Đồ án Chi tiết máy Bảng thuyết minh đồ án chi tết máy hộp giảm tốc hai tốc độ

SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Về nội dung đồ án:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Về trình bày hình thức
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Về thái độ
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Điểm đánh giá:
Sinh viên thực hiện :

Giáo viên hướng dẫn:

VÕ VĂN TUẤN

HOÀNG VĂN VINH

1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Lời nói đầu:
Thiết kế và phát triển hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong ngành cơ khí.
Mặt khác một nền công nghiệp phát triển mạnh mẽ không thể thiếu một nền cơ khí
phát triển. vì vậy việc thiết kế và cải tiến tối ưu các hệ thống truyền động là công
việc rất quan trọng và thường xuyên.
Đồ án thiết kế hộp giảm tốc giúp chúng ta tìm hiểu và thiết kế được một hộp giảm
tốc. qua đó ta có thể củng cố lại kiến thức với một số môn học cơ sở nghành như:
nguyên lý máy, chi tiết máy, dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường, sức bền vật
liệu, cơ lý thuyết và vẽ kỹ thuật. giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về vệc thiết
kế

trong cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình giúp

chúng ta là quen bước đầu với việc thiết kế bánh răng, trục , và chọn được ổ lăn
thích hợp. thêm vào đó là giúp sinh viên hoàn thiện khả năng vẽ auto cad.
Đồ án thiết kế nay chỉ mới dừng lại ở dai đoạn thiết kế, chưa thực sự tối ưu về thiết
kế cơ khí chưa mang tính kinh tế và công nghệ cao vì trình độ giới hạn của người
thiết kế.
Em xin trân thành cảm ơn thầy :Hoàng Văn Vinh đã hướng dẫn em hoàn thành
đồ án này, cùng các bạn và thầy cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt cho em thực hện
đồ án này,
Với kiến thức còn hạn hẹp của một sinh viên kèm theo việc đây là đồ án đầu tiên
nên không thể tránh khỏi những sai sót. Em mong nhận được những ý kiến đóng

góp của quýthầy cô và các bạn
Sinh viên thực hiện:
Võ Văn Tuấn
2
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

BẢNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY HỘP GIẢM TỐC
HAI TỐC ĐỘ

PHẦN 1: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1.: Cách phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền được tính theo công thức sau:
𝑖𝑐ℎ =

𝑛1

=

𝑛2

1450
120

= 12,08 (1)

Với 𝑛1 số vòng quay trục vào HGT.
𝑛2 số vòng quay trục ra HGT.
𝑖𝑐ℎ tỷ số truyền chung của HGT.
Tỷ số truyền của HGT cũng được tính theo công thức :
𝑖𝑐ℎ = 𝑖𝑏𝑛 . 𝑖𝑏𝑐 (2)
Để đảm bảo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh rang trong HGT bằng
phương pháp ngâm dầu ta chọn 𝑖𝑏𝑛 = (1,2 ÷ 1,3)𝑖𝑏𝑐
Lấy 𝑖𝑏𝑛 = 1,25. 𝑖𝑏𝑐 thay vào (2) ta được
𝑖𝑐ℎ
12,08
𝑖𝑏𝑐 = √
=√
= 3,1
1,2
1,25
𝑖𝑏𝑛 = 1,25. 𝑖𝑏𝑐 = 1,25. 3,1 = 3,875
1.2 Công suất, số vòng quay và momen xoăn trên các trục :
Công suất truyền động: P = 4,0kw
Tra bảng 2-1 sách thiết kế chi tiết máy ta có :



br



ol

 0,98 :
 0,99 :

hiệu suất truyền động của bánh răng.
hiệu suất truyền động của ổ lăn.

3
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN
kn  1

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

:hiệu suất khớp nối.

1.2.1: Trục I:
Ta có: n1=1450 v/ph


p

1

p . .
ol

br

 kn =4.0,99.0,98.1=3,8808(kw)

1.2.2: Trục II:
Ta có: ibc =

𝑛2

=>n2 =ibc.n3=3,1.120 = 372 v/ph

𝑛3

p  p . .
2

ol

1

2

=3,8808.0,99.0,982=3,69(kw).

br

1.2.3: Trục III:
Ta có n3 = 120 v/ph

p  p . .
3

ol

2

2
br

=3,69.0,99.0,982 =3,5(kw).

