TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
KHOA CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ:Phương án: IB.4
THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

Sinh viên thực hiện: PHẠM VĂN LINH
MSSV:1511040166
LỚP:15DCK02
Ngành đào tạo: Kỹ Thuật Cơ Khí
Giảng viên hướng dẫn: DƯƠNG ĐĂNG DANH

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 1


Đề Tài:
ĐỀ SỐ I:Phương án: IB.4
I-Thiết kế trạm dẫn động cho băng tải theo thứ tự sơ đồ truyền động như sau:

1. Động cơ điện
2. Khớp nối
3. Hộp giảm tốc bánh răng nghiêng
4. Cặp bánh răng hở hình trụ
5. Tang và băng tải
II – Các số liệu ban đầu:

1

2

3

4

5

- Lực kéo băng tải P (N): 6300
- Vận tốc băng tải V (m/s): 0.74

v

- Đường kính tang D (mm): 200
- Thời hạn phục vụ 5 năm
- Sai số cho phép về tỉ số truyền i = (2 ÷3)%
- Băng tải làm việc một chiều, Số ca làm việc là 2 ca, tải trọng thai đổi không
đáng kể, mỗi năm làm việc 300 ngày.
III. Nhiệm vụ:
1.
2.
3.
4.

Lập sơ đồ động để thiết kế, tính toán
Một bản thuyết minh để tính toán
Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ giấy A0
Nộp File điện tử (thuyết minh word và bản vẽ AutoCAD 2007) qua Email cho
GVHD trước ngày bảo vệ (Điều kiện bắt buộc để có điểm quá trình)


SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 2


MỤC LỤC
Trang
PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN ................4
1.1 Chọn động cơ .....................................................................................................4
1.2 Phân phối tỷ số truyền .......................................................................................5
1.3 Bảng đặc tính .....................................................................................................6
PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG .............................................................7
2.1 Hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ nghiêng.........................................................7
2.2 Bộ truyền ngoài bánh răng trụ thằng ................................................................14
2.3 Thiết kế trục và then .........................................................................................19
2.3.1 Thông số trên các trục ................................................................................19
2.3.2 Chọn vật liệu và ứng suất cho phép .............................................................19
2.3.3 Thiết kế trục ...............................................................................................20
2.3.4 Phân tích lực ...............................................................................................22
2.3.5 Phản lực trên các trục ..................................................................................25
2.3.6 Kiểm nghiệm độ bền mỏi .............................................................................30
PHẦN III: PHẦN Ổ LĂN VÀ CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP ...........................................32
3.1 Chọn ổ lăn .........................................................................................................32
3.2 Tính toán chọn cỡ ổ lăn .....................................................................................33
3.3 Tính toán cụ thể các ổ lăn trên trục...................................................................33
3.6 Chọn dung sai lắp ghép .....................................................................................37

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 3



PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN
1.1 Chọn động cơ:
1.1.1 Hiệu suất của hệ thống:
0,99.0,97.0,93.0,993 =0,866
Trong đó:
 ᶯ𝑘𝑛
=0,99 là hiệu suất khớp nối trục
 ᶯổ
=0.97 là hiệu suất ổ
 ᶯ𝑟ă𝑛𝑔 ℎở =0,93 là hiệu suất bánh răng trụ hở
 ᶯổ 𝑙ă𝑛

=0.99 là hiệu suất ổ lăn

1.1.2 Tính công suất cần thiết:
P.V

𝑃𝑐𝑡 =

1000
𝑃𝑐𝑡

𝑃𝑐ầ𝑛 =

ᶯ

6300.0,74


=

=

1000
4,662
0,866

=4,662 kw

=5,383

1.1.3 Xác định động cơ số vòng quay của động cơ:
Số vòng quay trên trục công tác:
v.60000 0,74.60000

𝑛𝑐𝑡 =

π.D

=

π.200

=70,66 vg/ph

Chọn sơ bộ tỷ số truyền hệ thống:
𝑢𝑠𝑏 =𝑢ℎ . 𝑢𝑛 =4.4=16
với : 𝑢ℎ =4 là tỷ số truyền của hộp giảm tốc 1 cấp

𝑢𝑛 =4 là tỷ số truyền của bánh răng trụ hở nghiêng
Số vòng quay sơ bộ : 𝑛𝑠𝑏 =𝑢𝑠𝑏 . 𝑛𝑐𝑡 =16.70,66=1130,56

