Đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp đổi mới của đất nước, tầm quang trọng của ngành Cơ Khí nói chung và ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy nói riêng, giữ vai trò then chốt trong công cuộc Công Nghệp Hóa và Hiện Đại Hóa đất nước. Trong bối cảnh đất nước đang gia nhập WTO thì điều này lại càng khẳng định. Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy móc ngành công - nông nghiệp và giao thông vận tải... Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết với thực nghiệm. Lí thuyết tính toán các chi tiết máy được xây dựng trên cơ sở những kiến thức về toán học, vật lí, cơ học lí thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu v.v…, được chứng minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sản xuất. Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa Cơ Khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết có công dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau này. Đây là đầu tiên của em đồ án, nên sẽ không tránh khỏi những sai sót, em mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo thêm các quý thầy cô và các bạn. Đồ án này sẽ không được hoàn thành nếu không có sự trao đổi, đóng góp những ý kiến quý báu của các bạn trong lớp, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Tuấn Hùng. Qua đây em cũng xin gởi lời cảm ơn sâu xét đến các bạn, thầy Nguyễn Tuấn Hùng, đã tận tình giúp đỡ nhóm em hoàn thành đồ án này. Sinh viên thực hiện: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN BỘ MÔN TPHCM. Ngày……tháng…...năm 2009 Giáo viên bộ môn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TPHCM. Ngày……tháng…...năm 2009 Giáo viên hướn dẫn MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 PHẤN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 7 1.1. Công suất cần thiết 7 1.2. Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống 7 1.3. Chọn động cơ 7 1.4. Phân phối lại tỳ số truyền cho hệ thống 8 1.5. Công suất động cơ ở trên các trục 8 1.6. Tốc độ quay trên các trục 9 1.7. Tốc độ quay tren các trục 9 PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 10 2.1. Chọn loại đai 10 2.2. Xác định thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai 11 2.2.1. Xác định đường kính bánh đai nhỏ 11 2.2.2. Xác định đường kính bánh đai lờn 12 2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục 12 2.4. Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ a 12 2.5 Xác định chính xác khoảng cách trục a theo L = 1500 mm 12 2.6. Kiểm nghiệm góc ôm 13 2.7. Xác định số đai cần thiết 13 2.8. Định kích thước chủ yếu của bánh đai 14 2.9. Lực căng ban đầu 14 PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 15 3.1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của cấp nhanh 15 3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện 15 3.1.2. Xác định ứng suất tiếp, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh..... 16 3.1.3. Tính khoảng cách trục A 17 3.1.4. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng 18 3.1.5. Định chính xác hệ số tải trọng K 17 3.1.6. Xác định mô đun, số bánh răng, góc nghiêng cảu răng và chiều rộng bánh răng 18 3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 19 3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột 20 3.1.9. Các thông số hình học của bộ truyền 20 3.1.10. Lực tác dụng lên trục 21 3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm 21 3.2.1. Chọn vật liệu và cắt nhiệt luyện 21 3.2.2. Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép 22 3.2.3. Tính khoảng cách sơ bộ trục A 23 3.2.4. Tính vận tốc vòng cảu bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng ….. 23 3.2.5. Định chính xác hệ số tải trọng K 24 3.2.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng 24 3.2.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 24 3.2.8. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng khi chịu tải trọng đột ngột 25 3.2.9. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền 26 3.2.10. Tính lực tác dụng lên trục 27 PHẦN IV: TÍNH TOÁN TRỤC 27 4.1. Chọn vật liệu cho trục 27 4.2. Tính sức bền trục 27 4.2.1. TÍnh đường kính sơ bộ của trục 27 4.2.2. Tính gần đúng các trục 28 4.2.3. Tính Chính xác trục 35 PHẦN V: TÍNH THEN 40 5.1. Tính then lắp trên trục I 40 5.2. Tính toán then trên trục II 41 5.3. Tính toán then trên trục III 42 PHẦN VI: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 44 6.1. Chọn ổ lăn 44 6.2. Dung sai lắp ghép bánh răng 47 6.3. Dung sai lắp ghép ổ lăn 47 6.4. Dung sai lắp vòng chặn dầu 48 6.5. Dung sai khi lắp vòng lò xo (bạc vòng) trên trục tùy động 48 6.6. Dung sai lắp ghép then trên trục 48 6.7. Cố định trục theo phương dọc trục 49 6.8. Che kín ổ lăn 49 6.9. Bôi trơn ổ lăn 49 PHẦN VII: CẤU TẠO VỎ HỘP GIẢM TỐC 50 PHẦN VIII: NỐI TRỤC 51 PHẦN IX: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC 53 PHẦN X: CÁC CHI TIẾT PHỤ 54 10.1. Vòng chặn dầu 54 10.2. Chốt định vị 54 10.3. Nắp quan sát 54 10.4. Nút thông hơi 55 10.5. Nút tháo dầu 55 10.6. Que thăm dầu 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 LỜI KẾT 58 Bộ Công Thương Trường Đại Học Công Nghiệp Tp. HCM Khoa : Cơ Khí Bộ môn : Cơ Sở Thiết Kế Máy ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Sinh viên thực hiện: Ngành đào tạo: DHOT1TLT Người hướng dẫn: Nguyễn Tuấn Hùng. Ký tên ĐỀ TÀI Đề số 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN
1. Động cơ. 2. Bộ truyền đai thang. 3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh. 4. Nối trục đàn hồi. 5. Thùng trộn. Số liệu cho trước phương án 3 P (kW)  n (vg/ph)  L (năm)  t1 (giây)  t2 (giây)  T1  T2   8  50  7  15  36  T  0,9T   Yêu cầu: 1. 01 Bản thuyết minh. 2. 01 Bản vẽ lắp A0. 3. 01 Bản vẽ chi tiết. PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRIỀN 1.1. Công suất cần thiết Do tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có:
Hiệu suất chung
của hệ thống:
Theo (bảng 2.3), trang 19, [1] ta có: Với :
: Hiệu suất bộ truyền đai
: Hiệu suất nối đàn hồi
: Hiệu suất một cặp ổ lăn
: Hiệu suất bộ truyền bánh đai ηkn = 1 : Hiệu suất khớp nối  Suy ra :
Vậy công suất cần thiết của động cơ:
1.2. Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống Chọn tỉ số truyền sơ bộ: Theo (bảng 2.4), trang 19, [1]. Ta chọn : Đai thang:
Hộp giảm tốc hai cấp:
Nên tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống là:
Vận tốc sơ bộ của động cơ là:
1.3. Chọn động cơ Động cơ chọn làm việc ở chế độ dài với phụ tải thay đổi nên động cơ phải chọn có Pdm
Pct = 8,55 (KW). Theo bảng P1.2 trang 234 tài liệu [2]. ta chọn động cơ có số liệu 4A100S4Y3 có thông số kỷ thuật. + Công suất định mức : Pdm = 11 (KW) + Số vòng quay : ndc = 1458 (vg/ph) + Hiệu suất của động:
1.4. Phân phối lại tỳ số truyền cho hệ thống Tỉ số truyền thực :
Chọn tỉ số truyền đai:
Vậy tỷ số truyền của hộp giảm tốc là:
Gọi
 : là tỷ số truyền bánh răng cấp nhanh.
 : là tỷ số truền của bánh răng cấp chậm. Với điều kiện :