1.3: Momen xoắn
𝑀𝑥 =

9,55.106 .𝑃

𝑁. 𝑚𝑚 công thức 3.53 trang 53 sách Thiết kế chi tiết

𝑛

máy(TKCTM).
Trục I: 𝑀1 =

9,55 .106 .𝑃1

Trục II 𝑀2 =

𝑛
9,55 .106 .𝑃1

Trục III 𝑀3 =

𝑛

=
=

9,55 .106 .𝑃2

9,55 .106 .3,8808
1450
9,55 .106 . 3,69

=

𝑛

372
9,55 .106 . 3,5
120

=25559,75

= 94729,83
= 278541,67

Bảng thông số:
Thông số/trục

I

Tỉ số truyền i

3,875

Số vòng quay
n(v/ph)

1450

II

III
3,1

372

4
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

120


SVTH: VÕ VĂN TUẤN
Công suất
P(kW)
Momen
M(N.mm)

GVHD:HOÀNG VĂN VINH
3,8808

3,69

3,5

25559,75

94729,83

278541,67

PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Chương: I.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp nhanh.
Ta có số liệu sau:
Công suất:P1=3,8808(kw)
Số vòng quay trong một phút của trục dẫn n1=1450(v/p) và trục bị dẫn
n2=372(v/p).
Yêu cầu làm việc trong 5 năm. Mỗi năm làm việc 250 ngày và mỗi ngày làm
8 giờ. Tải trọng rung động nhẹ.

2.1.1. Chọn vật liệu:
a. bánh nhỏ: (chọn thép 45 thường hoá, giả sử đường kính <100mm)
+ giới hạn bền chảy:  ch  300N.mm2



+ giới hạn bền kéo:

bk

 600N.mm2

+ độ cứng: HB=190, phôi rèn

b. bánh lớn: (chọn thép 35 thường hoá, giả sử đường kính phôi 300÷500
mm) + giới hạn bền kéo:  bk  480N.mm2
+ giới hạn chảy:



ch

 240N.mm2

5
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

+ độ cứng: HB=160, phôi rèn

2.1.2) Xác định ứng suất cho phép:
+Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2 = 60.u.n2.T=60.1.372.8.250.5=223200000 (N)
. trong đó: u là số lần ăn khớp của bánh răng quay 1 vòng. Lấy u=1
T tổng thời gian làm việc.
𝑛2 = 372 𝑣/𝑝ℎ là số răng quay trong 1 phút.
.Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ;
N1= ibn.N2=3,875.223200000 = 864900000 (N)
Theo bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM ta chọn số chu kì cơ sở No=107.
Vì N1 và N2 lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và

đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh
lớn lấy:

k

'
N

 kN 1
"

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ;

 tx1   Notx.kN
.với  Notx : ứng suất mỏi tiếp xúc khi bánh răng làm việc lâu dài. Tra
bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM, ta chọn



vậy  tx1  2,6.190.1  494 N / mm2



 Notx  2,6HB

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

 tx2  2,6.160.1  416N / mm2 
.Ứng suất cho phép:
+ Vì phôi rèn, thép thường hóa nên hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập

trung ứng suất cho rằng kσ =1,8(thường hóa trang 44 sách TKCTM)
6
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

- giới hạn mỏi của thép là:  1  (0,4  0,45) bk
+ giới hạn mỏi của thép 45 là:  1  0,43.600  258( N / mm2 )
+ giới hạn mỏi của thép 35 là:  1  0,43.480  206,4( N / mm2 )
- vì bánh răng quay một chiều :  u 

1,4  1,6 . 1 . k N

1,5. 1 .k N
+)đối với bánh nhỏ:  u1 



''

n.k

 u 2

+)đối với bánh lớn:



''

n.k

1,5.258.1
 143( N / mm 2 )
1,5.1,8

1,5.  2 .k N''
1,5.206,4.1

 115( N / mm 2 )
n.k
1,5.1,8

2.1.3)Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: k=1,4
2.1.4. Chọn sơ bộ chiều rộng bánh răng 𝝋𝑨 =

𝒃
𝑨

= 𝟎, 𝟑

2.1. 5. Tính khoảng cách trục A: [ theo công thức ( 3-10 ) sách thiết kế chi
tiết máy lấy: Ѳ=1,25
Theo bảng (3-10) trang 45TKCTM bộ truyền bánh răng nghiêng ta có công
thức :
3

1,05.106 2

𝐴 ≥ (𝑖 ± 1) √(

𝜎𝑡𝑥 .𝑖𝑏𝑛

) .𝜑

𝐾.𝑃1
𝐴 .Ѳ.𝑛2

Trong đó ibn=3,875 tỷ số truyền .
𝑛2 = 372 số vòng quay trong một phút của bánh dẫn
P1 = 3,8808kW
3

𝐴 ≥ (3,875 ± 1) √(

1,05.106

2

1,4.3,8808

) . 0,3.1,25.372 = 124,31
416.3,875

Lấy A = 125mm.
2.1.6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
7

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN
𝑉=

2𝜋.𝐴.𝑛1
60.1000.(𝑖𝑏𝑛 +1)