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 4


1.1.4 Chọn động cơ:
Động cơ điện phải thỏa mãn: 𝑃đ𝑐 ≥ 𝑃𝑐𝑡 = 5,383𝑘𝑤
𝑛đ𝑐 ≈𝑛𝑠𝑏 =1130,56 vg/ph
(Ta chọn loại động cơ 1000 vòng/phút)
Động cơ 4A132S6Y3 : 𝑃đ𝑐 =5,5kw
𝑛đ𝑐 =960 vg/ph
1.2 Phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền chung của hệ truyền dẫn động:
𝑢𝑐ℎ =

𝑛đ𝑐

=

960

𝑛𝑐𝑡 70,66

=13,58

Tra bảng 3.1 tài liệu [1] ta chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc 1 cấp khai triển:
𝑢ℎ =4 là tỷ số truyền của hộp giảm tốc 1 cấp

Tỷ số truyền của bánh răng hở trụ thẳng:
𝑢𝑛 =𝑢𝑐ℎ /𝑢ℎ =

13,58
4

=3,395

1.3 Bảng đặc trị:
1.3.1 Phân phối công suất trên các trục:
𝑃𝑐𝑡

𝑃3 =

4,662

=

=5,063

ᶯổ 𝑙ă𝑛 .ᶯ𝑟ă𝑛𝑔 ℎở 0,99.0,93

𝑃2 =

𝑃3

ᶯổ 𝑙ă𝑛 .ᶯổ

𝑃1 =


𝑃2

ᶯổ 𝑙ă𝑛 .ᶯ𝑘𝑛

5,063

=

=5,272

0,99.0,97

=

5,272

0,99.0,99

=5,38

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 5


1.3.2 Tính toán số vòng quay trên trục:
𝑛1 = 𝑛đ𝑐 = 960 vg/ph
𝑛đ𝑐 960

𝑛2 =


𝑢ℎ
𝑛

=

𝑛3 = 2 =

4

=240 vg/ph

240

𝑢𝑛 3,395

=70,69 vg/ph

1.3.3 Momen xoắn trên các trục:
𝑃1 .9,55.106

𝑇đ𝑐 =

𝑛đ𝑐

𝑃2 .9,55.106

𝑇1 =

𝑛1


=

𝑃3 .9,55.106

𝑇2 =

𝑛2

𝑃𝑐𝑡 .9,55.106

𝑇3 =

𝑛3

=

5,38.9,55.106
960

5,272.9,55.106

=

960

=53519,79
=52445,41

5,063.9,55.106


=

240
4,662.9,55.106
70,69

=201465,20
=629821,75

1.3.4 Bảng đặc tính:
Trục

Trục động
cơ

Trục I

Trục II

Trục Công Tác

240
5,063
201465,20

3,395
70,69
4,662
629821,75


Thông số
U
N (vg/ph)
P (kw)
T (Nmm)

1
960
5,38
53519,79

4
960
5,272
52445,41

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 6


PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
2.1 BỘ GIẢM TỐC 1 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG:
Thông số kỹ thuật: Thời gian phục vụ L = 5 năm
Quay 1 chiều va đập nhẹ, 300 ngày/năm , 2 ca/ngày, 8 giờ/ca
Do bộ truyền có tải trọng trung bình và không có yêu cầu gì đặc biệt. Theo bảng 6.1
tài liệu [1] ta chọn thép C45 tôi cải thiện:
- Bánh dẫn : HB1 = 250 HB - Bánh bị dẫn : HB2 = 235 HB
- Tỷ số truyền: 𝑢ℎ =4

- Số vòng quay trục dẫn: 𝑛1 =960
- Momem xoắn trên trục dẫn:
T= 52445,41 Nmm
2.1.1 Tính toán cặp bánh răng trụ răng nghiêng:
Số chu kỳ làm việc cơ sở:
Tuổi thọ: L=5.300.2.8=24000 giờ
𝑁𝐻𝑂1 =30𝐻𝐵2.4 =30.2502.4 =1,71.107 Chu kỳ
𝑁𝐻𝑂2 =30𝐻𝐵2.4 =30.2352.4 =1,47.107 Chu kỳ
𝑁𝐹𝑂1 =𝑁𝐹02 =5.106 Chu kỳ
2.1.2 Số chu kỳ làm việc tương đương:
𝑁𝐻𝐸1 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

) 𝑛𝑖 𝑡𝑖

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )3 .

+(

0,7.𝑇 3

16
) .
] . 960.24000
𝑇
25+16

=1,02. 109 Chu kỳ

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 7


𝑁𝐻𝐸2 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

) 𝑛𝑖 𝑡𝑖

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )3 .


