

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP ĐỒNG
TRỤC -BÁNH RĂNG NGHIÊNG
Giáo viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện :
Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 1 Trường ĐHKT-KTCN
LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án chi tiết máy là một trong những đồ án quan trọng nhất của sinh viên ngành cơ khí chế tạo
máy. Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinh viên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép và cơ sở thiểt
kế máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án
tiếp theo.
Hộp giảm tốc là một cơ cấu đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí nói riêng và công nghiệp nói
chung .
Trong môi trƣờng công nghiệp hiện đại ngày nay, việc thiết kế hộp giảm tốc sao cho tiết kiệm mà

3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục
4. Nối trục đàn hồi
5. Xích tải
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên xích tải: F = 5000N
Vận tốc xích tải: v = 0,5715 m/s
Số răng đĩa xích tải dẫn: z = 27
Bƣớc xích tải: p = 25,4 mm
Thời gian phục vụ: L = 24000 (h)
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ
(1 năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T
1
= T; T
2
= 0,9T; T
3
= 0,75T
t
1
= 15s ; t
2
= 48s ; t
3
= 12s

Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 3 Trường ĐHKT-KTCN

PHẦN VII : THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP
1.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc
2.Các chi tiết phụ
3. Dung sai lắp ghép
PHẦN VIII : XÍCH TẢI

Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 4 Trường ĐHKT-KTCN
PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Xích tải là một loại của bộ truyền xích nó được sử dụng rất rộng rãi trong cuộc sống và trong sản
xuất với hiệu suất cao, không sảy ra hiện tượng trượt, khả năng tải cao, có thể chịu được quá tải khi
làm việc chính vì thế nó rất được ưa chuộn trong các băng chuyền trong sản xuất. Dưới đây là hình
ảnh về ứng dụng xích tải trong sản xuất: Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 5 Trường ĐHKT-KTCN

ttt
tPtPtP


Theo (.12 & 2.13)L1

Với:
3
12
1 ; 0,9 0,75
T
TT
T T T
  

=>
PP 
1

PP 9,0
2


PP 75,0
3


Trong đó : P = (F.v)/1000 = (5000.0,5715) / 1000 = 2,86 (KW)
Thay số vào ta đƣợc:kn
=


Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 6 Trường ĐHKT-KTCN
- Hiệu suất của cặp ổ lăn:
0,99
ol
η =
5
- Hiệu suất của khớp nối trục:
99.0
kn


- Hiệu suất của toàn bộ hệ thống
η
:

knolbrd


52


=
99,0.995,0.98,0.96.0
52
= 0,89


- Bộ truyền bánh răng = 14
Ta chọn đuợc tỉ số truyền sơ bộ là:
brdt
uuu .
= 4.14 = 56
Vậy
280056.50 
sb
n
(v/ph)
Với những ĐK :
dn
kmm
sbdb
ctdc
T
T
T
T
nn
pP




Theo bảng (P.1.3 Tl1)
Chọn động cơ có số vòng quay đồng bộ n
đb
= 2838 (vòng/phút) (2p = 2 )
Động cơ loại 4A90L2Y3 (Do lien xô cũ chế tạo)

0,88
2. Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung: (Theo 3.23) TL1

76,56
50
2838

lv
dc
t
n
n
u

Mà u
t
= u
d
.u
h
Với u
d
là tỉ số truyền của đai

Đối với hộp giảm tốc đồng trục, để sử dụng hết khả năng tải của cặp bánh răng cấp nhanh ta chọn u
1
theo
công thức:
u
1
=
2
3
a1
2
3
a1
1
ba
hh
b
ba
h
b
uu
u







Theo 3.21 [Tài liệu cơ sở TK Máy ĐHBKĐHQGTPHCM)

57,2
.
3
KW
P
P
knol
td

)(676,2
98,0.995,0
609,2
.
3
2
KW
P
P
brol

)(744,2
98,0.995,0
676,2
.

