Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang HuyA. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền......................................................................1
I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:........................................................................................................2
II. Xác định tỉ số truyền động U của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho
từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng
quay trên các trục:.........................................................................................................3
B. Thiết kế các bộ truyền...................................................................................................4
I. Chọn vật liệu:............................................................................................................4
II. Xác định ứng suất cho phép:.....................................................................................4
III. Tính bộ truyền bánh răng........................................................................................5
V.Tính toán truyền động đai.........................................................................................9
C. Thiết kế trục ................................................................................................13
i . Chọn vật liệu ...........................................................................................................14
III. Tính mối ghép then . .............................................................................................19
IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi .................................................................22
V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh .................................................................27
D. ổ lăn............................................................................................................................27
I. Tính cho trục 1.........................................................................................................27
II.Tính cho trục 2.........................................................................................................29
d = 45(mm) ; D = 85(mm) ; C = 25,7(KN) ; C0 = 18,1(KN)...........................30
E. Nối trục đàn hồi ..........................................................................................................30
G.Tính kết cấu vỏ hộp.....................................................................................................31
I.Vỏ hộp ......................................................................................................................32
H. Bôi trơn hộp giảm tốc ................................................................................................35
I. Các phơng pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc ...........................................36

- Hiệu suất truyền động: =
ol
2
.
br
.
d

tg

k

Trong đó:

ol
=0,97: là hiệu suất của một cặp ổ lăn.

br
=0,97: hiệu suất của 1 bộ truyền bánh răng

d
=0,95 là hiệu suất của bộ truyền đai

tg
=0,8 là hiệu suất của ổ tang

k
=0,98 là hiệu suất của nối trục
Thay số: = 0,97
2

ct
=
67,0
9,3
=

t
P
= 5,82(kw)
- Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện.
n
lv
=
280.14,3
3,1.1000.60
.
.1000.60
=
D
V
d

=88,72(v/p)
Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ
- Tỉ số truyền bánh răng 1 cấp : u = 4
-Bộ truyền đai thang: i
đ
= 4
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n

; n
đc
n
sb
;
dn
kmm
T
T
T
T
<
.
2

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang HuyTheo bảng phụ lục p1.2/1/ sách tt thiết kế CTM với P
ct
=5,65 (KW)
và n
đb
=1500 v/hp ta chọn đợc động cơ có :
Ký hiệu Dk52 4
Công suất động cơ P
đc
=7 kw

t
của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền
cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số
vòng quay trên các trục:
- Xác định tỷ số truyền u
t
của hệ thống dẫn động
u
t
=
lv
dc
n
n
Trong đó: n
dc
là số vòng quay của động cơ.
n
lv
là số vòng quay của trục tang.
Thay số u
t
=
72,88
1440
= 16,23
- Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động u
t
cho các bộ truyền
u

= P
ct
.
( )
kw
o
d
36,597,0.95,0.82,5.
1
==

n
1
=n
dc
/u
d
= 1440/4= 360(v/p)
( )
Nmm
n
p
T
56
1
1
6
1
10.42,1
360


( )
NmmT
56
2
10..42,5
9,88
05,5
.10.55,9
==
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
Trục
Thông số
Động cơ 1 2
Công suất P
( )
kw
lv
5,82 5,36 5,05
Tỷ số truyền U 2,02 4,06
Số vòng quay n
( )
p/v
1440 360 88,9
Mô men xoắn
T(Nmm)
1,42.10
5
5,05.10
5

II. Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :
70HB2
0
limH
+=

;
1,1S
H
=
;
HB8,1
0
limF
=

;
75,1S
F
=
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
=245 ; độ rắn bánh lớn HB
2
=230

( )
Mpa56070245.270HB2
1

=
thay số
N
64,2
1Ho
10.26,16245.30
==
; N
64,2
2Ho
10.97,13230.30
==
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
N
6
Fo
10.4
=
với tất cả các loại thép
- Do bộ truyền chịu tải trọng tĩnh :
N
HE
= N
FE
= 60.C.n. t

4

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:

HL3
=1
N
HE4
>N
HO4
K
HL4
=1
áp dụng công thức 6-1a tập 1 :
[ ]
H
HL
0
limHH
S
K
.
=