+(

0,7.𝑇 3
16
) .
] . 240.24000
𝑇
25+16

=2,5.108 Chu kỳ
𝑁𝐹𝐸1 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

) 𝑛𝑖 𝑡𝑖

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )6 .

+(

0,7.𝑇 6

16
) .
] . 960.24000
𝑇
25+16

=9,06.108 Chu kỳ
𝑁𝐹𝐸2 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

) 𝑛𝑖 𝑡𝑖

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )6 .

+(

0,7.𝑇 6
16
) .
] . 240.24000

𝑇
25+16

=2,2.108 Chu kỳ
Vì 𝑁𝐻𝐸1 > 𝑁𝐻01 ; 𝑁𝐻𝐸2 > 𝑁𝐻02 ; 𝑁𝐹𝐸1 > 𝑁𝐹01 ; 𝑁𝐹𝐸2 > 𝑁𝐹02
Nên ta có hệ số tuổi thọ:
𝐾𝐻𝐿1 = 𝐾𝐻𝐿2 = 𝐾𝐹𝐿1 = 𝐾𝐹𝐿2 = 1
2.1.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc:
Theo bảng 6.13 tài liệu [1], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc: 𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2.HB + 70
Bánh dẫn 𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚1 = 2.HB+70=2.250+70=570Mpa
Bánh bị dẫn 𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚2 = 2.HB+70=2.235+70=540Mpa
2.1.4 Ta có giới hạn mỏi uốn:
𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8.HB
Bánh dẫn 𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 1,8.HB=450Mpa
Bánh bị dẫn 𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 1,8.HB=423Mpa
SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 8


2.1.5 Ứng suất tiếp cho phép:
𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚

⌈𝛿𝐻 ⌉=

𝑆𝐻

𝐾𝐻𝐿 Với 𝑆𝐻 =1,1 tra bảng 6.2 tài liệu
𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚1


 ⌈𝛿𝐻1 ⌉=

𝑆𝐻

𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚2

 ⌈𝛿𝐻2 ⌉=

𝑆𝐻

570

𝐾𝐻𝐿1 =

1,1
540

𝐾𝐻𝐿2 =

1,1

=518,18MPa
=490,9MPa

ứng suất tiếp xúc cho phép :
⌈𝛿𝐻 ⌉=0,5.(⌈𝛿𝐻1 ⌉ + ⌈𝛿𝐻2 ⌉)=504,54Mpa
Vì ⌈𝛿𝐻 ⌉ = 504,54𝑀𝑃𝑎 < 1,25. ⌈𝛿𝐻 ⌉𝑚𝑖𝑛 = 1,25. ⌈𝛿𝐻2 ⌉ = 613,62𝑀𝑃𝑎
2.1.6 Ứng suất uốn cho phép:
𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚


⌈𝛿𝐹 ⌉=

𝑆𝐹

𝐾𝐹𝐿 Với 𝑆𝐹 =1,75 tra bảng tài liệu
𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1

 ⌈𝛿𝐹1 ⌉=

𝑆𝐹

𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚2

 ⌈𝛿𝐹2 ⌉=

𝑆𝐹

𝐾𝐹𝐿1 =

450

1,75
423

𝐾𝐹𝐿2 =

1,75

=257,14MPa
=241,7MPa


2.1.7 Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Theo bảng 6.6 tài liệu ta chọn :
𝜑𝑏𝑎 =0,315
Khi đó : 𝜑𝑏𝑑 =0,53. 𝜑𝑏𝑎 .(u+1)=0,83
Ứng với 𝜑𝑏𝑑 tra bảng 6.7 ta có :
𝐾𝐻𝛽 =1,03 , 𝐾𝐹𝛽 =1,08
𝑇1 .𝐾𝐻𝛽

3

𝑎𝑤 =43(u+1)√
3

𝜑𝑏𝑎 .[𝛿𝐻 ]2 𝑢

=43(4+1) √

52445,41.1,03
0,315.504,54 2 .4

=118,81mm

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 9


Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑎𝑤 =120mm
2.1.8 Xác định các thông số ăn khớp:

Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn mô đun răng:
m= (0,01÷0,02) 𝑎𝑤
Vậy ta có: 𝑚𝑛 =1,2÷2,4mm , theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑚𝑛 =2mm
Góc nghiêng răng β thỏa điều kiện 80 < 𝛽 < 200
2𝑎𝑤 .𝑐𝑜𝑠80
𝑚𝑛 .(𝑢+1)

≥𝑧1 ≥

2𝑎𝑤 .𝑐𝑜𝑠200
𝑚𝑛 .(𝑢+1)

