TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
BỘ CÔNG THƯƠN
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ
Đề tài:
THIẾT KẾ HỘP
GIẢM TỐC MỘT CẤP
1
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
Nam Định :
Giáo viên hướng dẫn : Bùi Ánh Hưng
Sinh viên thực hiện : Đỗ Xuân Kiên
Lớp : ĐHCK6AND
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
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.

3
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
I Đề tài: Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp ( hộp khai triển )
1, Động cơ 3, Hộp giảm tốc
(1 cấp thẳng - 1 cấp nghiêng)
4, Bộ truyền đai
2, Nối trục đàn hồi 5, Băng tải
II Các số liệu ban đầu:
1 Lực kéo băng tải: F = 13500 (N)
4
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
1
2
3
4
5
F
v
t
T
T
mm
= 1,8 T
1

Gọi P
t
- công suất tính toán trên trục máy công tác (Kw)
P
ct
- công suất cần thiết trên trục động cơ (Kw)
– hiệu suất chuyền động.
Ta có: P
t
=
 P
t
=
Vậy công suất tính toán trên trục máy công tác là: P
t
= 7,425 (Kw)
Áp dụng công thức P
ct
= 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
= 0,98 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ
= 0,995 – hiệu suất của 1 cặp ổ lăn
= 1 – hiệu suất của khớp nối.
 P
ct
= = 8,22 (Kw).
5
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên

– tỷ số truyền của đai thang.
i
hgt
và i
d
được tra trong bảng tỷ số truyền ta chọn i
hgt
= 12; i
d
= 2.
4 Chọn động cơ
Động cơ cần chọn ở chế độ làm việc dài, phụ tải không thay đổi nên động cơ phải
có P
dm
P
ct
= 8,22 (Kw).
Theo bảng 2P (sách TKCM trang 323) ta chọn động cơ số hiệu AO2-62-8 có
thông số kỹ thuật sau:
+ Công suất định mức: P
dm
= 10 (Kw)
+ Tốc độ quay: n
dc
= 725 (Vòng /phút)
1.5 Phân phối tỷ số truyền
- Với động cơ đã chọn ta có: P
dm
= 10 (Kw)
n

nh
.i
ch
=
d
c
i
i
= = 12,07
Với lược đồ dẫn động như đề cho ta chọn i
nh
= 1,3.i
ch
Trong đó: i
nh
- tỷ số truyền nhanh của hộp giảm tốc
i
ch
– tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc.
 i
ch
== 3,04
 i
nh
=1,3.3,04 = 3,96
1.6 Công suất động cơ trên các trục
- Công suất động cơ trên trục I là:
P
I
= P

- Tốc độ quay trên trục II là: n
2
= = = 91,54 (vòng/phút)
- Tốc độ quay trên trục III là: n
3
= = = 30,11 (vòng/phút).
- Tốc độ quay trên trục IV là: n
3
= n
4
= 30,11 (vòng/phút).
1.8 Xác định mômen xoắn trên các trục
- Mômen xoắn trên các trục động cơ được tính theo công thức:
M
dc
= 9,55 = 9,55 = 108277,24(N.mm)
- Mômen xoắn trên trục I là:
M
1
= 9,55 = 9,55 = 207860,68 (N.mm)
- Mômen xoắn trên trục II là:
M
2
= 9,55 = 9,55 = 798093,72 (N.mm)
-Mômen xoắn trên trục III là:
M
3
= 9,55 = 9,55 = 2400979,74 (N.mm)
- Mômen xoắn trên trục IV là:
M

Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
Trục
Thông số
Động cơ I II III
Công suất (Kw) 7,89 7,65 7,57
Tỉ số truyền i 2 3,96 3,04 1
Vận tốc vòng n
(vòng/phút)
725 362,5 91,54 30,11
Mômen (N.mm) 108277,24 207860,68 798093,72 2400979,74
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
V
d
= V
max
= (30 ÷ 35) m/s
 D
1
= 922,46 (mm)
Theo ( bảng 5.14 và bảng 5.15 sách TKCTM trang 93 ) chọn D
1
= 900 mm
=>V
d
= = 34,14 ( m/s) <V
max
= (30 ÷ 35) m/s
2.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớn D

