Đề tài Thiết kế Đồ án Chi tiết máy - Đào Xuân Hòa

ng thép 45 => [τc] = 60 ÷ 90 (Mpa). Chọn [τc] = 60 
(Mpa). 
 + T là momen xoắn trên trục. 
 + d là đường kính trục tại tiết diện đang xét 
 + Llv là chiều dài làm việc của then 
 + b là chiều dày của then 
96 
=> ( )
2.408045,83
35,98 MPa
45.36.14
c == 
Ta thấy τc then đảm bảo điều kiện bền cắt. 
Then đã chọn thỏa mãn điều kiện bền 
b. Tại chỗ lắp bánh răng Z3. 
Kích thước then. 
Đường kính trục tại chỗ lắp bánh răng Z3 là d = 52 (mm). 
Ta chọn then bằng 
Tra bảng 9.1b[1] ta có: 
+ Kích thước tiết diên then: b = 16 (mm) ; h = 10(mm) 
+ Chiều sâu rãnh then trên trục và lỗ: t1 = 6 (mm) ; t2 = 4,3 (mm) 
+ Chiều dài mayơ : Lm23 = 80 (mm) 
+ Chiều dài then : Lt = ( 0,8÷0,9).Lm23 = ( 0,8÷0,9).80 = 64÷ 72(mm) 
 Chọn Lt = 70 (mm). 
=> Chiều dài then làm việc : Llv = Lt – b = 70– 16 = 54 (mm) 
Kiểm nghiệm sức bền dập cho then. 
Điều kiện bền dập. 
 
1
2.
. .( )
d d
t
T
d L h t
 = 
−
Trong đó: + [σd] là ứng suất dập cho phép. 
Tra bảng 9.5[1] ta có : [σd] = 150 ( Mpa) 
 + T là momen xoắn trên trục. 
 + d là đường kính trục tại tiết diện đang xét 
 + Llv là chiều dài làm việc của then 
+ h là chiều cao của then 
+ t1 là chiếu sâu rãnh then trên trục. 
=>
2.408045,83
52.54.(10-
2,6
6)
7 5d = = ( Mpa) 
Ta thấy σd then đảm bảo điều kiện bền dập. 
97 
Kiểm nghiệm sức bền cắt cho then. 
 c
lv
c
bLd
T
 =
..
.2
Trong đó: + [τ] là ứng suất cắt cho phép. 
Với then bằng thép 45 => [τc] = 60 ÷ 90 (Mpa). Chọn [τc] = 60 (Mpa). 
 + T là momen xoắn trên trục. 
 + d là đường kính trục tại tiết diện đang xét 
 + Llv là chiều dài làm việc của then 
 + b là chiều dày của then 
=>
2.408045,83
52.54.1
1 , 6
6
8 1c = = (Mpa). 
Ta thấy τc then đảm bảo điều kiện bền cắt. 
Then đã chọn thỏa mãn điều kiện bền. 
5.2. Tính then cho trục III. 
Tại chỗ lắp bánh răng Z4 
Kích thước then. 
Đường kính trục tại chỗ lắp bánh răng Z4 là d = 60 (mm). 
Ta chọn then bằng 
Tra bảng 9.1a[1] ta có: 
+ Kích thước tiết diên then: b = 18 (mm) ; h = 11 (mm) 
+ Chiều sâu rãnh then trên trục và lỗ: t1 = 7 (mm) ; t2 = 4,4 (mm) 
+ Chiều dài mayơ : Lm32 =74 (mm) 
+ Chiều dài then : Lt = ( 0,8÷0,9).Lm32 = ( 0,8÷0,9).74 = 59,2 ÷ 66,6 (mm) 
 Chọn Lt = 63 mm. 
=> Chiều dài then làm việc : Llv = Lt – b = 63 – 18 = 45 (mm) 
Kiểm nghiệm sức bền dập cho then. 
Điều kiện bền dập. 
98 
 
