Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
Lời nói đầu
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chơng
trình đào tạo kỹ s cơ khí . Đồ án môn học Chi tiết máy là môn học giúp cho sinh
viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môn học nh: Chi tiết máy, Sức
bền vật liệu, Dung sai & lăps gheps, Vẽ kỹ thuật đồng thời giúp sinh viên làm
quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt
nghiệp sau này.
Nhiệm vụ đợc giao là thiết kế hệ dẫn động tơì keó gồm có hộp giảm tốc bánh răng
và bộ truyền đai. Hệ đợc dẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyênf đai tới
hộp giảm tốc và sẽ truyền chuyển động tới tang quay.
Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lợng kiến thức tổng hợp còn có những
mảng cha nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng
của các môn có liên quan song bài làm của em không thể tránh đợc những sai sót.
Em rất mong đợc sự hớng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em
cũng cố và hiểu sâu hơn , nắm vững hơn về những kiến thức đã học hỏi đợc.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Đỗ
Đcs Nam đã trc tiếp hớng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao .
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, ngàythángnăm 2007
Sinh viên thực hiện
Nguyênx Vũ Binhf

Thiết Kế Hệ Dẫn Động Tời Kéo
Số liệu cho trớc
- Lực kéo băng tải F=8400 [ N ]
-
Vận tốc kéo cáp v=0,7 m/s
-
Đờng kính tang D=340 mm
-

1000
.vF
P
ct
=
F (N): lực kéo băng tải Hình 1
v (m/s): vận tốc dài của băng tải
)(88,5
1000
7.0.8400
kWP
ct
==

: Hệ số tải trọng tơng đơng, đợc tính nh sau:

=








=
n
i
ck
ii





+








=

( )
90,0
8
3
7,0
8
5
2
=+=

i
k
i

=

kn
Hiệu suất khớp nối
-

đai
Hiệu suất bộ truyền đai
-
.
br
Hiệu suất bộ truyền bánh răng
Chọn theo bảng 2.3 tài liệu TTTKHDĐCK - T1 ta có

ol
=0,99 ;
ot
=0,98 ;


kn
=1 ;


đai
=0,95 ;


br
=0,98
= 0,98.1.0,99
3

sb
= n
ct
.u
sb

Trong đó
- n
ct
: số vòng quay của trục máy công tác
)/(
.
.1000.60
phv
D
v
n
ct

=
đối với tang quay
-
v [m/s] là vận tốc dài của băng tải
-
D [mm] là đờng kính tang quay
]/[32,39
340.
7,0.1000.60
phvn
ct

n
sb
= 39,32.40 = 1572,8 (v/ph)
1.3.Chọn động cơ
Khi đã có đợc P
yc
và số vòng quay sơ bộ n
sb
, ta có thể chọn quy cách động cơ
theo bảng P1.3(tr237_TK1)thỏa mãn điều kiện:
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
3
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
Công suất:
ycdc
PP
Số vòng quay:
sbdc
nn
Đồng thời thỏa mãn:
)/()/( TTTT
mmdnk

Động cơ đợc chọn có các thông số sau:
Ký hiệu động cơ điện: 4A132S4Y3
Công suất danh nghĩa P
đc
=7,5 (kW)
Số vòng quay thực n
đc

u
ng
= u
c
/u
h
Dựa trên quan điểm về mối tơng quan kích thớc giữa HGT và bộ truyền ngoài ,
ta chọn tỷ số truyền u
đai
=3
u
h
=37,00/3 = 12,33
-
u
ng
là tỷ số truyền của bộ truyền ngoài HGT (là bộ truyền đai)
-
u
h
là tỷ số truyền của HGT
Lại có u
h
=u
1
.u
2
với u
1
,u

u
u
h
Khi đó :
u
n
=
00,3
80,2.398,4
37
.
21
==
uu
u
ch
Đ3.tính các thông số trên các trục
3.1.số vòng quay trên các trục
Số vòng quay của động cơ
n
đc
=1455 [v/ph]
Số vòng quay của trục 1
n
1
= n
đc
/u
đai
= 1455/3 =485[v/ph]

Công suất trên trục 2
P
2
= P
ct
/
ol .

br
=6,00 / 0,99.0,98 =6,18 [Kw]

Công suất trên trục 1
P
1
= P
2
/
ol .

br
= 6,18/0,99.0,98 =6,37 [Kw]
Công suất thực trên trục động cơ
P
đc
= P
1
/
ol .

