ĐỀ:
Xích, cấp chậm là rang thẳng, cấp nhanh là răng nghiên
P=8KN
V=0.3M/S
D=200mm
H= 2 năm; số giờ làm việc 2 ca( 8 giờ/ca)

1


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN
@&?
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
........................

1


MỤC LỤC
BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN.........................................................................................1
PHẦN I. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN..........................1
PHẦN II. TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH.................................................5
PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG........................................................8
PHẦN IV. THIẾT KẾ TRỤC..........................................................................................19
PHẦN V. KHỚP NỐI......................................................................................................45
PHẦN VI. TÍNH THEN:

..................................................................................................47

PHẦN VII. THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC..........................................................................51
PHẦN VIII. THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC......................................57
PHẦN IX: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC........................................................................64
PHẦN X: DUNG SAI LẮP GHÉP..................................................................................65

1


LỜI NĨI ĐẦU

Đất nước ta đang trên con đường Cơng Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hướng
XHCN trong đó ngành cơng nghiệp đang đóng một vai trị rất quan trọng. Các hệ thớng
máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người.
Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế địi hỏi mỗi chúng ta phải tìm tịi
nghiên cứu rất nhiều.
Đồ án mơn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết vào thực tiễn. Lý
thuyết tính tốn các chi tiết máy được dựa trên cơ sở những kiến thức về toán học, vật lý,
cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu, v.v..., được chứng minh và hoàn thiện
qua q trình thí nghiệm và thực tiễn sản x́t. Đồ án mơn học chi tiết máy là một đồ án
có tầm rất quan trọng đối với một sinh viên khoa cơ khí, nó giúp cho sinh viên hiểu sâu
những kiến thức cơ bản về cấu tạo, đặc điểm, nguyên lý làm việc và phương pháp tính
tốn thiết kế các chi tiết máy có cơng dụng chung, bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải
quyết những vấn đề nảy sinh khi tính tốn và thiết kế chi tiết máy, từ đó làm cơ sở để vận
dụng vào việc thiết kế máy sau này.
Đề tài thiết kế “thiết kế hộp giảm bánh răng trụ răng nghiêng - trụ 2 cấp”. Với
những kiến thức đã học trên lớp, các tài liệu tham khảo cùng với sự giúp đỡ tận tình của
thầy cơ giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn, em đã hoàn thành được đồ án
này.
Do là lần đầu tiên làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy cùng với sự
hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các
mơn học có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những thiếu sót. Rất
mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các Thầy cơ bộ mơn giúp cho em
ngày càng tiến bộ.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy giảng dạy trong bộ môn, đặc biệt là Thầy
đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo một cách tận tình giúp em hồn thành tớt nhiệm vụ được
giao.

1



1


BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Nct=

N
η

Trong đó:
N: Cơng śt trên băng tải
η : Hiệu śt chung
N ct : Cơng śt cần thiết

 Tính hiệu śt chung
η=ηđ .η 2b . η4ol . ηkn

[Bảng(2-1)].[trang

27]

η x= 0.96: Hiệu suất bộ truyền xích
η ol =0.99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn
ηbtru =0.97 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ
ηbcon=¿0.96: Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn
⇒ η=0,9 0 .0,96 .0,96.0 .9 9 4 .=0.8 12

 Tính cơng śt cần thiết

Ν=

F . v 8 000.0,3
=
=2, 4 ¿
1000
1000

⇒ Ν ct =

Ν
2,4
=
=2 ,995 ( KW )
η 0 , 812

Điều kiện để chọn động cơ là Ν đ c ≥ Ν ct .Chọn sơ bộ loại động cơ che kín có quạt
gió (bảng 2P- trang 322). Kí hiệu AO2-41-4, cơng śt định mức 4 kw, sớ vịng quay
1450 vg/ph.
Vì vậy, chọn động cơ :
2


Kiểu
động cơ
AO2-414

Công

Vận


tốc

suất(KW

quay(vg/ph

)

)

4

1450

η%

86,0
%

Μm
Μ đm

1,5

Μ max
Μđm

Μ min
Μđ m


Khối lượng động

2,0

0,8

55,5

cơ (kg)