1
2.
. .( )
d d
lv
T
d L h t
 = 
−
Trong đó: + [σd] là ứng suất dập cho phép. 
Tra bảng 9.5[1] ta có : [σd] = 150 ( Mpa) 
 + T là momen xoắn trên trục. 
 + d là đường kính trục tại tiết diện đang xét 
 + Llv là chiều dài làm việc của then 
+ h là chiều cao của then 
+ t1 là chiếu sâu rãnh then trên trục. 
Ta sử dụng 2 then đặt cách nhau 180 
=>
2.0,75.837002, 23
116, 25
60.45.(11 7)
d = =
−
 ( Mpa) 
Ta thấy σd then đảm bảo điều kiện bền dập. 
Kiểm nghiệm sức bền cắt cho then. 
 c
lv
c
bLd
T
 =
..
.2
Trong đó: + [τ] là ứng suất cắt cho phép. 
Với then bằng thép 45 => [τc] = 60 ÷ 90 (Mpa). Chọn [τc] = 60 (Mpa). 
 + T là momen xoắn trên trục. 
 + d là đường kính trục tại tiết diện đang xét 
 + Llv là chiều dài làm việc của then 
 + b là chiều dày của then 
=>
2.837002,23
34,44
60.45.18
c = = (Mpa). 
Ta thấy τc then đảm bảo điều kiện bền cắt. 
Then đã chọn thỏa mãn điều kiện bền 
Tại chỗ lắp với bộ truyền xích 
Kích thước then. 
99 
Đường kính trục tại chỗ lắp khớp nối là d = 55 (mm). 
Ta chọn then bằng 
Tra bảng 9.1a[1] ta có: 
+ Kích thước tiết diên then: b = 16 (mm) ; h = 10 (mm) 
+ Chiều sâu rãnh then trên trục và lỗ: t1 = 6 (mm) ; t2 = 4,3 (mm) 
+ Chiều dài mayơ : Lm33 =70 (mm) 
+ Chiều dài then : Lt = ( 0,8÷0,9).Lm32 = ( 0,8÷0,9).70 = 80 ÷ 90 (mm) 
 Chọn Lt = 80 mm. 
=> Chiều dài then làm việc : Llv = Lt – b = 80 – 16 = 64 (mm) 
Kiểm nghiệm sức bền dập cho then. 
Điều kiện bền dập. 
 
1
2.
. .( )
d d
lv
T
d L h t
 = 
−
Trong đó: + [σd] là ứng suất dập cho phép. 
Tra bảng 9.5[1] ta có : [σd] = 150 ( Mpa) 
 + T là momen xoắn trên trục. 
 + d là đường kính trục tại tiết diện đang xét 
 + Llv là chiều dài làm việc của then 
+ h là chiều cao của then 
+ t1 là chiếu sâu rãnh then trên trục. 
=>
2.837002,23
118,89
55.64.(10 6)
d = =
−
 ( Mpa) 
Ta thấy σd then đảm bảo điều kiện bền dập. 
Kiểm nghiệm sức bền cắt cho then. 
 c
lv
c
bLd
T
 =
..
.2
Trong đó: + [τ] là ứng suất cắt cho phép. 
Với then bằng thép 45 => [τc] = 60 ÷ 90 (Mpa). Chọn [τc] = 60 (Mpa). 
100 
 + T là momen xoắn trên trục. 
 + d là đường kính trục tại tiết diện đang xét 
 + Llv là chiều dài làm việc của then 
 + b là chiều dày của then 
=>
2.837002,23
29,72
55.64.16
c = = (Mpa). 
Ta thấy τc then đảm bảo điều kiện bền cắt. 
Then đã chọn thỏa mãn điều kiện bền 
IV. TÍNH CHỌN KHỚP NỐI 
D Do 
d dm 
l1 l2 
l B 
L 
l 
l3 h 
D2 
d1 dc 
 Hình 4.8: Khớp nối đàn hồi 
Khớp nối là chi tiết tiêu chuẩn vì vậy trong thiết kế thường dựa vào đường kính 
trục động cơ để tính. Ở đây ta chọn khớp nối trục đàn hồi hai nửa nối trục với 
nhau bằng bộ phận đàn hồi có thể là kim loại hoặc không phải kim loại(cao su), 
vật liệu làm nối trục là gang xám GX21-40. Vật liệu chế tạo chốt là thép 45 
thường hoá. 
1.Tính chọn khớp nối cho trục I 
Kích thước cơ bản của nối trục đàn hồi được tính dựa theo: Tt = k.T  T 
-Trong đó: 
101 
T: mômen xoắn danh nghĩa 
TI = 68283,71(N.mm) =68,28371 (N.m) 
k : chế độ làm việc , phụ thuộc vào loại máy công tác ,trị số được tra trong bảng 
16.1 [2] ,k = 1,2 ÷1,5 chọn kbd = 1,5 
 Tt = 68,28 .1,5 = 102,42(N.m) 
Dựa vào mômen xoắn Tt = 102,42 (N.m) và đường kính d = 20 (mm), tra bảng 
16.10a [2], ta được kích thước nối trục vòng đàn hồi như bảng sau: 
T 
(Nm) 
D dm L l d1 D0 Z nmax B B1 l1 D3 l2 
102,42 100 36 104 50 40 71 6 5700 4 28 21 20 20 
Tra bảng 16.10b[3] ta có kích thước cơ bản của vòng đàn hồi: 
Bảng 6.2. Kích thước cơ bản của vòng đàn hổi . 
dc d1 D2 l l1 l2 l3 h 
14 M10 20 62 34 15 28 2 
* Kiểm nghiệm điều kiện bền của vòng đàn hồi và chốt. 
- Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi 
d =  d
c ldDZ
Tk
 