đai

/n
I
= 9,55.10
6
.6,37/485= 125429,897 (Nmm)
Mômen xoắn trên trục II
T
II
= 9,55.10
6
.P
II
/n
II
= 9,55.10
6
. 6,18 /110,28= 535174,10 (Nmm)
Mômen xoắn trên trục III
T
III
=9,55.10
6
.P
III
/n
III
=9,55.10
6
.6,00/39,38=1455053,33 (Nmm)
Mômen xoắn trên trục công tác

7
535174,10 1455053,3
3
1425952,26
chơng II: thiết kế các bộ truyền
Đ1.thiết kế bộ truyền đai thang
Các thông số đầu vào:
+> Công suất thực của động cơ : P
/
dc
=6,77 kW
+> Số vòng quay trục động cơ : n
dc
=1455 v/ph
+> Tỉ số truyền : u
đ
=3,00
+> Góc nghiêng đờng nối tâm 2 bánh đai : 30
o
1.1.Chọn loại đai:
Từ hình 4.1 (TKI_tr59) với công suất cần truyền 6,77 kW;
Số vòng quay động cơ 1455 v/ph ta chọn tiết diện đai
Các số liệu kích thớc đai tra bảng 13.3(TLI_tr22) nh sau:
b
0
=14 mm
b = 17 mm
h = 10,5 mm
y
0

60000
1455.140.
60000

11
=

=
nd
(m/s)
Tính đờng kính bánh đai lớn:
d
2
= u.d
1
.(1- )
với : hệ số trợt , chọn = 0,02
d
2
= 3.140.(1- 0,02) = 411,6 (mm) => chọn d
2
= 450 mm theo tiêu chuẩn
1.2.2.Chọn khoảng cách trục :
Chọn sơ bộ khoảng cách trục thoả mãn :
0,55.(d
1
+d
2
) +h a 2.(d
1

+
= 1880 (mm)
Từ bảng 4.13 (TKI_tr59) chọn chiều dài đai tiêu chuẩn : L = 1800 mm
Tính lại khoảng cách trục a
a =
( ) ( )
( )

















+
+
+

2
12






+
+
+

2
2
140450.2
2
450140.
1800
2
450140.
1800.
4
1
a = 407 (mm)

Góc ôm của đai trên bánh đai nhỏ

1
= 180
0
-
( )
a

< 10 (thoả mãn)
1.3. Xác định số đai z
Số đai z đợc xác định theo công thức
z =
[ ]
zul
d
CCCCP
kP

.
0
1

Trong đó :
P
1
: Công suất trên trục bánh đai chủ động (kW)
Nó chính là công suất thực của động cơ P
1
= P

đc
= 6,77 kW
[P
0
] : Công suất cho phép
Từ bảng 4.19 (TKI_tr62) bằng nội suy ta có :
Với V=10 m/s
25,238,3

=


P
=> [P
0
] = 2,64 (kW)
K
đ
: hệ số tải trọng động
Từ bảng 4.7 (TKI_tr55) với tải trọng mở máy đến 150% tải trọng danh nghĩa ,
chọn K
đ
=1,1.
C

: hệ số xét đến ảnh hởng của góc ôm
1
Từ bảng 4.15 (TKI_tr61) ta có
C

=0,88
C
l
: hệ số kể đến ảnh hởng của chiều dài đai
Từ bảng 4.16 (TKI_tr61) với
0
1800
0,80
2240

0
6,77
2,56
2,64
P
P
= =
ta có C
z
= 0,95
Thay số vào ta đợc
z=
6,77.1,1
3,11
2,64.0,88.0,95.1,14.0,95
=
Chọn z=3

z
tính
-z
chọn
= 0,11 < 0,3 (thoả mãn)
Chiều rộng bánh đai B :
Từ bảng 4.21 (TKI_tr63) ta có với tiết diện đai
t= 19 mm
e= 12,5 mm
h
0
= 4,2 mm

m
.V
2
q
m
: khối lợng 1 m chiều dài đai
Từ bảng 4.22 (TKI_tr64) với tiết diện đai q
m
= 0,178 kg/m