Sơ bộ xác định chọn :
Z
r
.Z
V
.K
xh
=1 ;
[ ]
( )

Tơng tự ta có : K
FL1
= K
FL3
= K
FL4
= 1
Theo 6-2a
[ ]
F
FL.FC
0
limFF
S
KK
.
=
Sơ bộ xác định đợc

[ ]
( )
[ ]
( )
Mpa
Mpa
F
F
6,236
75,1
1

H
3,1ch
3,1max
H
===
===
===
===




III. Tính bộ truyền bánh răng
1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
a
( )
[ ]
3
1
2
1
1
..
.
.1
baH
H
aw
u
KT

babd
Theo bảng 6-7 sơ đồ 3
H
K

=1,03
5

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang HuyThay vào trên
a
w
( ) ( )
mm4,199
3,0.05,4.8,481
03,1.10.42,1
.106.4.5.49
3
2
5
=+=

2. Xác định thông số ăn khớp , mô đun
Theo 6-17 m
( ) ( )
4,199.02,001,002,001,0

106
1
2
===
Z
Z
m
Kiểm tra lại :

%4%49,0%100.
06.4
06.408,4
1
1
<=

=

u
uu
m
thoả mãn đk TST
3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo 6-33 tập 1
( )
2
11
11

..

76,1
20.2sin
.2
==
H
Z
Do đó Z

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng đợc tính theo công thức (6.36).
Z
3
4

a


=
với
73,1
11
.2,388,1
21

=







6
27,26
)106.4(3
4,199.2
)1.(
2
11
1
=
+
=
+
=
um
a
Z

198
2
)10626(3
2
)(
211
1
=
+
=
+
=
zzm



HH2
3wwH
HV
K.K.T.2
d.b.
1
+=
với
m
w
0HH
u
a
.v.g.
=
Vận tốc vòng
V=
60000
n.d.
11w
( )
s
m
V 48,1
60000

( )
( )
Mpa
H
5,417
8,78.06,4.60
106,4.06,1.1.03,1.10.42,1.2
.87,0.73,1.274
2
5
=
+
=
Xác định chính xác ứng suất cho phép :
Theo 6-1
[ ] [ ]
XHRVHH
K.Z.Z.
=
= 481,8.0,89.0,95.1 = 407,4 Mpa

Cấp chính xác động học là 8 chọn mức chinh xác tiếp xúc là 8
Khi đó gia công đạt độ nhám
R
( )
95,0Zm25,15,2
Ra
==

.Z


Trong đó:
T
1
Mô men xoắn trên bánh chủ động T
1
= 1,42.10
5
(N.mm)
m Mô đun m=3 (mm)
b
w
Chiều rộng vành răng b
( )
mm
w
60
=
d
w1
Đờng kính vòng lăn bánh chủ động d
w1
= 78,8 mm
Y

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y





h
hh



Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang HuyY
21
,
FF
Y
Hệ số dạng răng của bánh 1và bánh 2
Ta có Z
v1
=Z
1
= 26 ,Z
v2
=Z
2
=106
Tra bảng 6-18 đợc
6,3,90,3
21
==

K.K.T2
d.b.
với
m
w
FF
u
a
Vg ..
0
=

Trong đó:
016,0
=
F
;
64,2
=
; g
0
=56
31,9
06,4
200
48,1.56.016,0
==
F
K
FV

9,3
6,3
.89,77
1
1
12
===


- Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép :
[]

= []
tk
.Y
R
.Y
S
.K
XF
Y
R
=1 ; Y
S
=1,08- 0,0695ln(2,5) = 1,016
K
XF
=1 vì d < 400mm
[]
1

