Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
I. TÍNH VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHO HỘP GIẢM TỐC.
1. Tính động cơ điện
- Nếu gọi N là công suất băng tải,
η
là hiệu suất chung, N
ct
là công suất cần
thiết ta có :

ct
N.
N
β
=
η
Ta có
F.v 12500.0,55
N 6,875kW
1000 1000
= = =
Với
3
1 2 3 4
η = η η η η
trong đó:
-
1
η
= 1 là hiệu suất khớp nối
-

N. 6,875.0,8
N 7,6kW
0,72
β
= = =
η
Page 1
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
Tra bảng P1.3 chọn động cơ phải có công suất lớn hơn N
ct
. Ta chọn sơ bộ loại
động cơ điện 4A132M4Y3 có công suất định mức 11kW và có các tốc độ 2907,
1458, 970 vòng/phút.Ta chọn tốc độ là 2907 vg/p.
2.
Xác định sơ bộ tỷ số truyền.
-
Tỷ số truyền động chung
u
t
= u
1
.u
2
Trong đó u
1
là tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng thẳng chọn sơ bộ bằng 4
theo bảng 2.4
u
2
là tỷ số truyền của bộ truyền trục vít bánh vít chọn sơ bộ bằng 15


F.v 12500.0,55
N 6,875kW
1000 1000
= = =
-
Công suất trên trục III:
Page 2
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên

3
4
N 6,875
N 6,9kW
0,995
= = =
η
-
Công suất trên trục II

3
2
4 3
N
6,9
N 9, 2kW
. 0,995.0,75
= = =
η η
-

= n
2
/u
2
= 727/17,5 = 42 vg/p
•
Ta có bảng số liệu
Thông số Trục I Trục II Trục III
Công suất N (kW) 9,5 9,2 6,9
Số vòng quay n
(vòng/phút)
2907 727 42
Momen T (N.mm) 31209 120852 1,6.10
6
II. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC.
1. Bộ truyền bánh răng thẳng.
Page 3
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
- Công suất 9,5kW
- Tỉ số truyền u = 4
- Tốc độ quay của bánh chủ động n
1
= 2907 (vg/ph)
- Thời gian làm việc t =16000 (giờ).
- T
mm
= 1,65T
1

- T

i 1
1
T
N 60.C. .n .t
T
=
 
=
 ÷
 
∑
Trong đó:
- n
i
là số vòng quay trong 1 phút
- T
li
là momen xoắn ở chế độ i
- N là số thứ tự của chế độ làm việc
- t
i
là thời gian làm việc ở chế độ i
- C số lần ăn khớp của răng trong mỗi vòng quay.
Page 4
T
mm
T
1
T
2

N u.N 4.2.10 16.10
= = =
N
HE1
> N
HO1
ta lấy K
HL
= 1
Giới hạn bền mỏi tiếp xúc của hai bánh răng là:
H lim1
H lim 2
2.HB 70 2.260 70 580MPa
2.HB 70 2.225 70 520MPa
σ = + = + =
σ = + = + =
Ta có được ứng suất tiếp xúc cho phép của mỗi bánh răng được tính:
- Bánh nhỏ :
[ ]
H1
580
527MPa
1,1
σ = =
- Bánh lớn :
[ ]
H2
520
473MPa
1,1

FE1
= 25,6.10
6
suy ra N
FE2
= 52,2.10
6
> N
Fo
Ta lấy K
FL
= 1
Bộ truyền quay một chiều nên ta lấy K
FC
= 1
Ta có giới hạn bền mỏi uốn của hai bánh răng :
Page 5
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
- Bánh nhỏ
0
Flim1 Flim1 FL FC FL FC
.K .K 1,8HB.K .K 1,8.260 468MPa
σ = σ = = =
- Bánh lớn
0
Flim1 Flim1 FL FC FL FC
.K .K 1,8HB.K .K 1,8.225 405MPa
σ = σ = = =
Ứng suất mỏi uốn cho phép được xác định theo công thức:


[ ]
F2
405
.1.1, 03.1 245, 4MPa
1, 7
→ σ = =
• Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
- Bánh nhỏ :
[ ]
H1 ch
max
2,8 2,8.580 1624MPaσ = σ = =
- Bánh lớn :
[ ]
H1 ch
max
2,8 2,8.450 1260MPaσ = σ = =
• Ứng suất uốn cho phép khi quá tải
- Bánh nhỏ :
[ ]
F1
2,2HB 2,2.260 572MPa
σ = = =
- Bánh lớn :
[ ]
F2
2,2HB 2,2.225 495MPaσ = = =
• Xác định sơ bộ khoảng cách trục theo công thức 6.15a

[ ]

H
K
β
= 1,02
-
[ ]
H
σ
là ứng suất tiếp xúc cho phép
[ ]
H
σ
= 473MPa
-
ba
ψ
là hệ số chọn theo bảng 6.6 trang 96 ta chọn
ba
ψ
=0,3

3
w
2
31209.1,02
a 49,5.(4 1) 121,5mm
473 .4.0,3
→ = + =
• Xác định môđun pháp m


Ta có Z
t
= Z
1
+ Z
2
= 22 + 88=110
- Tính trục a theo công thức 6.21

t
m.Z 2.25.110
a 113,75mm
2 2
= = =
Ta lấy a
w
= 125 theo tiêu chuẩn.
• Xác định các hệ số và một số thông số động học
Khoảng cách trục a
w
= 125 mm
Page 7
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
Đường kính chia
d
1
= mZ
1
2,25.22 = 49,5mm
d

- Z
ε
là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng ta chon Z
ε
= 0,75
- K
H
là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc được tính theo công thức
H H H Hv
K K .K .K
β α
=
với các giá trị K
Hβ
= 1,02 K
Hα
= 1 ; K
Hv
= 1,09
Ta có được K
H
= 1,11 thay vào biểu thức 1 ta có
H
2
2.31209.1,11.(4 1)
274.1,76.0,75 348MPa
37,5.4.50
+
σ = =
Vậy ta thấy σ

Fv
= 1,03.1.1,01=1,04
Y
ε
hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
Y
ε
= 1/ε
α
= 0,56
Y
β
= 1 là hệ số kể đến độ nghiêng răng
Y
F1
hệ số dạng răng của bánh 1 tra bảng 6.18 ta chọn
Y
F1
= 3,75
Thay vào công thức ta có ứng suất uốn tại chân răng của bánh 1 là:

[ ]
F1 F1
2.31209.1,04.0,56.1.3,75
32,3MPa
2,25.37,5.50
σ = = < σ
Tương tự ta có ứng suất uốn tại chân răng bánh 2
[ ]
F1 F2

•
Thông số hình học và kích thước bộ truyền.
Thông số Ký
hiệu
Kết quả tính được
(mm)
Khoảng cách trục a
w
125 mm
Đường kính chia d d
1
= mZ
1
= 49,5
d
2
= mZ
2
= 198
Đường kính lăn d
w
d
w1
= 2a
w
/(u + 1) = 50
d
w2
= d
w1

1
cosα = 46,5
d
b2
= d
2
cosα = 186
Góc profin gốc α 20
0
Góc profin răng α
t
α
t
= arctan(tanα/cosβ) = 20
0
Góc ăn khớp α
tw
α
tw
= arcos(a.cos α
t
/a
w
) = 21
0
31’
Khoảng cách trục chia a a = 0,5(d
1
+ d
2

2
= 6,9 kW
- Tỷ số truyền u = 17,5
- Số vòng quay trục vít n
v
= 727 vg/p,bánh vít n
bv
= 42 vg/p
- Thời gian làm việc 16000 (h)
- T
mm
= 1,65T
1

- T
2
= 0,66T
1
- t
1
= 3,4(giờ)
- t
2
= 4,2(giờ)
- t
ck
= 8(giờ• Chọn vật liệu

1
t
2
t
ck
t
mm
t
T
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
• Định ứng suất cho phép của răng bánh vít
Từ bảng 7.2 với cặp vật liệu bánh vít – trục vít đã chọn ở trên ta có : σ
b
=
600MPa, σ
ch
= 200MPa , [σ
H
] = 206,4MPa
Với bộ truyền làm việc 1 chiều ta có [σ
Fo
] tính theo công thức:
[σ
Fo
] = 0,25σ
b
+ 0,08σ
ch
= 0,25.600 + 0,08.200 = 166 MPa
Hệ số tuổi thọ tính theo công thức

