bản thuyết minh đồ án hộp giảm tốc 2 cấp

Lời nói đầu
Đồ án môn học Chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên ngành cơ khí
nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy. Mục
đích là giúp sinh viên hệ thống lại nhưng kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quen
với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiên nay.
Trong chương trình đào tạo cho Sinh viên, nhà Trường đã tạo điều kiện cho chúng em
được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu : “Thiết kế hệ dẫn động băng tải ”.
Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, còn có những
mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng, xong bài làm của em không thể tránh
khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của Thầy cô, giúp em
có được những kiến thức thật bổ ích để sau này ra trường có thể ứng dụng trong công
việc cụ thể của Sản xuất.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là Cô
Trần Thị Hoa đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ của mình.

Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên:

Quang
Bùi Mạnh Quang


MỤC LỤC
Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau:
- Phần I: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền.
- Phần II: Tính toán bộ truyền đai.
- Phần III: Tính toán bộ truyền động bánh răng.
- Phần IV: Tính toán trục và then.
- Phần V: Thiết kế gối đỡ trục.
- Phần VI: Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác.
- Phần VII: Bôi trơn hộp giảm tốc.

TÀI LIỆU THAM KHẢO


Tài liệu 1: Thiết kế chi tiết máy. Ký hiệu (TKCTM)
Nguyễn Trọng Hiệp
Nguyễn Văn Lẫm
Tài liệu 2: Hướng dẫn thiết kế hệ dẫn động cơ khí. Ký hiệu (HDTKHDĐCK)
Lê Văn Uyển
Trịnh Chất
Tài liệu 3 : Sách chi tiết máy. Ký hiệu (CTM)
Hoàng Hồng
Nguyễn Thanh Xuyờn
Ngô Minh Đức


Phần I
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

I-CHỌN ĐỘNG CƠ.

1. Xác định công suất cần thiết của động cơ.
-Gọi Plv: Công suất trên băng tải (kw)
ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động.
Pct: Công suất cần thiết.(kw)
-Ta có:
pct 

plv


Theo công thức 2.11:

N=

=

= 1,4996 (KW)

P=3550 (N)- Lực tác dụng.
V=0,39 (m/s)- Vận tốc băng tải
Theo công thức 2.9 ta có :
m

k

 1 . 2 . 3 . 4

k=4 :là số cặp ổ lăn.
m=2 : là số cặp bánh răng
Tra bảng 2.3[TKHDĐCK] ta có các hiệu suất :
ղ1=0,94 – Hiệu suất bộ truyền đai.
ղ2=0,97- Hiệu suất bộ truyền bánh răng.
ղ3=0,995 – Hiệu suất của một cặp ổ lăn.
ղ4=1– Hiệu suất khớp nối.
1


 n=0,94.0,972.0,9954 .1 =0,87

Suy ra :
Nct =

=1,72 (KW)

2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ
- Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là: ISB
Theo bảng 2.4 [TKHDĐCK] ta chọn:
+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ : i1=(8  40)
+ Tỉ số truyền của bộ truyền đai thang loại thường : i2=( 2 4 )
Theo công thức 2.15 (TKCTM) thì
=> Tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động là:
Isb=i1.i2
hay Isb=i1.i2=( 8.2  4.40)=( 16 160)
chọn isb=43
- Số vòng quay của trục máy công tác (theo công thức 2.16 ) (TKCTM)

Nlv=60000 x

= 60000 x

= 33 (vòng/phút)

Trong đó:

v- Vận tóc băng tải ,m/s
D-Đường kính tang, mm
nlv- số vòng quay của trục máy công tác.
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ ( theo công thức 2.18)
Nsb = nlv.isb = (33 x 16

33 x 160) = (528 ÷ 5280) = (33 x 43)=1419 vòng/phút.

- Theo bảng P1.3 ta chọn được kiểu động cơ : 4AX90L4Y3.
+ Các thông số kỹ thuật của động cơ là:
Kiểu động cơ Công suất(kw) Vận tốc
cosᾳ
ղ%
quay(vg/ph)
4AX90L4Y3
2,2
1420
0,83
80

TMax/Tdn
2,2

TK/Tdn
2,0

2


II- Phân phối tỉ số truyền
1. Xác định tỉ số truyền
- Tỉ số truyền động chung:

i=

=

= 43

i=iđ.ibt.ibn
Trong đó:
iđ - là tỉ số truyền của bộ truyền đai
ibt- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh
ibn- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm..
+ Chọn iđ=3,4
 ibt.ibn=12
- Tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm
dầu ta chọn ibn=( 1,2 1,5)ibt
Lấy ibt=4
 ibn=

2.