22,55≥𝑧1 ≥23,76
Chọn số răng 𝑧1 =23 răng
vậy số răng bánh lớn : 𝑧2 =𝑧1 .u=23.4=92
Khi đó tỷ số chuyền chính xác là :
𝑧

u= 2=4 sai lệch so với ban đầu là 0 %
𝑧1

Góc nghiêng răng
𝑚𝑛 .(𝑧1 +𝑧2 )

β=arccos

2.𝑎𝑤

=18,190 ≈180


2.1.9 Kiểm nghiệm giá trị ứng uất tiếp xúc:
𝛿𝐻 =

𝑍𝑀 . 𝑍𝐻 . 𝑍𝜏 2𝑇1 . 𝐾𝐻 . (𝑢 + 1)
.√
𝑑𝑤
𝑏𝑤 . 𝑢

Với: 𝑍𝑀 =274 hệ số kể đến cơ tính của vật liệu bánh răng ăn khớp( bảng 6.5 tài liệu)
𝑍𝐻 : hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc , theo công thức 6.34
𝑍𝐻 =√

2𝑐𝑜𝑠𝛽𝑏
𝑠𝑖𝑛2𝑎𝑡𝑤

=1,72

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 10


Với: 𝑎𝛼 = 𝛼𝑡𝑤 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (

𝑡𝑔𝛼

𝑐𝑜𝑠𝛽

) = 20,8 ≈20 độ là góc ăn khớp


tg𝛽𝑏 =cos𝛼𝑡 . 𝑡𝑔𝛽 =0,30 =>𝛽𝑏 = 17
𝑍𝜀 : hệ số kể đến sự trùng hợp của bánh răng:
Hệ số trùng khớp dọc:
𝜀𝛽 =

𝑏𝜔 . 𝑠𝑖𝑛(𝛽) 𝜑𝑏𝑎 . 𝑎𝜔 . sin(𝛽)
=
𝜋. 𝑚
𝜋. 𝑚

=1,85>1
Hệ số trùng khớp ngang:
1

1

𝑍1

𝑍2

𝜀𝛼 =⌈1,88 − 3,2( + )⌉ . 𝑐𝑜𝑠𝛽
=1,62
𝑍𝜀 =√1/𝜀𝛼 =0,78
Bề rộng vành răng:
𝑏𝑤 = 𝜑𝑏𝑎 . 𝑎𝑤 = 37,8𝑚𝑚
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
𝑑𝑤 = 2.

𝑎𝑤
= 48𝑚𝑚

𝑢+1

Ta có: 𝑉𝐻 = 𝛿𝐻 . 𝑔𝑜 . 𝑣. √𝑎𝑤 /𝑢=1,6
Trong đó : 𝛿𝐻 =0,002 theo bảng 6.15, 𝑔𝑜 =61,
𝑣 = 3,14. 𝑑𝑤 .n/60000=2,4m/s
Thay các giá trị ta được:
𝛿𝐻 =

𝑍𝑀 .𝑍𝐻 .𝑍𝜀
𝑑𝑤

.√

2𝑇1 .𝐾𝐻 .(𝑢+1)
𝑏𝑤 .𝑢

=481,02MPa

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 11


Trong đó: 𝐾𝐻 = 𝐾𝑣 . 𝐾𝛼 . 𝐾𝛽 = 1,14(𝐾𝛼 = 1,11 𝑡𝑟𝑎 𝑏ả𝑛𝑔)
Theo công thức tài liệu ta có :
Zv=1, 𝑍𝑅 = 0,95, 𝐾𝑥𝐻 = 1
⌈𝛿𝐻 ⌉ = ⌈𝛿𝐻 ⌉. Zv. 𝑍𝑅 , 𝐾𝑥𝐻 =478,93MPa
Vậy thỏa điều kiện tiếp xúc
2.1.10 Kiểm nghiệm độ bền uốn:
Ứng suất tại chân răng theo công thức ta có:

𝜎𝐹1 = 2. 𝑇1 . 𝐾𝐹 . 𝑌𝜀 . 𝑌𝛽 . 𝑌𝐹1 .

