1
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 đặc biệt là đối với kỹ s nghành chế tạo máy. 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
môm học nh: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, C, 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 băng tải gồm có hộp giảm tốc đồng trục
và bộ truyền xích. Hệ đợc dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối đàn hồi,
hộp giảm tốc và bộ truyền xích sẽ truyền chuyển động tới băng tải.
Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc đồng trục
em đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau:
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 hớng dẫn, chỉ bảo cho
em hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao .
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ! ! !
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
2
Trang
Mục lục
I Chọn động cơ ......................................................................................................... 3
II- Phân phối tỷ số truyền ............................................................................................. 4
III- Thiết kế các bộ truyền...............................................................................................5
1- Chọn vật liệu...............................................................................................................5
2- Xác định ứng xuất cho phép........................................................................................5
3- Tính toán bộ truyền cấp chậm

4- Tính toán bộ truyền cấp nhanh......................................................................................
13
5- Thiết kế bộ truyền xíc............................................................................................20
IV- Tính toán trục của hộp giảm tốc.............................................................................25
1- Chọn vật liệu ............................................................................................................25
2- Sơ đồ động phân tích lực...........................................................................................25
3- Xác định sơ bộ đờng kính trục..................................................................................26
4- Xác định chiều dài các trục ......................................................................................26
5- Xác định chính xác đờng kính trục...........................................................................29
6 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi..................................................................33
7- Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh .............................................................................36
8- Tính chọn then..........................................................................................................37
IV- Tính toán gối đỡ trục...............................................................................................40
V- Tính chọn khớp nối .................................................................................................45
VI- Kết cấu vỏ hộp........................................................................................................46
VII- Tính chọn dầu mỡ bôi trơn....................................................................................51
VIII- xác định và chọn kiểu lắp.....................................................................................53
IX- Phơng pháp lắp ráp hộp giảm tốc ...........................................................................55
1- Phơng pháp lắp ráp các tiết máy lên trục..................................................................55
2- Phơng pháp điều chỉnh ăn khớp bộ truyền................................................................56
Tài liệu tham khảo ........................................................................................................57
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
3
I -Chọn động cơ:
1. Công suất cần thiết của

t
ct
p
p =

p
ct
:công suất cần thiết.
p
t
:công suất tính toán.
:hiệu suất của hệ thống.
=
xBrol

..
24
= 0,992
4
.0,97
2
.0,91 = 0,822

ol
:hiệu suất của ổ lăn.

Br
:hiệu suất của bộ truyền bánh răng.

x
:hiệu suất của bộ truyền xích.

822,0
38.7
=

ct
p
= 8.98(KW)
2. Số vòng quay sơ bộ.
Chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc là:10
chọn tỷ số truyền của bộ truyền xích là:3
tỷ số truyền của hệ thống là:
u=3.10= 30
số vòng quay làm việc n
sb
= n
lv
.u
t
số vòng quay sơ bộ là :
1,143330.
360.14,3
9,0.1000,60
==nsb
(v/p)
Ta cần chọn động cơ có:
p
đc
> p
ct
n
đb
n
sb
= 1500

Theo bảng phụ lục P1.3 ta chọn đợc động cơ phù hợp là:
4A100L4Y3 có: p
đc
=4 KW n
đc
=1420 vg/ph
2=
dn
k
T
T
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
4
3, Kiểm tra lại:
Điều kiện mở máy:
theo đề ra ta có :
dn
k
dn
mm
T
T
T
T
=<= 24,1
Động cơ đã thoả mãn điều kiện mở máy,còn điều kiện về quá tải coi nh đã thoả mãn.
Vậy động cơ đã chọn là phù hợp.
II- Phân phối tỷ số truyền cho hệ thống.
1. Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống:
u

t
=
77,47
1458
=
lv
dc
n
n
= 30,52
2. Hệ thống gồm 1 hộp gảm tốc 2 cấp bánh răng trụ đồng trục và một bộ truyền
ngoài là bộ truyền xích.
Vì hộp giảm tốc là đồng trục nên ta chọn tỷ số truyền bộ truyền ngoài trớc theo bảng
2.4/21:
Chọn u
x
= 2,5
u
1
= u
2
=
ux
ut
=3,494
3. Xác định : p(kw) , T(Nmm) , n(vg/ph) trên các trục.
Trên trục I :
p
I
= p

ct
.
ol
=8,98 . 0,99 =8,89(kw)
n
I
=n
đc =
1458(vg/ph)
T
I
=9,55.10
6
.
1458
89.8
.10.55,9
6
=
I
I
n
p
= 58230.1(Nmm)
Trên trục II :
p
II
= p
I
.