F
v
= 0,178.10,66
2
= 20,23 (N)

F
0
=
780.6,77.1,1
20,23 226,63
10,66.0,88.3
+ =
(N)
Lực tác dụng lên trục
F
r
= 2.F
0
.z.sin(

h
u
u
= =
Từ đó ta có bảng các thông số của đai
Bảng 2 . Các thông số của đai
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
9
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
Thông số Giá trị
Đòng kính bánh đai nhỏ d
1
(mm) 140
Đòng kính bánh đai lớn d
2
(mm) 450
Chiều rộng bánh đai B (mm) 63
Chiều dài đai l (mm) 1800
Số đai 3
Tiết diện một đai A
1
(mm
2
) 138
Lực tác dụng lên trục F
r
(N) 1263,37
Đ2. THIếT Kế Bộ TRUYềN CấP NHANH (BáNH TRụ RĂNG THẳNG)
1.Chọn vật liệu.
Vật liệu làm bánh răng đáp ứng các đòi hỏi sau:

ch2
= 450 Mpa
Vậy ta chọn độ cứng của bánh răng 2 là: HB
2
= 230.
2. Xác định ứng suất tiếp xúc [
H
] và ứng suất uốn [
F
] cho phép.
a. ứng suất tiếp xúc cho phép đợc xác đinh bởi công thức nh sau:
[ ]
( )
xHLVRHlimHH
K.K.Z.Z.S=
.
Trong đó: - S
H
là hệ số an toàn.
- Z
R
là hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám bề mặt.
- Z
V
là hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng.
- Z
L
là hệ số xét đến ảnh hởng của bôi trơn.
- K
xH

HL
là hệ số xét đến ảnh hởng của chu kỳ làm việc.
Theo Bảng 6.2 (TKI_tr94) ta có công thức xác định


limH
và S
H
nh sau:


limH
= 2.HB + 70 (MPa) còn S
H
= 1,1.
Vậy ta có giới hạn bền mỏi tiếp xúc của bánh răng nhỏ và bánh răng lớn nh sau:


H lim1
= 2.HB
1
+ 70 = 2.245 + 70 = 560 (MPa).


H lim2
= 2.HB
2
+ 70 = 2.230 + 70 = 530 (MPa).
Hệ số chu kỳ làm việc của bánh răng đợc xác định nh sau:
K


Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng N
HE
đợc xác định nh sau:
( )
.n.t.T/T.c.60N
ii
3
maxiiHE
=
Trong đó: - c là số lần ăn khớp trong một vòng quay. Nên ta có c =1.
- T
i
là mômen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- n
i
là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- t
i
là tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
Vậy với bánh lớn (lắp với trụcII) ta có:
( )
.n.t.T/T.c.60N
ii
3
maxii2HE
=
Thay số vào các giá trị tơng ứng của công thức ta có:
3 3 7 7
2 2

H HL
H
H
K
S


= = =
(MPa).
[ ]
lim2
2
. 530.1
481,8
1,1
o
H HL
H
H
K
S


= = =
(MPa)
Do đây là cặp bánh trụ răng thẳng ăn khớp cho nên ứng suất tiếp xúc cho phép
xác định nh sau:
[ ] [ ] [ ]
( )
1 2

xF
là hệ số xét đén ảnh hởng của kích thớc bánh răng.
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
11
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
Chọn sơ bộ Y
R
.Y
S
.K
xF
= 1
[ ]
FlimFF
S/=
.
Do giới hạn bền mỏi uốn ứng với chu kỳ chịu tải N
FE
đợc xác định nh sau:
FL
o
limFlimF
K.=
.
Trong đó: -


limF
là giới hạn bền mỏi uốn của bề mặt răng.
- K

= 1,8.230 = 414 (MPa).
Hệ số chu kỳ làm việc của bánh răng đợc xác định nh sau:
K
FL
=
6
FEFO
NN

