TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
PHẦN I
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I.1-Chọn kiểu loại động cơ :
Hiện nay có hai loại động cơ là: Động cơ điện một chiều và động cơ điện
xoay chiều,tuy nhiên để thuận tiện và phù hợp với mạng lưới điện hiện nay ở nước
ta chọn động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha roto ngắn mạch. Nó có những
ưu điểm :
Kết cấu đơn giản,giá thành thấp,làm việc tin cậy,có thể mắc trực tiếp vào
lưới điện ba pha không cần phải đổi dòng điện.
I.1.1-Tính toán công suất :
A-Công suất làm việc:
P
lv
= (Kw)

Trong đó:
- Lực kéo băng tải: F =1400 (N)
- Vận tốc băng tải : v = 1,15 (m/s)

⇒ P
lv
= 1400.1,15/1000 = 1,61 (Kw)
B-Công suất tương đương:
P
td
= P
lv
.β
Với β = là hệ số tương tương

C- Công suất cần thiết: P
ct
= = = = 1,52 (Kw)
( Vì trong trường hợp này là tải động lên Công suất tính toán = )
I.1.2-Tính sơ bộ số vòng quay đồng bộ:
Ta có : n
lv
=

=

= 54,94 (Vòng/phút)

Với D : là đường kính băng tải D= 400 (mm)
Ta lại có: Tỉ số truyền của hệ thống sơ bộ ( u
sb
)
u
sb =.
u
h

Tra bảng 2.4[I] trang 21: u
h
= 17
Số vòng quay sơ bộ của hệ thống (n
sb
)
Vậy : n
sb

)
u
t
= = =17,2
Mặt khác : u
t =
u
h
Xác định u
1
,u
2
:
Với u
1
là tỷ số truyền của cặp bánh răng côn
và u
2
là tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ
Ta chọn k
be
= 0,3; ψ
bd2
= 1,2; K
01
= K
02;
C
k
=1,1

Trục II : n
II
= n
I
/u
1
= = 211 (v/p)
Trục III : n
III
= n
II
/u
2
= =56 (v/p)
I.2.2.Công suất trên các trục :
Ta có :
Công suất trên trục ct : P
lv
= 1,61 (KW)
Công suất trên trục III : P
III
= P
lv
/

( ) = 1,61/(0,98.1) =1,65 (KW)
Công suất trên trục II : P
II
= P
III

= 9,55.10
6
= 9,55.10
6
. = 78753,55 (Nmm)
Trục III :T
III
=9,55.10
6
= 9,55.10
6
.= 281383,9 (Nmm)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
BẢNG THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP
Trục
Thông số
Động cơ I II III
u 1 4,5 3,8
P (KW) 1,86 1,84 1,74 1,65
n (v/p) 950 950 211 56
T (Nmm) 18697,9 18496,84 78753,55 281383,9
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
PHẦN III: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN - RĂNG THẲNG
Các thông số đầu vào:

+ Giới hạn bền: σ
b2
= 750 Mpa
+ Giới hạn chảy : σ
ch2
= 450 Mpa
Chọn độ cứng bánh răng lớn : HB
2
= 240.
III.2. Tính ứng suất cho bộ truyền:
III.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o
limH
KK
S
ZZ
σ
Trong đó:
+) σ°
Hlim
: ứng suất tiếp xúc cho phép:
Tra bảng 6.2 sách TTTKHDĐCK - trang 94 có
σ°
Hlim
= 2HB + 70

xác định).
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o
limH
KK
S
ZZ
σ

[σ
H1
] = 1 = 518,8 MPa
[σ
H2
] = = 500 Mpa
Do đây là bộ truyền bánh răng côn thẳng nên
[σ
H
] =min{ [σ
H1
]; [σ
H2
] } = [σ
H2
] = 500 Mpa

+ S
F
: Hệ số an toàn tính về tiếp uốn :
Tra bảng 6.2 sách HDTK HDĐ CK - trang 94 có : S
F
= 1,75
+ Y
R
: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân răng.
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 7
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
+ Y
S
: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
+ K
xF
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Chọn sơ bộ : Y
R
.Y
S
.K
xF
= 1
+ K
FL
=1 ( Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng).
+ K

