Đồ án Chi tiết máy: Thiết kế hệ hộp giảm tốc hai cấp (hộp khai triển)

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

 
LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành 
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 những kiến thức  đã học,  
nghiên cứu và làm quen với công việc thiết kế  chế  tạo trong thực tế sản xuất  
cơ khí hiện 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 hộp  
giảm tốc hai cấp( hộp khai triển)   ”.  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, song 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 cần thiết 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, các cô trong bộ môn và đặc  
biệt là thầy Lê Văn Sinh  đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ của mình.

Em xin chân thành cảm ơn 
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

                                                    Vinh, ngày 25 tháng 11 năm 2015

Sinh viên:  Lê Xuân Kính

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Vinh, ngày 25 thág 11 năm 2015 

I,Sơ đồ hệ thống

a) Sơ đồ động                                                                 b) Biểu đồ phân bố tải 
trọng

Ghi chú: 1­Động cơ điện
              2­ Hộp giảm tốc
              3­Khớp nối
              4­Băng tải
II,Các số liệu ban đầu:
1. Lực kéo băng tải:                    P = 5500 (N)
2.  Vận tốc băng tải:                    v = 2 (m/s)
3. Đường kính tang:                    D = 350 mm
4. Tính chất tải trọng:                 Thay đổi.Bộ truyền làm việc 2 chiều
5. Thời gian làm việc:                 T = 5 năm
                                               Mỗi năm 300 ngày,mỗi ngày 8 giờ
Chương I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền
1.1 :Công suất cần thiết
                                   =  
Gọi   Pt  ­ công suất tính toán trên trục máy công tác (KW)
          Pct ­ công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

           – hiệu suất chuyền động.

Mặt khác :                                  = .
Mà

Plv =   = 11 (KW)
Tính    =  =  =0,75
  = . = 11.0,75 =8,25 (KW)
Áp dụng công thức: Pct =  với  = 
Trong đó:   , , ,  được tra trong bảng trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và 
ổ.
            = 0,96 – hiệu suất bộ truyền đai 
           = 0,97 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ
            = 0,995­ hiệu suất của 1 cặp ổ lăn
           = 1  – hiệu suất của khớp nối.
Khi đó ta có:  =  = 0,96...1 = 0,88

 Pct =  = 9,38 (KW).
Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: Pct = 9,38 (KW).
1.2 :Tính số vòng quay trên trục của tang
Ta có số vòng quay trên trục của tang là:             nt = 
nt =  = 110 (vòng/phút).
1.3 :Chọn số vòng quay sơ bộ cho động cơ
Tra bảng. Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp ta có số vòng quay 
sơ bộ của động cơ là:
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Áp dụng công thức: nsb = nt.ihgt.iđ = 110.9.3  = 2970 (vòng/phút)
Trong đó:            ihgt – tỷ số truyền của hộp giảm tốc
                            iđ – tỷ số truyền của đai thang.

 ihgt và id được tra trong bảng tỷ số truyền ta chọn  ihgt = 9; iđ = 3.
1.4 :Chọn động cơ
Động cơ cần chọn ở chế độ làm việc dài, phụ tải thay đổi nên động cơ phải có  
Pdm  Pct = 9,38 (KW).
Theo bảng  2P1(TKCTM trang 322)  ta chọn động cơ số hiệu AO2 ­ 52 ­ 2 có 
thông số kỹ thuật sau:
         +  Công suất định mức:     Pdm = 10 (KW)
         +  Tốc độ quay:        nđc = 2920 (vòng /phút)
1.5: Phân phối tỷ số truyền
­ Với động cơ đã chọn ta có:    Pdm = 10 (KW)
                                                         Nđc = 2920 (vòng /phút)
Theo công thức tính tỷ số truyền ta có:   ic =  =  = 26,5
                Ta có ic = ihgt.id
Trong đó:    ic – tỷ số truyền chung
                   ihgt – tỷ số truyền của hộp giảm tốc
                   iđ – tỷ số truyền của đai.
Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc:
Theo bảng 2.2 sách TKCTM ta chọn :     iđ = 3.