Bảng: 1.1
II. Phân phối tỷ số truyền
Tỉ số truyền động chung là: i=

nđ c
nt

Trong đó:
Sớ vịng quay của tang
nt =

60.1000 .V 60.1000 .0,30
=
= 28 (vịng/phút)
π .D
π .2 00

Ta có
⇒ i=


nđ c 1450
=
=51,7
nt
28

i=i d ×i bn ×i bc

Trong đó:
ix : Tỉ sớ truyền của bộ truyền đai
ibn : tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh
ibc: Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng răng cấp chậm
Chọn trước: ix = 4
Vì đai có răng i bc ×i bn=

Bảng (2 -2) [trang 32]
51,7
=12,925
4

3


Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc, bằng phương pháp
ngâm dầu, ta chọn: i bn ≈ (1,2÷ 1,3)i bc
Tỉ sớ truyền sơ bộ hệ thống
Lấy i bn=1,2 5ibc
⇒ i bc =√


12,925
12,925
=3,215 ; i bn=
= 4,02
1,2 5
3,125

 Công suất trên các trục
N CT ¿ 2,955 Kw

N 1=N CT ×nOL × η X =2,955 ×0,995 ×0,90=2,64 (Kw)
N 2=N 1 ×n OL × ηBr =2,64 × 0,9 95× 0,9 6=2, 52(KW )
N 3=N 2 × nOL ×η KN =2, 52× 0,9 95× 1=2, 51(KW )

 Số vòng quay trên các trục
n đ c ¿ 1450
n1 =

n đ c 1450
=
=362,5 vg / p h
ix
4

n2 =

n1 362,5
=
=90,17 vg / p h
i bn 4,02


n3 =

n2 9 0,17
=
=28,04 v g / p h
i bc 3,215

4


 Momen xoắn trên các trục
6

M đ c =9,55 ×1 0 ×

M 1=9,55 ×1 06 ×

6

M 2=9,55 ×1 0 ×

6

M 3=9,55 ×1 0 ×

Nct
2,955
6
=9,55 ×1 0 ×

=19426 Nmm
nđ c
1450

N1
2,64
=9,55 ×1 06 ×
=69550 Nmm
n1
362,5
N2
2, 52
6
=9,55 ×1 0 ×
=266895 Nmm
n2
9 0,17
N3
2, 51
6
=9,55 ×1 0 ×
=854868 Nmm
n3
2 8,04

Bảng: 1.2 Bảng phân phối tỉ số truyền
Trục
Thông số

Động cơ


I

II

Tỷ số truyền i

iX= 4

Công suất N (kW)

2,995

2,64

2,52

2,51

Số vịng quay n (vg/ph)

1450

362,5

90,17

28,04

Mơmen M (Nmm)


19.426

69.550

266.895

854.868

ibn=4

III
ibc=3

5


PHẦN II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
1. Chọn xích ống con lăn vì rẻ hơn xích răng, và lại không yêu cầu bộ truyền làm việc
êm, không ồn.
2. Theo bảng 6-3 với tỷ số truyền 𝑖 =

n1 14 5 0
=
= 4 . Ta chọn số răng đĩa dẫn 𝑍1 = 23.
n2 362,5

Số răng đĩa bị dẫn [công thức (6-5)[1] :
𝑍2 = 𝑖.𝑍1 = 4.23 = 92
3.Tìm bước xích t:

Tính hệ sớ điều kiện sử dụng cơng thức (6-6):
𝑘 = 𝑘đ𝑘𝐴𝑘0𝑘đ𝑐𝑘𝑏𝑘𝑐
Trong đó: 𝑘đ = 1 _ tải trọng êm.
𝑘𝐴 = 1 _ chọn khoảng cách trục A = (30÷50)t.
𝑘0 = 1 _ góc nghiêng nhỏ hơn 60∘.
𝑘đ𝑐 = 1,25 _ trục không điều chỉnh được.
𝑘𝑏 = 1,5_ bôi trơn định kỳ.
𝑘𝑐 = 1,25_ bộ truyền làm việc hai ca.
Vậy k=1.1.1.1,25.1,5.1,25 =2,34
Zo 1

25

Hệ số số răng đĩa dẫn:𝑘𝑧 = Z 1 = 23 =1,08.
no 1

16 00

Hệ sớ vịng quay đĩa dẫn 𝑘𝑛 = n 1 = 14 5 0 = 1,10 (lấy 𝑛𝑜1 = 1600 vg/ph)
Cơng śt tính tốn [cơng thức (6-7)]
𝑁𝑡 = 𝑁𝑘𝑘𝑧𝑘𝑛 = 2,955.2,34.1,08.1,10= 8,2 Kw
Tra bảng (6-4) với n01=1600 vịng/phút, ta chọn được xích ớng con lăn 1
dãy với bước xích t=15,875(mm). diện tích bảng lề là F=51,3 mm2, b=14,73 . có cơng
śt cho phép [N]=10 kW . với loại xích này theo bảng (6-1) tìm được kích thước

6


chủ yếu của xích, tải trong phá hỏng Q=23000 N. khới lượng một mét xích q=0,80
Kg.