br
.
ol
= 8,89. 0,99 . 0,97 =8,537(kw)
n
II
=
494,3
1458
=
I
I
u
n
=418(vg/ph)
T
II
=
418
537,8
10.55,9.10.55,9
66
=
II
II
n
p
= 195043,9(Nmm)
Trên trục III :
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43

5
p
III
= p
II
.
br
.
ol
=8,537.0,99.0,97 = 8,198(kw)
n
III
=
494,3
418
2
=
u
n
II
=120(vg/ph)
T
III
=
120
198,8
.10.55,9.10.55,9
66
=
III

III
n
p
= 652424,2(Nmm)
Trên trục IV :
p
IV
= p
III
.
ol
.
x
=8,198.0,99.0,91 = 7,368(kw)
n
IV
=
5,2
120
=
n
III
u
n
=48(vg/ph)
T
IV
=
48
368,7

10.55,910.55,9
66
=
IV
IV
n
p
=1469506,3(Nmm)
Bảng 1 : Các giá trị công suất ,mômen xoắn,tỷ số truyền,số vòng quay trên các trục
p(kw) - T(Nmm) - n(vg/ph) - u
Trục động cơ 1 2 3
Thông số
Công suất(kw) 4 3.92 3.76 3.47
Tỷ số truyền U 1 4 4 5.8
Số vòng quay(v/p) 1458 1458 418 120
Mô men xoắn(mm) 58230 195043.9 652424.2s
III-Thết kế các bộ truyền
1. Chọn vật liệu
Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế ,ở đây
chọn vật liệu 2 cấp bánh răng nh nhau.
Cụ thể theo bảng 6.1/92 chọn
Bánh nhỏ : thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 240 có
b1
=750MPa ,
ch1
=450MPa.
Bánh lớn : thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192...240 có
b2
=750MPa ,
ch2

=450MPa.
2. Xác định ứng suất cho phép.
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
6
Theo bảng 6.2 ứng vớ thép 45 , tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180 ...350,
.75,1;8,1;1,1;70.2
limlim
===+=
F
o
FH
o
H
SHBSHB

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
1
=202 ; độ rắn bánh răng lớn HB
2
=192 khi đó
PaMPaHB
o
F
o
H
8.363202.8,1;47470202.2702
1lim11lim
===+=+=



MPaMPaHB
o
F
o
H
6.345192.8,1;45470192.27022
2lim2lim
===+=+=

Theo công thức (6.5) N
H0
= 30
4,2
HB
H
do đó ;
N
H01
= 30.202
2,4
= 1.023 . 10
7
; N
H02
=30 . 192
2,4
=0.883.10
7
N
H0

:Số chu kì cơ sở khi thử về ứng suất tiếp xúc
Theo công thức (6.6) thì số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng là :
N
HE
= N
FE
=60.c.n.t

do đó
N
HE1
=N
FE1
=60.1.1458.6.300.8 = 125970.10
4
> 1,6.10
7
K
HL1
= 1
ta có : N
HE3
> N
H01
K
HL3
=1
N
HE2
> N

H02
K
HL2
= 1
N
HE1
> N
H01
K
HL1
= 1
Nh vậy theo công thức (6.1a) thì ứng suất cho phép tiếp xúc sơ bộ tính đợc .
[
H
] =
HHL
o
H
SK /.
lim

[
H
]
1
=
1,1
1.474
= 430.9 MPa
[

H
]
2
=
1,1
1.454
= 412.73 MPa
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng nên ta có :
[ ]
[ ] [ ]
2
73.4129,430
2
21
+
=
+
=
HH
H


=421.820 MPa
[
H
] =421.820 <1,25.[
H
]
2
=1,25.412 = 515 MPa

Vì N
FE1
> N
F0
=4.10
7
N
FE1
> N
FE2
> N
F0
K
FL2
= K
FL1
= 1
Với bộ truyền quay một chiều thì K
FC
= 1
Do đó theo công thức (6.2a) ta có ứng suất cho phép uốn sơ bộ là:
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
7
[ ]
F
FCHL
o
F
F
S

KK
.lim
.