Mà số chu kỳ cơ sở N
FO
=4.10
6
đợc xác định cho mọi loại thép.
Còn số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng N
FE
đợc xác định nh sau:
( )
.n.t.T/T.c.60N
ii
m
maxiiFE
F
=
Trong đó: - c là số lần ăn khớp trong một vòng quay. Nên ta có c =1.
- T
i
là mômen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- n
i

NN
U.NN
FL
1FO2FE
12FE1FE
=



>
=
Thay số vào ta sẽ xác định đợc ứng suất cho phép của bánh răng nh sau:
[ ]
lim1
1
. 441.1
252
1,75
o
F FL
F
F
K
S


= = =
(MPa).
[ ]
lim2

= 2,8.

ch2
= 2,8.450 = 1260 (MPa)
+ứng suất uốn cho phép khi quá tải :
[

F1
]
max
= 2,2.HB
1
= 2,2.245 = 539 (MPa)
[

F2
]
max
= 2,2.HB
2
= 2,2.230 = 506 (MPa)
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Công thức xác định khoảng cách trục a


của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
bằng thép ăn khớp ngoài nh sau:
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
12
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam

H

là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng
vành răng khi tính về tiếp xúc.
- K
Hv
là hệ số kể ảnh hởng của tải trọng động.
- u
1
là tỉ số truyền của cặp bánh răng.
ở đây ta đã có:
- T
1
= 125429,897 (N.mm); u
1
= U
nh
= 4.2;
a
= 0,3 và [] = 481,8 (MPa)
-
d
= 0,5.
a
.(u+1) = 0,5.0,3.(4,2+1) = 0,78 Tra Bảng 6.7 (Trang 98-Tập 1: Tính
toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta xác định đợc K
H

= 1,115 (Sơ đồ 3).
- Chọn sơ bộ K

và Z
2
ta có :
( ) ( )
1
1
2.
2.205
26,28
. 1 3. 4, 2 1
a
Z
m u

= = =
+ +
Chọn Z
1
= 26 răng.
Z
2
= U
1
Z
1
= 4,2.26 = 109,2 (răng).
Vậy Z
t
= Z
1

( ) ( )
1 2
. 3. 26 109
202,5
2 2
m z z+ +
= =
(mm)
chọn a = 203 mm
* ở đây ta phải tiến hành thêm quá trình dịch bánh răng để tăng khoảng cách
trục từ a

1
=202,5(mm) lên a

2
= 203 (mm) mà vẫn bảo đảm qúa trình ăn khớp.
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
13
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
Hệ số dịch tâm :
y =
a
m
- 0,5(z
1
+ z
2
) =
( )

= = =
Tổng hệ số dịch chỉnh :
x
t
= y +

y = 0,17 + 0,002 = 0,172
Hệ số dịch chỉnh bánh răng 1
x
1
=
( ) ( )
2 1
. 109 26 .0,17
0,5. 0,5. 0,172 0,034
26 109
t
t
z z y
x
z


= =

+

(mm)

x

=
1
2 2.203
78, 23
1 4,19 1
a
u
= =
+ +
(mm)
Vận tốc vòng của bánh răng :
v
1
=
1 1
.78, 23.485
1,986
60000 60000
d n
= =
(m/s)
Từ bảng 6.13 (TKI_tr106) chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9
Chiều rộng bánh răng :
b =
. 0,3.203 60,9
a
a = =
(mm)
Đòng kính vòng chia bánh lớn :
d

;
Trong đó : - Z
M
: Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu;
- Z
H
: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc;
- Z

: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
- K
H

: Hệ số tập trung tải trọng
- K
Hv
: hệ số tải trọng động
- b

: Chiều rộng vành răng.
- d

1
: Đờng kính vòng chia của bánh chủ động;
Ta đã biết đ ợc các thông số nh sau:
- T
1
= 125429,897 (N.mm).
- b


26 109Z Z+ = + =
ữ
ữ.
-
Z

=
(4 ) / 3 (4 1,73) / 3 0,87


= =
-
K
H

= 1,115
-
Còn
1
1
1
. .
6,10.60,9.78, 23
1 1 1,10

= 0,006.
Bảng 6.16 (TKI_tr107) g
o
= 73.
Thay số vào ta xác định đợc ứng suất tiếp xúc tác dụng trên bền mặt răng nh
sau:

H
=
275.1,75.0,87 2.125429.897.1,115.1,10.(4,19 1)
423,38
78, 23 4,19.60,9
+
=
(MPa).
Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép của cặp răng: [
H
]
,
= [
H
]. Z
R
Z
V
K
xH
.
Với v = 1,986 m/s Z
V





= = <
(thoả mãn)
6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Để bảo đảm bánh răng trong quá trình làm việc không bị gãy răng thì ứng suất
uốn tác dụng lên bánh răng
F
phải nhỏ thua giá trị ứng suất uốn cho phép [
F
]
hay:
F
[
F
].
1 1
1
1
2. . . .
. .
F Fv F
F
T K K Y
b d m




1 1
2 2
26 3, 68
109 3, 49
F
F
Z Y
Z Y
= =


= =

Theo Bảng 6.18 (TKI_tr109.).
Còn
1
1
. .
16,10.60,9.78, 23
1 1 1,25
2. . . 2.125429,897.1, 23.1
203
. . . 0,016.73.1,986. 16,10
4,19
F
Fv
F F
F F o
b d
K

1
1
2. . . .
2.125429,897.1,23.1,25.3,68
99,31
. . 60,9.78, 23.3
F Fv F
F
T K K Y
b d m



= = =
(MPa).

F2
=
F1
. Y
F2
/ Y
F1
= 99,31.3,49/3,68= 94,18 (MPa).
Do ứng suất uốn thực tế bánh răng có thể chịu đợc khi làm việc xác định nh sau.
[
F1
]= [
F1
].Y

] = [
F2
].1.1.1 = 236,5 MPa.
Nhận thấy rằng cả hai bánh răng đều đáp ứng đợc điều kiện bền uốn vì :
( )
[ ]
( )
( )
[ ]
( )
1 1
2 1
99,31 252
94,18 236,5
F F
F F
MPa MPa
MPa MPa
= < =


= < =


Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
16
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam

(*)
Ta có hệ số quá tải K
qt
= T
max
/ T = 1,5.
Thay số vào công thức (*) ta có:
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
max1 1
max
max1 1
max
max 2 2
max
. 423,38. 1,5 518,53 .
. 99,31.1,5 148,97 .
. 94,18.1,5 141,27 .
H H qt H
F F qt F
F F qt F
K MPa
K MPa
K MPa



= F
t
. tg

= 3206,69.tg20,38
0
= 1191,28 (N)
Bảng 3. Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh :

Thông số KH Công thức tính Kết quả
Khoảng cách trục chia a a = 0,5.m.(z
1
+ z
2
) 202,5 mm
Khoảng cách trục
a

a


= a + (x
1
+ x
2
-

y)
203 mm
Đờng kính chia d d

a
d
a1
= d
1
+ 2(1+ x
1
-y).m
d
a2
= d
2
+ 2(1+ x
2
-y).m
84,192mm
333,816mm
Đờng kính đáy răng d
f
d
f1
= d
1
- (2,5-2.x
1
).m
d
f2
= d
2

= arcos(acos
t
/a

) 20,38

Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
17
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
Tổng hệ số dịch chỉnh x
t
0,172 mm
Góc prôfin răng

t

t
= arctg(tg/cos)
20
0
Hệ số trùng khớp
ngang


1,73 mm
Với u
1
= 4,19 ta có tỉ số truyền của cấp chậm
u
2

3.2.1.ứng suất tiếp xúc cho phép:

[ ]
( )
HLxHVRHHH
KKZZS

=
lim

;
Chọn sơ bộ Z
R
Z
V
K
xH
= 1
[ ]
HHLHH
SK

=
lim

S
H
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, S
H
=1,1.

: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
N
HO
= 30. H
4,2
HB

H
HB
: độ rắn Brinen.

2,4 7
3
30.260 1,9.10
HO
N = =

2,4 7
4
30.245 1, 6.10
HO
N = =
N
HE
: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng.