=<===

[ ]
)(36047,933,1.9,71.
max
22max2
mpaK
FqtFF
=<===
6. Các thông số và kích thớc bộ truyền.
Khoảng cách trục a
w
=200 mm
Mô đun pháp m=32,5 mm
Chiều rộng vành răng b
w
=60 mm
Tỉ số truyền u
m
=4,06
Góc nghiêng của răng
= 0
Số răng bánh răng Z
1
=26; Z
2
=106
Hệ số dịch chỉnh X
1
= 0; Z

w1
=321 mm

V.Tính toán truyền động đai.
Theo đầu đề thiết kế cơ cấu máy , bộ truyền dẫn động từ động cơ đến hộp giảm tốc
là truyền động đai thang do đó ta phải tính toán thiết kế bộ truyền đai thang.
1. chọn loại đai và tiết diện đai .
Dựa theo đặc điểm công suất của cơ cấu, P
ct
= 5,82 (KW), và số vòng quay bánh
đai nhỏ là n = 1440 ( vg/ph ) ta chọn loai đai hình thang thờng
Các thông số của đai thờng loại :
b
t
= 11 (mm), b = 13(mm), h = 8 (mm), y
o
= 2,8 (mm)
b
b
y
40
h
t
o
2. Xác định các thông số của bộ truyền.
2.1. Đờng kính bánh đai nhỏ.
Chọn đờng kính bánh đai nhỏ d
1
theo bảng 4.13 trang 59 sách tính toán thiết kế hệ
dẫn động cơ khí tập 1, chọn d

1
là số vòng quay của động cơ, n
1
= n
dc
= 1440 (v/ph)
do đó (5-1)
==
60000
1440.100.14,3
v
7,536(m/s)
Đờng kính bánh đai lớn d
2
đợc tính từ đờng kính bánh đai nhỏ d
1
theo công thức:
d
2
= d
1
.u.(1-) (5-2)
ở đây: u = 4, - là hệ số trợt, chọn = 0,01
d
2
= 100.4.(1- 0,01) = 396 (mm)
lấy d
2
theo dãy tiêu chuẩn d
2

tt
u
n
n
356,4 (v/ph)
2.2. Khoảng cách trục a.
Khoảng cách trục a đợc chọn theo bảng 4.14 trang 60 sách tính toán thiết kế hệ dẫn
động cơ khí tập 1 dựa vào tỉ số truyền u và d
2
.
Theo bảng 4.14 với u 4 a/d
2
= 0,95 a = 0,95.d
2
= 380 (mm)
Kiểm tra trị số a đã tính ở trên theo điều kiện:
)dd.(2ah)dd.(55,0
2121
+++
( ) ( )
1000a281
400100.2a6400100.55,0

+++
Vậy khoảng cách trục đã chọn thoả mãn điều kiện đề ra
2.3. Chiều dài đai.
Chiều dài đai l đợc xác định theo a từ công thức:
10

Đồ án TKHTDDCK

Kiểm nghiệm giá trị l đã tính đợc ở công thức (5-3) theo điều kiện về tuổi thọ của
đai.
107,4
6,1
536,7
10
max
<====
ii
l
v
i
Vậy đai thoả mãn điều kiện về tuổi thọ.
Từ chiều dài đai l = 1600 (mm) tính chính xác lại khoảng cách trục a theo công
thức:
4
.8
a
22
+
=
(5-4)
Trong đó:
( ) ( )
=+=+

=
400100.
2
14,3

trên bánh đai nhỏ đợc xác định theo công thức:
( )
( )


=

=
378
57.100400
180
a
57.dd
180
12
1




135

1
thoả mãn điều kiện
1
> 120
3. Xác định số đai .
Số đai z đợc tính theo công thức:
[ ]
zul0

d
= 1,1.
C

- là hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm
1
, tra bảng 4.15 trang 61 sách tính toán thiết
kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 C

= 0,875 với
1
= 135.
C
l
là hệ số kể đến ảnh hởng của chiều dài đai, với tỉ số
l/l
0
= 1600/1320 = 1,2 theo bảng 4.16 cho giá trị C
l
= 1,04.
C
u
là hệ số kể đến ảnh hởng của tỉ số truyền, theo bảng 4.17 trang 61 ta có C
u
= 1,14.
C
z
là hệ số kể đến ảnh hởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, tra
bảng 4.18 với z =
[ ]

v
d1
0
F
z.C.v
K.P.780
F
+=

(5-6)
F
v
là lực căng do lực ly tâm sinh ra, điều chỉnh định kì lực căng.
F
v
= q
m
. v
2
(5-7)
Trong đó: q
m
là khối lợng một mét chiều dài đai, tra bảng 4.22 trang 64 sách tính
toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 q
m
= 0,105 (kg/m)
12

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:

