Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
LỜI NĨI ĐẦU
Đồ án môn học “Thiết kế chi tiết máy” là đồ án môn học cơ sở
thiết kế máy. Đồ án này là một phần quan trọng và cần thiết trong chương
trình đào tạo của ngành cơ khí. Nó không những giúp cho sinh viên bước
đầu làm quen với công việc thiết kế máy và chi tiết máy mà còn giúp
chúng ta củng cố kiến thức đã học, nâng cao khả năng thiết kế của người
kó sư trong các lónh vực khác nhau.
Hiện nay, do yêu cầu của nền kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói
riêng đòi hỏi người kó sư cơ khí cần phải có kiến thức sâu rộng, phải biết
vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thực tế
thường gặp phải trong quá trình sản xuất. Ngoài ra đồ án môn học này
còn tạo điều kiện cho sinh viên nắm vững và vận dụng có hiệu quả các
phương pháp thiết kế nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kó thuật theo
yêu cầu trong điều kiện và qui mô cụ thể.
Ở đây là đồ án thiết kế “Hộp giảm tốc cơn trụ hai cấp ”. Thời gian
làm việc 12000 h, làm việc 2 ca.
Do lần đầu thực hiện đồ án môn học này nên không tránh khỏi
những thiếu sót. Em mong được sự đóng góp ý kiến chỉ bảo của q Thầy.
Em xin chân thành cảm ơn thầy HÙYNH VĂN NAM cùng các Thầy
trong Khoa Cơ Khí đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn em hoàn thành đồ án
này.
Sinh viên
PHẠM VĂN LUẬT

SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 1
1
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
ĐỀ TÀI MÔN HỌC
Tính toán thiết kế hộp giảm tốc và bộ truyền ngoài.Thời gian làm việc L

Trong ú:P
ct
L cụng sut cn thit trờn trc ng c (kW).
P
t
L cụng sut tớnh toỏn trờn mỏy trc cụng tỏc (kW).
L hiu sut truyn ng .
- Hiu sut truyn ng theo cụng thc 2.9 trang 19 - {1}:
=
ol
3
.
12
.
34
.
.

kn

Theo bng 2.3 trang 21 - {1} ta chn:

ol
= 0,995 : L hiu sut mt cp ln

12
= 0,95 : Hiu sut ca b truyn bỏnh rng cụn

34
= 0,96 : Hiu sut ca b truyn bỏnh rng tr

Trong ú: n
sb
L s vũng quay ng b
n
lv
L s vũng quay ca trc mỏy cụng tỏc õy l trc ca bng ti quay
u
t
L t s truyn ca ton b h thng
Mt khỏc: u
t
= u
12
. u
34
. u

.
SVTT : Phm Vn Lut
Lp : 08CCK2 4
4
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam

nên n
sb
= n
lv
. u
12
. u

≈ n
sb
( công thức 2.19 trang 22 – {1})

Theo bảng phụ lục P1.1 trang 234 - {1}, ta chọn được động cơ có:
- Kiểu động cơ : K132M2
- Công suất động cơ : P = 5,5 (Kw)
- Vận tốc quay: n = 2900 (v/p)
Bảng 1.1 – Bảng đặc trưng cơ - điện của động cơ
Kiểu động cơ
Công suất
(kw)
Vận tốc
quay,(v/p)

η
Khối
lượng
(kg)
kW Mã
lực
50Hz 60Hz
K132M2 5,5

7,5
290
0

3480
0,93 85,0 7,0

* Xác định tỷ số truyền u
t
của hệ thống dẫn động
u
t
=
Trong đó: n
dc
Là số vòng quay của động cơ
n
lv
Là số vòng quay của trục băng tải
Thay số u
t
= 23,97
* Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động u
t
cho các bộ truyền
u
t
= u
ng
.u
h
- Tỉ số truyền ngoài hộp:
Theo bảng 2.4 trang 21 – {1} và dãy tiêu chuẩn trang 49 – {1} ta chọn:
2,8 Tỉ số truyền của bộ truyền đai
Vậy : 2,8
⇒ = = 8,56
- Tỉ số truyền trong hộp: .