4. khoảng cách trục A đến mắc xích x
Tìm sớ mắc xích [cơng thức (6-4)][1]:

X=

=> X ¿

z1 + z2 2 A z1 + z2 t
+
+
.
2
t
2π
A

(

)

23+ 92
92−2 3 2 1
+2.40+
.
2
2π
40 t

(


)

= 140,41
Lấy sớ mắc xích x=140
Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây [công thức (6-16)]
u=

4 V Z n đc 2 3 .14 5 0
=
=15,88
L 15 x
15.1 40

Theo bảng 6-7, số lần va đập cho phép trong 1 giây [u]=45, chon nên điều kiện u ≤
[u] được thỏa mảng. Tính chính xác khoảng cách trục A theo sớ mắt xích đã chọn
[cơng thức (6-3)]
z +z
t
A= [ x− 1 2 +
4
2
A=

√(

z1 + z2 2
z 2−z 1 2
x−
−8.(

)]
2
2π

)

1 5,875
23+ 92
23+ 92 2
92−2 3 2
[1 40−
+ 1 40−
−8 (
)]
4
2
2
2π

√(

)

= 630 mm
Để đảm bảo độ vỏng bình thường tránh cho xích bị căng quá, giảm khoảng cách
trục A một khoảng ∆ A=0,003 A = 0,003.630=1,89mm, cuối cùng A= 628,11mm
7


5. Tính vịng chia đĩa xích [cơng thức (6-1)][1]:

Đĩa dẫn:
d c 1=

t
15,875
=
=117 mm
0
180
1800
sin ⁡(
) sin ⁡(
)
Z1
23

Đĩa bị dẫn:
dc 2=

t
15,875
=
=465 mm
0
180
1800
sin ⁡(
) sin ⁡(
)
Z2

92

Lực tác dụng lên trục
R=k t . P=

6.10 7 . k t . N
Ztn

6. 107 .1,15 .2,64
¿
≈1376 N
23.15,875.362,5

Bộ Truyền nằm ngang kt = 1,15

Sớ răng
Đường kính vịng chia(mm)
Khoảng cách trục A(mm)
Lực tác dụng lên trục (N)

Đĩa dẫn
Z1=23(mm)
dc1= 117(mm)
A=630(mm)
R=1376 N

Đĩa bị dẫn
Z2=92(mm)
dc2=465(mm)


8


PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
I. Bộ truyền bánh răng cấp nhanh (bánh trụ răng thẳng)
1. - Chọn vật liệu
Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa.
𝜎𝑏K = 600 N/mm2, 𝜎chảy = 300 N/mm2, HB = 190
-

Bánh lớn thép 35 thường hóa.
𝜎𝑏K = 480 N/mm2, 𝜎chảy = 240 N/mm2, HB = 160

2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uống cho phép
a. ứng suất tiếp xúc cho phép
Số chu kì làm việc của bánh lớn
N2 =2.300.2.8.60.90
=51.840.000 vịng
sớ chu kì làm việc bánh nhỏ
N1 = N2 .ibn = 4,02.51.106 = 208 396 800 vịng
Do đó đới với 2 bánh kN = 1
ứng suất tiếp xúc cho phép ( bảng 3-9) [1]
bánh nhỏ [ σ ]tx 1 = 2,6.190= 494 N/mm2
bánh lớn [ σ ]tx 2 = 2,6.160= 416 N/mm2
b. ứng śt cho phép
Hệ sớ an tồn
 Bánh răng nhỏ (toi cải thiện): n=1,5
9



 Bánh răng lớn (toi cải thiện): n= 1,5
=>hệ số tập trung của ứng suất K σ =1,8
Giới hạn mõi của thép 45 thường hóa
σ −1= 0,43.600= 258 N/mm2

