ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC ĐỒNG TRỤC 2 CẤP

1

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ
------------------------------

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC ĐỒNG TRỤC HAI CẤP
Chuyên Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: Th.s Lý Thanh Hùng
SVTH: Lương Văn Qúi
MSSV: 2003140048
LỚP:

05DHCK1

NĂM HỌC: 2014 - 2018
TP.HCM, Tháng 12 Năm 2016

ĐỒ ÁN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI


2

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
…….…………………………………………………………….
Cán bộ hướng dẫn 2 : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

.………………………………………………………………….
Cán bộ hướng dẫn 3 : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
...………………………………………………………………..
Cán bộ chấm nhận xét 1 : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
....………………………………………………………………
Cán bộ chấm nhận xét 2 : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
…………………………………………………………………
Cán bộ chấm nhận xét 3 : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
……….…………………………………………………………

Đồ án được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ THỰC TẬP
TỐT NGHIỆP, TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP.HCM
Ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . .

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


3

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
 Số liệu thiết kế:
-

Tính toán thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp và bộ truyền ngoài đai
Công suất trên trục công tác: P=27,5 (kW)
Số vòng quay trên trục công tác: n=75 (vg/phút)
Thời gian phục vụ: Lh = 16000 giờ

Chế độ làm việc: làm việc 3 ca

6

7

Hình 1. Sơ đồ tải trọng hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp.

Hình 2. Sơ đồ phân bố tải trọng

Chú thích:

1. Động cơ.
2. Truyền động đai.
3. Ổ lăn.
4. Trục trung gian.
5. Bánh răng nghiêng.
6. Trục vào.
7. Trục ra.
LỜI CẢM ƠN
Đồ án thiết kế chi tiết máy là đồ án môn học cơ sở thiết kế máy, đồ án này là
một phần quan trọng cần thiết trong chương trình đào tạo của ngành cơ khí, nó
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


4

không những giúp cho sinh viên bước đầu làm quen với công việc thiết kế máy

mà còn củng cố kiến thức đã học, nâng cao khả năng thiết kế của các kỉ sư trong
các lĩnh vực khác nhau.
Hiện nay do yêu cầu kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi
người kỹ sư phải có kiến thức sâu rộng, phải biết vận dụng các kiến thức đã học
để giải quyết các vấn đề thực tế thường gặp trong quá trình sản xuất. Ngoài ra đồ
án môn học này còn tạo điều kiện cho sinh viên nắm vững và vận dụng có hiệu
quả các phương pháp thiết kế nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỉ thuật theo yêu
cầu điều kiện và qui mô cụ thể.
Ở đây là đồ án thiết kế hộp giảm tốc đồng trục hai cấp thời gian làm việc
16000h, làm việc 3 ca.
Trong khi thực hiện đồ án này không tránh khỏi những sai sót. Em mong được
sự thông cảm và đóng góp ý kiến của quí Thầy Cô.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Thanh Hùng đã tận tình chỉ bảo hướng
dẫn em đã hoàn thành đồ án này.
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
Sinh Viên Thực Hiện

Lương Văn Qúi

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


5

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
TP. Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm

Giáo Viên Hướng Dẫn

Lý Thanh Hùng
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN3
LỜI CẢM ƠN4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN5
MỤC LỤC6
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN10
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


6

I. Tính công suất động cơ.10
1.1 Chọn hiệu suất của hệ thống10
1.2. Tính công suất cần thiết10
1.3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ11
1.4. Chọn động cơ điện12
II. Phân phối tỉ số truyền.12
III.Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục13
3.1. Phân phối công suất trên các trục.13
3.2. Tính toán số vòng quay trên các trục.13
3.3. Tính toán Mômen xoắn trên các trục.14
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI (ĐAI).16
2.1. Chọn loại đai và tiết diện đai:16
2.2 Xác định các thông số bộ truyền đai:16
2.3. Xác định số đai:19
2.4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:20