=

[ ]
75,1
1.1.6,363
.
1.11lim
1
==
F
FCHL
o
F
F
S
KK


= 207,77 MPa
[ ]
75,1
1.1.6,245
.
2.22lim
2

==
F
FCHL
o
F
F
S
KK


=197,49 MPa
ứng suất quá tải cho phép : Theo công thức (6.13) và (6.14) :
[
H
]
max
= 2,8.
ch2
= 2,8.450 = 1260 MPa
[
F1
]
max
= 0,8.
ch1
=0,8. 450 = 360 MPa
[
F2
]
max

= 0,8.
ch2
=0,8.450 = 360 MPa
đối với cấp chậm sử dụng bánh răng thă
4. Tính toán bộ truyền cấp chậm .
a, Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo công thức (6.15a) ta có:
( )
[ ]
3
1
2
1
12
..
.
1
baH
H
aw
u
KT
uKa


+=
ở đó :
a
w
: khoảng cách trục .

k
a
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng ;
Theo bảng 6.5 /96với răng nghiêng ta chọn k
a
= 43

ba
: hệ số chiều rộng vành răng
Theo bảng 6.6 /97ta chọn
ba
= 0,5
Theo công thức (6.16) :

bd
= 0,5.
ba
(u + 1) = 0,5.0,4.(3,494 + 1) = 1.19
Theo bảng 6.7 /98 ta có K
H

=1,13 . (chọn sơ đồ 4 )
u
2
= 2,97
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
8
a
w2
= 43.4,494.

( )
3
2
5,0.494,3.820,421
13,1.9,195043
= 173,5(mm)
Lấy a
w2
= 175 mm
b, Xác định các thông số ăn khớp .
Theo công thức (6.17) :
m = (0,01
ữ
0,02) a
w
= (0,01
ữ
0,02).175 = 1.75
ữ
3.5 mm
Theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế , chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp
chậm bằng môđun cấp nhanh m=2 mm .
ở đây là bộ truyền đồng trục nên ta chọn sơ bộ = 10 , do đó cos = 0,9848
Theo công thức (6.17) ta có :
z
3
=
494,4.2
9848,0.175.2
)1.(

cos..2
1
1
=
+um
a
w

= 38
Lấy z
1
=38
z
4
= z
3
.u
2
= 3,494.38 = 132
Lấy z
2
= 132
Khi đó tỷ số truyền thực là :
u =
38
132
3
4
=
Z

Z
= 3,474
Do đó Cos =
( )
( )
175.2
132382
.2
2
43
+
=
+
w
a
ZZm
=0,9714
suy ra = 13,736
o
c, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo công thức (6.33) ta có
( )
2
3
122
wmw
mH
HMH
dub
uKT

ZZZ
+
=


Z
M
: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp ,
theo bảng 6.5 /96 ta có trị số của 3
1
274 MPaZ
M
=
Z
H
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc , trị số của Z
H
đợc tính theo công thức :
tw
b
H
Z


2sin
cos2
=
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
9


b
: góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở .
Theo công thức (6.35):
tg
b
= cos
t
.tg
với
t
=
tw
= arctg








=









o
o
tg
arctg
tg
736,13cos
20
cos


=20,540
o
trong đó = 20
o
theo TCVN 1065 - 71
tg
b
= cos20,540
o
.tg13,736
o
= 0,229
b
=12,89
o
Do đó theo công thức (6.34) ta có

( )
o
H

Z
54,20.2sin
89,12cos.2
=
= 1,7227
Z

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , đợc xác định nh sau :
với

=


..2
736,13sin.175.5,0
.
sin
o
w
m
b
=
=3,24 >1
ta dùng công thức (6.36c) :



1
=Z
ở đó :



: hệ số trùng khớp ngang , tính theo công thức:
o
ZZ
736,13cos
132
1
38
1
2,388,1cos.
11
.2,388,1
43












+=















+=


=1,721

721,1
1
=

Z
=0,7623
Dờng kính vòng lăn bánh nhỏ :
1474,3
175.2
1
.2
2
3
+

=
+
=
m
w
w
u
a
d
=78,23 (mm)
Theo công thức (6.40) ta có :
60000
418.23,78.
60000
..
23


==
nd
v
w
= 1,7113 (m/s)
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
10
với v=1,7113 <2,5 theo bảng 6.12 ta chọn cấp chíng xác động học 9 theo bảng 6.13 và
6.14/107 với cấp chính xác tiếp xúc 8 và v < 2,5 K
H

=1,13

Theo công thức (6.42) :
u
a
vgv
w
oHH
2
..