Ta lại có [σ
H
]
max
= 2σ
ch
= 2.200 = 400MPa
[σ
F
]
max
= 0,8σ
ch
= 0,8.200 = 160MPa
• Tính thiết kế.
- Xác định a
w
chọn sơ bộ K
H
= 1,2
Với u = 17,5 chọn z
1
= 2 suy ra z
2
= 35
Tính sơ bộ q theo công thức nghiệm
q = 0,3.z
2
= 0,3.35 = 10,5 tra bảng 7.13 chọn q = 12,5
T

Page 12
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
Thay số ta có
( )
2
6
3
w
170 1,6.10 .1,2
a 35 12,5 . 208,9mm
35.206,4 12,5
æ ö
÷
ç
= + =
÷
ç
÷
÷
ç
è ø
Ta lấy a
w
= 210 mm
Tính modun m = 2a
w
/(q + z
2
) = 8,84
Theo bảng 7.3 ta chon modun tiêu chuẩn m = 10

= 2 và q = 12,5
Theo (7.20) ta có v
s
= πd
w1
.n
1
/(60000.cosγ
w
)
Với d
w1
= (q + 2x)m = (12,5 – 0,25).10 = 125mm
Theo 7.21 ta có γ
w
= arctan[z
1
/(q + 2x)] = 9,0
Vậy ta có v
s
= 3,14.125.730/(60000.cos9,0) = 4,8
Page 13
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
Theo bảng 7.6 ta chọn cấp chính xác là 8 ta có K
Hv
= 1,25 theo bảng
( )
3
3
6

è ø è ø
è ø
ë û
ta có
σ
H
= 176,5MPa
Ta thấy σ
H
< [σ
H
] điều kiện độ bền tiếp xúc thỏa mãn.
• Kiểm nghiệm độ bền uốn
- Chiều rộng bánh vít bảng 7.9 khi z
1
= 2 thì b
2
≤ 0,75d
a1
Với d
a1
= m(q + 2) = 145 mm
Suy ra b
2
≤ 108,75 ta lấy b
2
= 110
z
v
= z

= m/cosγ
w
= 10,13
Thay số ta có
6
F
1,4.1,5.10 .1,63.1,25
11MPa
110.350.10,13
= =s
Vậy σ
F
< [σ
F
] điều kiện uốn thỏa mãn.
• Thông số hình học bộ truyền.
Thông số Ký hiệu Giá trị
Khoảng cách
trục
a
w
235mm
Môđun m 10
Hệ số đường q 12,5
Page 14
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
kính
Tỷ số truyền u 17,5
Số ren trục
vít

d
a2
145mm
370mm
Đường kính
vòng đáy
d
f1
d
f2
101mm
374mm
Đường kính
vòng chia
d
1
d
2
125mm
350mm
Đường kính
ngoài bánh
vít
d
aM2
385mm
Lực ăn khớp
1
t1 a2
1

ti gi
i i ck
t
1 1
1,3
h h 1.3, 4 / 8 0,66.4, 2 / 8
P t / t
= = = =b
+
å
å
Chọn K
t
= 13 W/(m
2 0
C) ;
0, 25=y
; K
tq
= 16,5 ứng với
n
v
= 730vg/p. t
d
=90
0
suy ra t
0
=20
0

• Chọn vật liệu
- Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có
σ
b
= 600Mpa
- Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15Mpa.
1. Trục 1
- Ta có công suất trên trục vào hộp giảm tốc P
I
= 9,5 kW số vòng quay n =
2907 vg/p, mômen xoắn trên trục T
1
= 31209N.mm. Chiều rộng bánh răng
1 trên trục 1 b
1
= 37,5mm;
• Chọn khớp nối cho trục ta chọn loại nối trục vòng đàn hồi.
Page 16
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
- Tra bảng P1.7 ta có đường kính trục động cơ kiểu 4A132M có d =38mm ta
có đường kính sơ bộ tại điểm lắp khớp nối d = 0,8d
dc
= 0,8.38 = 30,4 ta
chọn d theo tiêu chuẩn d
kn
= 32mm
- Tra bảng 16-10a ta có các kích thước của khớp nối
+ Mômen T = 125kN
+ Đường kính trong d = 32mm
+ Đường kính ngoài D =125mm