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.22
3.1.Tính toán cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh22
3.1.1. Chọn vật liệu22
3.1.2. Xác định ứng suất cho phép.23
3.1.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục25
3.1.4. Xác định các thông số ăn khớp.26
3.1.5. Các thông số hình học của bộ truyền.26
3.1.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc27
3.1.7. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:29
3.1.8. Kiểm nghiệm răng về quá tải30
3.2. Tính toán cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm32
3.2.1.Chọn vật liệu32
3.2.2. Xác định ứng suất cho phép.32
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


7

3.2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục34
3.2.4. Xác định các thông số ăn khớp.35
3.2.5. Các thông số hình học của bộ truyền.35
3.2.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc36
3.2.7. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:38
3.2.8. Kiểm nghiệm răng về quá tải39
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN41
4.1.Chọn vật liệu42
4.2.Tính thiết kế trục I42
4.3. Tính thiết kế trục II52

4.4.Tính thiết kế trục III61
4.5. Kiểm tra độ bền của then70
CHƯƠNG 5: Ổ LĂN76
5.1 Trục 176
5.1.1 Chọn loại ổ lăn và cấp chính xác76
5.1.2 Chọn kích thước ổ lăn.76
5.1.3 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ76
5.1.4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ78
5.2 Trục 279
5.2.1 Chọn loại ổ lăn và cấp chính xác79
5.2.2 Chọn kích thước ổ lăn.79
5.2.3 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ79
5.2.4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ81
5.3 Trục 382
5.3.1 Chọn loại ổ lăn và cấp chính xác82
5.3.2 Chọn kích thước ổ lăn.82
5.3.3 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ82
5.3.4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ84
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


8

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC85
6.1.Thiết kế vỏ hộp85
6.2.Các phụ kiện khác88
6.2.1.Vòng móc88
6.2.2.Chốt định vị88

6.2.3.Cửa thăm88
6.2.4.Nút thông hơi89
6.2.5.Nút tháo dầu89
6.2.6.Kiểm tra mức dầu90
6.2.7.Vòng phớt90
6.2.8.Vòng chắn dầu91
6.3. Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp91
6.3.1 Bôi trơn các bộ truyền trong hộp:91
6.3.2. Bôi trơn ổ lăn91
6.4. Dung sai và yêu cầu kĩ thuật92
6.4.1. Dung sai và lắp ghép bánh răng trên trục:92
6.4.2. Dung sai lắp ghép ổ lăn:92
6.4.3. Dung sai lắp vòng chắn dầu trên trục:92
6.4.4. Dung sai lắp ghép nắp ổ và thân hộp93
6.4.5. Dung sai lắp ghép chốt định vị93
6.4.6. Dung sai lắp ghép then lên trục:93

CHƯƠNG 7:KẾT LUẬN94
7.1 Tổng hợp các chi tiết trong đồ án94
7.2 Thuận lợi và khó khăn94
7.3 Đề xuất kiến nghị94
TÀI LIỆU THAM KHẢO95
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG96
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


9

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I. Tính công suất động cơ.
1.1 Chọn hiệu suất của hệ thống
 Hiệu suất truyền động ( Theo công thức 2.9, trang 19, [1] )

Với η1, η2, η3 là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống
dẫn động.
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


10

 Theo hình 1: Dựa theo hình ta có một truyền động đai, ba cặp ổ lăn và hai cặp
bánh răng nghiêng.

 Theo bảng 2.3 trang 19 [1].
: Hiệu suất bộ truyền đai.
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng.
: Hiệu suất ổ lăn.
Suy ra: = 0,96.0,97.0,97.0.9953 = 0,89
1.2. Tính công suất cần thiết
 Công suất tính toán
Theo công thức 2.12 và 2.14 trang 20[1], ta có:

Trong đó:

: Công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài lên trục.
Pi : Công suất tác dụng trong thời gian ti, (kW)

 Công suất cần thiết

1.3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ
 Theo công thức 2.18 trang 21[1]:
(vòng/phút)
Trong đó:

nsb: Số vòng quay sơ bộ của động cơ điện, (vòng/phút).
nlv: Số vòng quay của trục máy công tác, (vòng/phút).
ut : Tỉ số truyền toàn bộ của hệ thống dẫn động.