=
ở đó :

H
: hệ số kể đến ảnh hởng của các sai số ăn khớp,
theo bảng 6.15107 ta có :
H
=0,002
g
o
: hệ số kể đến ảnh hởng của sai lệch các bớc răng bánh 3 và bánh 4 , tra ở bảng
6.16/107 ta đợc: g
o
=73

494,3
175
.7113,1.73.002,0=
H
v
=1,768

Do đó theo công thức (6.41) ta có :
K
Hv
=
2.13,1.13,1.9,195043
23,78.5,87.768,1
1
...2
..
1
2
3
+=+

HH
wwH
KKT
dbv
=1,0243
Theo công thức (6.39) ta có :
K
H
=K
H

.K
H

.K
Hv

=1,13.1,13.1,0243 =1,3079
Thay các giá trị vừa tính đợc vào (6.33) ta đợc
( )
2
23,78.474,3.5,87
474,4.3079,1.9,195043
7623,0.7227,1.274=
H

=398,58 (MPa)
- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo công thức (6.1) với v = 1,7113 < 5 m/s chọn Z
v
=1 , với cấp chính xác động học
9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần gia công đạt độ nhám R
a
=2,5 ữ
1,25 àm do đó có Z
r
= 0,95 , với d
a
< 700 mm K
xH
= 1
Theo công thức (6.1) và (6.1a) :
[ ] [ ]
1.1.95,0.82,421... ==
xHRvHH
KZZ


=400,73 (MPa)
Nh vậy
H
=398,58 < [
H
] = 400,73
Tính sự chênh lệch ứng suất :
[ ]
[ ]
%100.
73,400
58,39873,400
%100.

=

=
H
HH



=0,54% <4%
d, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn , theo công thức (6.43) :
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
11
mdb
YYYKT
ww
FF

F
..
.....2
3
2
3


=
3
43
4
.
ỳ
FF
F
Y
Y


=
T
2
: mômen xoắn trên bánh chủ động
m : môđun pháp
b
w
: bề rộng vành răng
d
w3

: đờng kính vòng lăn bánh chủ động
Y

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , với

= 1,721 là hệ số trùng khớp
ngang ta có Y

=
721,1
11
=


=0,581
Y

: hệ số kể đến độ nghiêng của răng , ta có
140
736,13
1
140
1
oo
Y ==


=0,6566
Y
F3

,Y
F4
: hệ số dạng răng của bánh răng 3 và 4 phụ thuộc vào số răng tơng đơng :
33
3
3
9714,0
38
cos
==

z
z
v
=41
33
4
9714,0
132
cos
4
==

z
z
v
=144
tra ở bảng 6.18/109 : Y
F3
=3,68 sau khi đã nội suy,Y

F4
=3,6
K
F
: hệ số tải trọng khi tính về uốn
K
F
=K
F

.K
F

.K
Fv
với : K
F

: là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên bề rộng vành răng,
theo bảng 6.7/98 K
F

=1,3
K
F

: hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều cho các đôi răng đồng thời ăn
khớp , theo bảng 6.14/107 với v<2,5 m/s và cấp chính xác 9 ta có :
K
F


=
1,37
K
Fv
: hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn :

FF
wwF
Fv
KKT
dbv
K
2
3
2
1+=
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
12
với
u
a
vgv
w
oFF

=
theo bảng 6.15/107
F
=0,006

theo bảng 6.16/107 g
o
=73

484,3
175
7113,1.73.006,0=
F
v
= 5,305

2.3,1.37,1.9,195043
23,78.5,87.305,5
1+=
Fv
K
=1,0523
Do đó : K
F
= 1,37.1,3.1,0523 =1,874
thay các giá trị vào công thức (6.33) ta đợc :
2.23,78.5,87
2.68,3.6566,0.581,0.874,1.9,195043
3
=
F

=74,96 (MPa)
68,3
6,3.83,100

4
=
F

=73,33 (MPa)
Tính chính xác ứng suất cho phép uốn .
[
F
] = [
F
].Y
R
.Y
S
.K
xF
với m = 2 mm Y
s
=1,08- 0,0695 ln2 = 1,032 , ở đây ta dùng bánh răng phay nên ta
có Y
R
= 1 , do d
a
< 400 K
xh
=1
Do đó ta có :
[
F3
] = 207,77.1.1,032.1 =214,42 (MPa)

[
F4
] = 197,49.1.1,032.1 =203,81 (MPa)
Nh vậy :

F3
< [
F3
]

F4
< [
F4
]
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
13
Bảng thống kê các thông số
Thông số Ký hiệu Trị số đơn vị
Môđun pháp m m=2,5 mm
Số răng bánh răng Z Z
3
= 21
Z
4
= 84
răng
Tỷ số truyền U U
2
= 4
Khoảng cách trục a

w
a
w
= 131 mm
Chiều rộng vành răng b
w
b
w
=52.4 mm
Góc nghiêng của răng
= 0
độ
Hệ số dịch chỉnh x X
1
=0.0204
X
2
=0.0804
mm
đờng kính chia d d
1
= 52.5
d
2
= 210
mm
Đờng kính đỉnh răng d
a
d
a1