1
𝑏𝜔 . 𝑑𝜔 . 𝑚

Theo bảng 6.7 ta có : 𝐾𝐹𝛽 = 1,28, theo bảng 6.14 cấp chính xác 8 ta có 𝐾𝐹𝛼 = 1,31
Theo công thức tài liệu ta có:
𝑉𝐹 = 𝛿𝐹 . 𝑔𝑜 . 𝑣. √𝑎𝑤 /𝑢=0,006.61.2,4.√120/4=4,8
(Trong đó 𝛿𝐹 = 0,006, 𝑔𝑜 = 61 theo bảng 6.14 và 6.15)
𝐾𝐹𝑣 = 1 +

𝑉𝐹 .𝑏𝑤.𝑑𝑤
2.𝑇.𝐾𝐹𝛽 .𝐾𝐹𝛼

=1,04

Hệ số 𝐾𝐹 =𝐾𝐹𝛽 . 𝐾𝐹𝛼 . 𝐾𝐹𝑣 =1,74
Với 𝜀𝛼 = 1,62 nên 𝑌𝛼 =
Với β=18 Nên 𝑌𝛽 = 1 −

1
𝜀𝛼
18
140

= 0,61
= 0,87

Xác định số răng tương đương:
𝑍𝑣1 =


𝑍1
= 26,73
(𝑐𝑜𝑠𝛽)3

𝑍𝑣2 =

𝑍2
= 106,94
(𝑐𝑜𝑠𝛽)3

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 12


Theo bảng 6.18 ta có các hệ sống răng :{

𝑌𝐹1 = 3,9
𝑌𝐹2 = 3,6

Với m=2, 𝑌𝑠 = 1,032, 𝑌𝑅 = 1( Bánh răng phay), 𝐾𝑥𝐹 = 1
Ứng suất cho phép:
⌈𝜎𝐹1 ⌉ = ⌈𝜎𝐹1 ⌉. 𝑌𝑅 . 𝐾𝑥𝐹 . 𝑌𝑠 = 265,36𝑀𝑃𝑎
⌈𝜎𝐹2 ⌉ = ⌈𝜎𝐹2 ⌉. 𝑌𝑅 . 𝐾𝑥𝐹 . 𝑌𝑠 = 249,43𝑀𝑃𝑎
Độ bền uốn tại chân răng:
𝜎𝐹1 = 2. 𝑇1 . 𝐾𝐹 . 𝑌𝜀 . 𝑌𝛽 . 𝑌𝐹1 .
𝜎𝐹2 = 𝜎𝐹1 .

𝑌𝐹2

𝑌𝐹1

1
𝑏𝑤.𝑑𝑤 .𝑚

=103,85MPa

= 95,86 𝑀𝑃𝑎

Thỏa mãn điều kiện

2.1.11 Bảng thông số và kích thước bộ truyền:
Thông số
Khoảng cách trục
Modum pháp
Chiều rộng vành răng
Tỷ số truyền
Góc nghiêng của răng
Góc ăn khớp
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Giá Trị
𝑎𝑤 = 120𝑚𝑚
m=2

𝑏𝑤 = 37,8 ; 𝑏𝑤1 = 𝑏𝑤 + 5 = 42,8
u=4
β=180
𝑎𝑡𝑤 = 200
𝑍1 = 23
𝑍2 = 92
𝑥1 = 0
𝑥2 = 0
𝑑1 = 48,36
𝑑2 = 193,46
𝑑𝑎1 = 𝑑1 + 2𝑚 = 52,36
𝑑𝑎2 =197,46
𝑑𝑓1 = 𝑑1 − 2,5𝑚 = 43,36
𝑑𝑓2 = 188,46

Page 13


2.2 BỘ TRUYỀN NGOÀI BÁNH RĂNG TRỤ THẰNG:
Thông số kỹ thuật: Thời gian phục vụ L = 5 năm
Quay 1 chiều va đập nhẹ, 300 ngày/năm , 2 ca/ngày, 8 giờ/ca
Do bộ truyền có tải trọng trung bình và không có yêu cầu gì đặc biệt. Theo bảng 6.1
tài liệu [1] ta chọn thép C45 tôi cải thiện:
- Bánh dẫn : HB1 = 250 HB - Bánh bị dẫn : HB2 = 235 HB
- Tỷ số truyền: 𝑢ℎ =3,395
- Số vòng quay trục dẫn: 𝑛2 =240
- Momem xoắn trên trục dẫn: T=201465,20 Nmm
2.2.1 Tính toán cặp bánh răng trụ răng thẳng:
Số chu kỳ làm việc cơ sở:
Tuổi thọ: L=5.300.2.8=24000 giờ

𝑁𝐻𝑂1 =30𝐻𝐵2.4 =30.2502.4 =1,71.107 Chu kỳ
𝑁𝐻𝑂2 =30𝐻𝐵2.4 =30.2352.4 =1,47.107 Chu kỳ
𝑁𝐹𝑂1 =𝑁𝐹02 =5.106 Chu kỳ
2.2.2 Số chu kỳ làm việc tương đương:
𝑁𝐻𝐸1 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

)n.t

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )3 .