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


11

 Số vòng quay trên trục công tác:
(vòng/phút)
 Chọn sơ bộ tỷ số của hệ thống:
Theo công thức 2.15 trang 21[1], ta có:
(1.6)
Với
Theo bảng 2.4 [1] trang 21, ta chọn sơ bộ:
: tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp (8÷40)
: tỷ số truyền của bộ truyền đai (3÷5)
Suy ra:
 Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

(vòng/phút)
1.4. Chọn động cơ điện
 Động cơ điện có thông số phải thỏa mãn:
 Dựa vào bảng PL1.1 (động cơ điện K) trang 234 [1] ,ta chọn :
 Động cơ K200L2 (Với tần số dòng điện Việt Nam là 50Hz).
Kiểu động cơ
K200L2

Công suất
(kW)
30

Vận tốc quay
(vg/ph)
2950

Cosφ
0,91

88%

2,1

II. Phân phối tỉ số truyền.
 Theo công thức 3.23[1] trang 48:
Ta có công thức tính tỉ số truyền toàn bộ:
Với: nđc: Số vòng quay của động cơ đã chọn (vòng/phút).
nlv: Số vòng quay của trục máy công tác (vòng/phút).
 Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh để đảm bảo yêu cầu về khối lượng nhỏ
nhất, mômen quán tính thu gọn nhỏ nhất và thể tích các bánh lớn nhúng trong dầu ít

nhất.

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


12

 Theo bảng 3.1 trang 43 [1], tỷ số truyền cho hộp giảm tốc 2 cấp: chọn u h = 10
(840)
Tính sơ bộ uđ, (uđ tỷ số truyền của bộ truyền đai):
 Áp dụng công thức 3.14, trang 44, [1] ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp
đồng trục:
Với
Tính lại dựa vào và :
 Vậy theo tiêu chuẩn chọn =4 ( nằm trong giá trị cho phép 4%).

III.

Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục
3.1. Phân phối công suất trên các trục.
 Theo công thức tính trang 49[1] ta có:
Công suất trên trục III:
Công suất trên trục II:

Công suất trên trục I:
Ta thấy P1 < Pđc (29,67<30) nên động cơ khi làm việc sẽ không bị quá tải.
3.2. Tính toán số vòng quay trên các trục.
Số vòng quay trên trục I:

Số vòng quay trên trục II:
Số vòng quay trên trục III:

3.3. Tính toán Mômen xoắn trên các trục.
Momen xoắn trên trục động cơ :
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


13

Momen xoắn trên trục I:

Momen xoắn trên trục II:
Momen xoắn trên trục III:

Bảng 1.1. Thông số động cơ và tỉ số truyền
Trục
Thông số
Công suất P, kW

Tỉ số truyền u

Đồ án chi tiết máy

Động cơ

I

II

III

30

29,67

28,64

27,64

4

3,16

3,16

SVTH: Lương Văn Qúi


14

Số vòng quay n, v/ph

2950

738

234

75

Momen xoắn T, Nmm

97118,6

383941,1

1168854,7

3519493,3

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI (ĐAI).
2.1. Chọn loại đai và tiết diện đai:
 Ta có các thông số:

- Công suất động cơ: P = 30 kW.
- Mômen xoắn: T = 97118,6 (Nmm)
- Số vòng quay của động cơ: n = 2950 (vg/ph).
- Tỷ số truyền: uđ = 4
 Theo hình 4.1 [1] trang 59, phụ thuộc vào công suất 30 kW và số vòng quay 2950
vòng/phút, ta chọn đai thang loại Б.
Dựa vào bảng 4.13 [1] trang 59 ta có các thông số:
Bảng 2.1 Các thông số của đai thang thường loại Б
Loại đai
Đồ án chi tiết máy

Kí

Kích thước tiết diện

Diện tích

Đường

Chiều dài

SVTH: Lương Văn Qúi


15

(mm)

hiệu
Đai hình
thang thường

Ƃ

bt

b

h

y0

14

17

10,5

4

tiết diện
A (mm)

kính bánh
đai nhỏ d1
(mm)

giới hạn l
(mm)