= 54.5
d
a2
= 212.5
mm
Đờng kính chân răng d
f
d
f1
= 48.35
d
f2
= 204
Mm
Đờng kính lăn d
w
65.5
4. Tính toán bộ truyền cấp nhanh.
a, Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
vì hộp giảm tốc đồng trục nên lấy khoảng cách trục bộ truyền cấp nhanh bằng
khoảng cách trục bộ truyền cấp chậm.
Do đó
=
2w
a
175
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
14

Theo quan điểm thốnh nhất hoá chọn mô đun cấp nhanh băng mô đun cấp chậm hay

m2=2
Theo bảng 6.6 ta chọn
ba
= 0.2
Theo công thức (6.16) :

bd
= 0,5.
ba
(u + 1) = 0,5.0,2.(3.494 + 1) = 0,45
ở đây là bộ truyền đòng trục nên ta chọn sơ bộ = 10
o
, do đó cos = 0,9848
Theo công thức (6.17) ta có :
z
3
=
494,4.2
9848,0.175.2
)1.(
cos..2
1
1
=
+um
a
w

= 38
Lấy z

1
=38
z
4
= z
3
.u
2
= 3,494.38 = 132
Lấy z
2
= 132
Khi đó tỷ số truyền thực là :
u =
38
132
3
4
=
Z
Z
= 3,474
Do đó Cos =
( )
( )
175.2
132382
.2
2
43

+
=
+
w
a
ZZm
0,9714
suy ra = 13,736
o
c, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo công thức (6.33) ta có
( )
2
3
122
wmw
mH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=


Z
M
: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp ,
theo bảng 6.5 /96 ta có trị số của 3
1

274 MPaZ
M
=
Z
H
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc , trị số của Z
H
đợc tính theo công thức :
tw
b
H
Z


2sin
cos2
=
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
15

b
: góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở .
Theo công thức (6.35):
tg
b
= cos
t
.tg
với
t

=
tw
= arctg








=








o
o
tg
arctg
tg
736,13cos
20
cos



=20,540
o
trong đó = 20
o
theo TCVN 1065 - 71
tg
b
= cos20,540
o
.tg13,736
o
= 0,229
b
=12,89
o
Do đó theo công thức (6.34) ta có

( )
o
H
Z
54,20.2sin
89,12cos.2
=
= 1,7227
Z

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , đợc xác định nh sau :
với


=


..2
736,13sin.175.2,0
.
sin
o
w
m
b
=
=1,323 >1
ta dùng công thức (6.36c) :



1
=Z
ở đó :


: hệ số trùng khớp ngang , tính theo công thức:
o
ZZ
736,13cos
132
1
38
1

2,388,1cos.
11
.2,388,1
43












+=















+=


=1,721

721,1
1
=

Z
=0,7623
Dờng kính vòng lăn bánh nhỏ :
1474,3
175.2
1
.2
2
3
+
=
+
=
m
w
w
u
a
d
=78,23 (mm)

Theo công thức (6.40) ta có :
60000
1458.23,78.
60000
..
23


==
nd
v
w
= 5,97 (m/s)
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
16
với v=5.97 <10 theo bảng 6.12 ta chọn cấp chíng xác động học 8 theo bảng 6.13 và
6.14/107 với cấp chính xác tiếp xúc 8 và v < 10 K
H

=1,13
Theo công thức (6.42) :
u
a
vgv
w
oHH
2
..

=

ở đó :

H
: hệ số kể đến ảnh hởng của các sai số ăn khớp,
theo bảng 6.15107 ta có :
H
=0,002
g
o
: hệ số kể đến ảnh hởng của sai lệch các bớc răng bánh 1 và bánh 2 , tra ở bảng
6.16/107 ta đợc: g
o
=56

494,3
175
.97,5.56.002,0=
H
v
=4.17
Do đó theo công thức (6.41) ta có :
K
Hv
=
2.13,1.13,1.9,195043
23,78.5,87.17,4
1
...2
..
1

2
3
+=+

HH
wwH
KKT
dbv
=1,4253
Theo công thức (6.39) ta có :
K
H
=K
H

.K
H

.K
Hv
=1,13.1,13.1,4253 =1,6428
Thay các giá trị vừa tính đợc vào (6.33) ta đợc
( )
2
23,78.474,3.5,87
2.474,4.6428,1.1,58230
17,4.7227,1.274=
H

=385,92 (MPa)

- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo công thức (6.1) với v = 5.97 < 10 m/s chọn Z
v
=1 , với cấp chính xác động học 8
chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần gia công đạt độ nhám R
a
=2,5 ữ
1,25 àm do đó có Z
r
= 0,95 , với d
a
< 700 mm K
xH
= 1
Theo công thức (6.1) và (6.1a) :
[ ] [ ]
1.1.95,0.82,421... ==
xHRvHH
KZZ

=400,73 (MPa)
Nh vậy
H
=385,92 < [
H
] = 400,73
Tính sự chênh lệch ứng suất :
[ ]
[ ]
%100.