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

ic
id

Ta tính được:    inh.ich=   =  = 8,8
Với lược đồ dẫn động như đề cho ta chọn inh = (1,2÷1,3).ich 
Trong đó:   inh ­ tỷ số truyền nhanh của hộp giảm tốc
                   ich – tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc.

    ich  =  = 2,7
    inh  =1,2.2,7  =  3,3
1.6: Công suất động cơ trên các trục
­ Công suất động cơ trên trục I là:
                    PI = Pct. = 9,38. 0,96.0,995 = 8,95 (KW)
­ Công suất động cơ trên trục II là:
                   PII = PI..  = 8,95.0,97.0,995 = 8,63 (KW)
­ Công suất động cơ trên trục III là:
                   PIII = PII.. = 8,63.0,97.0,995 = 8,32 (KW)
­Công suất động cơ trên trục IV là: 
                   PIV = PIII . = 8,32.0,995.1 =8,27    (KW)

1.7 :Tốc độ quay trên các trục
­ Tốc độ quay trên trục I là: n1 =  =  = 990 (vòng/phút)
­ Tốc độ quay trên trục II là: n2 =  =  = 300 (vòng/phút)
­ Tốc độ quay trên trục III là: n3 =  =  = 111 (vòng/phút).
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

­ Tốc độ quay trên trục IV là: n4 = n3 = 111 (vòng/phút).
1.8: Xác định mômen xoắn trên các trục

      ­   Mômen xoắn trên các trục động cơ được tính theo công thức:
                  Mdc = 9,55.. = 9,55.. = 30161,2 (N.mm)
­ Mômen xoắn trên trục I là:
             M1 = 9,55.. = 9,55.. = 86335,4 (N.mm)
­ Mômen xoắn trên trục II là:

M2 = 9,55.. = 9,55.. = 283052,8 (N.mm)
­Mômen xoắn trên trục III là: 
M3 = 9,55.. = 9,55.. = 710062,5 (N.mm)                     
­ Mômen xoắn trên trục IV là:
M4 = M3 =710062,5  (N.mm)

Bảng 1: Bảng thông số động cơ và số liệu:

Trục
Thông số
i

Trục động 
I
cơ
  3
3,3

II
2,7

III

IV

1

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

n(v/p)

2970

990

300

111

111

N(KW)

9,38

8,95

8,63

8,32

8,32

M(N.mm)

310161,2

86335,84

280352,8

710062,5

710062,5

 Chương II – Thiết kế bộ truyền trong và bộ truyền ngoài hộp giảm tốc
 A: Thiết kế bộ truyền ngoài hộp giảm tốc (Bộ truyền bằng đai )
2.1:Chọn loại đai
Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định được loại đai, kích thước đai và 
bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục.
Do công suất động cơ Pct = 9,38 (KW) và id = 3 < 10 và yêu cầu làm việc 
êm nên ta hoàn toàn có thể chọn đai thang.
Ta nên chọn đai làm làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm 
việc được trong điều kiện môi trường ẩm ướt, có súc bền và tính đàn hồi cao. 
Đai vải cao su thích hợp ở các truyền động có vận tốc cao, công suất truyền 
động nhỏ.
Theo thông số của bộ truyền động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai 
nên ta chọn loại đai là đai hình thang loại A

 Bảng 2.1: Bảng thông số về đai thang A:
Loại đai

Kích 
thước

tiết 
diện

(mm)

Diện 
tích A 

    (mm)

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

(mm)
a
Thang A

13

h
11

8

81

160

2,8

2.2: Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai
2.2.1 :Xác định đường kính bánh đai nhỏ D1
Theo ( bảng 5.14 ) và ( bảng 5.15 )  sách TKCTM chọn D1 = 160 mm
Từ công thức kiểm nghiệm vận tốc:
Vđ  =   Vmax = (30 ÷ 35) m/s

  =   = 24,86 (m/s)
2.2.2 :Xác định đường kính bánh đai lớn D2
Theo công thức (5­4) ta có đường kính bánh đai lớn:
                           D2  =  iđ.D1.(1 – )
       Trong đó:  – hệ số bộ truyền đai
         ­ Hệ số trượt bộ truyền đai thang lấy  = 0,02( trang 84 sách TKCTM )

 D2  =  3.160.(1 – 0,02)  = 470,4 (mm)
Chọn:       D2  = 450 mm
Do vậy ta có tỉ số truyền thực tế là:
 =  =  = 2,87
Kiểm nghiệm sai số tỉ số truyền: u =  .100%  =  . 100% = 4(%)
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:

     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Sai số n  5%, nằm trong phạm vi cho phép.