Vậy phân phối tỷ số truyền như sau : Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc : un = 3,41 Tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc : uc = 2,44 Tỷ số truyền của bộ truyền đai: ud = 3,5 1.5. Công suất động cơ ở trên các trục - Công suất động cơ của trục I (trục dẫn) là:
- Công suất động cơ của trục trục II là:
- Công suất động cơ của trục III là:
- Công suất động cơ trên trục công tác là:
1.6. Tốc độ quay trên các trục - Tốc độ quay trên trục I là:
- Tốc độ quay trên trục II là:
- Tốc độ quay trên trục III là:
1.7. Tính moment xoắn trên trục Theo công thức sau:
Trong đó:
: công suất (kw)
: số vòng quay (vòng/phút) + Momem xoắn trên trục động cơ là:
+ Momem xoắn trên trục I là:
+ Momem xoắn trên trục II là :  + Momem xoắn trên trục III là :
+ Momem xoắn trên trục công tác là:
Bảng 1: truc Thông số  Động cơ  I  II  III  Công tác   Tỷ số truyền u   3,5  3,41  2,41  1    Số vòng quay n (v/h)  1420  486  132  50  50   Công suất P (Kw)  11  10,454  10,143  9,841  9,6441   Mô men (N.mm)  72051  239989  793980  1873710  1842004   PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYẾN ĐAI THANG
Hình 1 Các thông số của bộ truyền đai 2.1 Chọn loại đai Thiết kế bộ truyền đai cần xác định loại đai, kích thước đai và bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài L và lực tác dụng lên trục. Do công suất động cơ Pct = 11 Kw) và iđ = 3,5 < 10 và yêu cầu làm việc êm nên ta có thể chọn đai hình thang. Ta nên chọn loại đai làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm việc trong môi trường ẩm ướt ( vải cao su ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm ), lại có sức bền và độ đàn hồi cao. Đai vải cao su thích hợp ở các truyền động có vận tốc cao, công suất truyền động nhỏ. Dựa vào công suất Pct = 11(Kw) và số vòng quay n1 = 1458 (vg/ph). tra theo (bảng 4.1), trang 51, [1] ta chọn: Đai thang loại , được làm từ vật liệu tổng hợp. Các thông số đai hình thang thường loại : Tên gọi  Kí hiệu  Giá trị   Chiều rộng lớp trung hòa  bt  14   Chiều rộng mặt trên  b  17   Khoảng cách từ mặt trung hòa đến thớ ngoài  yo  4.0   Diện tích mặt cách ngang  A  138   Chiều cao đai  h  13.5   Đường kính bánh đai dẫn  d1  200-400   Kích thước mặt cắt ngang của dây đai
2.2. Xác định thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai 2.2.1. Xác định đường kính bánh đai nhỏ d1 Ta có:
Theo tiêu chuẩn chọn
Vận tốc dài của đai:
Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép:
nên thỏa điều kiện. 2.2.2. Xác định đường kính bánh đai lớn d2 Theo công thức (5-4) ta có đường kính bánh đai lớn : d2 = uđ.d1.(1-
) trong đó : iđ hệ số bộ truyền đai
 : hệ số trượt của bộ truyền đai thang lấy
= 0,01
d2 = 3,5.225.(1- 0,01) = 779,6mm Chọn : d2 = 800 mm - Xác định lại tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai là
- Sai số của bộ truyền là:
Sai số
trong phạm vi cho phép (3
5)% 2.3. Chọn khoảng cách trục a Theo điều kiện : 0,55(d1 + d2) + h
a
2.(d1 + d2) 0,55(225 + 800 ) + 13,5
a
2.( 225 + 800 ) 577,25
a
2050 mm ( với h là chiều cao tiết diện đai) Ta có thể chọn sơ bộ a = d2 = 800mm 2.4. Tính chiều dài sơ bộ theo khoảng cách trục a
Theo bảng (5-12) tài liệu [3] trang 92 lấy L = 3350 (mm) Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây Theo công thức (5-20):
2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục a theo L = 3350mm
Trong đó:
(1) Kiểm tra điều kiện : 577,25
820
2050 mm ( thỏa mãn điều kiện (1)) Khoảng cách nhỏ nhất mắc đai: amin = a – 0,015L = 820 – 0,015.3350 = 769,75 (mm) Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng : amax = a + 0,03L = 820 + 0,03.3350 = 920,5(mm) 2.6. Kiểm nghiệm góc ôm