Giới hạn mõi của thép 35 thường hóa
σ −1 = 0,43.480= 206,4 N/mm2

ứng suất cho phép của bánh nhỏ

[ σ ]u 1 ¿

σ −1 1,5.258
¿
≈143 N /mm 2
n . k σ 1,8.1,5

ứng suất cho phép của bánh lớn

[ σ ]u 2 ¿

σ −1 1,5.206,4
¿
≈ 115 N /mm 2
1,5.1,8
n . kσ

3. sơ bộ lấy hệ số trọng tải K=1,3
4. chọn hệ số chiều rộng bánh răng
Ψ A=


b
= 0,3
A

5. Xác định khoảng cách trục

√

A ≥ (i ±1). 3 [

1,05.106 2 K . N
]
[ σ ] tx .i Ψ A . n2

n2: là
6 2
A ≥ ( 4,02+1) . 3 [ 1,05.10 ] 1,3.2, 64

√

4 16 . 4,02

0,3.90

A ≥ 185 lấy A= 185 mm
6. Tính vận tốc vịng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
Vận tớc vịng ( cơng thức 3-18 )[1]

10



2 π . d 1 . n1
2 π . A . n1
=
60.1000 60.1000.( i± 1)

V=
V=

2 π .1 85 .362,5
= 1,4 m/s
60.1000 .(4,02 ±1)

Vậy vận tớc này có thể chọn cấp chính xác = 9 ( bảng 3-11)[1]
7. Định chính xác hệ số tải trọng K và chiều rộng bánh răng.
Chiều rộng bánh răng
b= Ѱ . A=0,3.192=57 , 6 mm lấy b=58mm
Vì các bánh răng có độ rắn HB< 350 và làm việc với tải trọng không đổi nên K tt =
1 theo (bảng 3-13).
Gỉa sử b≤

2,5. m n
, với cấp chính xác 9 và vận tớc v= 3 m/s tra bảng (3-11) tìm
sinβ

được k đ =1,4
Do đó k =k tt . k đ =1.1, 4=1, 4
Vì trị sớ k khơng có sự chênh lệch nhiều so với dự đốn nên khơng cần phải tính
lại khoảng cách trục.

8. Xác đinh Modun, số răng, góc nghiêng của bánh răng và chiều rợng bánh
răng
ModuN được chọn theo khoảng cách A
mn = (0,01÷0,02).A
= (0,01÷0,02).192
= (1,92÷ 3,84 ) mm
Lấy m n= 2,5 mm
Tổng sớ răng của hai bánh
2A

2.1 92

Zt= m = 2 , 5 =15 4
n
Số bánh răng nhỏ.
Z1 =

2A
2.192
=
=31,4
m(ibn±1) 2,5(4,02+1)
11


lấy Z1= 30
Số bánh răng lớn.
Z2= Z1.ibn=4,02.30=121,4
Chiều rộng bánh răng
b= Ѱ . A=0,3.192=57 , 6 mm lấy b=58mm


9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
Hệ số dạng răng (bảng 3-18)
Bánh nhỏ
y 1=0,539

Bánh lớn:
y 2=0, 517

Kiểm nghiệm ứng sức uốn tại bánh răng nhỏ ( công thức 3-35)[ 1 ]

σ u1 =

¿

19,1. 106 . K . N
y . mn2 . Zn . b

19,1.10 6 . 1,4.2,64
= 32,15 N/mm2 < [ σ ]u 1= 96 N/mm2
2
0 ,539. 2,5 .31.362,5 .58

Ứng suất tại chân răng bánh lớn (công thức 3-40)

σ u2 =σ u 1 .

y1
0,539
=32.

=3 3,51 N/mm2 <[ σ ]u 2 = 80 N/mm
y2
0,517

10. Các thơng số hình học chủ yếu của bợ truyền
Modun pháp tuyến m n=2 , 5 (mm)
12


Số răng : Z1=30, Z2= 120
Chiều dài răng b= 58
Chiều dài khoảng cách trục: A= 185 mm
Góc ăn khớp α =20 °
Đường kính vịng chia
dc1= ms.Z1=2.28=77,5 mm
dc2 = ms.Z2 = 2.153=302,5 mm
Đường kính vịng đỉnh răng.
De 1=d c 1+ 2mn=78+ 2.2, 5=¿80,5 mm
D e 2=d c 2+ 2m n=303+ 2.2. 5=3 08 mm