+(

0,7.𝑇 3
16
) .
] . 240.24000
𝑇
25+16


+(

0,7.𝑇 3
16
) .
] . 70,69.24000
𝑇
25+16

=2,5.108 Chu kỳ
𝑁𝐻𝐸2 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

)n.t

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )3 .

=7,5.107 Chu kỳ
SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166


Page 14


𝑁𝐹𝐸1 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

)n.t

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )6 .

+(

0,7.𝑇 6
16
) .
] . 240.24000
𝑇
25+16

+(


0,7.𝑇 6
16
) .
] . 70,69.24000
𝑇
25+16

=2,2.108 Chu kỳ
𝑁𝐹𝐸2 =60.c.∑(

𝑇𝑖
𝑇𝑚𝑎𝑥

)n.t

𝑇

25

𝑇

16+25

=60.1.[( )6 .

=6,6.107 Chu kỳ
Vì 𝑁𝐻𝐸1 > 𝑁𝐻01 ; 𝑁𝐻𝐸2 > 𝑁𝐻02 ; 𝑁𝐹𝐸1 > 𝑁𝐹01 ; 𝑁𝐹𝐸2 > 𝑁𝐹02
Nên ta có hệ số tuổi thọ:
𝐾𝐻𝐿1 = 𝐾𝐻𝐿2 = 𝐾𝐹𝐿1 = 𝐾𝐹𝐿2 = 1

2.2.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc :
Theo bảng 6.13 tài liệu [1], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc: 𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2.HB + 70
Bánh dẫn 𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚1 = 2.HB+70=2.250+70=570Mpa
Bánh bị dẫn 𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚2 = 2.HB+70=2.235+70=540Mpa
Ta có giới hạn mỏi uốn:
𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8.HB
Bánh dẫn 𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 1,8.HB=450Mpa
Bánh bị dẫn 𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 1,8.HB=423Mpa
2.2.4 Ứng suất tiếp cho phép:
𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚

⌈𝛿𝐻 ⌉=

𝑆𝐻

𝐾𝐻𝐿 Với 𝑆𝐻 =1,1 tra bảng 6.2 tài liệu
𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚1

 ⌈𝛿𝐻1 ⌉=

𝑆𝐻

570

𝐾𝐻𝐿1 =

1,1

=518,18MPa


SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 15


𝛿𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚2

 ⌈𝛿𝐻2 ⌉=

𝑆𝐻

540

𝐾𝐻𝐿2 =

1,1

=490,9MPa

Ứng suất tiếp xúc cho phép :
⌈𝛿𝐻 ⌉=0,5.(⌈𝛿𝐻1 ⌉ + ⌈𝛿𝐻2 ⌉)=504,54Mpa
Vì ⌈𝛿𝐻 ⌉ = 504,54𝑀𝑃𝑎 < 1,25. ⌈𝛿𝐻 ⌉𝑚𝑖𝑛 = 1,25. ⌈𝛿𝐻2 ⌉ = 613,62𝑀𝑃𝑎
2.2.5 Ứng suất uốn cho phép:
𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚

⌈𝛿𝐹 ⌉=

𝑆𝐹

𝐾𝐹𝐿 Với 𝑆𝐹 =1,75 tra bảng tài liệu

𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1

 ⌈𝛿𝐹1 ⌉=

𝑆𝐹

𝛿𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚2

 ⌈𝛿𝐹2 ⌉=

𝑆𝐹

𝐾𝐹𝐿1 =

450

1,75
423

𝐾𝐹𝐿2 =

1,75

=257,14MPa
=241,7MPa

 𝑇𝑎 𝑐ℎọ𝑛 ⌈𝛿𝐹 ⌉ = 241,7𝑀𝑃𝑎
2.2.6 Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
2𝑇𝐾𝐹 𝑌𝐹


3

m≥ √

𝑍1 𝜑𝑏𝑚 ⌈𝛿𝐹

2𝑇𝐾𝐹 𝑌𝐹

3

=√
⌉

𝑍1 2 𝜑𝑏𝑑 ⌈𝛿𝐹 ⌉

Hệ số dạng răng 𝑌𝐹 :
Bánh dẫn :𝑌𝐹1 = 3,47+

13,2
𝑧1

Bánh bị dẫn: 𝑌𝐹1 = 3,47+
𝑍2

( u=

𝑍1

= 3,395 =


67,9
20

=4,13

13,2
𝑧2

=3,66

(𝑍1 = 20, 𝑍2 = 68))