=3

Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục
- Công suất làm việc: P= 1,247(kw0 (Công suất trên băng tải)
- Công suất trên các trục:
 Trục III: P3 =

 Trục II:

P2 =

=

=

= 1,5(kw)

=1,554 (kw)

3


 Trục I:

=

P1 =

 Trục động cơ: Pđc =

=1,61 (kw)

=

= 1,72 (kw)

- Số vòng quay trên các trục:
 Trục I:

n1 =

 Trục II :n2

=

=

=

 Trục III: n3 =

=

= 417,65 (vòng/phút)
= 104,4 (vòng/phút)
=34,8 (vòng/phút)

- Mômen


Trục động cơ : Tđc =

=

 Trục I:

T1 =

=



Trục II :

T2 =

=

 Trục III :

T3 =

=

= 11567,6 (N.mm)
= 36814,3 (N.mm)

= 142152,3 (N.mm)

= 411638 (N.mm)

* Bảng thống kờ:

4


Trục ĐC

I
ibt =4

iđ=3,4

Tỉ số truyền I
Công suất P
Số vg quay trục chính

III
ibn =3

1,72

1,61

1,554

1420

417,65

104,4

11567,6

Mômen xoắn T

II

36814,3

142152,3

1,5

34,8

411638

PHẦN II
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI
1.

Chọn loại đai

-Do không có yêu cầu dặc biệt nào nên ta chọn loại đai là đai hình thang mặt cắt
thường loại A. Theo bảng 5-11 (TKCTM) ta chọn như sau:
Loại Đai
bt
Thang A

11

Kích thước tiết diện (mm)
B
h
13

8

Yo

Diện tích
A(mm)

2,8

81

5


2.

Định đường kính bánh đai nhỏ
-Tra bảng 5-14 (TKCTM):
Chọn đường kính bánh đai nhỏ là D1=180 mm
Tính được vận tốc đai:

v=

Vận tốc vòng nằm trong phạm vi cho phép.
3.

Tính đường kính bánh đai lớn
Lấy hệ số trượt đai thang ξ = 0,02
Ta cú iđ =3,4
 D2 = iđ.D1(1-ξ) = 3,4.180.(1-0,02) = 599,76 (mm)
Tra bảng (5-15) (TKCTM) lấy D2= 630 mm
- Số vòng quay thực trong 1 phút của bánh bị dẫn là:
n1՛ =(1-ξ)

nđc= (1-0,02)

1420 = 397,6 ( vòng/phút)

- Sai số về số vòng quay so với yêu cầu

6


Δn =

100% =

100% = 4,8%

nằm trong phạm vi cho phép ( 3 5)% do đó không cần chọn lại đường kính D2.
-Tỷ số truyền thực tế id=

4.

=

Sơ bộ khoảng cách trục A
-Tra bảng 4.14 (TTTKHDĐCK) Tập 1 chọn sơ bộ u=3 suy ra

=1

Chon khoảng cách trục A = D2 = 630mm
5.
Định chính xác chiều dài L và khoảng cách trục A
- áp dụng công thức 5-1 (TKCTM)

 D  D1   2.630  3,14 . 630  180   630  180   2612mm


L  2 A   D2  D1   2


2
4A
2
4.630
2

2

Tra bảng 5-12 (TKCTM) : lấy L= 2650mm
-Kiểm ngiệm số vòng chạy của đai trong 1s theo công thức:
u= =

-Khoảng cách truc A theo chieu dài L
áp dụng công thức 5-2 (TKCTM)
2 L    D2  D1   �
2 L    D2  D1  �
�
� 8  D2  D1 
A
8
2

2



2.2650  3,14  180  630   �
2.2650  3,14  180  630  �
�
� 8  630  180 
 644, 6mm
8
2

2

Lấy A = 650mm
6.
Góc ôm
- Tính theo công thức5-3 (TKCTM)
1  180o 

7.