- Trục III : = = = 121 (v/p)
1.3.2. Tính công suất trên các trục.
Gọi công suất các trục I , II , III lần lượt là có kết quả:
- Công suất danh nghĩa trên trục III :
=

= = 6,33 (kW)
- Công suất danh nghĩa trên trục II :
=

= = 6,63 (kW)
- Công suất danh nghĩa trên trục III :
=

= = 7,01 (kW)
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ :
=

= = 7,42 (kW)
1.3.3. Tính mômen xoắn trên các trục:
- Trục động cơ:
= 9,55 . = 9,55 . = 24434,83 (Nmm)
- Trục I :
= 9,55 . = 9,55 . = 64637,9 (Nmm)
- Trục II :
= 9,55 . = 9,55 . = 165058,7 (Nmm)
- Trục III :
= 9,55 . = 9,55 . = 499599,2 (Nmm)
Kết quả tính toán được ghi thành bảng như sau :
Bảng 1-2 : Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục của hệ

y
40°
h
t
o

2.1.2. Xác định các kích thước và thông số bộ truyền.
a. Đường kính đai nhỏ.
Chọn đường kính bánh đai nhỏ : d
1
= 1,2 . = 1,2 . 100 = 120 (mm)
theo tiêu chuẩn ta chọn d
1
= 125 (mm) ( bảng 5.15 trang 93 – {3} )
Vận tốc đai : v = ( công thức 5.18 trang 93 – {2})
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 9
Hình 1. Đai hình thang thường
9
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
= = 18,97 (m/s)
Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc đai cho phép = 25 30 (m/s)
b. Đường kính đai lớn.
Đường kính bánh đai lớn :
d
2
= d
1
. . (1-ε) = 125 .2,8 .(1 - 0,01)= 346,5 (mm)
Trong đó : - tỉ số truyền

- Khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn :
a =
=
607,9 (mm)

Kiểm tra điều kiện công thức 4-14 trang 60 – {1} ,khoảng cách trục
cần thỏa mãn : 0,55.( )+ h ≤ a ≤ 2.( )

Trong đó : 0,55
.( )+ h =
274,75 (mm)
2.( ) = 970 (mm)
Vậy khoảng cách trục thỏa mãn điều kiện.
-
Góc ôm đai
: = -

= -
=

= > ,vậy góc ôm thỏa mãn điều kiện.
d. Xác định số đai z.
Áp dụng công thức 4.16 trang 60 – {1} ta có :
z =
Trong đó :
- = 7,42 (kW) - Công suất trên trục bánh đai chủ động
- Hệ số tải trọng động ứng với trường hợp tải trọng dao động nhẹ
= + 2. = 366,6 (mm)

Trong đó : = 3,3 (bảng 4.21 trang 63 – {1}).
2.1.3. Xác định lực trong bộ truyền.
a. Xác định lực vòng.
= . (công thức 4.20 trang 64 – {1})
Trong đó : = 0,105 (kg/m) (bảng 4.22 trang 64 – {1})
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 12
12
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
⇒ = 0,105 . = 37,785 (N)
b. Xác định lực căng ban đầu.
= + (công thức 4.19 trang 63 – {1})
=
+ 37,785 = 169 (N)
Lực căng dây mỗi đai là : = = 56,3 (N)
c. Lực tác dụng lên trục.
= 2 . .z .
= 2 .169 . 3 . = 990,3 (N)
d. Lực vòng có ích.

= (công thức 3.4 trang 86 – {4})
=
= 391,14 (N)
Lực vòng trên mỗi dây đai 130,38 (N)

e. Ứng suất lớn nhất trong dây đai.

Đờng kính tang lớn: d
2
(mm)
360
Khoảng cách trục: A (mm)
540
Chiều dài đai: L (mm)
2000
Góc ôm đai:
155,19
0
Số đai: z
3
Chiều rộng đai: B (mm)
50
Lực căng ban đầu: F
o
(N)
169
Lực tác dụng lên trục: (N)
990,3

2.2. Thit k b truyn bỏnh rng cụn rng thng (cp nhanh).
2.2.1. Chn vt liu.
Chn vt liu no l tựy thuc vo yờu cu c th: ti trng ln hay nh ,kh
nng cụng ngh v thit b ch to cng nh vt t c cung cp, cú yờu cu kớch
thc nh gn hay khụng ? i vi hp gim tc cụn tr hai cp chu cụng sut
nh = 5,5 (kw), ch cn chn vt liu nhúm I cú rn HB 350 , bỏnh rng
c thng húa hoc tụi ci thin. Nh cú rn thp nờn cú th ct rng chớnh
xỏc sau khi nhit luyn, ng thi b truyn cú kh nng chy mũn.