138

140÷280

800÷6300

2.2 Xác định các thông số bộ truyền đai:
2.2.1 Xác định đường kính các bánh đai:
 Tính đường kính bánh đai nhỏ d1:
Ta có: d1 ≈ 1,2dmin trang 152 [2] ⇒ d1 ≈ 1,2.140 = 168 mm. Dựa vào bảng 4.13 [1]
trang 59 và d1 theo dãy tiêu chuẩn bảng 4.21 [1] trang 63, ta chọn d1 = 180 mm.
-

Xác định vận tốc đai theo công thức:
Với n1 = nđc
Vậy vận tốc đai lớn hơn vận tốc cho phép Vmax = 25m/s nên ta thay đai thang thường
bằng đai thang hẹp.
Bảng 2.2 Các thông số của đai thang hẹp loại УБ

Loại đai
Đai hình
thang hẹp

Kí
hiệu
УƂ

Kích thước tiết diện
(mm)
bt

b

h

y0

14

17

13

3,5

Diện tích
tiết diện
A (mm)

Đường
kính bánh
đai nhỏ d1
(mm)

Chiều dài
giới hạn l
(mm)

158

140÷200

1250÷8000

 Tính đường kính bánh lớn từ đường kính bánh nhỏ theo công thức 4.2 [1] trang 53
Trong đó: u là tỉ số truyền đai,
: hệ số trượt ta chọn hệ số trượt
Uđ = 4
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi

16

Chọn d2 theo dãy tiêu chuẩn bảng 4.21 [1] trang 63
Chọn d2 =710 mm
 Tính lại tỉ số truyền :

2.2.2 Tính khoảng cách trục a:
 Dựa vảo bảng 4.14 trang 60 [1] ta chọn khoảng cách trục a theo tỉ số truyền u và
đường kính bánh đai lớn d2.
Với u = 4, ta chọn tỉ số a/d2 = 0,95.
⇒ a = 0,95.d2 = 0,95.710 = 674,5 mm
 Trị số a tính được cần thỏa mãn điều kiện sau:
0,55.(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2.(d1 + d2) (Theo công thức 4.14 [1] trang 60)
⇔ 0,55.(180 + 710) + 13 ≤ 674,5 ≤ 2.(180 +710)
⇔ 502,5 ≤ 674,5 ≤ 1780 (thỏa điều kiện)
2.2.3 Tính chiều dài đai l:
 Chiều dài đai được xác định theo công thức 4.4 trang 54 [1]

Theo bảng 4.13 [1] trang 59 chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn l =2800 mm=2,8m
 Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ:
Theo công thức 4.15 trang 60 [1]
Với

v: vận tốc bánh đai (m/s)
l: chiều dài dây đai (m)

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi

17

 Tính lại khoảng cách trục a:
Theo công thức 4.6 trang 54 [1]
Trong đó

;

Giá trị a vẫn nằm trong khoảng cho phép. (502,5 ≤ 646 ≤ 1780)
2.2.4 Xác định góc ôm đai α 1 trên bánh đai nhỏ:
 Theo công thức 4.7 trang 54 [1] ta có :

2.3. Xác định số đai:
 Theo công thức 4.16 trang 60 [1]

Trong đó:

P1: công suất trên trục bánh đai chủ động, kW (P1 = 30 kW)

P0: công suất cho phép. Dựa vào bảng 4.20 trang 62 [1] với d1=180
và v=27,8m/s ta chọn P0 = 11,03 kW
Kđ: hệ số tải trọng động. Dựa vào bảng 4.7 trang 55 [1] chọn Kđ =
1,1. Do làm việc 3 ca nên Kđ = 1,1 + 0,2 = 1,3.
Cα: hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm đai α1.
Dựa vào bảng 4.15 trang 61 [1] với α1=133,240 ta chọn Cα = 0,86.
C1: hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai.
Dựa vào bảng 4.19 trang 62 [1] với đai thang hẹp loại УA ta có l0 =
2500 mm. Với tỉ số l/l0 = 2800/2500= 1,12 dựa vào bảng 4.16 trang 61 [1] ta chọn C1 =
1,04.

Cu: hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền . Với u=4, dựa vào bảng
4.17 trang 61 [1] ta chọn Cu=1,14.

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


18

Cz: hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho
các dây đai. Với tỉ số , dựa vào bảng 4.18 trang 61 [1] ta chọn C z=0,95.