D2  D1 o
630  180 0
57  1800 
57  1400
A
645

Điều kiện (5-21) (TKCTM): 1 > 1200 được thoả mãn
Xác định số đai cần thiết.
7

áp dụng công thức: z 

N dc.K d
 p0.C Cl CuCz

Trong đó
+ Ndc- Công suất trên trục bánh đai chủ động Ndc=2,2Kw
+ Kđ- Hệ số tải trọng động ứng với trường hợp tải trọng dao động nhẹ;
Kd=1,1,khi làm việc 3 ca tăng thêm 0,2=1,3
+ [Po] – Công suất cho phép tra trong bảng 4.19 [TKHDĐCK], [Po]=2,47
+ Ca- Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm tra bảng 4.15 [TKHDĐCK] Ca=0,89
+ Cl- Hệ số kẻ đến ảnh hưởng của chiều dài:
có l/lo =2650/1700=1,56 tra bảng được tra bảng 4.16 [TKHDĐCK] Cl=1,1
+ Cu- Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền tra bảng 4.17 [TKHDĐCK],
Cu=1,14
+ Cz – Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai tra
bảng 4.18 (TTTHHDĐCK-Tập 1) Cz =0,95
Thay các giá trị vào công thức ta có :
Z =1,290
Lấy Z = 2 đai
8.
Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
-Chiều rộng bánh đai công thức 4.17(TTTKHDĐCK Tâp 1)
B   Z  1 t  2s

Tra bảng 4.21(TTTKHDĐCK-Tập 1)
t = 15
s = 10
=>B=(2-1).15+2.10 =35mm
-Đường kính ngoài :tra bảng 4.21 ta có:

Dn1  D1  2ho
Dn 2  D2  2ho

Suy ra : Dn1 = 180 + 2.3,3 = 186,6 mm
Dn2 = 630 +2.3,3 = 636,6 mm
9.
Tính lực căng đai ban đầu
Theo công thức 4.19 (TTTKHDĐCK-Tập 1) tính lực căng trên một đai.

8


Fo =

+Fv

Giả sử bộ truyền định kì điều chỉnh lực căng Fv = qm.v2
Tra bảng 4.22 (TTTKHDĐCK Tập 1), qm = 0,105
V – vận tốc vòng,m/s
P1 – Công suất trên trục bánh đai chủ động (kw)
Suy ra : Fo =

+ 0,105.(13,37)2 = 87,37 N

Lực tác dụng lên trục theo công thức 4.21 (TTTKHDĐCK-Tập 1)
Fr = 2.Fo.Z.sin

= 2.87,37.2.sin

= 328,9 N

Phần III
Tính toán bộ truyền động bánh răng

A. Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng)
1. Chọn vật liệu
- Bánh nhỏ : Thép 45 thường hoá, σbk=600(N/mm2); σch=290(N/mm2).HB=190, phôi
rèn ( giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)
- Bánh lớn : Thép 35 thường hoá; σb=480(N/mm2); σch=240(N/mm2). HB=160, phôi
rèn ( giả thiết đường kính phôi 300  500 mm).
2. Định ứng suất cho phép:
- Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:công thức (3-3 TKCTM)
N2=60.u.n.T=60.104,4.29400 = 184,16.106 > N0 = 107
Trong đó:
9


u : số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng
T: Tổng số giờ làm việc.
n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng nghiêng.
- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
N1 = iN2 = 4.184,16.106 = 736,64.106 > N0 = 107
Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong
mỏi uốn nên đối với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy : k’=k”=1.
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[σ]tx1=2,6.190=494(N/mm2)
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[σ]tx2=2,6.160=416(N/mm2).
Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở
chân răng Kσ=1,8 ( vì phôi rèn, thép thường hoá )

Công thức (3.6 – TKCTM)
Giới hạn mỏi của thép 45 là:
σ-1=0,43.600=258(N/mm2)
Của thép 35 là : σ-1=0,43.480=206,4(N/mm2)
Vì bánh răng nghiêng quay 1 chiều nên

ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:
[ ]u1 

1,4 1,6  1.k  1,5.258 143( N / mm 2 )
n.K

1,5.1,8

- ứng suất uốn cho phép của bánh lớn :
[ ]u 2 

1,4 1,6  1 .k  1,5.206,4 115( N / mm 2 )
n.K 

1,5.1,8

2.
3.

Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : K=1,3.
Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: bộ truyền chịu tải trọng trung bình nên:
chọn ψA=0,45
4.
Tính khoảng cách trục A

- Theo công thức (3-10 ). Lấy ố’=1,25 .
2

 1,05.106 
KP

A (i 1)3 
(4  1)3
 [ ]tx i   A .n2

2

 1,05.10 6 
1,3.1,61

 .
109,43(mm)
 494.4  0,45.1,2.104,4

10


Trong đó :
A: khoảng cách trục , mm
i: tỉ số truyền .
n2: số vòng quay trong một phút của bánh bị dẫn ;
N: công suất của bộ truyền, KW
Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng nghiêng:
- Vận tốc vòng : theo công thức (3-17 TKCTM)

5.

v

2A.n1
2.3,14.109,43.417,65

0,956(m / s)
60.1000. i 1
60.1000. 4  1

Dựa vào bảng 3-11 (TKCTM) chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là: 9
6.
Định chính xác hệ số tải trọng K:
Vì tải trọng không đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên Ktt=1 . Giả sử
b

2,5.mn
, cấp chính xác 9 và vận tốc vòng v < 3 (m/s) tra bảng 3-14 (TKCTM).
sin 

-

Tìm được Kđ=1,1
Do đó hệ số tải trọng [theo công thức (3-19)]:(TKCTM)
K=Ktt.Kđ =1,1.1 =1,1
Vì K không chênh lệch nhiều so với dự đoán nên không tính lại khoảng cách trục A
và lấy A=110 (mm)
7.
Xác định môđun, số răng, góc nghiêng và chiều rộng bánh răng:

- Môđun pháp :
mn = (0,01  0,02).A
=(0,01  0,02).110 = ( 1,1  2,2)
Lấy mn=1,4(mm)
- Chọn sơ bộ góc nghiêng : β=100; cosβ=0,985
+ Tổng số răng của 2 bánh:
Z t  Z1  Z 2 



2 A cos  2.110 .0,985

154,8
mn
1,4

Lấy Zt=155 răng
Số răng bánh nhỏ:
Z1 

Zt
155

31 chọn Z1 = 31,Trị số Z1 lớn hơn trị số giới hạn cho trong
i 1 4 1

bảng 3.15 (TKCTM)
11

Số răng bánh lớn:



Z 2 iZ1 4.31 124

8.

Tính chính xác góc nghiêng β
- Theo công thức (3-28) (TKCTM):
cos  

Z t .mn (31  124).1,4

0,986
2. A
2.110

=> β = 9°36´
Vậy β =9°36´
9.
Chiều rộng bánh răng :
b=ψA.A=0,45.110=49,5(mm)
Chiều rộng b thoả mãn :
b

2,5.mn
2,5.1,4

21(mm)

sin 
sin 9 036'

10.
Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
- Tính số răng tương đương của bánh nhỏ: Công thức 3-37 (TKCTM)
Z td 1 

Z1
31

32,3
3
(cos  )
(0,986) 3

- Số răng tương đương của bánh lớn:
Z td 2 

Z2
124

129,3
3
(cos  )
(0,986) 3

Tra bảng (3-18) (TKCTM) ta được hệ số dạng răng:
- Bánh nhỏ y1=0,451
-Bánh lớn y2=0,517. Lấy hệ số ϴ”=1,5.

* Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
- Tính theo công thức (3-34) (TKCTM) .
19,1.106.K .N
19,1.106.1,1.1,61
u 

39,8( N / mm2 )  [ ]u1 = 143(N/mm2)
2
2
y.mn .Z .n.b.  0,451.1,4 .31.417,65.49,5.1,5

- Tại chân răng bánh 2 [Theo công thức (3-40)] : (TKCTM)
 2  1.

11.

y1
0,451
39,8
34,72( N / mm 2 )  [ ]u 2 115 ( N / mm 2 )
y2
0,517

Các thông số hình học của bộ truyền : (Bảng 3.2-TKCTM)
- Môđun pháp:
mn=1,4 mm
12


- Số răng Z1=31; Z2= 124.