=

GVHD:HOÀNG VĂN VINH
2𝜋.125.1450

60.1000.(3,875+1)

= 3,89(𝑚/𝑠)

Với v = 3,89 m/s
Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 8.
2.1.7.Định chính xác tải trọng K
Hệ số tải trọng k được tính theo công thức : k = ktt.kđ
Trong đó: ktt là hệ số tập trung tải trọng:
𝑘𝑡𝑡 =

𝑘𝑡𝑡𝑏 +1
2

Vì tải trọng không đối độ rắn của bánh rảng HB < 350 nên lấy ktt=1
Kđ là hệ số tải trọng động.Theo bảng (3-14) trang 48 sách TKCTM

chọn kđ = 1,4
=>k = ktt. Kđ = 1.1,4 = 1,4
do đó vì trị số k chênh ệch ít so với dự đoán nên ta không tính lại khoảng
cách trục A ta áp dụng công thức:
3

𝐴 = 𝐴𝑠𝑏 √

𝑘
𝑘𝑠𝑏

=125 mm

Lấy A= 125 mm.
2.1.8.xác định modum ,số răng và chiều rộng bánh răng:
Modum: 𝑚 = (0,01 ÷ 0,02)𝐴 = (0,01 ÷ 0,02)125 = (1,25 ÷ 2,5)
Lấy m = 2
Số răng bánh nhỏ 𝑍1 =

2,𝐴𝑐𝑜𝑠20
𝑚(𝑖+1)

=

2.125.𝑐𝑜𝑠20
2(3,875+1)

= 24,09

Lấy Z1 = 25 răng.

Số răng bánh lớn:𝑍2 = 𝑍1 . 𝑖𝑏𝑛 = 25.3,875 = 96,875 𝑟ă𝑛𝑔
Lấy Z2 = 97 răng.
Chiều rộng bánh răng 𝑏 = 𝜑𝐴 . 𝐴 = 0,3.125 = 37.7(𝑚𝑚)
Lấy b = 40mm.
8
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

2.1.9.Kiểm nghiệm độ bền uốn của răng.
Theo bảng (3-16) 𝜎𝑢 =

19,1.106 .𝐾.𝑃
𝑌.𝑚2 .𝑍.𝑛.𝑏.Ѳ"

≤ [𝜎]𝑢

Trong đó: m = 2 là mođum
n là số vòng quay trục I.
N là công suất bộ truyền trục I.
Z là số răng bánh nhỏ.
Y là hệ số dạng răng.
m là môđum.
K= 1,4 hệ số trong tải.
b là bề rộng.
Lấy hệ số  ' '  1,5
Tra bảng 3-18 trang 52 sách TKCTM

ta có 𝑌1 = 0,495 hệ số dạng răng bánh nhỏ.
𝑌2 = 0,517 hệ số dạng răng bánh lớn
n = 1450 v/ph.
ứng suất uốn tại chân răng:
Bánh nhỏ :𝜎𝑢1 =

19,1.106 .1,4.3,8808
0,495.22 .25.40.1450.1,5

Bánh lớn :𝜎𝑢2 = 𝜎𝑢1 .

𝑌1
𝑌2

= 96,38.

= 96,38(𝑁/𝑚𝑚2 )

0,429
0,517

= 92,28(𝑁/𝑚𝑚2 )

𝜎𝑢1 = 96,38 ≤ [𝜎]𝑢1 = 143 𝑁/𝑚𝑚2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu
𝜎𝑢2 = 92,28 ≤ [𝜎]𝑢2 = 115 𝑁/𝑚𝑚2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu
2.1.10.Các thông số hình học
Modum m = 2
Số răng Z1 =25,

Z2 =97

Góc ăn khớp 𝛼 = 200
9
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Đường kính vòng chia
𝑑1 = 𝑚. 𝑍1 = 2.25 = 50 𝑚𝑚
𝑑2 = 𝑚. 𝑍2 = 2.97 = 194 𝑚𝑚
Khoảng cách trục 𝐴 =

𝑑1 +𝑑2
2

=

50+194
2

= 122𝑚𝑚

Đường kính vòng đỉnh răng
𝐷𝑒1 = 𝑑1 + 2𝑚 = 50 + 2.2 = 54 𝑚𝑚
𝐷𝑒2 = 𝑑2 + 2𝑚 = 194 + 2.2 = 198 𝑚𝑚
Đường kính vòng chân răng :
𝐷𝑖1 = 𝑑1 − 2,5𝑚 = 50 − 2,5.2 = 45 𝑚𝑚