Ta chọn z=4 đai
 Chiều rộng bánh đai được tính theo công thức (4.17) trang 63 [1]
B = (z – 1).t + 2e
Với t = 19, e = 12,5 ứng với loại đai УƂ. (Tra bảng 4.21 trang 63[1])
⇒ B = (4 - 1).19 + 2.12,5 = 82 (mm)
 Tính đường kính ngoài bánh đai da:
da = d + 2h0

(Theo công thức 4.18 trang 63 [1])

Với h0 = 4 ứng với loại đai УƂ.

(Tra bảng 4.21 trang 63[1])

da = d + 2h0 = 180 + 2.4 = 188 mm
2.4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
 Lực căng ban đẩu trên đai được xác định theo công thức (4.19) trang 63[1]

Trong đó:
Fv– lực căng do lực li tâm sinh ra (định kì điều chỉnh lực căng)
(Theo công thức 4.20 trang 64 [1])
Với qm– khối lượng 1 mét chiều dài đai, Tra bảng 4.22 trang 64 [1] với đai loại УƂ ta
chọn qm = 0,196 kg/m.

Thông số

Kí hiệu

Số liệu

Đường kính bánh đai nhỏ
Vận tốc đai

d1, mm
v, m/s

180
27,8

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


19

Đường kính bánh đai lớn
Tỉ số truyền thực tế

Sai lệch tỉ số truyền
Khoảng cách trục sơ bộ
Chiều dài đai tính toán
Chiều dài đai tiêu chuẩn
Số vòng chạy của đai
Khoảng cách trục chính xác
Góc ôm trên bánh đai nhỏ
Các hệ số

Công suất cho phép
Số đai tính
Số đai chọn
Chiều rộng bánh đai

d2, mm
ut
,%
a, mm
l, mm
l, mm
i
a, mm
,°
Kđ
Cl
Cu
[P0], Kw
Z
Z
B,mm

da,mm
F0,N
Fr, N

710
3,905
2,4%
674,5
2851
2800
9,93
646
133,24
1,3
0,86
1,04
1,14
11,03
3,65
4
82
188
314,6
2309,3

 Tính lực tác dụng lên trục:
(Theo công thức 4.21 trang 64 [1])

Bảng 2.3.Các thông số của đai

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.
 Các thông số kĩ thuật

- Tổng thời gian làm việc , làm việc 3ca.
- Cặp bánh răng cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng)
- Tỷ số truyền
- Số vòng quay trục )
- Momen xoắn T trên trục dẫn
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


20

- Cặp bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng nghiêng)
- Tỷ số truyền
- Số vòng quay trục )
- Momen xoắn T trên trục dẫn

Hình 1. Sơ đồ phân bố tải trọng
3.1.Tính toán cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
3.1.1. Chọn vật liệu
Do hộp giảm tốc chịu công suất trung bình và nhỏ nên chọn vật liệu nhóm I. có độ
rắn HB

350 , bánh răng được thường hóa hoặc tôi cải thiện. Nhờ có độ rắn thấp

nên có thể cắt răng chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng
chạy mòn.

Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế,
ở đây chọn vật liệu 2 cặp bánh răng như nhau.
 Theo bảng 6.1, trang 92, [1] ta chọn
Bánh nhỏ (bánh chủ động): thép 40XH tôi cải thiện đạt độ rắn HB230…300
có , , ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB1 = 300HB

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


21

Bánh lớn (bánh bị động): thép 40XH tôi cải thiện đạt độ rắn HB ≥ 241 có , , Để
tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn
bánh nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị, ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB2 = 290HB.
3.1.2. Xác định ứng suất cho phép.
- Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở (6.5 trang 93 [1])

đối với tất cả các loại thép
- Số chu kì làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi (6.7 trang 93[1])

- Công thức 6.8 trang 93[1]: (Vì độ rắn mặt răng HB ≤ 350)

Ta thấy nên chọn để tính toán
Suy ra (trang 94[1])
a. Ứng suất cho phép
- Theo bảng 6.2, trang 94[1] với thép C45 được tôi cải thiện ta có ()
Giới hạn mỏi tiếp xúc
Bánh chủ động