)/(453,169
187,4
5,709
)/(5,709
4
2838
2
2
3
1
1
2
1
phvg
u
n
n
phvg
u
n
n
phvg
u
n
n
d
dc




= 150813,4 (N.mm)

3
T
= 498319 (N.mm)

Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 9 Trường ĐHKT-KTCN Bảng thông số
Trục
Thông số

Động cơ

I

II

III
Tỷ số truyền
4
4,187
3,389


4
)(3


d
dc
u
KWPTheo sơ đồ hình 4.2[TL1]
ta chọn loại đai là đai hình thang thƣờng loại A, ta chọn nhƣ sau:
(L = 560 - 4000, d
1
= 100 - 200)
Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 10 Trường ĐHKT-KTCN
Thông số cơ bản của bánh đai
Loại đai
Kích thƣớc mặt cắt, (mm)
Diện tích
A
1
(mm

10095)4,6 2,5().4,6 2,5(  Td
Theo 4.1 TL1
Với
1
d
= (102,4 …128,3)
Theo tiêu chuẩn chọn
1
125d mm=

Vận tốc dài của đai:

)/(56,18
60000
1
1
sm
nd
v 


Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép:

max
25 /v m s=

3. Đường kính bánh đai lớn
Đƣờng kính bánh đai lớn

21

1
500
4
125
ttd
d
u
d
= = =
= u
d
Không co sai số của bộ truyền vậy các thông số bánh đai đƣợc thỏa mãn.

4. Xác định khoảng cách trục
a
và chiều dài đai
l

4.1 Chọn khoảng cách trục
a
.

   
1 2 1 2
2 0,55d d a d d h    
Theo 4.14 TL1

   
2 125 500 0,55 125 500 8a    
(h chiều cao tiết diện đai)

Theo tiêu chuẩn chọn L = 2000 (mm)
Xác định lại khoảng cách trục
a4
8
22



a
4.5a[1]
Với
1018
2
)(
21



dd
L

21
500 125
187,5

Vì
1 min
120
o
αα>=
thỏa mãn điều kiện không trƣợt trơn.

6. Tính số đai z
Ta có:
zul
d
CCCCP
KP
Z
].[
.
0
1


Theo 4.16 TL1
Với:
dc
P
: công suất trên trục bánh dẫn trƣờng hợp này cũng chính là công suất động cơ, kW(
dc
P
=3kW)

[ ]

17,1
1700
2000
0

l
l

Với L
0
là chiều dài thực nghiệm L
0
= 1700mm
Tra bảng 4.16 [TL1] =>
L
C
= 1

z
C
: hệ số ảnh hƣởng đến sự phân bố không đều của tải trọng giữa các dây đai
Z
2

3
4

6
Z >6
C

4.17[2]
Với t và e tra bảng 4.21[TL1]
t = 15mm
e = 10mm

3,3
o
h =
mm
thay số vào ta đƣợc:
B = (2 – 1 ).15 + 2.10 = 35mm

7.2 Đường kính ngoài hai bánh đai:
Theo 4.16 [TL1]
Bánh dẫn :
6,5063,3.25002
011
 hdd
a

Bánh bị dẫn :
)(6,1313,3.21252
022
mmhdd
a

8. Lực tác dụng lên trục F


= 0,875 (đã tính ở trên)
V = 18,56
Z = 2
F
v
: lực căng do lực li tâm sinh ra.