2.3 : Theo diều kiện :    0,55(D1 + D2) + h  A  2(D1 + D2)
0,55(160+450) + 8 A  2(160 + 450)
343,5  A  1220
( với h là chiều cao tiết diện đai )
Theo bảng (5­16) – trang 94, sách thiết kế chi tiết máy.
     Với:  i = 3,  chọn  A = D2 = 450   (mm)
2.4: Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A 
Theo công thức:
L = 2A +  (D1 + D2) +  

= 2.450 +  (160 + 450) +   = 1904,9 (mm)
Lại có u =     umax = 10
 L =  =  = 2486 (mm)
Kết hợp  theo bảng (5­12) lấy L = 2500 (mm)
2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L = 2500 mm
Theo công thức (5­2) ta có:
A =  

=]
                                                         A 757 mm

Thõa mãn điều kiện của  A

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

 2.6: Kiểm nghiệm góc ôm
Theo công thức (5­3) ta có :
 = 180o ­  = 1800 ­  = 1580 > 1200  => Thỏa mãn
2.7:Xác định số đai cần thiết
Số đai được xác định theo điều kiện tránh xảy ra trượt trơn giữa đai và 
bánh đai.
Chọn ứng suất căng ban đầu 0 =1,2 N/mm2 và theo chỉ số D1 tra bảng  ta có 
các hệ số:
[p]0 = 1,7 : ứng suất có ích cho phép (bảng 5­17)
C = 0,95 : Hệ số ảnh hưởng góc ôm (bảng 5­18 )
Ct = 0,9 : hệ số ảnh hưởng chế độ tải trọng (bảng 5­6)
Cv = 0,74 : hệ số ảnh hưởng vận tốc (bảng 5­19)
F = 81 mm2 : Diện tích tiết diện đai (bảng 5­11)
Vđ = 24,86 (m/s) : Vận tốc đai
 Số đai cần thiết: Theo công thức (5­22) có :
Z  . = . = 4,13
Lấy số đai : Z = 4
2.8. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
      ­    Chiều rộng bánh đai:
Theo công thức (5­23):      B = (Z ­ 1).t + 2.S
Theo bảng (10­3) có: t = 16 ; S = 10
 B = (4 – 1).16+ 2.10 = 68(mm)
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:

     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

­ Đường kính ngoài bánh đai:
Theo công thức (5­24):

+ Với bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2  = 160 + 2.3,5 = 167 (mm)
+ Vối bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2 = 450 + 2.3,5 = 455 (mm)
2.9. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
     ­     Lực căng ban đầu với mỗi đai:
 Theo công thức (5­25) ta có : S0 = 0 . F
Trong đó:  0 = 1,2 N/mm2  ứng suất căng ban đầu
  F = 81 mm2 : Diện tích tiết diện đai
 S0 = 1,2. 81 = 97,2
­ Lực tác dụng lên trục: 
Theo công thức (5­26): Rd .S0.Z sin(
Với :  = 158 ;    Z = 4
 Rd  = . 97,2.4 sin( = 1145 (N)
 Bảng  2A
   :  Các thông số bộ truyền đai
Thông số

Giá trị
Bánh đai nhỏ

Bánh đai lớn

Đường kính bánh đai

D1 = 160 (mm)

D2 = 450 (mm)

Đường kính ngoài bánh 
đai

Dn1 = 167 (mm)

Dn2 = 455 (mm)

Chiều rộng bánh đai

B = 68 (mm)

Số đai

Z = 4 đai

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Chiều dài đai

L = 2500 (mm)

Khoảng cách trục

A =450 (mm)

Góc ôm

 = 1580

Lực tác dụng lên trục

Rđ  = 1145 (N)

B– Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc ( Bộ truyền bánh răng)
3.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh ( Bộ truyền bánh răng thẳng )
3.1.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện
Do hộp giảm tốc 2 cấp chị  tải trọng trung bình, nên chọn vật liệu làm 
bánh răng có độ  rắn bề  mặt răng HB < 350; tải trọng va đập nhẹ, thay đổi, bộ 
truyền bánh răng quay 2 chiều. Đồng thời để tăng khả năng chày mòn của răng  
chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25  50 HB.  
Chọn:
• Bánh răng nhỏ thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3­8) ta có các thông số của thép 
như sau:
          + Giới hạn bền kéo: 
          + Giới hạn chảy: 

ch

 = 750 850 N/mm2 chọn 

bk

bk

 = 850 N/mm2

 = 450 N/mm2

+ Độ rắn HB = 210  240 ( chọn HB = 220)
• Bánh răng lớn thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3­8) ta có các thông số thép như 
sau:
+ Giới hạn bền kéo:  k = 750 N/mm2
+ Giới hạn chảy: 

ch

 = 350 N/mm2

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

+ Độ rắn HB = 170 220 ( chọn HB = 190)

3.1.2: Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép 
● , Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Ta có :

 = .