Bánh bị động
Giới hạn mỏi uốn
Bánh chủ động
Bánh bị động
b. Ứng suất tiếp cho phép
- Tính toán sơ bộ (6.1a trang 93 [1])

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


22

- Điều kiện: Theo công thức 6.12 trang 95 [1]
(Thỏa mãn điều kiện ứng suất tiếp xúc cho phép)
c. Ứng suất uốn cho phép
- Tra bảng 6.2, trang 94, [1] ta có ) và (do quay 1chiều);

d. Ứng suất quá tải cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải.Theo công thức 6.13 trang 95
[1],ta có
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải ( 6.14 trang 96[1])

3.1.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
- Theo công thức 6.15a, trang 96 [1]
Với:
- Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng ( với vật liệu là
thép và loại răng nghiêng ) bảng 6.5, trang 96 [1]
- hệ số chiều rộng vành răng.

- Tra bảng 6.6 trang 97[1] chọn
: hệ số chiều rộng vành răng.
- Tính theo công thức 6.16 trang 97[1]:
( ứng với sơ đồ 5) Trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng,
với bảng 6.7, trang 98[1]
- Với khoảng cách tính được ta chọn khoảng cách trục theo tiêu chuẩn trang
99[1] là .
3.1.4. Xác định các thông số ăn khớp.
- Môdun được tính theo công thức 6.17 trang 97[1]:
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


23

- Theo bảng 6.8, trang 99, [1] chọn
- Với bánh răng nghiêng
- Công thức 6.31, trang 103[1], số răng của bánh răng nhỏ

Số răng của bánh răng lớn
Chọn

Ở đây z1>30 nên không cần dịch chỉnh để đảm bảo khoảng cách trục cho trước,
mặt khác dịch chỉnh ở bánh răng nghiêng hiệu quả không cao vì dịch chỉnh làm giảm
khả năng trùng khớp.
- Tổng số răng răng
-Tính lại
3.1.5. Các thông số hình học của bộ truyền.
- Theo bảng 6.11 trang 104[1]:

- Đường kính vòng chia:

- Đường kính đỉnh răng

- Đường kính chân răng

- Đường kính vòng lăn

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


24

- Chiều rộng vành răng:

3.1.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
- Công thức 6.33, trang 105[1] ứng xuất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền
Trong đó
- Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp (bảng 6.5, trang 96[1])
- Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (công thức 6.34, trang 105[1])
Với Góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở
Bánh răng nghiêng không dịch chỉnh
Với là góc profin răng và là góc ăn khớp
- Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng
Hệ số trùng khớp dọc (công thức 6.37, trang 105[1])
Hệ số trùng khớp ngang
Áp dụng công thức 6.36c với , trang 105 [1]:
- Hệ số tải trọng khi tính tiếp xúc

(công thức 6.39, trang 106[1])
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng (bảng
6.7, trang 98, [1])
- Áp dụng công thức 6.40, trang 106, [1] vận tốc vòng của bánh chủ động
Với theo bảng 6.14, trang 107[1], dùng cấp chính xác 9 ta chọn
- Công thức 6.42, trang 107, [1], ta có
Với
Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang 107[1])
Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi


25

Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16, trang
107[1]).
: hệ số tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp (P 2.3 tr250 )
Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền phải thoã mãn điều kiện:

Như vậy => cặp bánh răng đảm bảo độ bền tiếp xúc.
3.1.7. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

- Xác định số răng tương đương

- Theo bảng 6.7, trang 98[1], (ứng với sơ đồ 5) theo bảng 6.14, trang 107[1] với
v = 2,98 m/s và cấp chính xác 9,
- Áp dụng công thức 6.47, trang 109, [1]
Với
Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang107[1])

Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16, trang107,
[1])
- Áp dụng công thức 6.46, trang 109, [1]

- Áp dụng công thức 6.45, trang 109, [1]

- Hệ số dạng răng theo bảng 6.18, trang 109 [1]
Đối với bánh dẫn:
Đối với bánh bị dẫn:

Đồ án chi tiết máy

SVTH: Lương Văn Qúi