F1
]
max
= 0,8σ
CH1
= 0,8.580 = 464 MPa
[σ
F2
]
max
= 0,8σ
CH2
= 0,8.450= 360 Mpa
III.3. Xác định các thông số :
III.3.1. Chiều dài côn ngoài :
Theo công thức 6.52a trang 112 (GT TTTKHDĐCK I) ta có:
R
e
=
Trong đó :
+ K
R
: Hệ số phụ thuộc vật liệu, loại răng : K
R
= 0,5K
đ
K
đ
: Hệ số phụ thuộc loại răng : Với bánh răng côn, răng thẳng làm
bằng thép thì K

+ T
1
= Nmm : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động
+ [σ
H
] = 500 MPa
Thay vào công thức trên ta được :
R
e
= 20 mm
III.3.2 Số răng bánh nhỏ :
Đường kính chia ngoài bánh nhỏ :
d
e1
=

= = 40 mm
Tra bảng 6.22 GT TTTK HDĐCK tr114
=>Z
1P
= 15
Với HB < 350 : Z
1
= 1,6Z
1P
= 1,6.15 = 24
Chọn = 24
Dựa vào bảng 6.20 GT TTTK HDĐCK trang 112 chọn hệ số dịch chỉnh đối
xứng:
x

= = = 1,67 mm
Theo bảng 6.8 GT TTTK HDĐCK trang 99 lấy m
te
theo tiêu chuẩn :
m
te
= 1,75 mm
III.3.5. Số răng bánh lớn .
Vì Z
1
= 24
⇒ Số răng bánh lớn Z
2
= u.Z
1
= 4,5.24 = 108
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
III.3.6. Góc côn chia :
δ
1
= arctg(Z
1
/Z
2
) = arctg (24/108) = 16°
δ
2

1
=24; z
2
=108
Góc ăn khớp (độ)
momen xoắn trên trục I T = 18496,84
Số vòng quay trục I 950 (v/p)
Công suất trên trục I P = 1,84 (Nmm)
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Flim1
= 450 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Flim2
= 432 (MPa)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 10
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Hlim1
= 570 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Hlim2
= 550 (MPa)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế bộ truyền bánh răng côn răng thẳng
- Các thông số được nhập như hình sau:

+ Độ cứng: HB = (241…285)
+ Giới hạn bền: σ
b1
= 850 Mpa
+ Giới hạn chảy : σ
ch1
= 580 Mpa
Chọn độ cứng bánh răng nhỏ : HB
1
= 250.
• Bánh răng lớn (bánh răng 2)
+ Thép 45 tôi cải thiện
+ Độ cứng: HB = (192…240)
+ Giới hạn bền: σ
b2
= 750 Mpa
+ Giới hạn chảy : σ
ch2
= 450 Mpa
Chọn độ cứng bánh răng lớn : HB
2
= 240.
III.4.2. Tính ứng suất chô bộ truyền:
III.4.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o

Chọn sơ bộ : Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 13
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
+) K
HL
= 1 ( Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ
xác định).
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o
limH
KK
S
ZZ
σ

[σ
H1

Tra bảng 6.2 sách HDTK HDĐ CK - trang 94 có
σ°
Flim
= 1,8HB
σ°
Flim1
= 1,8HB
1
= 1,8.250 = 450 MPa
σ°
Flim2
= 1,8HB
2
= 1,8.240 = 432 MPa
+ S
F
: Hệ số an toàn tính về tiếp uốn :
Tra bảng 6.2 sách HDTK HDĐ CK - trang 94 có : S
F
= 1,75
+ Y
R
: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân răng.
+ Y
S
: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
+ K
xF
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Chọn sơ bộ : Y

F1
], [σ
F2
]) = 246,8 (Mpa)
III.4.2.3. Ứng suất cho phép khi quá tải:
- Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép, theo CT 6.13[1] ta có:
[σ
H
]
max
= 2,8σ
ch
=>
- Ứng suất uốn quá tải cho phép, theo CT 6.14[1] ta có:
[σ
F
]
max
= 0,8σ
ch
=>
III.4.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
Khoảng cách trục được tính theo CT 5.15a[1]:
a
w
= K
a
(u + 1)
Trong đó:
K

β
=
1,05
Vậy a
w
= 49,5.(3,8 + 1). 141,8 (mm)
Lấy a
w
= 142 (mm).

Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 15
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
III.4.4. Xác định thông số ăn khớp.
III.4.4.1. Xác định môđun
- Theo CT 6.17[1] ta có: m = (0,01 0,02)a
w
=> m = (0,01 0,02)142(mm) = (1,42 2,84)(mm)
- Từ bảng 6.8[1] ta chọn giá trị tiêu chuẩn của môđun: m = 1,5
III.4.4.2. Xác định số răng sơ bộ của bánh răng
- Theo CT 6.19[1] ta có số răng bánh nhỏ: z
1
= 2a
w
/ [m(u + 1)]
=> z
1
= 2.142 / [1,5.(3.8 +1)] = 39,5
Chọn z

=57 (mm)
tỉ số truyền u=3,8
góc nghiêng răng =0
số răng của bánh răng z
1
=40; z
2
=152
góc ăn khớp
momen xoắn trên trục I T = 78753,55 (Nmm)
Số vòng quay trục I 211 (v/p)
Công suất trên trục I P = 1,74 (KW)
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Flim1
= 450 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Flim2
= 432 (MPa)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 17
Khoảng cách trục
ứng suất uốn giới hạn bánh I
σ°
Hlim1
= 570 (MPa)
ứng suất uốn giới hạn bánh II
σ°
Hlim2

= 18496,84 (Nmm) và cần bù sai lệch trục nên chọn
nối trục vòng đàn hồi (giảm va đập, cấu tạo đơn giản).
- Moomen xoắn trên trục I:
T
t
= k. T
1
= 1,3.18496,84 = 24,045 (Nm)
Với k: Hệ số chế độ làm việc, k =1,3 (tra bảng 16.10)
- Đường kính nối trục
d = (0,8÷1,2).d
dc
= (0,8÷1,2).20 = 16÷24
chọn d = 20
IV.2. Chọn vật liệu.
Với hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình thì vật liệu được chọn thiết kế trục là
thép 45 tôi cải thiện. Theo bảng 6.1 [I] ta có các thông số của vật liệu chế tạo trục
như sau:
Độ rắn :HB=192 240 Giới hạn bền : σ
b
=750 Mpa
Giới hạn chảy : σ
ch
= 450 Mpa = 15 Mpa
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
IV.3. Tính trục vào
IV.3.1. Các lực tác dụng lên trục I.

r2
(N) 79.85
Lực dọc trục F
a2
= F
r1
(N) 359.327
Xét chiều quay các lực:
Trục vào quay ngược chiều KĐH khi nhìn từ đầu phải trục
F
x13
= -F
t
= -1011.325 (N)
F
y13
= -F
r1
= -359.327 (N)
F
z13
= -F
a1
= -79.85 (N)
IV.3.2. Xác định đường kính sơ bộ của trục.
Đường kính trục I
d = (0,8÷1,2).d
dc
= (0,8÷1,2).20 = 16÷24
chọn d =20

Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp.
k
2
=(5…15)mm lấy k
2
= 10 mm
•
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ.
k
3
= (10…20)mm lấy k
3
= 15 mm
•
Chiều cao lắp ổ và đầu bulông.
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 21
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
h
n
= (15 20) mm lấy h
n
=20 mm
Xác định chiều dài của các đoạn trục.
Khoảng cách từ gối 0 đến khớp nối
l
12
= 0,5( l
m12

+ l
m13
= 0,5( 15 - 25 cos20) +15+10+60+28 =
108 (mm), chọn l
13
= 110 (mm)
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
IV.3.4. Tính toán thiết kế trục trên phần mềm Inventor :
Với : Đường kính sơ bộ d = 20 mm
Chiều dài trục sơ bộ L = l
12
+ l
13
= 60+110 = 170 mm
Môđun đàn hồi E = 200 Mpa
Môđun trượt G = 8.10
3
Mpa
Tỷ trọng vật liệu ρ = 7930 kg/m
3
a/. Thông số hình học của trục
Giáo viên hướng dẫn: Dương Tiến Công
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thuận 23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKTHY ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bộ môn: TĐH-TK CN.CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CAE
b/. vị trí gối đỡ
- Gối 0 cách mặt đầu trái 60 mm