đồ án thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi

UBND THÀNH PHỐ CẦN THƠ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ

BÀI BÁO CÁO
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Đề tài : THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC PHÂN ĐÔI CẤP NHANH

GVHD : NGUYỄN MINH THƯ

Cần Thơ – 2018


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................................................... iv
CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN – CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỈ SÔ
TRUYỀN ........................................................................................................................................................... 1
1.1.

Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền. ............................................................................... 1

1.1.1.

Công suất cần thiết của động cơ.............................................................................................. 1

1.1.2.

Chọn động cơ. ........................................................................................................................... 1

1.1.2.1.

Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ. ............................................................................ 1

1.1.2.2.

Phân phối tỉ số truyền. ..................................................................................................... 2

1.1.2.3.

Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục. ......................................... 3

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ....................................................................................................... 5
2.1.

Thiết kế bộ truyền ngoài (bộ truyền xích). ..................................................................................... 5

2.1.1.

Chọn loại xích : Vì vận tốc không cao cho nên chọn lại xích con lăn. ..................................... 5

2.1.2.

Chọn số răng đĩa nhỏ theo điều kiện. ..................................................................................... 5

2.1.3.

Tính kiểm nghiệm xích về độ bền. .......................................................................................... 6

2.1.4.

Đường kính đĩa xích. ................................................................................................................ 7

2.1.5.

Xác định lực tác dụng lên trục. ............................................................................................... 8

2.2.

Tính toán thiết kế bộ truyền trong hộp (bộ truyền bánh răng). .................................................. 8

2.2.1.

Chọn vật liệu. ............................................................................................................................ 8

2.2.2.

Xác định ứng suất cho phép. ................................................................................................... 8

2.2.3.

Tính toán bộ truyền cấp nhanh. ............................................................................................10

2.2.3.1.

Xác định sơ bộ khoảng cách trục. .................................................................................10

2.2.3.2.

Xác định các thông số ăn khớp. .....................................................................................11

2.2.3.3.

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...........................................................................11

2.2.3.4.

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn..................................................................................13

2.2.3.5.

Các thông số và kích thước bộ truyền. .........................................................................14

2.2.4.

Tính toán bộ truyền cấp chậm (bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng)..............................15

2.2.4.1.

Xác định sơ bộ khoảng cách trục. .................................................................................15

2.2.4.2.

Xác định thông số ăn khớp. ...........................................................................................15

2.2.4.3.

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...........................................................................16

2.2.4.4.

Kiểm nghiệm về độ bền uốn. .........................................................................................17

2.2.4.5.

Các thông số và kích thước bộ truyền. .........................................................................18

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ TRỤC – THIẾT KẾ THEN – CHỌN Ổ - CHỌN KHỚP NỐI .....................20
3.1.

Thiết kế trục trong hộp giảm tốc...................................................................................................20

3.1.1.

Chọn vật liệu. ..........................................................................................................................20
i


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

3.1.2.

Xác định sơ bộ đường kính trục. ...........................................................................................20

3.1.3.

Xác định khoản cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực. .......................................................20

3.1.3.1.

Chiều dài mayơ. ..............................................................................................................20

3.1.3.2.

Khoảng cách giữa các chi tiết. .......................................................................................21

3.1.4.

Xác định trị số và chiều dài các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục. .............................23

3.1.5.

Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục. ...............................................................23

3.2.

3.1.5.1.

Tính toán trên trục I.......................................................................................................23

3.1.5.2.

Tính toán trên trục II. ....................................................................................................29

3.1.5.3.

Tính toán trên trục III. ..................................................................................................34

Thiết kế then. ..................................................................................................................................38

3.2.1.

Chọn lắp ghép. ........................................................................................................................38

3.2.2.

Kết quả tính toán hệ số an toàn đối với tiết diện của 3 trục. ..............................................39

3.2.3.

Tính kiểm nghiệm về độ bền của then. .................................................................................40

3.3.

Chọn ổ lăn cho trục vào hộp giảm tốc. .........................................................................................41

3.3.1.

3.3.1.1.

Chọn loại ổ lăn. ...............................................................................................................41

3.3.1.2.

Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ. ..................................................................................42

3.3.2.

Chọn ổ lăn trục II. ..................................................................................................................43

3.3.2.1.

Chọn loại ổ lăn. ...............................................................................................................43

3.3.2.2.

Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ. ..................................................................................43

3.3.3.

3.4.

Chọn ổ lăn trục I. ....................................................................................................................41

Chọn ổ lăn trục III..................................................................................................................44

3.3.3.1.

Chọn loại ổ lăn. ...............................................................................................................44

3.3.3.2.

Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ. ..................................................................................44

Chọn khớp nối. ...............................................................................................................................45

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC....................................................47
4.1.

Thiết kế vỏ hộp. ..............................................................................................................................47

4.2.

Bôi trơn trong hộp giảm tốc. .........................................................................................................49

4.3.

Một số kết cấu khác. .......................................................................................................................49

4.3.1.

Bulong vòng.............................................................................................................................49

4.3.2.

Chốt định vị.............................................................................................................................50

4.3.3.

Cửa thăm. ................................................................................................................................50

4.3.3.1.

Nắp quan sát. ..................................................................................................................50

4.3.3.2.

Nút thông hơi. .................................................................................................................51

4.3.4.

Nút tháo dầu............................................................................................................................51

4.3.5.

Que thăm dầu..........................................................................................................................52

4.4.

Dung sai lắp ghép. ..........................................................................................................................52

Tài liệu tham khảo : .......................................................................................................................................55
ii


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 : Thông số động cơ điện………………………………………………………….2
Bảng 1.2 : Kết quả chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền……………………………...4
Bảng 3.1. Thông số then được chọn………………………………………………………39
Bảng 3.2. Kết quả tính toán hệ số an toàn với tiết diện 3 trục……………………….…40
Bảng 3.3. Kết quả tính toán kiểm ngiệm về độ bền của then…………………………...41
Bảng 3.4. Thông số ổ lăn trục I…………………………………………………………...42
Bảng 3.5. Thông số ổ lăn trục II…………………………………………………………..43
Bảng 3.6. Thông số ổ lăn trục III…………………………………………………………44
Bảng 4.1. Kích thước gối trục………………………………………………………….....48
Bảng 4.2. Thông số bulong vòng………………………………………………………….49
Bảng 4.3. Thông số nắp quan sát…………………………………………………………50
Bảng 4.5. Thông số nút tháo dầu…………………………………………………………51
Bảng 4.6. Dung sai lắp ghép trên trục I…………………………………………………..52
Bảng 4.7. Dung sai lắp ghép trên trục II…………………………………………………53
Bảng 4.8. Dung sai lắp ghép trên trục III………………………………………………..54

iii


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 3.1. Khoảng cách sơ bộ của các chi tiết trong hộp giảm tốc……………………...22
Hình 3.2. Biểu đồ lực trục I…………………………………………………………….…26

Hình 3.3. Biểu đồ lực trục II……………………………………………………………....31
Hình 3.4. Biểu đồ lực trục III……………………………………………………………..36
Hình 3.5. Khớp nối………………………………………………………………………...45
Hình 4.1. Bulong vòng…………………………………………………………………..…49
Hình 4.2. Chốt định vị…………………………………………………………………..…50
Hình 4.3. Nắp quan sát…………………………………………………………………....50
Hình 4.4. Nút thông hơi…………………………………………………………………...51
Hình 4.5. Nút tháo dầu……………….……………………………………………………51
Hình 4.6. Que thăm dầu.......................................................................................................52

iv


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN – CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI
TỈ SÔ TRUYỀN
Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền.