đờng kính bánh đai nhỏ bảng 4.13 100 (mm)
đờng kính bánh đai lớn
d
2
= d
1
.u.(1 - )
396 (mm)
Vận tốc đai
v = .d
1
. n
1
/60000
7,536 (m/s)
Trị số tiêu chuẩn của d
2
bảng 4.21 400 (mm)
Tỉ số truyền thực tế
u = d
2
/d
1
.(1 - )
4,04
Sai lệch tỉ số truyền
u = ((u
t
- u)/u).100%
1%

).57/a 135
Các hệ số K
d
tra bảng 4.7 1,1
C

tra bảng 4.15
0,875
C
l
tra bảng 4.16 1,04
C
u
tra bảng 4.17 1,14
C
z
tra bảng 4.18 0,99
Công suất cho phép
[P
0
] tra bảng 4.19
1,85(KW)
Số đai cần thiết
z = P
1
.K
d
/([P
0
].C

.K
d
/(v.C

.z) + F
v
195,28 (N)
Lực tác dụng lên trục
F
r
= 2.F
0
.z.sin(
1
/2)
1443,3(N)
C. Thiết kế trục
13

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huyi . Chọn vật liệu
Trục là bộ phận quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển
động quay giữa các bánh răng ăn khớp .Đồng thời , trục còn tiếp nhận đồng thời
cả mômem uốn và mô men xoắn .
Do những yêu cầu và đặc điểm trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xác
hình học cao . Trục còn phảI đảm bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định

II
= 5,05.10
5
[N.mm].
d
sb1
=
3
].[2,0

I
T
=
3
5
17.2,0
10.42,1
= 34,70[mm].
d
sb2
=
3
].[2,0

II
T
=
3
5
17.2,0

= (1,2..1,5).35 [mm]
Chọn l
m22
= l
m23
= 45 [mm].
l
m22
= (1,2..1,5).d
sb2
= (1,2..1,5).55 [mm].
14

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang HuyChọn l
m22
= 70 [mm].
+ Chiều rộng may ơ nửa khớp nối, ở đây chọn nối trục vòng đàn hồi nên ta có:
l
m23
= (1,4..2,5).d
sb2
= (1,4...2,5).55 [mm].
Chọn l
m 23
= 80 [mm]

hkbl.5,0
+++=
trong đó b
1o
là chiều rộng ổ b
( )
mm
o
21
1
=
l
c12
là khoảng cách công xôn
l
( ) ( ) ( )
mmllmm
cc
636315152145.5,0
121212
===+++=

2101313
)(5,0 kkbll
m
+++=
Trong đó
l
13m
Chiều dài may ơ của bánh răng côn trên trục 1

5,7010122970.5,0.5,0
2102232221
123222223
21022222
=++++=++++=
=+++=+++=
=+++=+++=
IV.xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục
Chọn hệ trục toạ độ xyz:
15

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang HuyBỏ qua ma sát giữa các răng , bỏ qua trọng lợng bản thân và các chi tiết lắp
trên trục thì lực tác dụng lên bộ truyền gồm 3 lực
Lực vòng
t
F
có phơng tiếp tuyến với vòng lăn ,chiều ngợc với chiều

Lực hớng tâm F
R
có phơng hớng kính ,chiều hớng về tâm mỗi bánh
a.Lực tác dụng lên bộ truyền đai
F
rd
=896,4 (N)

21
2
0
11
==
====
aa
rtr
FF
FNtgtgFF

b.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp chậm
F
t3
=
( )
4
3
2
8,8023
7,100
404000.2.2
t
w
FN
d
T
===
F
( )

Phơng chiều của các lực đợc xác định nh trên sơ đồ hình I :
Hình I
a. Trục 1
- dựa vào sơ đồ hình vẽ II để xác định phản lực tại các gối tựa 0 và 1
X = 0
- F
X10
+ F
t
F
x11
= 0
M
oy
= 0
F
t1
.l
13
+ F
x11
.l
11
=0
F
x10
= 1934,6 (N)
F
X11
= 894 (N)

y11
= 119,3(N)
Biểu đồ mô men M
X
:
M
x11
= 0
M
x13
= F
x13
.(l
11
l
13
) = 136335 (N.mm)

16