BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ
BỘ MÔN: KĨ THUẬT CƠ SỞ
***
BÀI TẬP LỚN MÔN CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC HAI CẤP
LỚP: D3_CNCK HỌC KỲ II (2010 - 2011)
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
2
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
3
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
I. Số liệu kỹ thuật:
Công suất : N
1
= 6kw
Số vòng quay trong một phút của trục dẫn : n
1
=960v/p
Số vòng quay trong một phút của trục bị dẫn : n
4
= 100v/p
Thời gian sử dụng.

truyền chịu tải trọng nhỏ và trung bình.
- Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép 45,phôi rèn (giả thiết đường kính phôi
từ100
÷
300mm).( theo bảng 3-6T39 STKCTM)
Theo bảng (3-8T40 STKCTM)
+. giới hạn bền:
1b
σ
= 580 N/mm
2
+. giới hạn chảy:
1ch
σ
= 290 N/mm
2
HB
1
= 210
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
4
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
- Chọn vật liệu làm bánh răng lớn là thép 35 (giả thiết đường kính phôi 300
÷
500mm).
+ giới hạn bền:
2b
σ
= 480 N/mm

12
i
i
=
9,6
3
= 3,2

⇒
n
2
= n
3
=
1
12
n
i
=
960
3
= 320 v/p.
2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
a. Ứng suất tiếp xúc cho phép:

[
σ
]
tx
= [

Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ:
N
td1
= 60unT = 60.960.7.250.2.6 = 1209.10
6
>N
0
= 10
7

⇒
k’
1
N

= 1
⇒
[
σ
]
tx1
=
σ
N0tx1
= C
B
.H
B1
.
⇒

tx2
= 468 N/mm
2
.
b. Ứng suất uốn cho phép.
[
σ
]
u
=
0
. "
.
N
k
n K
σ
σ

≈
(1,4
÷
1,6)
1
. "
N
k
nK
σ
σ

2
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
5
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI

⇒
[
σ
]
u1
=
1,5.249,4
1,5.1,8
=138,5 N/mm
2

⇒
[
σ
]
u2
=
1,5.206,4
1,5.1,8
= 114,7 N/mm
2
.
3. Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: K = K
tt

6
2
3
1.05.10 1,5.6
[ ]
468.3 0,4.1,25.320
=
126 mm.
Chọn A = 126mm.
6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
- Tính vận tốc vòng ( công thức 3-17)
v =
1
2
60.1000( 1)
An
i
π
+
=
2.3,14.126.960
60.1000.4
= 3,16 m/s.
- Theo bảng 3-11T46 STKCTM. Ta chọn cấp chính xác là 9.
7. Định chính xác hệ số tải trọng K:
Chiều rộng bánh răng.
b =
A
ψ
.A = 0,4.126 = 50,4 mm. lấy =50mm.

= 1,22.Tính tập trung tải trọng thực tế theo
công thức 3-20.
K
tt
=
1,22 1
2
+
= 1,11.
Theo bảng 3-14T48 STKCTM ta tìm được hệ số tải trọng động K
đ
= 1,4.
Hệ số tải trọng:
K = K
tt
.K
đ
= 1,11.1,4 = 1,554.
ít khác so với trị số dự đoán ( K = 1,5) vì vậy ta không cần tính lại khoảng cách
trục A. Như vậy ta có thể lấy chính xác A = 126mmm.
8. Xác định modun, số răng và góc nghiêng của răng.
Modun pháp:
m
n
= (0,01
÷
0,02)A = (0,01
÷
0,02)126 = (1,26
÷

= 31.
Số răng bánh lớn:
Z
2
= i.Z
1
= 3.31 = 93.

Tính chính xác góc nghiêng :
β
(công thức 3-28).
cos
β
=
1 2
( ) (31 93).2
0,984
2. 2.1260
n
Z Z m
A
+ +
= =

⇒
β
=10
0
.26’.
Chiều rộng bánh răng b thoả mãn điều kiện.

98.
cos (0,984)
Z
β
= =
Hệ số dạng răng (bảng 3-18)
Bánh nhỏ: y
1
= 0,451.
Bánh lớn: y
2
= 0,517.
Lấy hệ số:
''
θ
= 1,5.
Kiểm nghiệm ứng suất uốn (công thức 3-34) đối với bánh răng nhỏ:1
6 6
2 '' 2
1 1 1
19,1.10 . . 19,1.10 .1,5.6
43
. . . . 0,451.2 .31.960.50.1,5
u
n
K N
y m Z n b

= = =
N/mm
2
.
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
7
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
10. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian
ngắn:
Ứng suất tiếp xúc cho phép (công thức 3-43):
Bánh nhỏ:

1
[ ] 2,5.546 1365
txqt
σ
= =
N/mm
2
.
Bánh lớn:

2
[ ] 2,5.468 1170
txqt
σ
= =
N/mm
2


2
[ ] 0,8.240 192
uqt
σ
= =
N/mm
2
.
Kiểm nghiệm sức bền uốn (công thức 3-34 và 3-42).
Bánh nhỏ:

1
43.1,5 64,5
uqt
σ
= =
N/mm
2
<
1
[ ]
uqt
σ
.
Bánh lớn:

2
37.1,5 55,5
uqt

Đường kính vòng chia (vòng lăn):
d
1
=
2.31
63
0,984
=
mm ; d
2
=
2.93
0,984
= 189 mm.
Khoảng cách trục: A = 126 mm.
Chiều rộng bánh răng: b = 50 mm.
Đường kính vòng đỉnh:
D
e1
= 63 + 2.2 = 67 mm.
D
e2
= 189 + 2.2 = 193 mm.
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
8
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
Đường kính vòng chân:
D
i1

a1
= P
a2
= 1895.0,181 = 343 N.

III. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng nghiêng (cấp chậm).
1. Công suất của bộ truyền bánh răng nón:
N
2
= N
1
.
η
= 6.0,98 = 5,88 kw.
Chọn vật liệu chế tạo bánh răng nhỏ là thép rèn 50, bánh lớn thép đúc 45 đều
thường hoá (bảng 3-6).
Cơ tính của thép 50 thường hoá (giả thiết đường kính phôi 100
÷
300mm).

3
b
σ
= 600 N/mm
2
;
3
ch
σ
= 300 N/mm

> N
0
= 10
7
.
Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ.
N
td3
= i.N
td4
= 3,2.126.10
6
= 403,2.10
6
> N
0
= 10
7
.
⇒
Cả hai bánh có k’
N
= 1.
Ứng suất tiếp xúc cho phép (3-9):
Bánh nhỏ:
[
σ
]
tx3
= 2,6.220 = 572 N/mm

σ
= 1,8.
Giới hạn mỏi của thép 50:

1
σ
−
= 0,43.600 = 258 N/mm
2
.
Giới hạn mỏi của thép 45:

1
σ
−
= 0,43.550 = 236 N/mm
2
.
Ứng suất uốn cho phép bánh nhỏ:

3
[ ]
u
σ
=
1
(1,4 1,6) . '' 1,5.258
143
1,5.1,8
N

2
.
3. Sơ bộ chọn hệ số tải trọng. K = 1,4.
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng.
0,3
L
b
L
ψ
= =
5. Tính chiều dài nón (3-11).
L
6
2 2
3
23
23 4
1,05.10 .
1 [ ]
(1 0,5. ). .[ ] 0,85. .
L tx L
K N
i
i n
ψ σ ψ
≥ +
−
=
6
2 2

K
đ
= 1,5.

⇒
K = 1.1,5 = 1,5.
Khác với dự đoán K = 1,4 nên phải tính lại L theo công thức (3-21).

L = 202.
3
1,5
1,4
=
206,7mm.
Lấy L = 206mm.
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
10
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
8. Xác định modun số răng .
Modun:
m
s
= 0,02.L = 4,12.
lấy m
s
= 4.
Số răng:,
Z
3

2 2
30 96+ =
201mm.
Chiều rộng răng:
b =
. 0,3.201 60
L
L
ψ
= =
mm.
Modun trung bình:
m
tb
= m
s
( 0,5. ) (201 0,5.60)
4
201
L b
L
− −
= =
3,4 mm.
9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
Góc mặt nón lăn bánh nhỏ tính theo công thức trong bảng (3-5):
tg
3
1 1
0,3125

0
4
72 64'
ϕ
⇒ =
Số răng tương đương bánh lớn:
Z
td4
=
4
4
96
322
cos 0,298
Z
ϕ
= =
.
Theo bảng (3-18) và số răng tương đương ta tìm được hệ số dạng răng:
Bánh nhỏ:
y
3
= 0,451.
Bánh lớn:
y
4
= 0,517.
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
11
BỘ CÔNG THƯƠNG

Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn:

3
4 3
4
0,451
66 58
0,517
u u
y
y
σ σ
= = =
N/mm
2
<
4
[ ]
u
σ
.
10. Kiểm nghiệm sức bền răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn:
Ứng suất tiếp xúc cho phép (3-43):
Bánh nhỏ:

3
[ ] 2,5.572 1430
txqt
σ
= =

+
=
−3
6
2
1,05.10 (3,2 1) .1,5.1,5.5,88
(206 0,5.60).3,2 0,85.60.100
+
= =
−
578 N/mm
2
<
[ ]
txqt
σ
.
Ứng suất uốn cho phép (3-36):
Bánh nhỏ:

3 3
[ ] 0,8. 0,8.300 240
uqt ch
σ σ
= = =
N/mm
2

σ
=
4
.1,5 104.1,5 156
u
σ
= =
N/mm
2
<
4
[ ]
uqt
σ
.
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
12
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI
11. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:
Modun mặt mút lớn: m
s
= 4mm.

Số răng: Z
3
= 30 ; Z
4
= 96
Chiều dài răng: b = 60mm.

s
.Z
4
= 4.96 = 384 mm.
Đường kính vòng đỉnh:
D
e3
= m
s
.(Z
3
+2cos
3
ϕ
) = 4.(30+2.0,954) = 127,63mm.
D
e4
= m
s
.(Z
4
+2cos
4
ϕ
) = 4.(96+2.0,298) = 386,38mm.
Modun trung bình: m
tb
= 3,4mm.
12. Tính lực tác dụng (3-51):
Bánh nhỏ:

= 130N.
Lực dọc trục: P
a4
= P
r3
= 1195N.
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
13
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN NAM
1