1.1.

1.1.1. Công suất cần thiết của động cơ.
-

Theo công thức (2.8), (2.9) và (2.11) [1] ta có :
𝑃𝑐𝑡 =

𝑃𝑙𝑣
𝜂

Trong đó :

𝑃𝑙𝑣 : Công suất tại trục công tác ta có: 𝑃𝑙𝑣 =

𝑃.𝑣
1000

=

9000.0,5
1000

= 4,5 𝑘𝑊

𝑃𝑐𝑡 : Công suất cần thiết của trục động cơ.
𝜂: Hiệu suất truyền động
Theo công thức (2.9) [1] ta có:
𝜂 = 𝜂1 . 𝜂2 . 𝜂34 . 𝜂42
Với: 𝜂1 : Hiệu suất nối trục
𝜂2 : Hiệu suất bộ truyền xích
𝜂3 : Hiệu suất của một cặp ổ lăn
𝜂4 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng
Tra theo bảng (2.3) [1] ta được :
𝜂1 = 1, 𝜂2 = 0,96, 𝜂3 = 0,995, 𝜂4 = 0,9
⇒ 𝜂 = 1 . 0,96 . 0,9954 . 0,972 = 0,88
-

Vậy có 𝑃𝑐𝑡 =

𝑃𝑙𝑣
𝜂

=

4,5
0,88

= 5,04 𝑘𝑊

1.1.2. Chọn động cơ.

 Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện:

P

n
1.1.2.1.
-

đc

đb



P

ct

 n sb

và

TK Tmm

Tdn T1

Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ.
Theo công thức (2.16) [1] ta có số vòng quay của trục làm việc :
1


GVHD: Nguyễn Minh Thư

𝑛𝑙𝑣 =

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

6000𝑣
𝜋𝐷

=

6000.0,5

𝜋.400

= 24 (vòng/phút)

Trong đó :
𝑣: Vận tốc xích tải; D: Đường kính tang quay.
Theo công thức (2.15) [1] ta có tỉ số truyền chung sơ bộ :

-

𝑢𝑠𝑏 = 𝑢𝑥 . 𝑢ℎ = 2,2.20 = 44
Trong đó : Theo bảng 2.4 [1] ta chọn 𝑢𝑥 = 2,2, 𝑢ℎ = 20.
𝑢𝑥 : Tỉ số truyền động xích; 𝑢ℎ : Tỉ số truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp.
Theo công thức (2.18) [1] ta có số vòng qu,ay sơ bộ của động cơ :

-

𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣 . 𝑢𝑠𝑏 = 24.44 = 1056 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡)
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là : 𝑛𝑠𝑏 = 1500 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡)
Theo bảng P1.3 [1] ta chọn được:

-

Bảng 1.1 : Thông số động cơ điện
Công suất Vận tốc

Kiểu động cơ

4A112M4Y3
1.1.2.2.

-

(kW)

(vòng/phút)

5,5

1425

𝑇𝑚𝑎𝑥
𝑇𝑑𝑛

Cos𝜑

ɳ%

0,85

85,5 2,2

𝑇𝑘
𝑇𝑑𝑛
2

Phân phối tỉ số truyền.
Tỉ số truyền chung:

Theo công thức (3.23) [1] ta có:
𝑢𝑡 =

𝑛đ𝑐
𝑛𝑙𝑣

=

1425
24

= 59,3

Trong đó: 𝑛đ𝑐 : Số vòng quay của động cơ.
Theo công thức (3.24) [1] ta có :
𝑢𝑡 = 𝑢𝑥 . 𝑢ℎ

⇒ 𝑢ℎ =

𝑢𝑡
𝑢𝑥

=

59,37
2

= 29,68 (Chọn 𝑢𝑥 = 2, bảng 2.4 [1])

Theo bảng (3.1) [1] với 𝑢ℎ = 29,68 ≈ 30 ta có :
𝑢1 = 7,45 ; 𝑢2 = 4,03
2

GVHD: Nguyễn Minh Thư

-

Tính lại ux theo u1 , u2 trong hộp giảm tốc:
ux =

1.1.2.3.
-

𝑢𝑡
𝑢1 .𝑢2

=

59,37
7,45.4,03

= 1,98

Kết luận : 𝑢ℎ = 29,68; 𝑢1 = 7,45; 𝑢2 = 4,03; 𝑢𝑥 = 1,98.
Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
Công suất :
𝑃3 =
𝑃2 =
𝑃1 =

-

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

𝑃𝑙𝑣
𝜂𝑜𝑙 .𝜂𝑥

=

𝑃3
𝜂𝑜𝑙 .𝑛𝑏𝑟

4,5
0,995.0,96

=

𝑃2
𝜂𝑜𝑙 .𝑛𝑏𝑟.𝜂𝑘

= 4,7 𝑘𝑊

4,7
0,995.0,97

= 4,87 𝑘𝑊

4,87

=

0,995.0,97.1

= 5,04 𝑘𝑊

Số vòng quay :
𝑛1 = 𝑛đ𝑐 = 1425 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡); 𝑛2 =
𝑛3 =

-

𝑛2
𝑢2

=

191,28

𝑢1

=

1425
7,45

= 191,28 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡)

= 47,46 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡)

4,03

Mômen xoắn :
𝑇đ𝑐 = 9,55. 106 .

𝑃đ𝑐
𝑛đ𝑐

𝑇1 = 9,55. 106 .

𝑃1

𝑇2 = 9,55. 106 .

𝑃2

𝑛1

𝑇3 = 9,55. 106 .

𝑛2
𝑃3
𝑛3

𝑇𝑙𝑣 = 9,55. 106 .
-

𝑛1

= 9,55. 106 .

= 9,55. 106 .
= 9,55. 106 .
= 9,55. 106 .

𝑃𝑙𝑣
𝑛𝑙𝑣

5,5
1425

5,04

= 33,78. 103 (𝑁𝑚𝑚)

1425
4,87

191,28
4,7
47,46

= 9,55. 106 .

4,5
24

= 36,86. 103 (𝑁𝑚𝑚)

= 235,75. 103 (𝑁𝑚𝑚)

= 945,74. 103 (𝑁𝑚𝑚)

= 1790. 103 (𝑁𝑚𝑚)

Ta thu được :

3


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Bảng 1.2 : Kết quả chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền.
Thông số

P (kW)
U
n
(vòng/phút)
T(Nmm)

Trục
động cơ
5,5
1

Trục 1

Trục 2

Trục 3

5,04

4,87

4,7

u1 = 7,45

u2 = 4,03

Trục làm
việc
4,5
ux = 1,98

1425

1425

191,28

47,46

24

36,86.103

33,78.103

235,75.103

945,74.103

1790.103

4


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN
2.1. Thiết kế bộ truyền ngoài (bộ truyền xích).
2.1.1. Chọn loại xích : Vì vận tốc không cao cho nên chọn lại xích con lăn.
2.1.2. Chọn số răng đĩa nhỏ theo điều kiện.
-

Theo bảng 5.4 [1] với 𝑢𝑥 = 1,98, chọn số răng đĩa nhỏ 𝑧1 = 25, do đó số răng đĩa
lớn 𝑧2 = 𝑢. 𝑧1 = 2.25 = 50.