Trong đó: ứng suất tiếp xúc cho phép (N/).Khi bánh răng làm việc lâu dài,phụ 
thuộc vào độ rắn Brinen HB hoặc độ rắn Rocoen HRC.Lấy theo bảng 3.9 
TKCTM
+,  – hệ số chu kì ứng suất tiếp xúc,tính theo công thức:
 = 
Với  – là số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc (bảng 3.9­TKCTM)
              – là số chu kì tương đương
Bánh răng chịu tải trọng thay đổi, áp dụng công thức (3­4) ta có:
Ntd = 60u.
Trong đó:            ni – số vòng quay trong 1 phút của bánh răng thứ i
       Th – thời gian làm việc của máy
       u – số lần ăn khớp của 1 bánh răng khi quay một vòng, u = 1
­ Số chu kì tương đương của bánh răng lớn:
Ntđ2 = 60.1.(.5.300.8.300 = 10,4.
­ Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ:
. i = 10,4. .3,3 = 34,32.107
Trong đó:  =  =  = 300 (v/p)
Theo bảng (3­9) ta chọn số chu kì cơ sở N0 = 107
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

 Ntd1 > N0

 Ntd2 > N0
 Từ trên   K’N  = 1

• ,Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:
tx

 =

Notx

.K’N

Theo bảng (3­9) ta có 

Notx

  = 2,6 HB

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
N1tx

= 2,6.220 = 572 N/mm2 

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
          

N2tx

 = 2,6.190 = 494 N/mm2

●,Ứng suất uốn cho phép 
Vì phôi đúc, thép tôi cải thiện và thường hoá nên n   1,5 và hệ số tập trung ứng 
suất chân răng  K  = 1,8 ( thường hoá hoặc tôi cải thiện trang 44 sách TKCTM)
• Đối với thép 

­1

 = (0,4 0,45)

 , chọn  = 0,4

bk

bk

 = 0,4.850 = 350 N.
 = 0,4.750 = 300 N.
• Răng làm việc hai mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều) nên:
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

.K " N
n.K
1

 

u

 – hệ số chu kì ứng suất ,tính theo công thức:
 = 
Với  – là số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc (bảng 3.9)
         – là số chu kì tương đương
Bánh răng chịu tải trọng thay đổi, áp dụng công thức (3­4) ta có:
Ntd = 60u.
Trong đó:            ni – số vòng quay trong 1 phút của bánh răng thứ i
                            Th – thời gian làm việc của máy
                            u – số lần ăn khớp của 1 bánh răng khi quay một vòng, u = 1
­ Số chu kì tương đương của bánh răng lớn:
Ntđ2 = 60.1.(.5.300.8.300 = 8,6.
­ Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ:
 .i = 8,6..3,3 =25,8.
­Theo bảng (3­9) ta chọn số chu kì cơ sở N0 = 107
 Ntd1 > N0
 Ntd2 > N0
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

 Từ trên    = 1
Ứng suất uốn cho phép của
+ Bánh nhỏ:

u1

 =  = 130 N/mm2

+ Bánh lớn: 

u2

  = 111 N/mm2

3.1.3. Tính khoảng cách trục A
­ Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K = 1,3
­ chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ᴪA = 0,3 
 Áp dụng công thức (3­9): Asb  (i+1).
Trong đó: i =  =  = 3,3: tỉ số truyền
       n2 = 300 (vòng/ph) số vòng quay trong 1 phút của bánh răng bị dẫn
       N = 8,95 (Kw): công suất trên trục I
Asb   (3,3+1). = 162 (mm) chọn Asb = 160 mm
3.1.4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế  tạo  
bánh răng
       Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài được tính theo công thức (3­
17) 

     V = 

.d1 .n1
60.1000

2. . Asb .n1
60.1000. i 1

 (m/s) 