Theo bảng 6.16 tài liệu ta chọn :
𝜑𝑏𝑎 =0,4
Khi đó : 𝜑𝑏𝑑 =0,53. 𝜑𝑏𝑎 .(u+1)=0,93
Ứng với 𝜑𝑏𝑑 tra bảng 6.7 ta có :
SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 16


𝐾𝐻𝛽 =1,12 , 𝐾𝐹𝛽 =1,24
2𝑇𝐾𝐹𝛽 𝑌𝐹

3

Từ đó ta có : m≥ √

𝑍1 𝜑𝑏𝑚 ⌈𝛿𝐹


3

=√
⌉

2𝑇𝐾𝐹𝛽 𝑌𝐹
𝑍1 2 𝜑𝑏𝑑 ⌈𝛿𝐹 ⌉

=2,84

Ta chọn theo tiêu chuẩn: m=3mm
2.2.7 Xác định các thông số ăn khớp:
Đường kính vòng chia:
𝑑1 =𝑧1 . 𝑚 = 60𝑚𝑚
𝑑2 =𝑧2 . 𝑚 = 204𝑚𝑚
Khoảng cách trục:𝑎𝑤 =

𝑧1 .𝑚(1+𝑢)
2

= 131,85 ( Ta chon 𝑎𝑤 = 125 theo tiêu chuẩn)

Chiều rộng vành răng:
Bánh bị dẫn: 𝑏2 = 𝜑𝑏𝑑 . 𝑑1 = 55,8𝑚𝑚
Bánh dẫn: 𝑏1 =𝑏2 + 5=60,8mm
Vận tốc bánh vòng bánh răng:
𝜋.𝑑1 .𝑛

v=


60000

= 0,75 𝑚/𝑠

Theo tài liệu ta chọn cấp chính xác 8 với 𝑣𝑔ℎ = 2,5 𝑚/𝑠
2.2.8 Kiểm nghiệm độ bền uốn:
Ứng suất uốn tại chân răng theo công thức ta có:
σF =

YF .Ft .𝐾𝐹𝛽
bw .m

≤ ⌈σF ⌉=157,12MPa≤241,7MPa

Thỏa điều kiện
2𝑇

Trong đó: Ft = =5596,25N
𝑑

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 17


2.2.9 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc :
Theo công thức tài liệu ta có :
Zv=1, 𝑍𝑅 = 0,95, 𝐾𝑥𝐻 = 1
⌈𝛿𝐻 ⌉ = ⌈𝛿𝐻 ⌉. Zv. 𝑍𝑅 , 𝐾𝑥𝐻 =478,93MPa
Vậy thỏa điều kiện tiếp xúc

2.2.10 Bảng thông số và kích thước bộ truyền:
Thông số
Khoảng cách trục
Modum pháp
Chiều rộng vành răng
Tỷ số truyền
Góc nghiêng của răng
Góc ăn khớp
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Giá Trị
𝑎𝑤 = 125𝑚𝑚
m=3
𝑏𝑤 = 55,8; 𝑏𝑤1 = 𝑏𝑤 + 5 = 60,8
u=3,395
β=00
𝑎𝑡𝑤 = 200
𝑍1 = 20
𝑍2 = 68
𝑥1 = 0
𝑥2 = 0
𝑑1 = 60
𝑑2 = 204
𝑑𝑎1 = 𝑑1 + 2𝑚 = 68

𝑑𝑎2 =210
𝑑𝑓1 = 𝑑1 − 2,5𝑚 = 52,5
𝑑𝑓2 = 196,5

Page 18


2.3 THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
2.3.1 Thông số trên các trục :Moment xoắn trên các trục
Trục I: 𝑇1 =52445,41 Nmm
Trục II: 𝑇2 =201465,20 Nmm
2.3.2 Chọn vật liệu và ứng suất cho phép:
Chon thép 45 có các ứng suất theo bảng 7.1:
𝜎𝑏 =785MPa, 𝜎𝑐ℎ =540MPa,𝜏𝑐ℎ =324MPa,
𝜎1 = 383; 𝜏1 =226 MPa,[σ]=85 hoặc 65 đối với đường kính trục lần lượt là 30 hoặc 50
Chọn: [τ]=20MPa đối với trục vào và ra,[τ]=15MPa đối với trục không gian
Thiết kế sợ bộ của trục theo moment xoắn:Theo công thức (7.2) ta có
3