-

Theo công thức (5.3) [1] ta có công suất tính toán :
𝑃𝑡 = 𝑃1 . 𝑘. 𝑘𝑍 . 𝑘𝑛 ≤ [𝑃]
Trong đó :
Với 𝑧1 = 25 ⇒ 𝑘𝑧 =

𝑛01
𝑛1

=

1600
1425

25
𝑍1

= 1; theo bảng 5.5 [1] với 𝑛01 = 1600 (

𝑣ò𝑛𝑔
𝑝ℎú𝑡

) ⇒ 𝑘𝑛 =

= 1,12; 𝑃𝑡 , P, [𝑃] lần lượt là công suất tính toán, công suất cần truyền và công

suất cho phép (kW).
Theo công thức (5.4) và bảng 5.5 [1] ta có :
𝑘 = 𝑘0 . 𝑘𝑎 . 𝑘đ𝑐 . 𝑘𝑏𝑡 . 𝑘𝑑 . 𝑘𝑐 = 1,687
Trong đó :

k được tính từ các hệ số thành phần cho trong bảng 5.6 [1].
𝑘0 = 1: Đường tâm các đĩa xích làm với phương nằm ngang 1 góc nhỏ hơn 400.
𝑘𝑎 = 1 : Hệ số kể đến khoảnh cách trục và chiều dài xích (chọn a = 40p).
𝑘đ𝑐 = 1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh căng xích.
𝑘đ = 1,35 : Hệ số tải trọng động (tải trọng va đập).
𝑘đ = 1,25 : Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền (làm việc 2 ca).
𝑘𝑏𝑡 = 1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn.
-

Vậy 𝑃𝑡 = 𝑃1 . 𝑘. 𝑘𝑍 . 𝑘𝑛 = 5,04.1,687.1.1,12 = 9,5 (𝑘𝑊).

-

Theo bảng 5.5 với 𝑛01 = 1600 (

𝑣ò𝑛𝑔
𝑝ℎú𝑡

), chọn bộ truyền xích có 1 dãy có bước xích

𝑃 = 15,875 𝑚𝑚, 𝑃𝑡 < [𝑃] = 9,65.
5


GVHD: Nguyễn Minh Thư

-

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028

Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Khoảng cách trục và số mắt xích :
Theo bảng 5.6 [1], khi 𝑘𝑎 = 1, ta chọn 𝑎 = 40𝑝 = 440.15,875 = 635 𝑚𝑚
Theo công thức (5.12) [1] ta có số mắt xích :
𝑥=

2𝑎
𝑃

+

𝑍1 +𝑍2

+

2

(𝑍2 −𝑍1 )2 .𝑃
4𝑎.𝜋 2

=

635
15,875

+

25+50
2

+

(50−25)2 .15,875
4.635.𝜋 2

= 117,89 𝑚𝑚

Lấy số mắt xích 𝑥 = 118
Tính lại chính xác khoảng cách trục a theo công thức (5.13) [1] ta có :
𝑎 = 0,25𝑝(𝑥𝑐 − 0,5(𝑧2 + 𝑧1 ) + √[𝑥𝑐 − 0,5(𝑧2 + 𝑧1 )]2 − 2 (

= 0,25.15,875. [118 − 0,5(50 + 25) + √[118 − 0,5(50 +

𝑧2 −𝑧1 2

)

𝜋

25)]2

50 − 25 2
)
− 2(
𝜋

= 635 𝑚𝑚
-

Để xích khỏi chịu lực cản quá lớn, nét bớt khoảng cách trục a một lượng:
∆𝑎 = 0,002𝑎 = 1,2 𝑚𝑚 Vậy lấy 𝑎 = 634 𝑚𝑚

-

Theo công thức (5.14) [1] ta có số lần va đập của xích :
𝑖=

𝑍1 .𝑛1
15𝑥

=

25.1425
15.118

= 20 < [𝑖] = 50 (Theo bảng 5.9 [1])

2.1.3. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền.
-

Theo công thức (5.15) [1] ta có :
𝑠=

𝑄
𝑘đ .𝐹𝑡 +𝐹0 +𝐹𝑣

≥ [𝑠]

Trong đó:

Theo bảng 5.1 [1] tải trọng phá hỏng 𝑄 = 22700 𝑁, khối lượng một mét xích 𝑞 =
1 𝑘𝑔; 𝑘đ = 1,7 : Hệ số tải động ( tải trọng mở máy bằng 2 lần tải trọng danh nghĩa).
Lực vòng 𝐹𝑡 , lực căng do lực li tâm sinh ra 𝐹𝑣 :
𝐹𝑡 =

1000𝑃1
𝑣

=

1000.5,04
9,43

= 534 𝑁

𝐹𝑣 = 𝑞𝑣 2 = 1.9,432 = 88,92 𝑁
Với : 𝑣 =

𝑍1 .𝑡.𝑛1
60000

=

25.15,875.1425
60000

= 9,43 𝑚/𝑠
6

GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra, theo (5.16) [1] ta có :
𝐹𝑜 = 9,81. 𝑘f 𝑞𝑎 = 9,81.4. 10,635 = 15,82 𝑁
(𝑘f = 4 bộ truyền nghiêng 1 góc < 400)
[s] : hệ số an toàn cho phép.
⇒

𝑠=

22700
1,7.534+15,82+88,92)

= 22,42

Theo bảng 5.10 [1] với 𝑛 = 1600 (
-

𝑣ò𝑛𝑔
𝑝ℎú𝑡

), ta có [𝑠] = 13,2.

Vậy 𝑠 > [𝑠] ⇒ Bộ truyền xích an toàn, đảm bảo đủ bền.

2.1.4. Đường kính đĩa xích.