( )
CKiiiiHE
ttTTtncN /./ 60
3

Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
18
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam

7 7 7
4 3 2 3
. 3,45.10 .2,75 9, 49.10 1,9.10
HE HE HO
N N u N= = = > =

=> lấy N
HE
=N
HO
để tính => K
HL3
= K
HL4
=1
[
H
]
3
=
590.1
536
1,1
MPa=
; [
H

S
.K
XF
=1 => [
F
] =(

F lim
/S
F
).K
FC
.K
FL
Tra bảng 6.2[TK1_tr94]:

F lim
= 1,8.HB ; S
F
=1,75 ;
=>

F lim3
= 1,8.260 = 468 MPa.


F lim4
= 1,8.245 = 441 MPa.
K
FC

: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng.

( )
cki
m
iiiFE
ttTTtncN
F
/./ 60
1
=
c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T
i
, n
i
, t
i
: Lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.

6 6 7 6
4
110,28 5 3
60.1. .19000. 1 . (0, 7) . 3,06.10 4.10
2,75 8 8
FE FO
N N

= + = > =

Theo ct6.13[TK1]:
Bánh 3: [
H
]
3max
=2,8


ch3
=2,8.580 = 1624 MPa
Bánh 4:

[
H
]
4max
=2,8


ch4
=2,8.580 = 1264 MPa
Vậy ta chọn [
H
]
max
=1264 MPa
ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
19
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam

H H Hv
H ba
T K K K
uVới: T
2
: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động của cấp chậm, (Nmm) ;
T
2
= 535174,10(Nmm)
K
a
: hệ số phụ thuộc vào loại răng và vật liệu cặp bánh răng ;
Theo bảng 6.5[TK1_tr96],với bánh răng nghiêng K
a
=43
Hệ số chiều rộng vành răng
ba
= b
w
/a
w1
;
Theo bảng 6.6[TK1_tr97] chọn
ba
=0,3

( ) ( )

w23
= (0,01 ữ 0,02).225 = (2,25 ữ 4,5).
Theo bảng 6.8 _ bảng về giá trị môđun tiêu chuẩn
Chọn m = 3 (mm)
Chọn sơ bộ =10
0
,do đó cos=0,9848,theo 6.31[TK1] ta có :
Số răng bánh nhỏ :
Z
3
= 2

a
w23
cos/ [m(u
2
+1)] = 2.225.0,9848/[ 3(2,75+1)]
= 39,38
Lấy Z
3
=39 răng
Số răng bánh lớn:
Z
4
= u
2
Z
3
= 2,75.39 = 107,25 (răng)
Lấy Z



[
H
]
Theo 6.33[TK1]:

H
= Z
M
Z
H
Z


2
3234
23

)1.( 2
ww
H
dub
uKT +

Trong đó : - Z
M
: Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu;
Z
M

( )
0
2.0,98
sin 2.20,56
= 1,74
(Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc)
Theo 6.37[TK1],

=b
w
sin/(m)=67,5.sin(13,26)/( .3)=1,64 >1
Do đó theo 6.38[TK1] :
- Z

: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
Z

=


1
=
1
1,71
=0,76
- K
H
: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc;
K
H

23
3
2
225
. 0,002.73.0,69. 0,91
2,74
w
H H o
a
g v
u

= = =
Trong đó theo bảng 6.15[TK1_tr107] =>
H
=0,002
Tra bảng 6.14[TK1_tr107]: K
H

=1,13

34 3
3
. .
0,91.67,5.120
1 1 1,006
2. . 2.535174,1.1,028.1,13
H w w
Hv
H H

xH
.
Với v = 0,69 (m/s ) Z
V
= 1 (vì v < 5 m/s ) . Cấp chính xác động học là 9,
chọn mức chính xác tiếp xúc là 8. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là
R
a
= 2,5 1,25 àm. Do đó Z
R
= 0,95, với d
a
< 700(mm). K
xH
= 1.
[
H
] = 522,5.1.0,95.1 = 496,38 MPa ,
H


[
H
] .
Răng thoả mãn về độ bền tiếp xúc.
Xét tỉ số :
[ ]
,
496,38 481,73
0,030 0,1


F4
=
F3
. Y
F4
/ Y
F3
Trong đó: Y

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y

=1/

=1/1,71=0,58
- Y

= 1 -13,6/140=0,91
Số răng tơng đơng :
Z
v3
=Z
3
/cos
3
=39/0,97
3
=42,73
Z

F F o
a
g v
u

= = =
Trong đó theo bảng 6.15 [TK1_tr107],
F
= 0,006, theo bảng 6.16[TK1_tr107],
g
0
= 73.Do đó theo công thức
K
Fv
=1+
F
b
w34
d
w3
/(2T
3
K
F

