân răng:
D
i1
= d
1
- 2.m
n
= 68 - 2,5.2 = 63 mm
D
i2
= d
2
- 2.m

n
= 218 -2,5.2=213mm
12. Tính lực tác dụng lên trục:
+ Lực vòng:
d
Mx
P
.2
=
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 16
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
P
1
=
1856
68
86,63095.2
=
N
P
2
=
1775
218
23,193524.2
=
N
+ Lực hướng tâm:
P
r

= Ptaα
P
r1
= 1856 . tg20 = 676 N
P
r2
= 1775 . tg20 = 646 N

Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 17
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Phần III: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
I. Thiết kế trục:
1. Chọn vật liệu
2. Tính sức bền trục:
a) Tính sơ bộ:
Đường kính sơ bộ của trục được tính theo công thức
[ ]
mm
n
N
Cd ,.
3
≥
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 18
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Trong đó: d - đường kính trục
N - Công suất truyền [KW]
N - số vòng quay trong một phút của trục
C = 120 - hệ số, tính phụ thuộc vào [τ]
x

+ Trục I:
N = 3,68 [KW]
n = 960 [vg/ph]
⇒
[ ]
mmd 20
960
68,3
.120
3
1
=≥
+ Trục II:
N =3,29 [KW]
n = 180 [vg/ph]
⇒
[ ]
mmd 30
180
29,3
.120
3
2
=≥
+ Trục III:
N = 3,16 [KW]
n =60 [vg/ph]
⇒
[ ]

mmd 44
60
16,3
.120
3
3
=≥
Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng tiếp theo ta có thể lấy d
2
= 30 [mm]
Tra bảng 14P (TKCTM - Nxb GD) chọn được ổ bi đỡ cỡ trung có chiều rộng
B = 19 [mm]
b) Tính gần đúng:
Để tính gần đúng ta xét tác dụng đồng thời của các mô men uốn lẫn mô men
xoắn đến sức bền của trục. Trị số mô men xoắn đã biết, chỉ cần tính trị só mô men
uốn.
Để tính kích thước chiều dài của trục chọn các kích thước sau:
+ Khoảng cách từ mặt bên của chi tiết quay đến thành trong của hộp giảm tốc
a = 10 [mm];
+ Khoảng cách giữa hai đầu trục I và III: C = 10 [mm]
+ Khoảng cách từ mặt bên của chi tiết quay đến thành trong của hộp giảm tốc
l
2
= 10 [mm]
+ Chiều dày nắp: l
3
= 30 [mm]
+ Khoảng cách từ mặt bên của chi tiết quay ngoài hộp đến ổ:l
4
= 8 [mm]

+ Chiều dày của các phần mayơ lắp với trục được tính theo chiều dày của đĩa
xích hoặc nối trục đàn hồi.
* Tính các giá trị khác:
[ ]
mm
b
al
B
l
I
5,55
2
57
1010
2
19
22
1
22
=+++=+++=
Hoàng Minh Thiện / Lớp 02C4 Trang 19