-

Theo công thức (5.17) và bảng 13.4 [1] ta có :
𝑑1 =
𝑑2 =

𝑃
𝜋
sin( )
𝑧1

𝑃
𝜋
sin( )
𝑧2

=
=

15,875
𝜋
25

sin( )
15,875
𝜋
50

sin( )

= 126,67 𝑚𝑚
= 252,82 𝑚𝑚
𝜋

𝜋

𝑍1

25

𝜋

𝜋

𝑍2

50

𝑑𝑎1 = 𝑃 [0,5 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 ( )] = 15,875. [0,5 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 ( )] = 133,60 𝑚𝑚
𝑑𝑎2 = 𝑃 [0,5 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 ( )] = 15,875. [0,5 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 ( )] = 260,26 𝑚𝑚
𝑑f1 = 𝑑1 − 2𝑟 = 126,67 − 2.5,61 = 115,45 𝑚𝑚
𝑑f2 = 𝑑2 − 2𝑟 = 252,82 − 2.5,61 = 241,61 𝑚𝑚
Với 𝑟 = 0,5025𝑑1 + 0,05 = 0,5025.10,16 + 0,05 = 5,16 𝑚𝑚
𝑑1 = 10,16 (theo bảng 5.2 [1])
-

Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.18) [1] ta có :
𝜎𝐻1 = 0,47√
𝜎𝐻1 = 0,47√

𝑘𝑟 (𝐹𝑡 𝑘đ +𝐹𝑣đ)𝐸
𝐴𝑘𝑑
𝑘𝑟 (𝐹𝑡 𝑘đ +𝐹𝑣đ)𝐸
𝐴𝑘𝑑

≤ [𝜎𝐻 ]
0,42(534+7,41).2.105

= 0,47√

51,5

= 452,58 𝑀𝑃𝑎

Trong đó :
[𝜎𝐻 ] : ứng suất tiếp xúc cho phép, tra bảng 5.11.
7


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

𝐹𝑡 : Lực vòng.
𝐸=

2𝐸1 𝐸2
𝐸1 +𝐸2

= 2,1.105 𝑀𝑃𝑎 là mondun đàn hồi; 𝐴 = 51,5 𝑚𝑚2 là diện tích

chiếu của bản lề, tra bảng 5.12 [1].
𝐹𝑣đ : Lực va đập trên m dãy xích, tính theo (5.19) [1] ta có:
𝐹𝑣đ = 13. 10−7 𝑛1 𝑃3 𝑚 = 13. 10−7 . 1425. 15,8753 = 7,41 𝑁
𝑘𝑑 là hệ số phân bố không đều cho các dãy; kđ = 1 (xích 1 dãy) là hệ số tải
trọng động, bảng 5.6 [1].
𝑘𝑟 = 0,42 (𝑧1 = 25) là hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích, phụ
thuộc z.
-

Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210:
𝜎𝐻1 < [𝜎𝐻 ]

2.1.5. Xác định lực tác dụng lên trục.
-

Theo công thức (5.20) [1] ta có :
𝐹𝑟 = 𝑘𝑥 𝐹𝑡 = 1,15.534 = 614 𝑁
Trong đó : Đối với bộ truyền góc nghiêng nhỏ hơn 400, 𝑘𝑥 = 1,15.

2.2. Tính toán thiết kế bộ truyền trong hộp (bộ truyền bánh răng).
2.2.1. Chọn vật liệu.
-

Theo bảng 6.1 [1] ta chọn được :
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 ÷ 285 có :
𝜎𝑏1 = 850 𝑀𝑃𝑎, 𝜎𝑐ℎ1 = 580 𝑀𝑃𝑎
Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 ÷ 240 có :

𝜎𝑏2 = 750 𝑀𝑃𝑎, 𝜎𝑐ℎ2 = 450 𝑀𝑃𝑎

2.2.2. Xác định ứng suất cho phép.
-

Theo bảng 6.2 [1] với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180 ÷ 350 ta có :
𝑜
𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚
= 2𝐻𝐵 + 70, 𝑆ℎ = 1,1, 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚
= 1,8𝐻𝐵, 𝑆𝐹 = 1,75

-

Chọn độ rắn bánh nhỏ 𝐻𝐵1 = 255; độ rắn bánh lớn 𝐻𝐵2 = 235, khi đó :
8


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚1
= 2𝐻𝐵1 + 70 = 2.255 + 70 = 580 𝑀𝑃𝑎
𝑜
𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚1
= 1,8𝐻𝐵1 = 1,8.255 = 459 𝑀𝑃𝑎

𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚2
= 2𝐻𝐵2 + 70 = 2.235 + 70 = 540𝑀𝑃𝑎
𝑜
𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚2
= 1,8𝐻𝐵2 = 1,8.235 = 423𝑀𝑃𝑎

-

2,4
Theo công thức (6.5) [1] ta có : 𝑁𝐻𝑜 = 30𝐻𝐻𝐵
do đó :
2,4
𝑁𝐻𝑜1 = 30𝐻𝐻𝐵1
= 30. 2552,4 = 1,78. 107
2,4
𝑁𝐻𝑜2 = 30𝐻𝐻𝐵2
= 30. 2352,4 = 1,47. 107

-

Theo công thức (6.1a) [1] ta có:
[𝜎𝐻 ] =

𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚
.𝐾𝐻𝐿

𝑆𝐻

Trong đó :
Theo công thức (6.3) [1] ta có:
𝐾𝐻𝐿 =

𝑚𝐻 𝑁
𝐻𝑜

√𝑁

𝐻𝐸

(𝑚𝐻 = 6 khi HB ≤ 350)

Trong đó :
Theo công thức (6.6) [1] ta có :
𝑁𝐻𝐸 = 𝑁𝐹𝐸 = 𝑁 = 60. 𝑐. 𝑛. 𝑡∑
𝑁𝐻𝐸2 = 𝑁𝐹𝐸2 = 60. 𝑐.

𝑛1
𝑢1

. 𝑡∑ = 60.1

1425
7,45

. 12800 = 14,7. 107 > 𝑁𝐻𝑜2

Do đó 𝐾𝐻𝐿2 = 1.
⟹ 𝑁𝐻𝐸1 > 𝑁𝐻𝑜1 do đó 𝐾𝐻𝐿1 = 1.

Theo bảng 6.2 [1] ta có: 𝑆ℎ = 1,1
-

Suy ra :
[𝜎𝐻1 ] =
[𝜎𝐻2 ] =

-

𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚1
.𝐾𝐻𝐿1

𝑆𝐻
𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚2
.𝐾𝐻𝐿2

𝑆𝐻

=
=

580.1
1,1
540.1
1,1

= 527 𝑀𝑃𝑎
= 491 𝑀𝑃𝑎

Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng chữ V, theo công thức (6.12) [1] ta có:
9


GVHD: Nguyễn Minh Thư

[𝜎𝐻 ] =

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

[𝜎𝐻1 ]+[𝜎𝐻2 ]
2

=

527+491
2

= 509 𝑀𝑃𝑎 < 1,25[𝜎𝐻2 ]

Với cấp chậm sử dụng bánh răng trụ thẳng và 𝑁𝐻𝐸 > 𝑁𝐻𝑜 nên 𝐾𝐻𝐿 = 1

-

⟹
-

[𝜎𝐻 ]′ = [𝜎𝐻2 ] = 491 𝑀𝑃𝑎

Theo công thức (6.1b) [1] ta có:
[𝜎𝐹 ] =

𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚
.𝐾𝐹𝐶 .𝐾𝐹𝐿

(𝐾𝐹𝐶 = 1,75 do bộ truyền quay 2 chiều)

𝑆𝐻

Trong đó :
Theo công thức (6.4) [1] ta có:
𝐾𝐹𝐿 =

𝑚𝐹 𝑁
𝐹𝑜

√𝑁

(𝑚𝐹 = 6 khi HB ≤ 350)

𝐹𝐸

Trong đó : Ta có 𝑁𝐹𝐸2 = 14,7. 107 > 𝑁𝐹𝑂 = 4. 106 . Do đó 𝐾𝐹𝐿2 = 1 và
tương tự ta có 𝐾𝐹𝐿1 = 1.
Theo bảng 6.2 [1] ta có: 𝑆𝐹 = 1,75
-