Trong thiết kế sơ bộ lấy : = 1 và = 1 , do đó các
công thức (3.1) và (3.2) trở thành :
= .
=
Trong đó :
và lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép
ứng với chu kỳ cơ sở, trị số của chúng theo bảng 6.2 trang 94 – {1} với thép C45
tôi cải thiện đạt độ rắn HB = (180…350).
= 2HB + 70 ; = 1,1
=1,8HB ; = 1,75
, – Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn .
= 2 + 70 = 2.250 + 70 = 570 (MPa)
= 2 + 70 = 2.240 + 70 = 550 (MPa)

=1,8 = 1,8 . 250 = 450 (MPa)
=1,8 = 1,8 . 240 = 432 (MPa)
- Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải , = 1 khi đặt tải một phía (bộ
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 15
15
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
truyền quay một chiều).
, - Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải
trọng của bộ truyền, được xác định theo công thức 6.3 và 6.4 trang 93 – {1} :
=
=
Trong đó :
, – Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn .
= = 6 khi độ rắn mặt răng HB 350 .
– số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc , công thức 6.5

Vậy : > , > và > , >
Nên ta lấy : = , =
Khi đó ta có kết quả : = 1 và = 1 (đường cong mỏi gần đúng là đường
thẳng song song với trục hoành :tức là trên khoảng này giới hạn tiếp xúc và giới hạn
uốn là không thay đổi).
Vậy ta có kết quả :
= = 518,181 (MPa)
= = 500 (MPa)
= = 257,14 (MPa)
= = 246,86 (MPa)
Với bộ truyền bánh răng côn – răng thẳng, ứng suất tiếp xúc cho phép khi tính toán
chọn theo giá trị nhỏ nhất từ hai giá trị và , do đó
= = 500 (MPa) .
* Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép khi quá tải, được xác định
theo công thức 6.13 và 6.14 trang 95 – {1} :
= 2,8 .
= 0,8 .

⇒ = 2,8 . 580 = 1624 ( MPa)
= 2,8 . 450 = 1260 ( MPa)
= 0,8 . 580 = 464 ( MPa)
= 0,8 . 450 = 360 ( MPa)
2.2.3.Tính bộ truyền bánh răng côn.
Với tỉ số truyền = 2,7 nên chọn bánh răng côn – răng thẳng để thuận lợi cho
việc chế tạo sau này.
1. Xác định chiều dài côn ngoài.
Chiều dài côn ngoài của bánh răng côn chủ động được xác định theo độ bền
tiếp xúc.Theo công thức thiết kế 6.52a trang 112 – {1} :

= . .

= = = 2,035 (mm)
* Xác định môđum :
Với bánh răng côn – răng thẳng môđum vòng ngoài được xác định
Theo công thức 6.56 trang 115 – {1} :
= = = 2,394 (mm)
Theo bảng 6.8 trang 99 – {1} ,ta chọn = 2,5 (mm)
Theo công thức 6.56 trang 115 – {1}, tính lại
= . = 2,5 .(1 - 0,3 .0,5) = 2,125
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 18
18
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
= . = 2,125 . 33 = 70,125 (mm)
* Xác định số răng bánh lớn :
= . = 2,7 . 33 = 89,1 (răng) , chọn = 89 (răng)
Do đó tỉ số truyền thực tế : = = = 2,69
* Tính góc côn chia :
= arctg = arctg =
= - = – =
Chiều dài côn ngoài thực :
= 0,5. . = 0,5. 2,5. = 118,65 (mm)
3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng côn phải thỏa mãn điều kiện :
= . . .
( công thức 6.58 trang 115 – {1})
Trong đó :
- = 274 , hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn
khớp. Theo bảng 6.5 trang 96 – {1}.
- , hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc , theo bảng 6.12 trang 106 - {1}
với : = + = 0 ⇒ = 1,76

⇒ = 1,08 . 1 .1,22 = 1,318
– ứng suất tiếp xúc cho phép, = 500 MPa .
Thay các giá trị vừa tính được vào:
= 274 . 1,76. 0,867 . = 464,1 (MPa)
Theo (2.1) và (2.2a) , =
Trong đó : v<5 (m/s) lấy = 1 ; với = 1,25m…0,63m = 1
< 700 (mm) = 1.
⇒ = 500. 1 .1 .1 = 500 (MPa)
Vậy : < ⇒ thỏa mãn điều kiện độ bền mỏi tiếp xúc.
4. Kiểm tra răng về độ bền uốn.
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất sinh ra tại chân răng không được vượt
quá một giá trị cho phép.
=
(công thức 6.65 trang 116 – {1})
= (công thức 6.66 trang 116 – {1})
Trong đó :
– mômen xoắn trên bánh chủ động , = 64637,9 (Nmm).
- môđum pháp trung bình, với bánh côn răng thẳng == 2,035 (mm)
b – chiều rộng vành răng, b = 35 (mm)