- Góc ăn khớp :
ᾳn=200.
- Góc nghiêng : β=9042’.
- Đường kính vòng chia (vòng lăn):
mn .Z1 1,4.31

44(mm)
cos  0,986
m .Z
1,4.124
d2  n 2 
174(mm)
cos 
0,986
d1 

- Khoảng cách trục A=110 mm
- Chiều rộng bánh răng : b=49,5 mm
- Đường kính vòng đỉnh răng:
De1=d1 + 2.mn= 44+ 2.1,4=46,8 mm
De2=d2 + 2.mn= 176 + 2.1,4= 178,8 mm
- Đường kính vòng chân răng:
Di1= d1 – 2,5.mn=44- 2,5.1,4= 40,5mm
Di2= d2 – 2,5.mn= 176– 2,5.1,4=172,5 mm
12.
Tính lực tác dụng lên trục
- Theo công thức (3-50 TKCTM)
+ Lực vòng:
Ft 

2.M x 2.142152,3

6461,468( N )
d
44

Trong đó:

Mx – Mômen xoắn trên trục II
d - Đường kính vòng lăn .
+ Lực hướng tâm :
Fr 

Ft .tg n 6461,468,2.tg 20 0

2385,2( N )
cos 
0,986

+ Lực dọc trục :
Fa Ft .tg 6461,468.0,16914 1092,89( N )

13


B. Tính toán bộ truyền bánh răng cấp chậm (Bánh răng trụ răng thẳng)
1. Chọn vật liệu :
- Bánh nhỏ:
Thép 45 thường hoá σbk=600 (N/mm2), σch=300 (N/mm2).
HB=190 ( phôi rèn , giả thiết đường kính phôi dưới 100mm )

- Bánh lớn:
Thép 35 thường hoá σbk=480 (N/mm2) , σch=240 (N/mm2). HB=160
( giả thiết đường kính phôi 300  500 mm)
2. Định ứng suất cho phép :
- Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2 = 60.u.n.T = 60.34,8.29400 = 61,38.106 > N0 = 107
Trong đó:
u : số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng
T: Tổng số giờ làm việc.
n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng.
- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
N1 = i.N2 =3.61,38.106 = 184,14.106 > N0 = 107
14


Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong
mỏi uốn nên đối với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy : k’=k”=1.
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[ú]tx1=2,6.190=494(N/mm2)
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[ú]tx2=2,6.160=416(N/mm2).
Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở
chân răng Kσ=1,8 ( vì phôi rèn, thép thường hoá ),giới hạn mỏi của thép 45 là:
σ-1=0,43.600=258(N/mm2)
của thép 35 σ-1=0,43.480=206,4(N/mm2)
Vì bánh răng quay 1 chiều nên
- ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:công thức 3.5 (TKCTM)
[ ]u1 

1,4 1,6  1 .k  1,5.258 143( N / mm 2 )

n.K 

1,5.1,8

- ứng suất uốn cho phép của bánh lớn :
[ ]u 2 

1,4 1,6  1 .k  1,5.206,4 115( N / mm 2 )
n.K 

1,5.1,8

3.Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K=1,3.
4.Chọn hệ số chiều rộng bánh răng ψA=0,45
5.Tính khoảng cách trục A
- Theo công thức (3-9). (TKCTM)
2

 1,05.106  KP

A (i 1)3 
(3  1)3
 [ ]tx i   A .n2

2

 1,05.106  1,3.1,61

 .
130,4(mm)

 416.3  0,45.104,4

Trong đó :
A: khoảng cách trục , mm
i: tỉ số truyền .
n2: số vòng quay trong một phút của bánh bị dẫn ;
N: công suất của bộ truyền, KW
6.Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
- Vận tốc vòng : theo công thức (3-17) (TKCTM)
v

2A.n1
2.3,14.130,4.417,65

1,53(m / s )
60.1000. i 1
60.1000. 3  1

15


Dựa vào bảng 3-11(TKCTM) chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là: 9
7.Định hệ số tải trọng K:
- Vì tải trọng không đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên Ktt=1 , vận tốc vòng
v < 6 (m/s) tra bảng 3-13 (TKCTM) .Tìm được Kđ=1,45
Do đó hệ số tải trọng [theo công thức (3-19)]: (TKCTM)
K=Ktt.Kđ =1,45.1 =1,45
Vì K chênh lệch nhiều so với dự đoán nên tính lại khoảng cách trục A :
Theo công thức (3-21) (TKCTM) ta có:
A  Asobo .3