8,22(Kw) tra ( bảng 5-13 sách TKCTM trang 93 ) ta chọn đai loại B với các thông
số (bảng 5-11) sau:
Sơ đồ tiết diện đai Kí hiệu Kích thước tiết diện đai (mm)
10
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
b
t
19
h 13,5
b 22
y
0
4,8
F (mm
2
) 230
2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
Theo diều kiện : 0,55(D
1
+ D
2
) + h A 2(D
1
+ D
2
)

t
y
0
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
u = == 3,79 (m/s) u
max
= 10 (m/s)
2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L = 9000 mm
Áp dụng công thức :
A =
A=
A =2337,17 (mm)
Kiểm tra điều kiện (5-19):
0,55(D
1
+ D
2
) + h A 2(D
1
+ D
2
)
0,55(900 + 1800) + 13,5 2337,17 2(900 + 1800)
1498,5 (mm) 2337,17 (mm) 5400 (mm)
Khoảng cách nhỏ nhất mắc đai:
A
min
= A – 0,015L = 2337,17 – 0,015.9000 = 2202,17 (mm)
Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng:

KHOA: CƠ KHÍ
[
p
]
0
= 1,91 : ứng suất có ích cho phép (bảng 5-17)
C = 0,95 :Hệ số ảnh hưởng góc ôm (bảng 5-18 )
C
t
= 0,4 :hệ số ảnh hưởng chế độ tải trọng (bảng 5-6)
C
v
= 0,6 :hệ số ảnh hưởng vận tốc (bảng 5-19)
F = 230 mm
2
:Diện tích tiết diện đai (bảng 5-11)
V
d
= 34,11 (m/s) : Vận tốc đai
 Số đai cần thiết:Theo công thức (5-22) có :
Z . = . = 2,88
Lấy số đai : Z = 3
2.8. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
- Chiều rộng bánh đai:
Theo công thức (5-23): B = (Z -1).t + 2.S
Theo bảng (10-3) có: t = 26 ; S = 17
 B = (3 – 1).26 +2.17 = 86 (mm)
- Đường kính ngoài bánh đai:
Theo công thức (5-24):
+ Với bánh dẫn: D

= 1,2. 230 = 276
- Lực tác dụng lên trục:
Theo công thức (5-26): R
d
.S
0
.Z sin(
Với : = 158
0
; Z = 3
 R
d
= . 276.3 sin(= 2438,36 (N)
13
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
Bảng 2: các thông số bộ truyền đai
Thông số
Giá trị
Bánh đai nhỏ Bánh đai lớn
Đường kính bánh đai D
1
= 900 (mm) D
2
= 1800 (mm)
Đường kính ngoài bánh đai D
n1

2
chọn σ
bk
= 850 N/mm
2
+ Giới hạn chảy: σ
ch
= 450 N/mm
2
+ Độ rắn HB = 210 240 ( chọn HB = 240)
• Bánh răng lớn thép 45 thường hoá. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số thép như
sau:
Giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm
+ Giới hạn bền kéo: σ
k
= 600 N/mm
2
+ Giới hạn chảy: σ
ch
= 300 N/mm
2
+ Độ rắn HB = 170 220 ( chọn HB = 210)
(Với cả hai bánh răng ta chọn phôi đúc)
3.1.2. Xác địnhứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp
nhanh
Bánh răng chịu tải thay đổi, áp dụng công thức (3-4) ta có:
N
td
= 60.u.
∑

td1
= 60.u.
∑
11
2
max
1
.)( Tn
M
M
= 60.1.[1
2
.362,5.0,4375.17000 + 0,7
2
.362,5.0,475.17000 =24,78.10
7
Số chu kì làm việc của bánh răng lớn:
N
td2
= 60.u.
∑
22
2
max
2
.)( Tn
M
M
= 60.1.[ 1
2

td
o
N
N
, chọn m = 6
 Từ trên ⇒ K’
N
= K”
N
= 1
• Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ]
tx
=[σ]
Notx
.K’
N
Theo bảng (3-9) ta có [σ]
Notx
= 2,6 HB
Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[σ]
N1tx
= 2,6.240 = 624 N/mm
2
16
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

=
Ứng suất uốn cho phép của
+ Bánh nhỏ: [σ]
u1
=
8,1.8,1
1.850.45,0
= 118 N/mm
2
+ Bánh lớn: [σ]
u2
8,1.8,1
1.600.45,0
=
= 83 N/mm
2
3.1.3. Tính khoảng cách trục A
- Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K = 1,4
- chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψ
A
= 0,3
áp dụng công thức (3-9): A
[ ]
3
2
2
6
.
.
.)

Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài được tính theo công thức (3-17)
V =
1000.60

11
nd
π
=
1)+.(1000.60
2
1
i
nA
sb
π
(m/s)
Với n
1
số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn:
V = = 1,75 (m/s)
Theo bảng (3-11) ta chon cấp chính xác để chế tạo bánh răng là cấp 9
3.1.5. Tính hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A
Hệ số tập trung tải trọng: K = K
tt
.K
d
Trong đó: K
tt
: Hệ số tập trung tải trọng; K
tt

= = 1,025
⇒ K = 1,025.1,45 = 1,48
Áp dụng công thức:
A = A
sb
.
3
sb
K
K
= 230. = 234,30 (mm)
Chọn A = 235 (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:
• Xác định mô đun : m = ( 0,01 ÷ 0,02).A
⇒ m = (0,01 ÷ 0,02).235 = 2,35 ÷ 4,7
Theo bảng (3-1) chọn m = 3
• Tính số răng:
- Số răng bánh nhỏ: Z
1
=
( )
1.
.2
+
im
A
= =31,58 (răng)
⇒ Chọn Z
1

=
bnZmy
K

10.1,19
2
6
Ν
Trong đó : K = 1,48 : Hệ số tải trọng
N: Công suất của bộ truyền (kW)
y: Hệ số dạng răng
n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính
m: Mô đun
Z
td
: Số răng tương đương trên bánh
b, σ
u
: Bề rộng và ứng suất tại chân răng
Theo bảng (3-18):
- Số răng tương đương của bánh răng nhỏ:
Z
td1
= Z
1
= 32 (răng)
⇒ Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y
1
= 0,476
20

σ
u2
= σ
u1
.
2
1
y
y
= 52,80. = 48,62 (N/mm
2
)
Ta thấy σ
u2
<[σ]
u2
= 83 (N/mm
2
) ⇒ 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 (3-43)
+ Bánh răng nhỏ
[σ]
txqt1
= 2,5.[σ]
Notx1
= 2,5.624 = 1560 (N/mm
2
)
+ Bánh răng lớn

KHOA: CƠ KHÍ
⇒ 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
[σ]
uqt1
= 0,8.σ
ch
= 0,8.300 = 240 (N/mm
2
)
σ
uqt1
=
bnZmy
K

10.1,19
2
6
Ν
= = 76,72 (N/mm
2
)
σ
uqt1
<[σ]
uqt1
⇒ thoả mãn

1
= 32 răng; Z
2
= 126 răng
• Góc ăn khớp α
o
= 20
o
• Chiều rộng răng b
1
= 85 (mm)
22
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
b
2
= 78 (mm)
• Đường kính vòng chia d
c1
= m.z
1
= 3.32 = 96 (mm)
d
c2
= m.z
2
= 3.126 = 378 (mm)

c1
– 2.m
n
- 2.c = 96 – 2.3 – 2.0,75 = 88,5 (mm)
D
i2
= d
c2
– 2.m
n
– 2.c = 378 – 2.3 – 2.0,75 = 370,5 (mm)
Bảng 3 .1 : Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số Giá trị
Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn
Số răng Z
1
= 32 răng Z
2
= 126 răng
Đường kính vòng chia d
c1
= 96 mm đ
c2
= 378 mm
Đường kính vòng đỉnh răng D
e1
= 102 mm D
e2
= 384 mm
23

- Lực vòng: P =
d
M
x
.2
= = = 4330,43 (N)
- Lực hướng tâm P
r
: P
r
= P.tgα
o
= 4330,43.tg20
o
= 1576,14 (N)
3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
3.2.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện cho bánh răng cấp nhanh
Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu 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 chon độ
rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25 50 HB. Chọn:
24
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA: CƠ KHÍ
• Bánh răng nhỏ thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số của thép
như sau: giả thiết đường kính phôi: 60 90 chọn 90 mm
+ Giới hạn bền kéo: σ

= 60.u.
∑
ii
i
Tn
M
M
.)(
2
max
Trong đó: M
i,
n
i,
T
i
– mômen xoắn, số vòng quay trong một phút và tổng thời
gian làm việc ở chế độ I ;
25
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Đỗ Xuân Kiên
Bùi Ánh Hưng