73,400
92.38573,400
%100.

=

=
H
HH



=3.7% <4%
d, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn , theo công thức (6.43) :
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
17
mdb
YYYKT
ww
FF
F
..
.....2
3
2
3


=
3

43
4
.
ỳ
FF
F
Y
Y


=
T
2
: mômen xoắn trên bánh chủ động
m : môđun pháp
b
w
: bề rộng vành răng
d
w3
: đờng kính vòng lăn bánh chủ động
Y

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , với

= 1,721 là hệ số trùng khớp
ngang ta có Y

=
721,1

11
=


=0,581
Y

: hệ số kể đến độ nghiêng của răng , ta có
140
736,13
1
140
1
oo
Y ==


=0,6566
Y
F3
,Y
F4
: hệ số dạng răng của bánh răng 3 và 4 phụ thuộc vào số răng tơng đơng :
33
3
3
9714,0
38
cos
==


z
z
v
=41
33
4
9714,0
132
cos
4
==

z
z
v
=144
tra ở bảng 6.18/109 : Y
F3
=3,68 sau khi đã nội suy,Y
F4
=3,6
K
F
: hệ số tải trọng khi tính về uốn
K
F
=K
F


.K
F

.K
Fv
với : K
F

: là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên bề rộng vành răng,
theo bảng 6.7/98 K
F

=1,05
K
F

: hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều cho các đôi răng đồng thời ăn
khớp , theo bảng 6.14/107 với v<10 m/s và cấp chính xác 8 ta có :
K
F

=
1,37
K
Fv
: hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn :

FF
wwF
Fv

KKT
dbv
K
2
3
2
1+=
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
18
với
u
a
vgv
w
oFF

=
theo bảng 6.15/107
F
=0,006
theo bảng 6.16/107 g
o
=65

494,3
175
97,5.56.006,0=
F
v
= 16,478


2.37,1.05,1.1,58230
23,78.5,87.478,16
1+=
Fv
K
=1,269
Do đó : K
F
= 1,05.1,37.1,269 =1,825
thay các giá trị vào công thức (6.33) ta đợc :
2.23,78.5,87
2.68,3.6566,0.581,0.825,1.1,58230
1 =f

=54,487 (MPa)
68,3
6,3.487,54
4
=
F

=53,3 (MPa)
Tính chính xác ứng suất cho phép uốn .
[
F
] = [
F
].Y
R

.Y
S
.K
xF
với m = 2 mm Y
s
=1,08- 0,0695 ln2 = 1,032 , ở đây ta dùng bánh răng phay nên ta
có Y
R
= 1 , do d
a
< 400 K
xf
=1
Do đó ta có :
[
F3
] = 207,77.1.1,032.1 =214,42 (MPa)
[
F4
] = 197,49.1.1,032.1 =203,81 (MPa)
Nh vậy :

F1
< [
F1
]

F2
< [

F2
]
Bảng thống kê các thông số
Thông số Ký hiệu Trị số đơn vị
Môđun pháp m m=2.5 mm
Số răng bánh răng Z Z
3
= 20
Z
4
= 80
răng
Tỷ số truyền U U
2
= 4
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
19
Khoảng cách trục a
w
a
w
= 131 mm
Chiều rộng vành răng b
w
b
w
=52.4 mm
Góc nghiêng của răng
= 17.4
độ

Hệ số dịch chỉnh x X
3
=0
X
4
=0
mm
đờng kính chia d d
1
= 52.4
d
2
= 209.6
mm
Đờng kính đỉnh răng d
a
d
a1
= 57.4
d
a2
= 214.6
mm
Đờng kính chân răng d
f
d
f1
= 46.15
d
f2

= 203.35
mm
5. Tính toán bộ truyền cấp chậm ở ngoài hộp giảm tốc .
a, Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo công thức (6.15a) ta có:
( )
[ ]
3
1
2
1
12
..
.
1
baH
H
aw
u
KT
uKa