𝐷𝑖2 = 𝑑2 − 2,5𝑚 = 194 − 2,5.2 = 189𝑚𝑚
2.1.11.Lực tác dụng lên trục:
Lực vòng 𝑃1 =

2.𝑀𝑥
𝑑1

=

2.25559,75
50

= 1022,39 𝑁

Lực hướng tâm: 𝑃𝑟1 = 𝑃1 . 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 1022,39. 𝑡𝑎𝑛200 = 372,12 𝑁
Bảng thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh
Thông số

Modum
Sô răng
bánh nhỏ
Số răng
bánh lớn
Góc ăn
khớp

Cách xác

Kí hiệu

định
(0,01

m

÷ 0,02)𝐴

Đơn vị

Trị số

2

mm

Z1

2. 𝐴𝑐𝑜𝑠20
𝑚𝑛 . (𝑖 ± 1)

25

Răng

Z2

𝑍2 = 𝑍1 . 𝑖

97

Răng

20

Độ

𝛼

Tra bảng

10
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN
Đường

𝑑1

𝑑1 = 𝑚. 𝑍1

50

Mm

𝑑2

𝑑2 = 𝑚. 𝑍2

194

Mm

A

𝑑1 + 𝑑2
2

125

Mm

B

𝜑𝐴 . 𝐴

40

Mm

De1

𝑑1 + 2𝑚

54

Mm

De2

𝑑1 + 2𝑚

198 Mm

Di1

𝑑1 − 2,5. 𝑚

45

Mm

Di2

𝑑2 − 2,5. 𝑚

189

Mm

kính
vòng lăn
Khoảng
cách trục

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Chiều
rộng
bánh

răng
Đường
kính
vòng
đỉnh răng
Đường
kính
vòng
chân
răng
Chương II. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm:
2.2.1. Chọn vật liệu:
a. bánh nhỏ: (chọn thép 45 thường hoá, giả sử đường kính <100mm)
+ giới hạn bền chảy:  ch  300N.mm2
+ giới hạn bền kéo:



bk

 600N.mm2

11
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

+ độ cứng: HB=190, phôi rèn
b. bánh lớn: (chọn thép 35 thường hoá, giả sử đường kính phôi 300÷500
mm) + giới hạn bền kéo:  bk  480N.mm2
+ giới hạn chảy:



ch

 240N.mm2

+ độ cứng: HB=160, phôi rèn
2.2.2) Xác định ứng suất cho phép:
+Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2 = 60.u.n3.T=60.1.120.8.250.5=72000000 (N)
. trong đó: u là số lần ăn khớp của bánh răng quay 1 vòng. Lấy u=1
T tổng thời gian làm việc.
𝑛2 = 372 𝑣/𝑝ℎ là số răng quay trong 1 phút.
.Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ;
N1= ibn.N2=3,875.72000000 = 279000000 (N)
Theo bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM ta chọn số chu kì cơ sở No=107.
Vì N1 và N2 lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và
đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh
lớn lấy:

k

'
N

 kN 1
"

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ;

 tx1   Notx.kN
.với  Notx : ứng suất mỏi tiếp xúc khi bánh răng làm việc lâu dài. Tra
bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM, ta chọn



vậy  tx1  2,6.190.1  494 N / mm2



 Notx  2,6HB

12
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

 tx2  2,6.160.1  416N / mm2 
.Ứng suất cho phép:
+ Vì phôi rèn, thép thường hóa nên hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập

trung ứng suất cho rằng kσ =1,8(thường hóa trang 44 sách TKCTM)
- giới hạn mỏi của thép là:  1  (0,4  0,45) bk
+ giới hạn mỏi của thép 45 là:  1  0,43.600  258( N / mm2 )
+ giới hạn mỏi của thép 35 là:  1  0,43.480  206,4( N / mm2 )
- vì bánh răng quay một chiều :  u 
+)đối với bánh nhỏ:  u1

1,4  1,6 . 1 . k N

''

n.k

1,5. 1 .k N''
1,5.258.1


 143( N / mm 2 )
n.k
1,5.1,8

+)đối với bánh lớn:  u 2 

1,5.  2 .k N''
1,5.206,4.1

 115( N / mm 2 )
n.k
1,5.1,8

2.2.3)Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: k=1,4
2.2.4. Chọn sơ bộ chiều rộng bánh răng 𝝋𝑨 =

𝒃
𝑨

= 𝟎, 𝟑

2.2. 5. Tính khoảng cách trục A: [ theo công thức ( 3-10 ) sách thiết kế chi
tiết máy lấy: Ѳ=1,25
Theo bảng (3-10) trang 45TKCTM bộ truyền bánh răng nghiêng ta có
công thức :
3

1,05.106 2

𝐴 ≥ (𝑖 ± 1) √(

𝜎𝑡𝑥 .𝑖𝑏𝑐

𝐾.𝑃

) .𝜑

𝐴 .𝑛.Ѳ

13
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH
1,05.106 2

3

=>𝐴 ≥ (3,875 ± 1) √(

1,.4.3,69

) . 0,3.120.1,5 = 194,4
416.3,1

Lấy A = 195 mm
2.2.6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
𝑉=

2𝜋.𝐴.𝑛3
60.1000.(𝑖𝑏𝑐 +1)

=

2.𝜋.195.120
60.1000.(3,69+1)

= 0,52(𝑚/𝑠)

Với v = 0,52m/s
Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 9.