Suy ra :
[𝜎𝐹1 ] =
[𝜎𝐹2 ] =

-

𝑜
𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚1
.𝐾𝐹𝐶 .𝐾𝐹𝐿1

𝑆𝐹
𝑜
𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚1
.𝐾𝐹𝐶 .𝐾𝐹𝐿1

𝑆𝐹

=
=

459.1
1,75
540.1
1,75

= 262,29 𝑀𝑃𝑎
= 308,57 𝑀𝑃𝑎

Theo công thức (6.10) và (6.11) [1] ta có ứng suất quá tải cho phép:

[𝜎𝐻 ]𝑚𝑎𝑥 = 2,8𝜎𝑐ℎ2 = 2,8.450 = 1260 𝑀𝑃𝑎
[𝜎𝐹1 ]𝑚𝑎𝑥 = 0,8𝜎𝑐ℎ1 = 0,8.580 = 464 𝑀𝑃𝑎
[𝜎𝐹2 ]𝑚𝑎𝑥 = 0,8𝜎𝑐ℎ2 = 0,8.450 = 360 𝑀𝑃𝑎

2.2.3. Tính toán bộ truyền cấp nhanh.
2.2.3.1.
-

Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
Theo công thức (6.15a) [1] ta có :
3

𝑇1 𝐾𝐻𝛽

𝑎𝑤1 = 𝐾𝑎 (𝑢1 + 1)√

[𝜎𝐻1 ]2 𝑢1 𝜓𝑏𝑎

10


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Trong đó : Theo bảng 6.6 [1] với bánh răng trụ chữ V, trị số chọn 𝜓𝑏𝑎 tăng 1,3…1,4
lần ⟹ 𝜓𝑏𝑎 = 0,3.1,3 = 0,39 ; theo bảng 6.5 [1] với răng trụ chữ V ⟹ 𝐾𝑎 = 43 ; theo công
thức (6.16) [1] : 𝜓𝑏𝑑 = 0,5𝜓𝑏𝑎 (𝑢1 + 1) = 0,5.0,39. (7,45 + 1) = 1,64 do đó theo bảng 6.7

[1] chọn 𝐾𝐻𝛽 = 1,28 theo sơ đồ 3; 𝑇1 = 9,55. 106
⇒

𝑃1
𝑛1

= 9,55. 106

3 (33,78.103 ⁄2).1,28

𝑎𝑤1 = 43. (7,45 + 1). √

5092 .7,45.0,39

5,04
1425

= 33,78. 103 𝑁𝑚𝑚.

= 111,27

Lấy 𝑎𝑤1 = 115𝑚𝑚.
Xác định các thông số ăn khớp.

2.2.3.2.
-

Theo công thức (6.17) [1] ta có :
𝑚1 = (0,01 ÷ 0,02)𝑎𝑤1 = (0,01 ÷ 0,02). 115 = 1,15 ÷ 2,3 𝑚𝑚
Trong đó : Theo bảng 6.8 [1] chọn module pháp 𝑚1 = 2 𝑚𝑚.

Đối với bánh răng chữ V trong hộp giảm tốc phân đôi 𝛽 = 30𝑜 … 40𝑜 , ta chọn sơ

-

bộ 𝛽 = 35𝑜 , do đó 𝑐𝑜𝑠𝛽 = 0,81.
Theo công thức (6.31) [1] số răng bánh nhỏ:

-

𝑧1 =

2𝑎𝑤1 .𝑐𝑜𝑠𝛽
𝑚(𝑢1 +1)

=

2.115.0,81
2(7,45+1)

= 11,1

Lấy 𝑧1 = 11
Số bánh răng lớn : 𝑧2 = 𝑢1 . 𝑧1 = 7,45.11 = 81,9
Lấy 𝑧2 = 82
-

Tính lại tỉ số truyền thực : 𝑢𝑚1 =

-

Tính lại 𝛽:
𝑐𝑜𝑠𝛽 =
⟹

2.2.3.3.
-

𝑚1 (𝑧1 𝑧2 )
2𝑎𝑤1

=

2(82.11)
2.115

82
11

= 7,45

= 0,8087

𝛽 = 36,03𝑜 = 36𝑜 1′ 52′′
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

Theo công thức (6.33) [1], ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
2𝑇1 𝐾𝐻 (𝑢1 +1)

𝜎𝐻 = 𝑧𝑀 𝑧𝐻 𝑧𝜀 √

2
𝑏𝑤 𝑢1 𝑑𝑤1

≤ [𝜎𝐻 ]

11


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Trong đó :
Tra bảng 6.5 [1] ta được : 𝑧𝑀 = 274 (MPa)1/3.
Theo công thức (6.35) [1] :
𝑡𝑔𝛽𝑏 = 𝑐𝑜𝑠𝛼𝑡 𝑡𝑔𝛽 = cos(24𝑜 ) 𝑡𝑔(36,03𝑜 ) = 0,639 ⇒ 𝛽𝑏 = 32,6𝑜
Đối với bánh răng không dịch chuyển:
𝛼𝑡𝑤 = 𝛼𝑡 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (

𝑡𝑔𝛼
𝑐𝑜𝑠𝛽

)

Theo TCVN 1065 – 71[1] : 𝛼 = 20𝑜
⟹ 𝛼𝑡𝑤 = 𝛼𝑡 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (

𝑡𝑔20𝑜

𝑐𝑜𝑠36,03𝑜

) = 24

2𝑐𝑜𝑠𝛽

2cos(32,6)

𝑏
Theo công thức (6.34) [1] ta có : 𝑧𝐻 = √
=√
= 1,5
𝑠𝑖𝑛2𝛼
sin(2.24)
𝑡𝑤

Theo công thức (6.37) [1] ta có : 𝜀𝑏 =

𝑏𝑤 𝑠𝑖𝑛𝛽
𝜋𝑚
1

Theo công thức (6.36c) [1] ta có : 𝑧𝜀 = √

𝜀𝛼

0,39.115.sin(36,03)

=

2𝜋
1

=√

1,27

= 4,1

= 0,88

Với 𝜀𝛼 tính theo công thức (6.38b) [1] ta có :
𝜀𝛼 = [1,88 − 3,2 (

1
1
1
1
+ )] 𝑐𝑜𝑠𝛽 = [1,88 − 3,2 ( + )] 𝑐𝑜𝑠35𝑜 = 1,27
𝑧1 𝑧2
11 82

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
𝑑𝑤1 =

2𝑎𝑤1
𝑢𝑚1 +1

=

2.115
7,45+1

= 27,2 mm

Theo công thức (6.39) ta có :
𝐾𝐻 = 𝐾𝐻𝛽 𝐾𝐻𝛼 𝐾𝐻𝑣 = 1,28.1,13.1,03 = 1,49
Trong đó :
Theo công thức (6.41) [1] ta có :
𝐾𝐻𝑣 = 1 +

𝑣𝐻 𝑏𝑤1 𝑑𝑤1
2𝑇1 𝐾𝐻𝛽 𝐾𝐻𝛼

=1+

1,2.45.27,2
33,78.103
2(
).1,28.1,13
2

= 1,03

Trong đó : Theo bảng 6.15 [1] ta được 𝛿𝐻 = 0,002, theo bảng 6.16 [1] ta
được 𝑔𝑜 = 73. Theo công thức (6.42) [1] :
12


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687
𝑎𝑤1

𝑣𝐻 = 𝛿𝐻 𝑔𝑜 𝑣 √

= 0,002.73.2,02√

𝑢1

115

7,45

Theo công thức (6.40) [1] : 𝑣 =

𝜋𝑑𝑤1 𝑛1
60000

= 1,2
3,14.27,2.1425

=

60000

= 2,02 𝑚/𝑠. Với 𝑣 =

2,02 𝑚/𝑠, theo bảng 6.13 [1], dùng cấp chính xác 9. Với cấp chính xác 9 và 𝑣 <
2,5𝑚/𝑠 thì 𝐾𝐻𝛼 = 1,13.