Với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn:
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

V =  = 3,8 (m/s)
Theo bảng (3­11) ta chon cấp chính xác để chế tạo bánh răng là cấp 8
3.1.5. Tính hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A
Hệ số tập trung tải trọng: K = Ktt.Kd

Trong đó:  Ktt : Hệ số tập trung tải trọng; Ktt = 

K ttb 1
2

Kttb: Hệ số tập trung tải trọng khi bộ truyền không chạy mòn
Kd : Hệ số tải trọng động ; theo ( bảng 3­13) chọn Kd = 1,4
 • d = ΨA.= 0,3. = 0,645
• Chon ổ trục đối xứng sát bánh răng theo ( bảng 3­12) có Kttb =1,03
 Ktt =  = 1,015
 K = 1,015.1,4 = 1,421
Áp dụng công thức:
3

A = Asb.

K
K sb

 = 160. = 160,7 (mm)

Chọn A = 160 (mm)
3.1.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng
Vì đây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính mô đun pháp:
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

• Xác định mô đun : m = ( 0,01 ÷ 0,02).A
 m = (0,01 ÷ 0,02).160 = 1,6 ÷ 3,2
Theo bảng (3­1) chọn m = 2
• Tính số răng:

­ Số răng bánh nhỏ: Z1 = 

2. A
m. i 1

 =  = 37,2 (răng)

 Chọn Z1 = 37 (răng)

­ Số răng bánh lớn: Z2 = Z1.i = 37.3,3 = 122,77 (răng)
 Chọn Z2 = 123 ( răng)
• Chiều rộng bánh răng nhỏ: b1 = 

A

.A = 0,3.160 = 48 (mm)

­ Chọn b1 = 48(mm)
­ Chiều rộng bánh răng lớn to hơn chiều rộng bánh răng nhỏ  khoảng 5 ÷ 
10 mm nên chọn b2 = 42 (mm)
 3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Theo công thức (3­3) có:  u = 

19,1.10 6.K .
y.m 2 .Z .n.b

Trong đó : K = 1,3 : Hệ số tải trọng
N: Công suất của bộ truyền (kW)
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

y: Hệ số dạng răng

n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính

m: Mô đun
Ztd : Số răng tương đương trên bánh
b,  u : Bề rộng và ứng suất tại chân răng
Theo bảng (3­18):
­ Số răng tương đương của bánh răng nhỏ:
Ztd1 = Z1 = 37 (răng)
 Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y1 = 0,476
­ Số răng tương đương của bánh lớn:
Ztd2 = 123 (răng)
 Hệ số dạng răng bánh lớn: y2 = 0,517
• Như vậy ứng suất chân răng bánh nhỏ là:
u1

Ta thấy 

 =  = 66,38 (N/mm2)
   

u1

u1

 = 130 (N/mm2)   thoả mãn

• ứng suất tại chân răng bánh răng lớn là:

u2

 = 

.

u1

y1
y2

 = 66,38 = 61,11 (N/mm2)

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Ta thấy 

   

u2

u2

 = 111 (N/mm2)   thoả mãn

3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột
• Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3­43)
+ Bánh răng nhỏ
 = 2,5.

txqt1

Notx1

  = 2,5.572 = 1430 (N/mm2)

Notx2

 = 2,5.494 = 1235 (N/mm2)

+ Bánh răng lớn
 = 2,5.

txqt2

3

1,05.10 6
A.i

Với: 

i 1 .K . N
b.n 2

 =

txqt

= = 495 (N/mm2)

  ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ  hơn  ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ  và  
bánh răng lớn
• Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
+ Bánh răng nhỏ
uqt1

uqt1

 = 

uqt1

 

 = 0,8.

19,1.10 6.K .
y.m 2 .Z .n.b

ch

 = 0,8.450 = 360 (N/mm2)

 =  = 66,4(N/mm2)

   thoả mãn

uqt1

+ Bánh răng lớn
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO
uqt2

          
 

uqt2

   

uqt2

 = 0,8. 