+=
ở đó :
a
w
: khoảng cách trục .
k
a

: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng ;
Theo bảng 6.5 /96với răng nghiêng ta chọn k
a
= 43

ba
: hệ số chiều rộng vành răng
Theo bảng 6.6 /97ta chọn
ba
= 0,5
Theo công thức (6.16) :

bd
= 0,5.
ba
(u + 1) = 0,5.0,4.(3,494 + 1) = 1.19
Theo bảng 6.7 /98 ta có K
H

=1,13 . (chọn sơ đồ 4 )
u
2
= 2,97
a
w2
= 43.4,494.
( )
3
2
5,0.494,3.820,421

13,1.9,195043
= 173,5(mm)
Lấy a
w2
= 175 mm
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
20
b, Xác định các thông số ăn khớp .
Theo công thức (6.17) :
m = (0,01
ữ
0,02) a
w
= (0,01
ữ
0,02).175 = 1.75
ữ
3.5 mm
Theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế , chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp
chậm bằng môđun cấp nhanh m=2 mm .
ở đây là bộ truyền đồng trục nên ta chọn sơ bộ = 10 , do đó cos = 0,9848
Theo công thức (6.17) ta có :
z
3
=
494,4.2
9848,0.175.2
)1.(
cos..2
1

1
=
+um
a
w

= 38
Lấy z
1
=38
z
4
= z
3
.u
2
= 3,494.38 = 132
Lấy z
2
= 132
Khi đó tỷ số truyền thực là :
u =
38
132
3
4
=
Z
Z
= 3,474

Do đó Cos =
( )
( )
175.2
132382
.2
2
43
+
=
+
w
a
ZZm
=0,9714
suy ra = 13,736
o
c, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo công thức (6.33) ta có
( )
2
3
122
wmw
mH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+

=


Z
M
: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp ,
theo bảng 6.5 /96 ta có trị số của 3
1
274 MPaZ
M
=
Z
H
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc , trị số của Z
H
đợc tính theo công thức :
tw
b
H
Z


2sin
cos2
=

b
: góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở .
Theo công thức (6.35):
tg

b
= cos
t
.tg
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
21
với
t
=
tw
= arctg








=








o
o

tg
arctg
tg
736,13cos
20
cos


=20,540
o
trong đó = 20
o
theo TCVN 1065 - 71
tg
b
= cos20,540
o
.tg13,736
o
= 0,229
b
=12,89
o
Do đó theo công thức (6.34) ta có

( )
o
H
Z
54,20.2sin

89,12cos.2
=
= 1,7227
Z

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , đợc xác định nh sau :
với

=


..2
736,13sin.175.5,0
.
sin
o
w
m
b
=
=3,24 >1
ta dùng công thức (6.36c) :



1
=Z
ở đó :



: hệ số trùng khớp ngang , tính theo công thức:
o
ZZ
736,13cos
132
1
38
1
2,388,1cos.
11
.2,388,1
43












+=















+=


=1,721

721,1
1
=

Z
=0,7623
Dờng kính vòng lăn bánh nhỏ :
1474,3
175.2
1
.2
2
3
+
=
+

=
m
w
w
u
a
d
=78,23 (mm)
Theo công thức (6.40) ta có :
60000
418.23,78.
60000
..
23


==
nd
v
w
= 1,7113 (m/s)
với v=1,7113 <2,5 theo bảng 6.12 ta chọn cấp chíng xác động học 9 theo bảng 6.13 và
6.14/107 với cấp chính xác tiếp xúc 8 và v < 2,5 K
H

=1,13
Theo công thức (6.42) :
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
22
u

a
vgv
w
oHH
2
..

=
ở đó :

H
: hệ số kể đến ảnh hởng của các sai số ăn khớp,
theo bảng 6.15107 ta có :
H
=0,002
g
o
: hệ số kể đến ảnh hởng của sai lệch các bớc răng bánh 3 và bánh 4 , tra ở bảng
6.16/107 ta đợc: g
o
=73

494,3
175
.7113,1.73.002,0=
H
v
=1,768
Do đó theo công thức (6.41) ta có :
K

Hv
=
2.13,1.13,1.9,195043
23,78.5,87.768,1
1
...2
..
1
2
3
+=+

HH
wwH
KKT
dbv
=1,0243
Theo công thức (6.39) ta có :
K
H
=K
H

.K
H

.K
Hv
=1,13.1,13.1,0243 =1,3079
Thay các giá trị vừa tính đợc vào (6.33) ta đợc

( )
2
23,78.474,3.5,87
474,4.3079,1.9,195043
7623,0.7227,1.274=
H

=398,58 (MPa)
- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo công thức (6.1) với v = 1,7113 < 5 m/s chọn Z
v
=1 , với cấp chính xác động học
9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần gia công đạt độ nhám R
a
=2,5 ữ
1,25 àm do đó có Z
r
= 0,95 , với d
a
< 700 mm K
xH
= 1
Theo công thức (6.1) và (6.1a) :
[ ] [ ]
1.1.95,0.82,421... ==
xHRvHH
KZZ

=400,73 (MPa)
Nh vậy

H
=398,58 < [
H
] = 400,73
Tính sự chênh lệch ứng suất :
[ ]
[ ]
%100.
73,400
58,39873,400
%100.