Thỏa mãn Vì

thỏa mãn điều kiện không trượt trơn. (đối với đai sợi tổng hợp) 2.7. Xác định số đai cần thiết Số đai được xác định theo điều kiện tránh xa trượt trơn giữa hai đai và bánh đai. Số dây đai được xác định theo công thức:
- Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm đai
- Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc
- Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng Cr = 0,85 - Hệ số xét đến ảnh hưởng đến tỷ số truyền u Cu = 1,14 vì u = 3,114 > 2,5 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài
- Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai Cz ta chọn sơ bộ bằng 1 - Theo bảng (4.19) tài liệu [1] trang 62 ta chọn [P0] = 6,46 Kw
Ta chọn Z = 2 đai 2.8. Định kích thước chủ yếu của bánh đai - Chiều rộng bánh đai: Theo công thức (5-23):
Theo bảng 10.3 ta có : f = 10, e = 15, y0 = 14

Đường kính bánh đai ngoài: Theo công thức (5-24) : + Với bánh dẫn: da1 = d1 + 2y0 = 225 + 2.14 = 253(mm) + Vận tốc bánh bị dẫn: da2 = d2 + 2y0 = 800 + 2.14 = 828 (mm) Lực căng ban đầu F0 = A.
= Z.A1.
= 2.138.1,5 = 414 (N) Trong đó:
= 1,5 N/mm2 ứng suất ban đầu A = 138 mm2 là tiết diện của dây đai Lực căng mỗi dây đai:
Lực tác dụng lên trục: F1
3.F0.sin(
) Với: a1 = 1400, F0 = 414 (N)
F1
3.414.sin(
) = 1167,1 (N) Bảng 2 : các thông số bộ truyền đai thông số  Giá trị    Bánh đai nhỏ  Bánh đai lớn   Đường kính bánh đai  d1 = 225 (mm)  d2 = 800 (mm)   Đường kính ngoài bánh đai  253 (mm)  828 (mm)   Chiều rộng bánh đai  43 (mm)   Sai số  2 đai   Chiều dài đai  3350 (mm)   Khoảng cách trục  820 (mm)   Góc ôm  1400   Lực tác dụng lên trục  1167,1 (N)   PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 3.1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh 3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350. Đồng thời khả năng chạy mòn của răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25
50 HB HB1 = HB2 + (25
50)HB + Bánh răng trụ răng ngiêng nhỏ thép 45 thường hóa, (bảng 3-8) trang 40 tài liệu [3] ta có các thông số của thép như sau: Giới hạn bèn kéo:
Giới hạn chảy:
Độ rắn: HB = 170
220 (chọn HB1 = 200) (giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm) + Bánh răng trụ răng ngiêng lớn thép 35 thường hóa, (bảng 3-8) trang 40 tài liệu [3] ta có các thông số của thép như sau: Giới hạn bền kéo:
Giới hạn chảy:
Độ rắn: HB = 140
190 (chọn HB2 = 170) (giả thiết đường kính phôi 100
300 mm) Vói cả hai bánh răng lớn và bánh răng nhỏ ta chọn phôi là phôi rèn. 3.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh + Ứng suất tiếp xúc cho phép Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:
Trong đó :
, t2 = 0,706Lh, với Lh = 300.7.2.8 = 33600 h
chu kỳ Vậy số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ
chu kỳ Do đó hệ số chu kỳ ứng suất K’N của cả hai bánh răng đều bang 1. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép Theo bảng (3-9) trang 43 tài liệu [3] ta có
+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn
+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ
Ứng suất uốn cho phép Số chu kỳ tương đương của bánh lớn
Vậy cả Ntd1 và Ntd2 đều lớn hơn N0 = 5.106, do đó K’’N = 1 + Giới hạn mỏi uốn của thép 45:
+ Giới hạn mỏi uốn của thép 35:
Vì phôi rèn, thép thường hóa nên lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng
= 1,8 Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động nên ta có ứng suất uốn cho phép + Bánh nhỏ:
(2) + Bánh lớn:
(3) 3.1.3. Xác định khoảng cách trục aw(sơ bộ) + Theo công thức (3-10):
- Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K = 1,3 - Chọn hệ số chiều rộng bánh răng
Trong đó : u = 3,41 : Tỷ số truyền n2 = 132 (v/p) số vòng quay trong 1 phút của bánh bị dẫn N = 10,454 (Kw) công suất trên trục I
= 1,25 hệ số ảnh hưởng khả năng tải
Ta chọn A = 250 mm 3.1.4. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng - Vận tốc của bánh răng trụ ăn khớp ngoài được tính theo công thức ( 3-17)
Với: n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn
- Với vận tốc này theo bảng (3-11) trang 46 tài liệu [3] có thể chọn cấp chính xác 9 3.1.5. Định chính xác hệ số tải trọng K - Chiều rộng bánh răng lớn :
Ta chọn b2 = 75 mm (4) Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ:
Ta chon d1 114 mm Do đó :
Với
= 0,66 theo bảng 3-12 trang 47 tài liệu [3] ta có Ktt bảng = 1,03 Tính hệ số tập trung tải trọng thực tế :
Theo bảng 3-14 trang 48 tài liệu [3] tìm được hệ số tải trọng động Kđ = 1,2 ( giả sử
) Hệ số tải trọng:
Vì trị số K không chênh lếch nhiều với dự đoán nên không cần tính lại khoảng cách trục A và ta có thể lấy A = 250 mm. 3.1.6. Xác định mô đun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng bánh răng + Mô đun pháp: mn = (0,01
0,02).A = 2,5
5mm (lấy mn = 4 mm) + Sơ bộ chọn góc nghiêng
+ Tổng số răng của hai bánh
+ Số răng bánh nhỏ:
răng chọn Z1 = 28 răng + Số răng bánh lớn:
răng chọn Z2 = 96 răng + Tính chính xác góc nghiêng