K
1,45
130,4.3
135,1(mm) lấy A=135 mm
K sobo
1,3

8.Xác định môđun, số răng và chiều rộng bánh răng:
- Môđun :
m = (0,01  0,02).135
=(0,01  0,02).135 = ( 1,35  2,7) mm
Lấy mn = 2 (mm)
- Số răng bánh nhỏ:
Z1 

2. A
2.135

33,75
mn  i  1 2 3  1

Lấy Z1=34 (răng)
- Số răng bánh lớn:
Z 2 iZ1 3.34 102 (răng)
- Chiều cao răng:

h = 2,25.m = 2,25.2 = 4,5 (mm)
9.Chiều rộng bánh răng :
b=ψA.A=0,45.135=60,75(mm)

10.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
- Hệ số dạng răng của bánh nhỏ y1=0,451; bánh lớn y2=0,517.
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ [tính theo công thức
(3-33) (TKCTM)
19,1.106.K .N
19,1.106.1,45.1,554
u 

110,6( N / mm 2 )  [ ]u1 143( N / mm 2 )
2
2
y.mn .Z .n.b. 0,451.2 .34.104,4.60,75

16


Tại chân răng bánh 2 [Theo công thức (3-40)] (TKCTM):
 2  1.

y1
0,451
110 ,6
96,5( N / mm 2 )  [ ]u 2 115 ( N / mm 2 )
y2
0,517

11.Các thông số hình học của bộ truyền :
- Môđun :
mn=2 mm
- Số răng : Z1=34 răng ; Z2= 102 răng

- Chiều cao răng: h = 4,5 (mm)

- Góc ăn khớp:
ᾳn=200.
- Đường kính vòng chia (vòng lăn):
d1 m.Z1 2.34 68(mm)
d 2 m.Z 2 2.102 204(mm)

- Khoảng cách trục A=135 mm
- Chiều rộng bánh răng : b=60,75 mm
- Đường kính vòng đỉnh răng:
De1=d1 + 2.m= 68 + 2.2= 72 mm
De2=d2 + 2.m= 204 + 2.2= 208 mm
- Đường kính vòng chân răng:
Di1= d1 – 2,5.m= 68 – 2,5.2= 63 mm
Di2= d2 – 2,5.m= 204 – 2,5.2= 199 mm
12.Tính lực tác dụng lên trục
Theo công thức (3-49) (TKCTM) :
- Lực vòng:
Ft 

2.M x 2.36814,3

1082,77( N )
d
58.473,3

Trong đó:

Mx – Mômen xoắn trên trục I

d - Đường kính vòng lăn .
- Lực hướng tâm :
Fr  Ft .tg 1082,77.0,364 394,1( N )

17


.

Phần IV:
Tính toán trục và then

1.Chọn vật liệu :
Theo bảng (3-8 TKCTM),cơ tính của một số loại thép chọn:
-Thép 45 thường hoá hoặc tôi cải thiện σbk=600 (N/mm2); σch=300(N/mm2). Độ rắn :
170  220 HB ( Giả sử đường kính phôi nhỏ hơn 100 mm)
2. Tính thiết kế trục:
a.Tính sơ bộ trục:
- Tính đường kính sơ bộ của các trục theo công thức (7-2) (TKCTM):
d C 3

N
n

18


Trong đó:

d - Đường kính trục

N - Công suất truyền (KW)
n - Số vòng quay trong 1 phút của trục
C - Hệ số tính toán,phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép,đối với đầu
trục vào và trục truyền chung có thể lấy C = 120
- Đường kính trục I :
d1 1203

1,61
19(mm)
417,65

chọn d1=20 (mm)

- Đường kính trục II :
d 2 1203

1,554
29,5(mm)
104,4

chọn d2=30 (mm)

- Đường kính trục III :
d 3 3

1,5
43(mm) chọn d3=45 (mm)
34,8

b. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực :

- Chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn [theo bảng 10.2] (TKHDĐCK)
+ ổ lăn trục I : b0 = 15 (mm)
+ ổ lăn trục II : b0 = 19(mm)
+ ổ lăn trục III: b0 = 25 (mm)
Theo công thức (10.10-TTTKHDĐCK) ta có chiều dài mayơ bánh đai, mayơ đĩa xích,
mayơ bánh răng trụ :
lm=( 1,2÷1,5)d

Trục I:
lm12 = ( 1,2 1,5)d1=( 1,2 1,5)20 = (24 30)
Chọn lm12 = 28 (mm)

Trục II:
lm22 = ( 1,2 1,5)d2= (1,2 1,5)30 = ( 36 45)
Chọn lm22 = 40 (mm)

Trục III:
Lm23 = ( 1,2 1,5)d3=(1,2 1,5)45 = ( 54 67,5)
Chọn lm23 = 65 (mm)
- Khoảng cách trên các trục: [ theo bảng 10.4 ] (TTTKHDĐCK)

19


-

-

L22 = 0,5(lm22+b0) +k1+k2
= 0,5(40+19)+12+10 =40,5 (mm)

L23 = l22+0,5(lm22+lm23)+k1
= 40,5+0,5(40,5+65)+12=105 (mm)
L21 = lm22+lm23+3k1+2k2+b0
= 40+65+3.12+2.10+15=176(mm)
Khoảng cách côngxôn của trục I (Phần trục bên ngoài hộp ).
Tính theo công thức (10.14)
l12 = lc12 = 0,5(lm12+bo1)+k3+h
= 0,5(28+15)+15+17 = 53,5(mm)
Khoảng cách côngxôn trên trục III từ mayơ khớp nối đến gối đỡ.
Tính theo công thức (10-14).
l23 = lc23 = 0,5(lm23+bo3)+k3+h
= 0,5(65+25)+15+17 = 77(mm)
*Chọn nối trục cho trục III
+ Mô mên danh nghĩa có thể truyền qua nối trục là : T3=411638 Nmm
Hệ số chế độ làm việc k=1,3 tra bảng 8-3 (TKCTM)
Suy ra : Tnt=k.T3=1,3.411638=535129,4 Nmm.=535,129Nm
Theo bảng phụ lục 11.6(BTCTM) ta có:

d hoặc d1
d1
60;65

D0
170

dm
120

l1
25

l2
45

c
2….6

dc
18

Chốt
lc
Ren
42
M12

Z
10

- Kiểm nghiệm điều kiện bền của vòng đàn hồi và chốt.
- Kiểm tra độ bền uốn theo công thức:
- σF

20


Suy ra: Thỏa mãn điều kiện.
- Kiểm tra độ bền dập giữa chốt và vòng cao su:

- σd

- Tính Fk:
- Fm= Fk = (0,1 ÷ 0,3).Ft = 0.25.

Tính toán kiểm nghiệm trục
A : Tính toán kiểm nghiệm trục I
Để tính các kích thước chiều dài của trục ta chọn các kích thước sau:
( Hình 7-3 và bảng 7-1 sách TKCTM)
Ta có:
- Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp : l2=10mm
21
x

x


-Chiều rộng của ổ lăn : B=20mm
-Chiều cao của nắp và đầu bu-lông:l3=20mm
-Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp:l4=17mm
-Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp:a=10mm
-Khoảng cách giữa các chi tiết quay:c=15mm
-Khe hở giữa các bánh răng và thành trong của hộp:Δ=10mm
*Tổng hợp của các kích thước phần tử ở trên ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần
thiết và khoảng cách giữa các gối đỡ.
- a = 60,375mm
- b = 70,125mm
- c = 54,75mm
- l = 64,5mm
Các lực :
-Rđ =328,9 N
-Pr1 =2385,2 N

-Pa1 =1092,89 N
-d1 =44mm
-P1 =6461,468 N

* Tính phản lực ở các gối trục :
- Ta có:

M

Ay

 Rđ . cos 450.64,5  Pa1

328,9. cos 450.( 64,5)  1092,89.
 RBy 

185,25

d1
 Pr1.(a  b)  RBy .(a  b  c) 0
2

d1
 2385,2.130,5
2
1631( N )

22