2.2.7.Định chính xác tải trọng K và khoảng cách trục A:
Hệ số tải trọng k được tính theo công thức : k = ktt.kđ
Trong đó: ktt là hệ số tập trung tải trọng:
𝑘𝑡𝑡 =

𝑘𝑡𝑡𝑏 +1
2

Vì tải trọng không đối độ rắn của bánh rảng HB < 350 nên lấy ktt=1
Kđ là hệ số tải trọng động.Theo bảng (3-14) trang 48 sách TKCTM
chọn kđ = 1,4
=>k = ktt. Kđ = 1.1,4 = 1,4
do đó vì trị số k chênh ệch ít so với dự đoán nên ta không tính lại khoảng
cách trục A ta áp dụng công thức:
𝑘

3

𝐴 = 𝐴𝑠𝑏 √

𝑘𝑠𝑏

=195 mm

Lấy A= 195 mm.
2.2.8.xác định modum ,số răng và chiều rộng bánh răng:
Modum: 𝑚 = (0,01 ÷ 0,02)𝐴 = (0,01 ÷ 0,02)195 = (1,95 ÷ 3,9)
Lấy m = 2 mm
Số răng bánh nhỏ 𝑍1 =

2,𝐴
𝑚(𝑖+1)

=

2.195
2(3,1+1)

= 47,5 𝑟ă𝑛𝑔

Lấy Z1 = 48 răng.
14
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Số răng bánh lớn:𝑍2 = 𝑍1 . 𝑖𝑏𝑐 = 48.3,1 = 148,8. Răng
Lấy Z2=149 răng
Chiều rộng bánh răng 𝑏 = 𝜑𝐴 . 𝐴 = 0,3.195 = 58,5 mm
Lấy b =60mm.
2.2.9.Kiểm nghiệm độ bền uốn của răng.
Theo bảng (3-16) 𝜎𝑢 =

19,1.106 .𝐾.𝑃
𝑌.𝑚2 .𝑍.𝑛.𝑏.Ѳ"

≤ [𝜎]𝑢

Trong đó k là hệ số tải trọng.
P = 3,5 công suất trục dẫn.
Tính số răng tương đương bánh nhỏ :
Tính số răng tương đương của bánh lớn:

ZTD1=Z1=48 răng
ZTD2=Z2=149 răng

m = 2.
Tra bảng 3-18 ta có 𝑌1 = 0,471 hệ số dạng răng bánh nhỏ.
𝑌2 = 0,517 hệ số dạng răng bánh lớn
n = 120 v/ph.
ứng suất uốn tại chân răng:
Bánh nhỏ :𝜎𝑢1 =

19,1.106 .1,4.3,5
0,471.22 .48.120.60.1,5

Bánh lớn :𝜎𝑢2 = 𝜎𝑢1 .

𝑌1
𝑌2

= 95,8.

= 95,8(𝑁/𝑚𝑚2 )

0,471
0,517

= 87,27(𝑁/𝑚𝑚2 )

𝜎𝑢1 = 95,8 ≤ [𝜎]𝑢1 = 143 𝑁/𝑚𝑚2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu
𝜎𝑢2 = 87,27 ≤ [𝜎]𝑢2 = 115 𝑁/𝑚𝑚2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu
2.2.10.Các thông số hình học.
Modum m = 2
Số răng Z1 =48,

Z2 =149

Góc ăn khớp 𝛼 = 200
Đường kính vòng chia
15
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

𝑑1 = 𝑚. 𝑍1 = 2.48 = 96 𝑚𝑚
𝑑2 = 𝑚. 𝑍2 = 2.149 = 298𝑚𝑚
Khoảng cách trục 𝐴 =

𝑑1 +𝑑2
2

= 197 𝑚𝑚

Đường kính vòng đỉnh răng
𝐷𝑒1 = 𝑑1 + 2𝑚 = 96 + 2.2 = 100 𝑚𝑚
𝐷𝑒2 = 𝑑2 + 2𝑚 = 298 + 2.2 = 302 𝑚𝑚
Đường kính vòng chân răng :
𝐷𝑖1 = 𝑑1 − 2,5𝑚 = 96 − 2,5.2 = 91 𝑚𝑚
𝐷𝑖2 = 𝑑2 − 2,5𝑚 = 298 − 2,5.2 = 293𝑚𝑚
2.2.11.Lực tác dụng lên trục:
Lực vòng 𝑃3 =