⇒

𝜎𝐻 = 274.1,5.0,88√

33,78.103
).1,49.(7,45+1)
2
0,39.115.7,45.27,22

2(

= 473,6 𝑀𝑃𝑎 < [𝜎𝐻 ]

Xác đinh chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:

-

Theo công thức (6.1) với 𝑣 = 2,02

𝑚
𝑠

< 5𝑚/𝑠 , 𝑧𝑣 = 1; với cấp chính xác 9, chọn cấp

chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám 𝑅𝑎 = 2,5 … 1,5 𝜇𝑚, do đó
𝑧𝑅 = 0,95; với 𝑑𝑎 < 700 𝑚𝑚, 𝐾𝑥𝐻 = 1, do đó theo công thức (6.1) và (6.1a) [1] :
[𝜎𝐻 ] = [𝜎𝐻 ]𝑧𝑣 𝑧𝑅 𝐾𝑥𝐻 = 509.1.0,95.1 = 486,6 𝑀𝑃𝑎

⟹ 𝜎𝐻 < [𝜎𝐻 ] ⟹ Thõa mãn độ bền tiếp xúc.
2.2.3.4.
-

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Theo công thức (6.43) [1] ta có:
𝜎𝐹1 =

2𝑇1 𝐾𝐹 𝑌𝜀 𝑌𝛽 𝑌𝐹1
𝑏𝑤 𝑑𝑤1 𝑚

Trong đó :
Theo bảng 6.7 [1] ta được 𝐾𝐹𝛽 = 1,6; theo bảng 6.14 [1] với 𝑣 < 2,5 𝑚/𝑠 và cấp
chính xác 9 ta được 𝐾𝐹𝛼 = 1,37; theo công thức (6.47) [1] ta có :
𝑎𝑤1

𝑣𝐹 = 𝛿𝐹 𝑔𝑜 𝑣√

𝑢1

= 0,006.73.2,02. √

115
7,45

= 3,48

Trong đó theo bảng 6.15 [1] ta được 𝛿𝐹 = 0,006, theo bảng 6.16 ta được
𝑔.𝑜 = 73. Do đó theo công thức (6.46) [1] ta có:
𝐾𝐹𝑣 = 1 +

𝑣𝐹 𝑏𝑤 𝑑𝑤1
2𝑇1 𝑘𝐹𝛽 𝑘𝐹𝛼

=1+

3,48.0,39.115.27,2
33,78.103 .1,6.1,37

= 1,05

Do đó theo công thức (6.45) [1] ta có: 𝑘𝐹 = 𝑘𝐹𝛽 𝑘𝐹𝛼 𝑘𝐹𝑣 = 1,6.1,37.1,05 = 2.3
13


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Với 𝜀𝛼 = 1,27 ⟹ 𝑌𝜀 =

1
𝜀𝛼

=

1
1,27

Với 𝛽 = 36,03𝑜 ⟹ 𝑌𝛽 = 1 −

= 0,78

𝛽
140

=1−

36,03
140

= 0,74

Số răng tương đương :
𝑧𝑣1 =
𝑧𝑣2 =

𝑧1
𝑐𝑜𝑠 3 𝛽
𝑧2
𝑐𝑜𝑠 3 𝛽

=
=

11
𝑐𝑜𝑠 3 (36,03)
82

𝑐𝑜𝑠 3 (36,03)

= 20,8
= 155

Theo bảng 6.18 [1] ta được 𝑌𝐹1 = 4,08 và 𝑌𝐹2 = 3,6
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức (6.43) [1] ta được:

-

𝜎𝐹1 =
𝜎𝐹2 =

33,78.103
).2,3.0,78.0,74.4,08
2

2.(

0,39.115.27,2.2
𝜎𝐹1 𝑌𝐹2
𝑌𝐹1

=

75.3,6
4,08

= 75 𝑀𝑃𝑎

= 66,18 𝑀𝑃𝑎

Tính lại chính xác[𝜎𝐹1 ]và [𝜎𝐹2 ] :

-

Với 𝑚 = 2 𝑚𝑚 ⟹ 𝑌𝑠 = 1,08 − 0,0695 ln(2) = 1,03; 𝑌𝑠 = 1; 𝐾𝑥𝐹 = 1 (𝑑𝑎 <
400 𝑚𝑚), theo công thức (6.2) [1] và (6.2a) [1] ta có :
[𝜎𝐹1 ] = [𝜎𝐹1 ]. 𝑌𝑅 𝑌𝑠 𝐾𝑥𝐹 = 527.1.1,03.1 = 542,81 𝑀𝑃𝑎
[𝜎𝐹2 ] = [𝜎𝐹2 ]. 𝑌𝑅 𝑌𝑠 𝐾𝑥𝐹 = 491.1.1,03.1 = 505,73 𝑀𝑃𝑎
2.2.3.5.

Ta thấy : 𝜎𝐹1 < [𝜎𝐹1 ] và 𝜎𝐹2 < [𝜎𝐹2 ] ⟹ Thõa điều kiện uốn.
Các thông số và kích thước bộ truyền.
Khoảng cách trục

𝑎𝑤1 = 115 𝑚𝑚

Modun pháp

𝑚1 = 2 𝑚𝑚

Chiều rộng vành răng

𝑏𝑤1 = 45 𝑚𝑚

Tỉ số truyền

𝑢𝑚1 = 7,45

Góc nghiêng của răng

𝛽 = 36𝑜 1′ 52′′

Số răng bánh răng

𝑧1 = 11; 𝑧2 = 82

Hệ số dịch chỉnh

𝑥1 = 0; 𝑥2 = 0
14


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Theo công thức trong bảng 6.11 [1] tính được :

-

Đường kính vòng chia

𝑑1 = 27,2 𝑚𝑚; 𝑑2 = 202,8 𝑚𝑚

Đường kính đỉnh răng

𝑑𝑎1 = 31,2 𝑚𝑚; 𝑑𝑎2 = 206,8 𝑚𝑚

Đường kính đáy răng

𝑑𝑓1 = 22,2 𝑚𝑚; 𝑑𝑓2 = 197,8 𝑚𝑚

Đường kính vòng lăn

𝑑𝑤1 = 27,2 𝑚𝑚; 𝑑2 = 202,8 𝑚𝑚

2.2.4. Tính toán bộ truyền cấp chậm (bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng).
2.2.4.1.
-

Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
Theo công thức (6.15a) [1] ta có :
3