– đường kính trung bình của bánh chủ động, = 70,125 (mm) .
= 1. – hệ số kể đến độ nghiêng của răng, với răng thẳng
= 0 ⇒ = 1
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 20
20
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
, – hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2 ,được xác định :
= = = 35,16
(công thức 6.53a trang 114 – {1})

Vậy điều kiện mỏi uốn được đảm bảo.
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải.
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 21
21
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
Khi làm việc răng có thể bị quá tải (lúc mở máy và hãm máy ) với hệ số
quá tải = . Có thể lấy = 1
Trong đó : T – mômen xoắn danh nghĩa .
– mômen xoắn quá tải .
Vì vậy , khi kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại
và ứng suất uốn cực đại ). Để tránh biến dạng dư hay gãy dòn
lớp bề mặt, hay phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng .Ta sử dụng công thức 6.48 và
6.49 trang 110 – {1} :
= .
= .
Trong đó :
- ứng suất tiếp xúc, = 464,1 (MPa)
- ứng suất uốn , đã được tính ở trên.
Với : = 114,9 (MPa) ; = 111,8 (MPa)
- ứng suất tiếp xúc cực đại cho phép đã được tính theo công thức
(3.8) ,với = 1624 (MPa) ; = 1260 (MPa) .
- ứng suất uốn cực đại cho phép đã được tính với :
= 464 (MPa) ; = 360(MPa) .

Thay các giá trị vào ta được :
= 464,1 . = 464,1 (MPa)
= 114,9 . 1 = 114,9 (MPa)
= 111,8 . 1 = 111,8 (MPa)
⇒ = 464,1 (MPa) < =1624(MPa)

Trong đó :
= 2. .
= 2. . = 0,3
⇒ = ( 1 + 0,3 .1) . 2,5 = 3,25 (mm)
= 2.1. 2,5 - 3,25 = 1,75 (mm)
- Chiều cao răng ngoài :
= - = 5,5 – 3,25 = 2,25 (mm)
= - = 5,5 – 1,75 = 3,75 (mm)
- Đường kính đỉnh răng ngoài :
= + 2. . = 82,5 + 2. 3,25.cos = 88,6 (mm)
= + 2. . = 177,5 + 2. 1,75.cos = 223,7 (mm)
2.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ - răng nghiêng cấp chậm.
2.3.1. Chọn vật liệu.
* Bánh nhỏ (bánh 3) :
- Thép C45 tôi cải thiện .
- Đạt tới độ rắn HB = (241…285) .
- Giới hạn bền = 850 MPa.
- Giới hạn chảy = 580 MPa.
Chọn độ rắn bánh nhỏ = 250.
* Bánh lớn (bánh 4) :
- Thép C45 tôi cải thiện .
- Đạt tới độ rắn HB = (192…240).
- Giới hạn bền = 750 MPa.
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 23
23
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
- Giới hạn chảy = 450 MPa.
Chọn độ rắn bánh nhỏ = 230.
2.3.2. Xác định ứng suất cho phép.

trọng của bộ truyền, được xác định theo công thức 6.3 và 6.4 trang 93 – {1} :
=
=
SVTT : Phạm Văn Luật
Lớp : 08CĐCK2 24
24
Đồ án chi tiết máy GVHD : Huỳnh Văn Nam
Trong đó :
, – Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn .
= = 6 khi độ rắn mặt răng HB 350 .
– số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc, công thức 6.5
trang 93 – {1} ta có :
= 30.

⇒ = 30. = 17067789
= 30. = 13972305
– số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.
= 4 . đối với tất cả loại thép .
và - số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. Khi bộ truyền làm việc
với tải trọng thay đổi nhiều bậc thì và được tính theo công thức 6.7 và
6.8 trang 93 – {1) :
= 60.c. . .
= 60.c. . .
Trong đó :
c – số lần ăn khớp trong một vòng , c = 1
– số vòng quay của bánh răng trong 1 phút , = 383,6 (v/p); =121 (v/p)
- tổng thời gian làm việc , = 12000 (giờ .
= 6
⇒ = 60 . 1 .383,6 .(. 0,2 + + .0,4) .1200
= 8,62 .