2
1vm
F q v
4.20[2]
q
m
: khối lƣợng trên 1m chiều dài đai tra bảng 4.22[2] ta đƣợc
q
m
= 0,105 kg/m


F
v
= 0,105.18,56
2
= 36,17 kgm/s
2

Đồ án Chi Tiết Máy
nhóm I. Vì nhóm I có độ rắn HB<350, bánh răng đƣợc tôi cải thiện. Nhờ có độ rắn thấp nên có thể cắt răng
chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mòn. Dựa theo bảng 3.8 ( [1] ) chọn
45X và 40X Thép loại thép này rất thông dụng , rẻ tiền.Với phƣơng pháp tôi cải thiện tra bảng 6.1 ta đƣợc
các thông số sau:
Vật

liệu

Nhiệt

luyện
Giới
hạnbền2



b
N/mm

Giới
hạn
Tôi
c
ải

thiện

850
650

230…280
Bánh
b
ị

động

Thép
[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
)
Z
R
Z
V
K
xH
K
HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
)
Y
R
Y
V
K
xF

HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
) K
FC
K
FL

= 1.8HB = 1.8x 260 = 468 (với bánh chủ động).

S
H
và S
F
là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. Tra bảng

6.2 [TL1 tr 94] ta đƣợc S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75 (với bánh chủ động).
K
FC
hệ số xét đến ảnh hƣởng đặt tải.K
FL
= 1 khi đặt tải một chiều.

K
HL
và K
FL
hệ số tuổi thọ đƣợc tính

CT 6.3 và 6.4 [Tl1 tr 93]:
H

HN
=18752418
N
FO
= 4.10
6
đối với tất cả các loại thép.

N
FE
và N
HE
số chu kì thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng :
Ta xét tải trọng thay đổi :

iiHE
tnTTiCN max)/( 60
3


ii
m
FE
tnTTiCN
F
max)/( 60 


SVTH: Đặng Danh Huân Trang 17
Trường ĐHKT-KTCN
Suy ra với bánh chủ động
207815322)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
15
.1.(24000.5,169.1.60
333

HE
N
138865474)
75
12
.75,0
75
48
.9,0


[σ
F
]
cđ
= 468/1,75 = 267,4 Mpa (N/mm
2
).

Đối với bánh bị động tương tự ta có :

σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2.250+70=570 và
σ
0
Flim
= 1.8HB = 1,8.250 = 450

S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75
Có
52852320)
75
12
.75,0

Hebđ
> N
HObđ
và N
EFbđ
> N
FObđ
nên K
HLbđ
=K
FLbđ
=1.Suy ra [σ
H
]
bđ
=570/1,1 = 518,2 MPa

[σ
F
]
bđ
= 450 / 1,75 = 257,1 MPa (N/mm
2
).

Vậy : [σ
H

SVTH: Đặng Danh Huân Trang 18
Trường ĐHKT-KTCN

1.3 Xác định khoảng cách trục a
w
Ta xác định độ bền tiếp xúc theo độ bền tiếp xúc của bánh chủ động.
3
2
1
][
.
)1(
baH
H
aW
u
KT
uKa



Theo 6.15a TL1
trong đó : dấu + khi ăn khớp ngoài, - khi ăn khớp
trong. Ka :hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng và loại răng. Tra

bảng 6.5 [TL1 tr 96] đƣợc Ka = 43 (Mpa).


Thay số vào => aW = 155,07 Theo tiêu chuẩn ta chọn a
w
= 150 mm

1.4 Môđun bánh răng.
Theo CT 6.17 TL12
m = (0,01…0,02)aW = 1,5 … 3,0
chọn m = 2 mm theo tiêu chuẩn

1.5 Số răng của bánh răng.
Vì răng nghiêng ta chọn

= 15
0

Theo CT 6.31 TL1:
01,33
)1389,3(2
15cos.150.2
)1(
cos.2
0
1





U
t

Sai số tỉ số truyền:
, 0100.
389,3
)389,3394,3(


U

Vậy số răng cặp bánh răng đƣợc thõa.
Tính lại góc

: ta có Cos

= m
t
aZ 2/
= 2.145/2.150 = 0,946
Vậy

= 14,8
00
20
Thỏa mãn với đk

]20;8[
45150.3,0.
1

WW
ab

mm
Đƣờng kính vòng chia:

1
d
= Z
1
.m /cos

= 68,3 mm

2
d
= Z
2
.m /cos

= 231,7mm
Đƣờng kính lăn :
d
1w
= 2aW/(u+1) = 68,3 mm

2W

– 2,5m = 226,7 mm

vận tốc bánh răng:

606,0
60000

11

nd
v
W


Theo bảng 6.13[TL2] ta chọn cấp chính xác của cặp bánh răng là cấp 9

1.8 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc.