𝑎𝑤2 = 𝐾𝑎 (𝑢𝑐 + 1) √[𝜎

𝑇2 𝐾𝐻𝛽

2
𝐻2 ] 𝑢𝑐 𝜓𝑏𝑎

Trong đó :
Theo bảng 6.6 [1] với bánh răng trụ răng thẳng, trị số chọn 𝜓𝑏𝑎 = 0,4; theo bảng
6.5 [1] với răng trụ răng thẳng ⟹ 𝐾𝑎 = 49,5 ; theo công thức (6.16) [1] : 𝜓𝑏𝑑 =
0,5𝜓𝑏𝑎 (𝑢𝑐 + 1) = 0,5.0,4. (4,03 + 1) = 1,001 do đó theo bảng 6.7 [1] chọn 𝐾𝐻𝛽 = 1,03
theo sơ đồ 7 [1]; 𝑇2 = 9,55. 106

𝑃2
𝑛2

= 9,55. 106

3 243,14.103 .1,03

𝑎𝑤2 = 49,5. (4,03 + 1). √

⇒

4912 .4,03.0,4

4,87
191,28

= 243,14. 103 𝑁𝑚𝑚.

= 215,06 𝑚𝑚

Lấy 𝑎𝑤2 = 215 𝑚𝑚
2.2.4.2.
-

Xác định thông số ăn khớp.
Theo công thức (6.17) và bảng 6.8 [1] ta có :
𝑚2 = (0,01 ÷ 0,02)𝑎𝑤2 = (0,01 ÷ 0,02). 215 = (2,15 ÷ 4,3) 𝑚𝑚

-

Theo bảng 6.8 [1] chọn modun cấp chậm 𝑚2 = 3 𝑚𝑚
𝑧1 =

2𝑎𝑤2
𝑚2 (𝑢𝑐 +1)

=

2.215
3(4,03+1)

= 28,5

Lấy 𝑧1 = 28 ⟹ 𝑧2 = 𝑢𝑐 𝑧1 = 4,03.28 = 112,8; lấy 𝑧2 = 113
-

Tỉ số truyền thực : 𝑢𝑚2 =

-

Tính lại : 𝑎𝑤2 =

𝑚2 (𝑧1 +𝑧2 )
2

𝑧2
𝑧1

=

=

113
28

= 4,04

3(28+113)
2

= 211,5 𝑚𝑚
15


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Lấy 𝑎𝑤2 = 211,5 𝑚𝑚, do đó không cần dịch chuyển.
-

Theo công thức (6.27) [1] ta có :
𝑐𝑜𝑠𝛼𝑡𝑤 =

2.2.4.3.
-

𝑧𝑡 𝑚2 𝑐𝑜𝑠𝛼
2𝑎𝑤2

(28+113).3.cos(20𝑜 )

=

2.211,5

= 0,94 ⟹ 𝛼𝑡𝑤 = 20,36𝑜

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Theo công thức (6.33) [1] ta có :
𝜎𝐻 = 𝑧𝑀 𝑧𝐻 𝑍𝜖 √

2𝑇2 𝐾𝐻 (𝑢𝑐+1)
2
𝑏𝑤2 𝑢𝑐 𝑑𝑤2

≤ [𝜎𝐻 ]

Trong đó :
Tra bảng 6.5 [1] ta được : 𝑧𝑀 = 274 (MPa)1/3
Theo công thức (6.34) [1] ta có : 𝑧𝐻 = √

2𝑐𝑜𝑠𝛽𝑏
𝑠𝑖𝑛2𝛼𝑡𝑤

𝑏𝑤 𝑠𝑖𝑛𝛽

Theo công thức (6.37) [1] ta có : 𝜀𝑏 =

𝜋𝑚

=

=√

2𝑐𝑜𝑠0

𝑠𝑖𝑛2.20,36

0,4.211,5.sin(0)
2𝜋

Với 𝜀𝑏 = 0, theo công thức (6.36a) [1] ta có : 𝑧𝑒 = √

4−𝜀𝛼
3

= 1,75
=0

=√

4−1.737
3

= 0,868

trong đó theo công thức (6.38b) [1] ta có :
𝜀𝛼 = 1,88 − 3,2 (

1
1
1
1
) = 1,737
+ ) = 1,88 − 3,2. ( +
𝑧2 𝑧2
28 113

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
𝑑𝑤2 =

2𝑎𝑤2
𝑢𝑚2 +1

=

2.211,5
4,04+1

= 84 mm

Theo công thức (6.40) [1] ta có : 𝑣2 =

𝜋𝑑𝑤2 𝑛2
60000

Theo công thức (6.42) [1] : 𝑣𝐻 = 𝛿𝐻 𝑔𝑜 𝑣 √

𝑎𝑤2
𝑢𝑐

=

3,14.84.191,28
60000

= 0,85 m/s

= 0,006.73.0,85√

211,5
4,04

= 2,7, trong

đó theo bảng 6.13[1] chọn cấp chính xác 9, do đó theo bảng 6.16 [1] ta được 𝑔𝑜 = 73, theo
bảng 6.15 [1] ta được 𝛿𝐻 = 0,006.
Theo công thức (6.41) [1] ta có :
𝐾𝐻𝑣2 = 1 +

𝑣𝐻 𝑏𝑤2 𝑑𝑤2
2𝑇2 2𝐾𝐻𝛼

=1+

2,719.85.84

2.243,14.103 .1,03.1

= 1,04
16


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Trong đó 𝑏𝑤2 = 𝜓𝑏𝑎 𝑎𝑤2 = 0,4.211,5 = 85 𝑚𝑚
Theo công thức (6.39) [1] ta có :
𝐾𝐻 = 𝐾𝐻𝛽 𝐾𝐻𝛼 𝐾𝐻𝑣 = 1,03.1,04.1 = 1,07
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức (6.33) [1] ta được :

-

2.243,14.103 .1,07.(4,03+1)

𝜎𝐻 = 274.1,75.0,868. √

85.4,03.842

= 432,58 𝑀𝑃𝑎 < [𝜎𝐻 ]

Xác đinh chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:

-

Theo công thức (6.1) [1] với 𝑣 = 0,85 𝑚/𝑠 , 𝑧𝑣 = 1; với cấp chính xác 9, chọn cấp
chính xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám 𝑅𝑧 = 10 … 40 𝜇𝑚, do đó
𝑧𝑅 = 0,9; với 𝑑𝑎 < 700 mm, 𝐾𝑥𝐻 = 1, do đó theo công thức (6.1) và (6.1a) [1]:
[𝜎𝐻 ] = [𝜎𝐻 ]𝑧𝑣 𝑧𝑅 𝐾𝑥𝐻 = 491.1.0,9.1 = 441,9 MPa
⟹ 𝜎𝐻 < [𝜎𝐻 ] ⟹ Thõa mãn độ bền tiếp xúc.
2.2.4.4.
-

Kiểm nghiệm về độ bền uốn.
Theo công thức (6.43) [1] ta có:
𝜎𝐹1 =
𝜎𝐹2 =

2𝑇1 𝐾𝐹 𝑌𝜀 𝑌𝛽 𝑌𝐹1
𝑏𝑤 𝑑𝑤1 𝑚
𝜎𝐹1 𝑌𝐹2
𝑌𝐹1

≤ [𝜎𝐹1 ]