𝑇

d≥ √
0,2.[𝜏]
Suy ra: d1≥23,58,d2≥36,93
Theo tiêu chuẩn ta chọn: d1=25,d2=36
Tra bảng 10.2 tài liệu [2] ta chọn sơ bộ đƣờng kính trục và bề rộng ổ lăn theo theo
tiêu chuẩn:
Trục I: d1=25 , b1=17
Trục II: d2=36 , b2=21
2.3.3 Thiết kế trục:

Ngoài monemt xoắn , trục còn chịu tác dụng của moment uống, lực cắt, lực kéo và
lực nén. Do đó sau khi tính sơ bộ các kích thước chiều dài của trục ta tiến hành thiết
kế trục dưới dạng tác động đồng thời moment uốn và moment xoắn.

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 19


Quy ước kí hiệu:
k: Số thứ tự trong bộ giảm tốc
i: Số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết tham gia truyền tải trọng
i=0 và 1 : Các tiết diện ổ lắp
i=2…s : là số chi tiết quay
𝑙𝑘𝑙 : khoảng cách trục giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k
𝑙𝑘𝑖 : khoảng cách từ gối đỡ 0 đến các tiết diện thứ I trên trục thứ k
𝑙𝑚𝑘𝑖 : chiều dài mayo của chi tiết thứ I trên trục
𝑙𝑐𝑘𝑖 : khoảng công-xôn trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ I ở ngoài hộp giảm
tốc đến gối đỡ
- 𝑏𝑘𝑖 : chiều rộng vàng răng thứ I trên trục k
-

Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
- 𝑘1 =10mm khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp
hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay
- 𝑘2 =8mm khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp
- 𝑘3 =10mm khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ
- ℎ𝑛 =15mm chiều cao lắp ổ và đầu bulong

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166


Page 20


Trục I có dạng :

Ta có: 𝑙11 =2𝑙13
𝑙13 =0,5(𝑏𝑤 + 𝑏1 ) + 𝑘1 + 𝑘2 =0,5(42,8+17)+10+8=47,9mm
Nên 𝑙11 =2𝑙13 =94,8mm
𝑙𝑚12 =(1,2÷1,5).d1=32mm
Nên 𝑙12 =(𝑙𝑚12 + 𝑏1)0,5 + 𝑘2 + ℎ𝑛 =47,4mm

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 21


Trục II có dạng:

Ta có : 𝑙21 = 2𝑙23
𝑙22 =0,5(𝑏𝑤 + 𝑏2 ) + 𝑘1 + 𝑘2 =0,5(37,8+21)+10+8=47,4mm
Nên 𝑙21 = 2𝑙23 = 94,8𝑚𝑚
𝑙22 =0,5(𝑏𝑤 + 𝑏2 ) + 𝑘2 + ℎ𝑛 =0,5(60+21)+8+15=63,9mm

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 22


2.3.4 Phân Tích lực:


SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 23


2.3.5 Phản lực trên các trục: Trục I

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166

Page 24


Phản lực trục 1
Fnt=(0,2÷0,3)
2𝑇

Ft1=

𝑑𝑤1

-dw1=

𝐷0

=(0,2 ÷ 0,3)

2.52445,41

=


𝑚.𝑧

𝑐𝑜𝑠𝛽

48,36

𝑐𝑜𝑠𝛽

2.53519,79
71

=301,,51÷452 ta chọn 350N

=2168,45N

=48,38mm

𝑡𝑎𝑛𝛼𝐹𝑡1

Fr1=

2𝑇𝑑𝑐

=821N

F1a=Ft1.tan𝛽=704N
dw1𝐹1𝑎

Ma1=


2

=16720Nmm

Momen
+) ∑ 𝑀𝐵𝑥 =Rcy.94,8- Fr.47,4 +Ma1=0
Suy ra: Rcy=235N
Suy ra: RBy=586N
Mà ∑ 𝐹𝑦 =RBy +Rcy -Fr=0
𝑦
+) ∑ 𝑀𝐵 =Fnt.(94,8+47,4)- Ft1.47,5+Rcx.94,8=0

Suy ra: Rcx=561,14N
Suy ra: RBx=1257,31N
Mà ∑ 𝐹𝑥 =-Ft1 +RBx +Rcx +Fnt=0
Momen xoắn tại tiết diện nguy hiểm:
M j  M yj2  M xj2 ( N .mm)
M tdj  M j2  0.75T j2 ( N .mm)
di 

3

M td
0,1 

Tra bảng 10.5 ta có   =50 ( Mpa )

SVTH: Phạm Văn Linh – MSSV: 1511040166


Page 25