2.𝑀𝑥
𝑑1

=

2.278541,67
96

= 5802,95 𝑁

Lực hướng tâm: 𝑃𝑟3 = 𝑃3 . 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 5802,95. 𝑡𝑎𝑛200 = 2112,1 𝑁

16
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Bảng thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

Thông số

Modum
Sô răng
bánh nhỏ
Số răng
bánh lớn

Kí

Cách xác

Trị

Đơn

hiệu

định

số

vị

2

mm

𝑚𝑛

÷ 0,02)𝐴

Z1

2. 𝐴. 𝑐𝑜𝑠20
𝑚𝑛 . (𝑖 ± 1)

48

răng

Z2

𝑍2 = 𝑍1 . 𝑖

149

răng

20

Độ

Góc ăn

𝛼

khớp
Đường

(0,01

Tra bảng

𝑑1

𝑑1 = 𝑚. 𝑍1

96

mm

𝑑2

𝑑2 = 𝑚. 𝑍2

298

mm

A

𝑑1 + 𝑑2
2

197

mm

B

𝜑𝐴 . 𝐴

60

mm

De1

𝑑1 + 2𝑚

100

mm

đỉnh răng

De2

𝑑1 + 2𝑚

302

mm

Đường

Di1

𝑑1 − 2,5. 𝑚

91

mm

Di2

𝑑2 − 2,5. 𝑚

293

mm

kính vòng
lăn
Khoảng
cách trục
Chiều
rộng bánh
răng
Đường
kính vòng

kính vòng
chân răng

17
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Phần III Thiết kế trục và then
ChươngI Thiết kế trục
3.1.1.:Chọn vật liệu chế tạo
Các trục thép 45 có σb=600(N.mm2) , ứng suất cho phép là:
[τ]= 12÷20(N.mm2)
3.1.2.:Xác định đường kính sơ bộ
3

𝑇

𝑘
dk= √[τ]0,2.

Trong đó Tk momen xoắn N.mm, [τ] ứng suất xoăn cho phép MPA
[τ]=15÷50.lấy trị số nhỏ đối với truc vào của hộp giảm tốc,trị số lớn trục ra
theo kết quả:
3.1.3. Tính dường kính sơ bộ của các trục
Theo công thức (7-2) sách thiết kế chi tiết máy trang 114 ta có:
3

d≥C. √

𝑃
𝑛

trong đó: d: đường kính trục

n:số vòng quay trong một phút của trục
P:công suất
C:hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép,C=120
3.1.3.1.: đối với trục 1
P1=3,8808(kw), C=120, n1=1450(v/ph)

18
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN
3

Suy ra : d1≥120. √

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

3,8808
1450

= 16,6 .lấy d1=17( mm)

3.1.3.2.: đối với trục 2
P2=3,68(kw), C=120, n2=372(v/ph)
3

3,69

Suy ra: d2≥120. √
= 25,78 lấy d2=26(mm)

3,8808
3.1.3.3.: đối với trục 3
P3=3,5(kw),C=120,n3=120(v/ph)
3

Suy ra: d3≥120. √

3,5
120

= 36,9 lấy d3=37(mm)

+ để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong 3 trị số trên ta có thể lấy trị số
d2=26mm để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình theo bảng 14P trang 337 ta
được chiều rộng của ổ bi là: B=19 (mm)
Chương II. Tính gần đúng trục:
- Để tính kích thước chiều dài của trục ta có thể tham khảo, bảng 7-1 sách
thiết kế chi tiết máytrang 118 và hình 3-1ta chọn kích thước:
+Khe hở giữa các bánh răng là c= 10mm
+Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp là ∆=10mm
+Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên ổ lăn là:a= 10mm
-Sở dĩ lấy như vậy là vì sau này ta còn thiết kế bạc chắn dầu mỡ, vì
không thể dùng phương pháp bôi trơn bằng cách bắn toé dầu mỡ do vận tốc
bộ truyền nhỏ.
+chiều rộng ổ: B=19(mm)
19
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Chiều rộng bánh răng cấp nhanh bn= 40mm
Chiều rộng bánh răng cấp chậm bc = 60mm
Tổng kích thước trên ta tìm được chiều dài các đoạn trục
𝑎=
𝑏=