≤ [𝜎𝐹2 ]

Theo bảng 6.7[1] ta được 𝐾𝐹𝛽 = 1,06; theo bảng 6.14[1] với 𝑣 < 2,5 𝑚/𝑠 và cấp
chính xác 9 ta được 𝐾𝐹𝛼 = 1,37; theo công thức (6.47) [1] ta có :
𝑎𝑤2

𝑣𝐹 = 𝛿𝐹 𝑔𝑜 𝑣√

𝑢𝑐

211,5

= 0,016.73.0,85√

4,03

= 7,2

trong đó theo bảng 6.15[1] ta được 𝛿𝐹 = 0,016, theo bảng 6.16 ta được 𝑔𝑜 = 73. Do đó
theo công thức (6.46) [1] ta có:
𝐾𝐹𝑣 = 1 +

𝑣𝐹 𝑏𝑤2 𝑑𝑤2
2𝑇2 𝑘𝐹𝛽 𝑘𝐹𝛼

=1+

7,2.85.84
2.243,14.103 .1,05.1

= 1,1

Do đó theo công thức (6.45) [1] ta có: 𝑘𝐹 = 𝑘𝐹𝛽 𝑘𝐹𝛼 𝑘𝐹𝑣 = 1,05.1.1,1 = 1,16
Với 𝜀𝛼 = 1,737 ⟹ 𝑌𝜀 =

1
𝜀𝛼

=

1
1,737

= 0,57

17


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Với 𝛽 = 0 ⟹ 𝑌𝛽 = 1
Số răng tương đương :
𝑧1

𝑧𝑣1 =

𝑐𝑜𝑠 3 𝛽

𝑧𝑣2 =

𝑐𝑜𝑠 3 𝛽

𝑧2

=

=

28
𝑐𝑜𝑠 3 (0)
113
𝑐𝑜𝑠 3 (0)

= 28
= 113

𝛽 = 0 do bộ truyền là bánh răng trụ răng thẳng.
Theo bảng 6.18[1] ta được 𝑌𝐹1 = 3,8 và 𝑌𝐹2 = 3,6
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức (6.43) [1] ta được:

-

𝜎𝐹1 =
𝜎𝐹2 =

2.243,14.103 .1,16.0,75.1.3,8
85.84.3
𝜎𝐹1 𝑌𝐹2
𝑌𝐹1

=

74,96.3,6
3,8

= 74,96 𝑀𝑃𝑎

= 71,02 𝑀𝑃𝑎

Tính lại chính xác[𝜎𝐹1 ]và [𝜎𝐹2 ] :

-

Với 𝑚 = 3 𝑚𝑚 ⟹ 𝑌𝑠 = 1,08 − 0,0695 ln(3) = 1,004; 𝑌𝑠 = 1;
𝐾𝑥𝐹 = 1 (𝑑𝑎 < 400 𝑚𝑚), theo công thức (6.2) và (6.2a) [1] ta có :
[𝜎𝐹1 ] = [𝜎𝐹1 ]. 𝑌𝑅 𝑌𝑠 𝐾𝑥𝐹 = 262,29.1. (1,004). 1 = 263,34 𝑀𝑃𝑎
[𝜎𝐹2 ] = [𝜎𝐹2 ]. 𝑌𝑅 𝑌𝑠 𝐾𝑥𝐹 = 308,57.1. (1,004). 1 = 309,80 𝑀𝑃𝑎
Ta thấy : 𝜎𝐹1 < [𝜎𝐹1 ] và 𝜎𝐹2 < [𝜎𝐹2 ] ⟹ Thõa điều kiện uốn.

-

2.2.4.5.

-

Các thông số và kích thước bộ truyền.
Khoảng cách trục

𝑎𝑤2 = 211,5 𝑚𝑚

Modun pháp

𝑚2 = 3 𝑚𝑚

Chiều rộng vành răng

𝑏𝑤2 = 85 𝑚𝑚

Tỉ số truyền

𝑢𝑚2 = 4,04

Góc nghiêng của răng

𝛽=0

Số răng bánh răng

𝑧1 = 28; 𝑧2 = 113

Hệ số dịch chỉnh

𝑥1 = 0; 𝑥2 = 0

Theo công thức trong bảng 6.11 [1] tính được :
18


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

Đường kính vòng chia

𝑑1 = 84 𝑚𝑚; 𝑑2 = 339 𝑚𝑚

Đường kính đỉnh răng

𝑑𝑎1 = 90 𝑚𝑚; 𝑑𝑎2 = 345 𝑚𝑚

Đường kính đáy răng

𝑑𝑓1 = 76,5 𝑚𝑚; 𝑑𝑓2 = 331,5 𝑚𝑚

Đường kính vòng lăn

𝑑𝑤1 = 85,3 𝑚𝑚; 𝑑𝑤2 = 344,7 𝑚𝑚

19


GVHD: Nguyễn Minh Thư

Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Chiến Thắng ; MSSV: 1501028
Nguyễn Thanh Tùng ; MSSV: 1500687

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ TRỤC – THIẾT KẾ THEN – CHỌN Ổ - CHỌN KHỚP
NỐI
3.1. Thiết kế trục trong hộp giảm tốc.
3.1.1. Chọn vật liệu.
Theo bảng 6.1 [1]. Chọn thép 45 thường hóa có 𝜎 = 600 𝑀𝑃𝑎, [τ] =

-

15 … 30 MPa.
3.1.2. Xác định sơ bộ đường kính trục.
-

Theo công thức (10.9) ) [1] ta có :
3

𝑇

𝑑𝑘 = √ 𝑘
0,2[𝜏]
⟹

(với 𝑘 = 1, 2, 3)
3 33,78.103

𝑑1 ≥ √

0,2.15

= 22,4 𝑚𝑚

3 235,75.103

𝑑2 ≥ √

0,2.20

3 945,74.103

𝑑3 ≥ √

0,2.25

= 39,3 𝑚𝑚
= 57,4 𝑚𝑚

Đường kính sơ bộ của các trục là :

-

𝑑1 = 22 𝑚𝑚; 𝑑2 = 40 𝑚𝑚; 𝑑3 = 60 𝑚𝑚
3.1.3. Xác định khoản cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
Dựa theo đường kính các trục, theo bảng 10.2 [1] ta được chiều rộng ổ lăn tương

-

ứng:
𝑏𝑜1 = 16 𝑚𝑚; 𝑏𝑜2 = 23 𝑚𝑚; 𝑏𝑜3 = 31 𝑚𝑚
Theo bảng 10.3 [1] ta được :
𝑘1 = 10; 𝑘2 = 10; 𝑘3 = 16;ℎ𝑛 = 17
3.1.3.1.
-

Chiều dài mayơ.
Trục I :

Chiều dài mayơ nửa khớp nối, theo công thức (10.13) [1]:
𝑙𝑚14 = (1,4 ÷ 2,5)𝑑1 = (30,8 ÷ 55) 𝑚𝑚

Chọn 𝑙𝑚14 = 55 𝑚𝑚
20