K
F

)
=1+2,73.67,5.120/(2.535174,1.1,07. 1,37)=1,01

F4
]. Y
R
. Y
s
. K
xF
với m = 3 Y
s
= 1,08- 0,0695ln(3) = 1,00: Y
R
=1: K
xF
=1(d
a
< 400), do đó ứng
suất uốn cho phép thực tế là
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
22
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
[
F3
] = 267,43.1.1,00.1= 267,43 MPa
[
F4
] = 252.1.1,00.1=252 MPa

F3
,
F4

qt
= 126,84.1,5 = 190,26 MPa < [
F3
]
max
= 464 MPa;

F4max
=
F4
K
qt
= 123,91.1,5 = 185,86MPa < [
F4
]
max
= 464 MPa;
Vậy răng đủ độ bền về quá tải.
3.8.Lực tác dụng lên trục :
Lực vòng :
F
t
=
3
3
2.
3.535174,1
8919,57
120
T

Bảng 4.Thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm :
Thông số
KH
Công thức tính Kết quả
Khoảng cách trục chia a
a = 0,5m(z
1
+z
2
)/cos
225,77 mm
Đờng kính vòng chia d
d
3
= m. z
3
/cos
d
4
= m.z
4
/ cos
120,62 (mm).
330,93 (mm).
Đờng kính đỉnh răng d
a
d
a3
= d
3

t
= arctg(tg/cos)
20,56
0
Góc ăn khớp

t


t

= arcos(acos
t
/a

) 20

Hệ số trùng khớp




= [1,88-3,2(1/z
3
+1/z
4
)]cos
1,71
CHƯƠNG V : THIếT Kế TRụC
I.Chọn vật liệu : Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có


=
: mômen xoắn cho phép
Thay số ta đợc :
d
1
=
3
125429,897
34,7
0,2.15
=
(mm)
d
1
= 35 mm
Từ bảng 10.2(TKI_tr189) chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn : b
0
= 21 mm
2.Với trục II :
d
2
=
[ ]
2
3
3
535174,1
56,29
0,2. 0, 2.15

= 39 mm
IV.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực :
Chiều dài moay ơ bánh đai :
l
mđ
= (1,2ữ1,5)d
1

= (1,2ữ1,5).35 = 42ữ52,5 mm
l
mđ
= 65 mm
Chiều dài moay ơ bánh răng 1,2 có kể đến chiều rộng bánh răng :
b = 60,9 mm => l
m1,2
= 65 mm
Chiều dài moay ơ bánh răng 3,4 có kể đến chiều rộng bánh răng :
b = 67,5 mm => l
m3,4
= 80 mm
Từ bảng 10.3(TKI_tr189)chọn :
- k
1
: khoảng cách từ mặt mút của ch tiết quay đến thành trong của hộp hoặc giữa
các chi tiết quay . k
1
= 10 mm
- k
2
: khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp . k

+ l
m23
) + k
1
= 65 + 0,5.(65 +80) + 10 = 147,5 mm
l
21
= l
m22
+ l
m23
+ 3.k
1
+ 2.k
2
+ b
0
= 65 +80 +3.10 + 2.8 + 29 = 220 mm
Chiều dài moay ơ nửa khớp nối :
Chọn nối trục vòng đàn hồi
l
mk
= (1,4 ữ2,5).d = (1,4 ữ2,5).80 = 142 ữ 200 mm
Khoảng cách công xôn trên trục I :
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
24
Đồ án chi tiết máy_Hộp giảm tốc 2 cấp Giảng viên h ớng dẫn Đỗ Đức Nam
l
c12
= 0,5.(l

= 1263,37 N
Với góc nghiêng của bộ truyền ngoài = 30
0

F
rđx
= F
rđ
. sin = 1263,37.sin30
0
= 631,69 N
F
rđy
= F
rđ
.cos = 1263,37.cos30
0
= 1094,11 N
Nguyễn Vũ Bình Lớp Cơ điện tử 2_K49
25