𝐵
2

+ 10 + 10 +

𝑏𝑛
2

+ 10 +

𝑏𝑐
2

=

𝑏𝑐
2
40
2

𝐵

𝑏𝑛

2

2

𝑐 = + 10 + 10 +

=

19
2

+ 10 + 10 +

+ 10 +
=

19
2

60
2

60
2

= 59,5 𝑚𝑚

= 60𝑚𝑚

+ 10 + 10 +

40
2

= 49,5𝑚𝑚

Hình 3-1
Tổng các kích thước trên ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết và
khoảng cách giữa các gối đỡ (hình 3-1)

20
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Pr1

I

Pa1
P1

Pa2

Pr2

P

Pr3

II

P3
Pa4
P4

Pa3
Pr4
III

3.2.1 Thiết kế trục I:
Xác định phản lực ở hai gối A và B:
Ta có:
𝑃1 = 1022,39𝑁
𝑃𝑟1 = 372,12𝑁
𝑀𝑥 = 25559,75𝑁𝑚𝑚
a=59,5mm ;b=60mm ;c=49,5mm
d=17mm
Ta có :∑ 𝑚𝐴𝑦 (𝐹) = 𝑃𝑟1 . (𝑏 + 𝑐) − 𝑅𝐵𝑦 . (𝑎 + 𝑏 + 𝑐) = 0
 𝑅𝐵𝑦 =

𝑃𝑟1 (𝑏+𝑐)
𝑎+𝑏+𝑐

=

372,12.(60+49,5)
59,5+60+49,5

= 241,1𝑁

𝑅𝐴𝑦 = 𝑃𝑟1 − 𝑅𝐵𝑦 = 372,12 − 241,1 = 131,02𝑁
21
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

∑ 𝑚𝐴𝑥 (𝐹) = −𝑃1 . (𝑏 + 𝑐) + 𝑅𝐵𝑦 . (𝑎 + 𝑏 + 𝑐) = 0
 𝑅𝐵𝑥 =

𝑃1 .(𝑎+𝑏)
𝑎+𝑏+𝑐

=

1002,39.(59,5+60)
169

= 722,93𝑁

𝑅𝐴𝑥 = 𝑃1 − 𝑅𝐵𝑥 = 1022,39 − 722,93 = 299,46𝑁

Tính momen uốn tại tiết diện nguy hiểm n-n:
2 + 𝑀2
Ta có 𝑀𝑢𝑛−𝑛 = √𝑀𝑢𝑦
𝑢𝑥

𝑀𝑢𝑦 = 𝑅𝐵𝑦 . 𝑎 = 241,1.59,5 = 14345,45 𝑁. 𝑚𝑚
𝑀𝑢𝑥 = 𝑅𝐵𝑥 . 𝑎 = 722,93.59,5 = 43014,335𝑁𝑚𝑚
𝑀𝑢𝑛−𝑛 = √14345,452 + 43014,3352 = 45343.41𝑁
Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm n-n:
3

𝑀

𝑑1 ≥ √ 𝑡đ theo công thức 7-4 trang 117 TKCTM ta có
0,1.[𝜎]
𝑀𝑡đ = √𝑀𝑢2 + 0,75. 𝑀𝑥2 = √45343,412 + 0,75. 25559,752
= 52051,18 𝑁. 𝑚𝑚
Vì vật liệu là thép C45 theo bảng 7-2 ta có [𝜎] = 50𝑁/𝑚𝑚2
52051,18
𝑑1 ≥ √
= 21,8 𝑚𝑚
0,1.50
3

Vì trục có làm rãnh then nên đường kính trục tăng lên so với tính toán , lấy
đường kính chỗ lắp bánh răng d1= 22mm, chỗ lắp ổ lăn ∅ = 17𝑚𝑚

22
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Rax

Ray

Rbx

Rby

Y

Pr1

o

Pa1

Z

P1

a+b

c
14345

Muy
43014
Mux

25559
Mx

3.2.2 Thiết kế trục II
Xác định phản lực ở hai gối C và D:
Ta có:
Lực vòng 𝑃2 = 7286,9𝑁
Lực hướng tâm 𝑃𝑟2 = 2652,2𝑁
Lực vòng 𝑃3 = 15056,3𝑁
Lực hướng tâm 𝑃𝑟3 = 5480𝑁
𝑀𝑥 = 94729,83𝑁𝑚𝑚
Ta có :∑ 𝑚𝐶𝑦 = 𝑃𝑟3 . 𝑐 − 𝑃𝑟2 . (𝑏 + 𝑐) + 𝑅𝐷𝑦 . (𝑎 + 𝑏 + 𝑐) = 0
𝑅𝐷𝑦 =