=

=
H
HH



=0,54% <4%
d, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn , theo công thức (6.43) :
mdb
YYYKT
ww
FF
F
..
.....2
3

2
3


=
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
23
3
43
4
.
ỳ
FF
F
Y
Y


=
T
2
: mômen xoắn trên bánh chủ động
m : môđun pháp
b
w
: bề rộng vành răng
d
w3
: đờng kính vòng lăn bánh chủ động
Y


: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , với

= 1,721 là hệ số trùng khớp
ngang ta có Y

=
721,1
11
=


=0,581
Y

: hệ số kể đến độ nghiêng của răng , ta có
140
736,13
1
140
1
oo
Y ==


=0,6566
Y
F3
,Y
F4

: hệ số dạng răng của bánh răng 3 và 4 phụ thuộc vào số răng tơng đơng :
33
3
3
9714,0
38
cos
==

z
z
v
=41
33
4
9714,0
132
cos
4
==

z
z
v
=144
tra ở bảng 6.18/109 : Y
F3
=3,68 sau khi đã nội suy,Y
F4
=3,6

K
F
: hệ số tải trọng khi tính về uốn
K
F
=K
F

.K
F

.K
Fv
với : K
F

: là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên bề rộng vành răng,
theo bảng 6.7/98 K
F

=1,3
K
F

: hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều cho các đôi răng đồng thời ăn
khớp , theo bảng 6.14/107 với v<2,5 m/s và cấp chính xác 9 ta có :
K
F

=

1,37
K
Fv
: hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn :

FF
wwF
Fv
KKT
dbv
K
2
3
2
1+=
với
u
a
vgv
w
oFF

=
theo bảng 6.15/107
F
=0,006
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
24
theo bảng 6.16/107 g
o

=73

484,3
175
7113,1.73.006,0=
F
v
= 5,305

2.3,1.37,1.9,195043
23,78.5,87.305,5
1+=
Fv
K
=1,0523
Do đó : K
F
= 1,37.1,3.1,0523 =1,874
thay các giá trị vào công thức (6.33) ta đợc :
2.23,78.5,87
2.68,3.6566,0.581,0.874,1.9,195043
3
=
F

=74,96 (MPa)
68,3
6,3.83,100
4
=

F

=73,33 (MPa)
Tính chính xác ứng suất cho phép uốn .
[
F
] = [
F
].Y
R
.Y
S
.K
xF
với m = 2 mm Y
s
=1,08- 0,0695 ln2 = 1,032 , ở đây ta dùng bánh răng phay nên ta
có Y
R
= 1 , do d
a
< 400 K
xh
=1
Do đó ta có :
[
F3
] = 207,77.1.1,032.1 =214,42 (MPa)
[
F4

] = 197,49.1.1,032.1 =203,81 (MPa)
Nh vậy :

F3
< [
F3
]

F4
< [
F4
]
Bảng thống kê các thông số
Thông số Ký hiệu Trị số đơn vị
Môđun pháp m m=3 mm
Số răng bánh răng Z Z
3
= 34
Z
4
=136
răng
Tỷ số truyền U U
2
= 4
Khoảng cách trục a
w
a
w
= 255 mm

Chiều rộng vành răng b
w
b
w
=102 mm
Góc nghiêng của răng
= 0
độ
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43
25
Hệ số dịch chỉnh x X
1
=
X
2
=0.0007
X
2
=0.0804
mm
đờng kính chia d d
1
= 102
d
2
= 408
mm
Đờng kính đỉnh răng d
a
d

a1
= 108
d
a2
= 486
mm
Đờng kính chân răng d
f
d
f1
= 94.5
d
f2
= 472.5
Mm
III- tính toán trục của hộp giảm tốc.
1. chọn vật liệu chế tạo trục .
trục là bộ phận quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển động quay
giữa bánh răng ăn khóp . đòng thời trục còn tiếp nhận cả mô men uốn và xoắn.vì vậy trục
cần đảm bảo độ cứng vững,ổn định và đạt độ chính xác cao.
vì ở đây tải trọng trung bình nên ta dùng thép 45 thờng hoá, có
1
= 600 Mpa , ứng suất
xoắn cho phép = (12 30) Mpa.
2. Sơ đồ động phân tích lực .
Sinh viên t.h :ĐặNG ĐứC HùNG LớP:TDHTKCK-K43