 = 

u1

uqt2

.

y1

y2

ch

 = 0,8.350 = 280 (N/mm2)

 = 64. = 60 (N/mm2)

 Thoả mãn

3.1.9. Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
• Mô đun pháp tuyến

mn = 2

• Số răng

Z1 = 37 răng;

• Góc ăn khớp
• Chiều rộng răng

Z2 = 123 răng

 = 20o

o

b1 = 48 (mm)
b2 = 42 (mm)

• Đường kính vòng chia

dc1 = m.z1 = 2.37 = 74 (mm)
dc2 = m.z2 = 2.123 = 246 (mm)
d c1

d c2
2

• Khoảng cách trục

A = 

• Chiều cao răng 

h = 2,25.mn = 2,25.2 = 4,5 (mm)

• Độ hở hướng tâm

c = 0,25.mn = 0,25.2 = 0,5 (mm)

 =  = 160 (mm)

• Đường kính vòng đỉnh răng:
De1 = dc1 + 2.mn = 74 + 2.2 = 78 (mm)
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

De2 = dc2 + 2.mn = 246 + 2.2 = 250 (mm)
• Đường kính vòng chân răng:
Di1 = dc1 – 2.mn ­ 2.c = 74  ­ 2.2 – 2.0,5 = 69 (mm)
Di2 = dc2 – 2.mn – 2.c = 246 – 2.2 – 2.0,5 = 241 (mm)

 Bảng 3 .1B
   :  Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số

Giá trị
Bánh răng nhỏ

Bánh răng lớn

Số răng

Z1 = 37 răng

Z2 = 123 răng

Đường kính vòng chia

dc1 = 74  mm

dc2 = 246 mm

Đường   kính   vòng   đỉnh  De1 = 78 mm

De2 = 250 mm

răng
Đường   kính   vòng   chân  Di1 = 69 mm

Di2 = 241 mm

răng
Chiều rộng răng

b1 =48 mm

Môđun

M = 2

Khoảng cách trục

A = 160 mm

Chiều cao răng

h= 4,5 mm

Độ hở hướng tâm

c= 0,5 mm

Góc ăn khớp

b2 = 42 mm

 = 20o

o

Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

3.1.10. Lực tác dụng lên trục

Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên lực dọc trục Pa = 0
Theo công thức (3­49) ta có:
+ Đối với bánh răng nhỏ :

­ Lực vòng: P = 

2.M x
d

 =  =  = 2333,4  (N)

­ Lực hướng tâm Pr : Pr = P.tg o = 2333.tg20o = 850 (N)
3.2 :Bộ truyền bánh răng cấp chậm ( Bộ truyền bánh răng thẳng )
3.2.1: Chọn vật liệu

• Bánh răng nhỏ thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3­8) ta có các thông số của thép 
như sau:
          + Giới hạn bền kéo: 
          + Giới hạn chảy: 

ch

 = 750 850 N/mm2 chọn 

bk

bk

 = 850 N/mm2

 = 450 N/mm2

+ Độ rắn HB = 210  240 ( chọn HB = 240)
• Bánh răng lớn thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3­8) ta có các thông số thép như 
sau:
+ Giới hạn bền kéo:  k = 750 N/mm2
+ Giới hạn chảy: 

ch

 = 350 N/mm2

+ Độ rắn HB = 170 220 ( chọn HB = 210)
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH                                                                      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
                       KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

3.2.2: Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép 
● , Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Ta có :

 = .

Trong đó:  ứng suất tiếp xúc cho phép (N/).Khi bánh răng làm việc lâu 
dài,phụ  thuộc vào độ  rắn Brinen HB hoặc độ  rắn Rocoen HRC.Lấy theo bảng  
3.9 TKCTM
+,  – hệ số chu kì ứng suất tiếp xúc,tính theo công thức: = 
Với  – là số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc (bảng 3.9­TKCTM)
              – là số chu kì tương đương
Bánh răng chịu tải trọng thay đổi, áp dụng công thức (3­4) ta có:
Ntd = 60u.
Trong đó:            ni – số vòng quay trong 1 phút của bánh răng thứ i
       Th – thời gian làm việc của máy
       u – số lần ăn khớp của 1 bánh răng khi quay một vòng, u = 1
­ Số chu kì tương đương của bánh răng lớn:
Ntđ4 = 60.1.(.5.300.8.111 = 3,8.
­ Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ:
. i = 3,8. .2,7 = 10,26.107
Trong đó:  =  =  = 111 (v/p)
Giáo viên hướng dẫn:                     Trang……                                   Sinh viên thực hiện:
     Lê Văn Sinh                                                                                        Lê Xuân Kính