vậy
= 9052’ + Chiều rộng bánh răng:
(thỏa mạn điều kiện (4)). 3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng + Theo công thức (3-34) có:
Trong đó: N = 10,454 (Kw) công suất bộ truyền y : hệ số dạng răng n : Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính mn: Mô đun Ztd: Số răng tương đương trên bánh b,
: Bề rộng và ứng suất tại chân răng + số răng tương đương của bánh nhỏ
răng + Số răng tương đương của bánh lớn
răng Theo bảng (3-18) trang 52 tài liệu [3] ta chọn : - Hệ số dạng răng của bánh nhỏ
- Hệ số dạng răng của bánh lớn
- Lấy hệ số
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ

( thỏa mãn điều kiện (2)) Đối với bánh lớn

( thỏa mãn điều kiện (3)) 3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột - Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải + bánh răng nhỏ:
+ bánh răng lớn:
với:

ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ và bánh răng lớn. Kiểm nghiệm sức bền uốn cho phép khi quá tải: + Bánh răng nhỏ:



<
Thỏa mãn + bánh răng lớn:



<
Thỏa mãn 3.1.9. Các thông số hinh học chủ yếu của bộ truyền + Môdun pháp:
+ Số răng:
răng ,
răng + Góc nghiêng răng:
+ Góc ăn khớp:
+ Chiều rộng bánh răng:
,
+ Đường kính vòng chia:

+ Khoảng cách trục:
+ Chiều cao răng:
+ Độ hở hướng tâm:
+ Đường kính vòng chia đỉnh răng:

+ Đường kính vòng chân răng:

3.1.10. Lực tác dụng lên trục Lực vòng:
Lực hướng tâm:
Lực dọc trục
Bảng 3: Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Thông số  Giá trị    Bánh răng nhỏ  Bánh răng lớn   Số răng  Z1 = 29 răng  Z2 = 96 răng   Đường kính vòng chia  dc1 = 116 mm  dc2 = 384 mm   Đường kính vòng đỉnh răng  De1 = 124 mm  De2 = 392 mm   Đường kính vòng chân răng  Di1 = 107 mm  Di2 = 375 mm   Chiều rộng răng  b1 = 75 mm  b2 = 75 mm   Môđun pháp  mn = 4 mm   Khoảng cách trục  A = 250 mm   Chiều cao răng  h = 9 mm   Độ hở hướng tâm  c = 0,5 mm   Góc nghiêng răng 
= 9052’   Góc ăn khớp 
= 200   3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng thẳng của cấp chậm 3.2.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện + Bánh răng nhỏ thép 45 thường hóa tra (bảng 3-8) trang 40 tài liệu [3] ta có các thông số của thép như sau: - Giới hạn bền kéo:
- Giới hạn chảy:
- Độ rắn: HB = 170
220 (chọn HB1 = 190) (giả thiết đường kính phôi dưới 100
300 mm) + Bánh răng lớn thép 35 thường hóa. Tra bảng (3-8) trang 40 tài liệu [3] ta có các thông số của thép như sau: - Giới hạn bền kéo:
- Giới hạn chảy:
- Độ rắn: HB = 140
190 (chọn HB2 = 160) (giả thiết đường kính phôi 300
500 mm) Với cả hai bánh răng lớn và bánh răng nhỏ ta chọn phôi là phôi rèn. 3.2.2. Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh + Ứng suất tiếp xúc cho phép Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:
Trong đó :
, t2 = 0,706Lh, với Lh = 300.7.2.8 = 33600 h
chu kỳ Vậy số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ
chu kỳ Do đó hệ số chu kỳ ứng suất K’N của cả hai bánh răng đều bằng 1. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép Theo bảng (3-9) trang 43 tài liệu [3] ta có
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn
Ừng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ
Để tính sức bền ta dung trị số nhỏ là
= 416 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép Số chu kỳ tương đương của bánh lớn
Vậy cả Ntd1 và Ntd2 đều lớn hơn N0 = 5.106, do đó K’’N = 1 Giới hạn mỏi uốn của thép 45:
Giới hạn mỏi uốn của thép 35:
Vì phôi rèn, thép thướng hóa hệ số an toàn n = 1,5, và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng
= 1,8 Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động nên ta có ứng suất uốn cho phép - Bánh răng nhỏ
(5) - Bánh răng lớn
(6) 3.2.3. Tính khoảng cách sơ bộ trục A + theo công thức (3-9):
- Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K = 1,3 - Chọn hệ số chiều rộng bánh răng
Trong đó: u = 2,41 Tỷ số truyền n2 = 50 (v/p) số vòng quay trong một phút của bánh răng bị dẫn N = 10,143 (Kw) : Công suất trên truc II
Ta chọn A = 340 mm 3.2.4. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng - Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài được tính theo công thức (3-17)
Với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn:
+ Với vận tốc này theo bảng (3-11) trang 46 tài liệu [3] có thể chọn cấp chính xác 9 3.2.5. Định chính xác hệ số tải trọng K Chiều rộng bánh răng:
+ Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ:
Do đó:
Với
= 0,51 theo bảng (3-12) trang 47 tài liệu [3] ta có Ktt bảng = 1 Tính hệ số tập trung tải trọng thực tế :
Theo bảng (3-14) trang 48 tài liệu [3] tìm được hệ số tải trọng động Kđ = 1,1 ( giả sử
) Hệ số tải trọng:
Vì trị số K không chênh lếch với dự đoán nên không cần tính lại khoảng cách trục A và ta có thể lấy A = 340 mm. 3.2.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng + Mô đun pháp: mn = (0,01
0,02).A = 3,4
6,8 mm (lấy mn = 4 mm) - Số răng bánh nhỏ:
chọn Z1 = 50 răng Số răng bánh lớn:
răng chọn Z2 = 120 răng + Chiều rộng bánh răng lớn b2 = 0,3.340 = 102 mm 3.2.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng Theo công thức (3-33) :
Trong đó : k = 1,3 : Hệ số tải trọng N : Công suất bộ truyền (Kw) y : Hệ số dạng răng n : Số vòng quay trên một phút của bánh răng đang tính mn : Môđun Ztd : Số răng tương đương trên bánh b,
: Bề rộng và ứng suất tại chân răng Theo bảng (3-18) trang 52 tài liệu [3] ta chọn + Hệ số dạng răng của bánh nhỏ y1 = 0,471 + Hệ số dạng răng của bánh lớn y2 = 0,517 Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
( thỏa mãn điều kiện (5)) Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn
(thỏa mãn điều kiện (6)) 3.2.8. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng khi chịu tải trọng đột ngột - Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải + bánh răng nhỏ:
+ bánh răng lớn:
với:

ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ và bánh răng lớn. Kiểm nghiệm sức bền uốn cho phép khi quá tải: + Bánh răng nhỏ :



<
Thỏa mãn + bánh răng lớn:



<
Thỏa mạn 3.2.9. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền + Mô đun mn = 4 mm + Số răng Z1 = 50 răng, Z2 = 120 răng + Góc ăn khớp
+ Chiều rộng bánh răng : b2 = 102 mm b1 = 102 mm + Đường kính vòng chia d1 = mn.Z1 = 4.50 = 200 mm d2 = mn.Z2 = 4.120 = 480 mm + khoảng cách trục :
+ Chiều cao răng : h = 2,25.mn = 2,25. 4 = 9 mm + Độ hở tâm răng: c = 0,25.mn = 0,25.4 = 1 mm + Đường kính vòng đỉnh răng
+ Đường kính vòng chân răng
3.2.10. Tính lực tác dụng lên trục Lực vòng :
Lực hướng tâm :
Bảng 4 : Các thông số của bánh răng trụ răng thẳng Thông số  Giá trị    Bánh răng nhỏ  Bánh răng lớn   Số răng  Z1 = 50 răng  Z2 = 120 răng   Đường kính vòng chia  d1 = 200 mm  d2 = 480 mm   Đường kính vòng đỉnh răng  De1 = 208 mm  De2 = 488 mm   Đường kính vòng chân răng  Di1 = 192 mm  Di2 = 472 mm   Chiều rộng răng  b1 = 102 mm  b2 = 102 mm   Môđun  mn = 4 mm   Khoảng cách trục  A = 340 mm   Chiều cao răng  h = 9 mm   Độ hở hướng tâm  c = 1 mm   Góc ăn khớp 
= 200   PHẦN IV : TÍNH TOÁN TRỤC 4.1. Chọn vật liệu cho trục Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít tập trung ứng suất, có thể nhiệt luyện được và dễ gia công. Thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục. Vì hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên ta chọn loại thép 45 (thường hóa) có giới hạn bền :