−𝑃𝑟3. .𝑐+𝑃𝑟2 (𝑏+𝑐)
𝑎+𝑏+𝑐

=

2652,2(60+49,5)−5480.49,5
169

= 113,35𝑁

𝑅𝐶𝑦 = 𝑃𝑟3 + 𝑅𝐷𝑦 − 𝑅𝑟2 = 5480 + 113,35 − 2652,2 = 2941,15𝑁
23

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

X


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

∑ 𝑚𝐶𝑥 = 𝑃3 . 𝑐 − 𝑃2 . (𝑏 + 𝑐) − 𝑅𝐷𝑥 (𝑎 + 𝑏 + 𝑐) = 0
 𝑅𝐷𝑥 =

−𝑃2 .(𝑏+𝑐)+𝑃3 𝑐
𝑎+𝑏+𝑐

=

−7286,9(60.49,5)+15056,3.49,5
169

= −311,4𝑁

𝑅𝐶𝑥 = 𝑃3 − 𝑅𝐷𝑥 + 𝑃2 = 15056,3 − (−311,4) − 7286,9 = 8080,8𝑁
Tính momen uốn tại tiết diện nguy hiểm e-e:
2 + 𝑀2
Ta có 𝑀𝑢𝑒−𝑒 = √𝑀𝑢𝑦
𝑢𝑥

𝑀𝑢𝑦 = 𝑅𝐶𝑦 . 𝑐 = 2941,15.49,5 = 145586,9𝑁. 𝑚𝑚
𝑀𝑢𝑥 = 𝑅𝐶𝑥 . 𝑐 = 8080,8.49,5 = 480807,6𝑁𝑚𝑚

𝑀𝑢𝑒−𝑒 = √145586,92 + 480807,62 = 502365,9𝑁. 𝑚𝑚
Tại tiết diện i-i:
𝑀𝑢𝑦 = 𝑅𝐷𝑦 . 𝑎 = 113,35.59,5 = 6744,325𝑁. 𝑚𝑚
𝑀𝑢𝑥 = 𝑅𝐷𝑥 . 𝑎 = −311,4.59,5 = −18528,3𝑁𝑚𝑚
𝑀𝑢𝑖−𝑖 = √6744,3252 + (−18528,6)2 = 19717,6𝑁. 𝑚𝑚
Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm e-e:
3

𝑀

𝑑2 ≥ √ 𝑡đ theo công thức 7-4 trang 117 TKCTM ta có
0,1.[𝜎]
𝑀𝑡đ = √𝑀𝑢2 + 0,75. 𝑀𝑥2 = √502365,92 + 0,75. 94729,832
= 509020,4 𝑁. 𝑚𝑚
Vì vật liệu là thép C45 theo bảng 7-2 ta có [𝜎] = 50𝑁/𝑚𝑚2
3 509020,4
𝑑2 ≥ √
= 46,69 𝑚𝑚
0,1.50

Vì trục có làm rãnh then nên đường kính trục tăng lên so với tính toán , lấy
đường kính chỗ lắp bánh răng d1= 47mm, chỗ lắp ổ lăn ∅ = 42𝑚𝑚

24
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


SVTH: VÕ VĂN TUẤN

Rcy

GVHD:HOÀNG VĂN VINH

Rdy

P2

Y

Pa2
Pr3

Pr3

o

P3
Pa3

Z

Rdx

Rcx
c

a

b
145586

6744

Muy
480807
18528

Mux
94729
Mx

2.2.3 Thiết kế trục III:
Lực vòng 𝑃4 = 15056,3𝑁
Lực hướng tâm 𝑃𝑟4 = 5480𝑁
Momen xoắn 𝑀𝑥 = 278541,67𝑁. 𝑚𝑚
Tính phản lực tại E và F
∑ 𝑚𝐸𝑦 = −𝑃𝑟4 . 𝑐 + 𝑅𝐹𝑦 . (𝑎 + 𝑏 + 𝑐) = 0
 𝑅𝐹𝑦 =

𝑃𝑟4 .𝑐
𝑎+𝑏+𝑐

=

5480.2
59,5+60+49,5

= 64,85𝑁

𝑅𝐸𝑦 = 𝑃𝑟4 − 𝑅𝐹𝑦 = 5480 − 64,85 = 5415,15𝑁
∑ 𝑚𝐸𝑥 = −𝑅𝐹𝑥 . (𝑎 + 𝑏 + 𝑐) + 𝑃4 . 𝑐 = 0

𝑅𝐹𝑥 =

𝑃4 .𝑐
𝑎+𝑏+𝑐

=

15056,3.2
169

= 178,18𝑁

𝑅𝐸𝑥 = 𝑃4 − 𝑅𝐹𝑥 = 15056,3 − 178,18 = 14878,12𝑁
25
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

X