Đường kính chân răng.
Di 1=d 1−2,5 mn=78−2,5.2 ,5=71,75 mm
D i 2=d 2−2,5 mn =303−2,5.2 ,5=296,75 mm

11. Tính lực tác dụng( cơng thức 3-51)
Đối với bánh răng nhỏ
Lực vịng:
P=

2 M x 2. 69550

=
≈ 1905,4 N
d1
73

Lực hướng tâm:
Pr =P. t gx = 1905,4.tan(200 ) =693,5 N

Vì là bánh răng thẳng nên khơng có lực dọc trục pa
Tên thơng sớ

Ký hiệu

Giá trị

Số răng

𝑍1

30
13

Đơn
vị
răng


Z2
Mơ đun pháp tuyến
𝑚n

Khoảng cách trục
A
Bề rộng bánh răng
b
Đường kính vịng chia
Bánh răng nhỏ: 𝑑1
Bánh răng lớn: 𝑑2
Đường kính vịng đỉnh Bánh răng nhỏ

120
2,5
185
54
78
303
81

răng
Đường kính vịng đỉnh Bánh răng lớn

308

răng
Đường kính vịng chân Bánh nhỏ

72

mm

răng

Đường kính vịng chân Bánh lớn

297

mm

răng
Lực vịng
Lực hướng tâm
Momen xoắn

1890
688
69 550

P
𝑃𝑟
Mx

mm

mm

N

N
Nmm

2. Thiết kế bợ truyền bánh răng cấp chậm (bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên)
1. chọn vật liệu

- Bánh nhỏ : thép 45 thường hóa
σ bk= 580, σ c= 290, HB=190

-

Bánh lớn: thép 35 thường hóa
σ bk= 480, σ c= 2490, HB=160

2. Định ứng suất cho phép
- Số chu kỳ làm việc của bánh lớn
N2= 2.300.2.8.28
14


= 16.128.000 vịng= 16.106
- Sớ chu kỳ làm việc của bánh nhỏ
N1=ibc.N2
= 3215.16.106
= 5.144.000 vịng
Do đó hệ sớ chu kì ứng suất K’N của hai bánh răng đều bằng 1
Ứng suất tiếp xúc của bánh nhỏ:
[σ ]tx 1= 2,6.190= 494 N/mm2

Ứng suất tiếp xúc của bánh lớn:
[σ ]tx 2= 2,6.169= 416 N/mm2

Hệ sớ an tồn
+ bánh nhỏ (tơi cải thiện) n=1,5
+ bánh lớn( tôi cải thiện)n= 1,5
Hệ số tập trung ứng suất K σ = 1,8

-

Giới hạn bền mồi của thép 45 thường hóa
σ −1= 0,43.580=249,4 N/mm2

-

Giới hạn bền mồi của thép 35 thường hóa
σ −1= 0,43.480= 206,4 N/mm2

Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ
[σ ]u 1=

σ−1 1,5.249
= 138,5 N/mm2
=
n . K σ 1,5.1,8

Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn
[σ ]u 2=

σ−1 1,5.206
= 115 N/mm2
=
n . K σ 1,5.1,8

15


3. chọn sơ bộ hệ thống tải trọng: K=1,3

4. chọn hệ thống chiều rộng bánh răng
Ψ A=

b
=0,4
A

5. xác định khoảng cách trục
Lấy θ' = 1,25
A ≥ (i+1) . √3 ¿ ¿

A ≥(4,56+1). √3 ¿ ¿ = 238 mm
Lấy A=238mm
6. lấy vận tốc vịng của bánh răng và chon cấp chính xác chết tạo bánh răng
V=

2 π . A . n1
π . d 1 . n1
2 π . 238 . 90
=
=
= 0,5 m/s
60.1000 60.1000 .(i+1) 60.1000. (3,215+1)

Với vận tốc này, theo bảng (3-11)ta chọn cấp chính xác là 9
7. Định chính xác hệ số tải trọng K
Chiều rộng bánh răng
b= Ψ A .A=0,4.225= 90 mm
lấy b=90 mm
vì tải trọng khơng đổi và độ rắn HB<350 nên chọn ktt=1

giả sữ b>

2,5 mn
, với cấp chính xác 9 và vận tớc V= 1,8 m/s tra bảng (3-14) tìm
Sinβ

được Kđ = 1,2
Do đó K=Ktt.Kđ = 1.1,1=1,1

16