1
= 10 mm và k
2
= 10 mm
Áp dụng công thức bảng 10.4 cho bánh răng trụ 1 cấp ta có các khoảng cách
l
13
=0,5.(l
m13
+ b
13
) + k
1
+ k
2
= 57,5 mm ; l
11
= 2l
13
= 115 mm.
l
12
= 0,5(l
mk1
+ b
0
) +k
3
+ h
n

1
/D
o
Ta có F
k
= 0,3.2.31209/90 = 300N và có
phương hướng theo phương x.
Giả sử ta có phương chiều và điểm đặt của các lực như hình vẽ.
Page 17
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
- Theo phương y ta có hệ

A B r
xA B 13 r 13
A r
B r
Y Y F 0
M Y .l F .l 0
Y F / 2 229,5N
Y F / 2 229,5N
+ − =



= − =


= =

→



=

→

=

∑
Page 18
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
- Ta có mômen M
y
tại điểm A và C lần lượt là
M
yC
= X
B
.l
13
= 811.57,5 = 46600 Nmm
M
yA
= F
k
.l
12
= 300.69 = 20700 Nmm
- Ta có mômen xoắn M
z

= 25
- Do đường kính trục tại khớp nối d
kn
= 32mm để có kết cấu trục hợp lý ta
cần phải tăng đường kính trục tại ổ lăn A và B lên 35 và lắp bánh răng là
d = 38mm theo thông số bộ truyền bánh răng đã tính được thì ta buộc
phải chế tạo bánh răng liền trục khi tăng đường kính trục lên d = 38mm
Ta có kết cấu sơ bộ của trục 1 như hình :

2. Trục 2
Ta có sơ đồ khoảng cách các đoạn trục như hình vẽ.
Page 20
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
Trong đó l
11
= 0,9d
Ma2
(mm); l
13
= l
11
/2; l
12
= 0,5(l
mk2
+ b
0
) +k
3
+ h

Ta có vị trí phương chiều các phản lực như hình

- Theo phương y ta có hệ phương trình:

xB A 11 r1 12 11 r2 11 a
A B r1 r2
M Y .l F .(l l ) F (l / 2) M 0
Y Y F F 0

= − + − − =


− − − =


∑
Page 21
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
Với M
a
là mômen do lực dọc trục F
a
gây ra và có độ lớn
M
a
= F
a
.d/2 = 9142.145/2 = 660000Nmm
Giải hệ phương trình ta có
A

a
– Y
B
.l
13
= 660000 – 609000 = 51000Nmm
- Theo phương x ta có hệ phương trình:

A B t1 t2
yB t 2 13 t1 11 2 A 11
X X F F 0
M F .l F .(l l ) X .l 0
+ − − =



= + + − =


∑
Giải hệ ta có
A
B
X 2454N
X 740N
=


=


Page 22
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
Ta có biểu đồ mômen như hình :
Ta thấy mặt cắt nguy hiểm của trục là ở điểm C
- Mômen tương đương tại điểm C

2 2 2
tdC xC yC zC
M M M 0,75M 634000Nmm= + + =
- Ta có đường kính trục tại C

[ ]
tdC
3
3
C
M 634000
d 59,6mm
0,2 0,2.15
= = =
τ
Tương tự ta có đường kính trục tại A d
A
= 36,6 theo tiêu chuẩn ta chọn
Page 23
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên
d
A
= 40mm.
Ta có kết cấu sơ bộ của truc như hình :

m22
= 0,9d
3
= 0,9.85 = 76,5mm
k
1
= 10mm ;k
2
= 10mm theo bảng 10.3
ta có l
12
= 0,5(76,5 + 41) +10+10 = 78,75mm
l
21
= 2l
22
= 157,5mm.
• Tính phản lực tại các ổ đỡ
- Theo phương y ta có hệ phương trình :
A B r
xA Ft r 22 B 21
Y Y F 0
M M F .l Y .l 0
− + =



= + − =



+ Bên trái điểm C : M
xC
= Y
A
.l
22
= 9131.78,75 = 717000 Nmm
+ Bên phải điểm C : M
xC
= Y
B
.l
22
= 12500.78,75 = 982000 Nmm.
- Theo phương x ta có hệ phương trình :
A B a
yA a 22 B 21
X X F 0
M F .l X .l 0
+ − =



= − =


∑
Giải hệ ta có các giá trị phản lực tại A và B :
A
B