][) /()1.( 2
1
2
1 H
W
WHHMH
dubuKTZZZ



theo 6.33 TL1
Với :

t

=
0
7,24
tW

Vì bánh răng ko dịch chỉnh)
tg
b

= cos24,7.tg14,8=0,24 Vậy
b

= 13,5
Z
H
=
7,24.2sin/5,13cos2
= 1,6
* Z

- Hệ số xét đến sự trùng khớp răng.
Theo 6.37 TL1
)/(


mSinb
W


 K
H
- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc.
Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 21
Trường ĐHKT-KTCN

HvHHH
KKKK



Trong đó
05,1

H
K
H
K
= 1,13 : hệ số phân bố ko đều tải trọng . Tra bảng 6.14 TL1

Hv
K
=


v
= 0,58 (m/s)

Hv
K
=
05,1.13,1.150813.2
3,68.45.58,0
1
= 1,005
=> K
H
= 1,005.1,05.1,13 = 1,192

Vậy
)3,68.394,3.45/(394,4.192,1.150813.2769,0.6,1.274
2

H

= 502
MPa
=>
][
HH

Vậy độ bền tiếp xúc đƣợc thõa mãn.

Y
F1
/(b
w
d
w1
m)  [σ
F
]cd.

σ
Fbđ
= σ
F1
Y
F2
/Y
F1
 [ σ
F2
]bd.

Trong đó : Y
ε
= 1/ ε
α
= 1/1.696 = 0.59:hệ số kể đến sự trùng khớp
của răng.
=0, x
2
=0 và z
v1
=z
1/

3
cos
=36,5 ; z
v2
= z
2/

3
cos
= 124 và suy ra đƣợc Y
F1
= 3,7; Y
F2
= 3,6.

K
F
= K
Fβ
K
Fα
K
Fv

FF
WF
Fv
KKT
dbv
K
2

1
1
1


Với

uavgv
WoFF
/










F
= 1,01.1,12.1,37 = 1,55

Suy ra σ
Fcđ
= 2.150813.1,55.0,59.0,894.3,42/(45.68,3.2) = 148 MPa

MPa  [σ
Fcđ
] = 267,4 MPa.

σ
Fbđ
= 148.3,6/3,7=144  [σ
Fbđ
] =257
Mpa.Vậy bánh răng cấp chậm đạt yêu cầu về độ bền uốn và độ bền tiếp xúc.

1.10 Kiểm nghiệm quá tải :
Adct 6.48 TL1
maxmax
][.
HqtHH
K




max

chF


=>
maxmax
][8,3162,2.144
FF


Vậy thỏa mãn quá tải về uốn.
2 : Tính toán cấp nhanh.
2.1 Chọn vật liệu:
So với bộ truyền bánh răng cấp chậm, bộ truyền cấp chậm có tỉ số truyền cao hơn, nhƣng chênh lệch
không lớn nên ta chọn vật liệu cấp nhanh giống cấp chậm. Đồ án Chi Tiết Máy SVTH: Đặng Danh Huân Trang 24 Trường ĐHKT-KTCN
2

chĐộ
cứngHB

Bánhchủ
độngThép45
XTôi
c
ải

thiện
550230…260 2.2 Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép:
2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Chọn độ cứng HB
cđ
= 260 và HB
bđ
= 250.

Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho
phép:
CT 6.1 và 6.2[TL1tr91]
[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
)

Z
V
K
xH
= 1 và Y
R
Y
V
K
xF
= 1 do

đó chỉ còn :

[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
) K
HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F