30 ...
..2
- Điều kiện sức bền uốn của chốt 
u =  
0
3
0
. .
0,1. . .
u
c
k T l
D d Z
 
 -Trong đó: 
 d = có thể lấy (2  4) MPa ứng suất dập cho phép của vòng cao su. 
 u = (60  80) MPa ứng suất dập cho phép của chốt. 
Z, D0, dc, l đã cho trong bảng 4.5 và bảng 4.6 
102 
2
0 1
15
34 41,5
2 2
l
l l= + = + = 
k = 1,5 hệ số phụ thuộc vào chế độ làm việc của máy 
 +) Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi : 
 
2.1,5.68283,71
1,2 4
6.71.14.28
d d MPa = = = 
thỏa mãn điều kiện bền dập 
 +) Điều kiện sức bền của chốt : 
 3
41,5.1,5.68283,71
36,36 80
0,1.71.14 .6
u u MPa = = = 
thỏa mãn điều kiện bền chốt 
Kết luận: Vậy khớp nối trục đảm bảo yêu cầu làm việc 
PHẦN IV 
CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT VÀ CÁC CHẾ ĐỘ LẮP TRONG 
HỘP 
4.1. Tính thiết kế vỏ hộp giảm tốc. 
- Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ 
phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ hộp truyền đến, đựng 
dầu bôi trơn, và bảo vệ các chi tiết máy tránh bụi bẩn. 
4.1.1 : Tính kết cấu của vỏ hộp. 
- Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ. Chọn vật liệu để 
đúc hộp giảm tốc là gang xám GX15-32. 
- Chọn bề mặt ghép của vỏ hộp đi qua tâm trục. 
4.1.2: Kết cấu bánh răng. 
Chọn phương pháp rèn hoặc dập để chế tạo phôi bánh răng. 
4.1.3 : Các kích thước cơ bản của vỏ hộp. 
- Dùng phương pháp đúc để chế tạo lắp ổ, vật liệu GX15-32. 
Dựa vào bảng 18.1[2], và 18.2[2] ta xác định được kích thước của hộp như sau. 
103 
Tên gọi Biểu thức tính toán 
Chiều dày. 
+ Thân hộp  
+ Nắp hộp 1 
0,03. 3 0,03.193 3 8,79wa = + = + = (mm) 
Chọn  = 9 mm 
1 0,9. 0,9. 8,19  == = (mm) 
Chọn 1 = 8(mm) 
Gân tăng cứng: 
+ Chiều dày gân e 
+ Chiều cao gân h 
+ Độ dốc 
(0,8 1). (0,8 1).9 7,2 9e =  =  =  
Chọn e = 9(mm) 
h 58 ( mm); 
Khoảng 20 
Đường kính : 
+ Bulông nền, d1 
+ Bulông cạnh ổ,d2 
+ Bulông ghép bích nắp và 
thân,d3 
+ Vít ghép nắp ổ, d4 
1 0,04. 10 0,04.193 10 17,72wd a + = + = (mm) 
Chọn d1 =18 (mm) chọn bulông M18. 
d2 = (0,70,8). d1 = (0,70,8).18 
= 12,614.4 ( mm) 
Chọn d2 = 14mm và chọn bulông M14 
d3 = (0,8  0,9).d2 = (0,8  0,9).14 
 = 11,2 12,6(mm) 
Chọn d3 = 12 mm và chọn bulông M12 
d4 = (0,6  0,7).d2 = (0,6  0,7).12 
 = 7,2  8.4 ( mm) 
Chọn d4 = 8 mm và chọn vít M8 
d5 = (0,5  0,6).d2 = (0,5  0,6).14 
104 
+ Vít ghép nắp cửa thăm, d5 = 7 8,4 ( mm) 
Chọn d5 = 8 mm và chọn vít M8 
Mặt bích ghép nắp và thân: 
+ Chiều dày bích thân hộp,S3 
+ Chiều dày bích nắp hộp, S4 
+ Bề rộng bích nắp và thân, K3 
S3 =(1,4 1,8).d3 = (1,4 1,8).12 
= 16,8  21,6 (mm) 
Chọn S3 = 20 mm 
S4 = (0,9  1).S3 = (0,9  1).20 
= 18 20 ( mm), Chọn S4 =20 mm 
2 21,6. 1,6.14 22,4E d mm= = = ; 
2 21,3. 1,3.14 18,2R d mm= = =
( )
( ) ( )
2 2 2 3 5
22,4 18,2 3 5 42,6 44,6
K E R = + + 
= + +  =  
Chọn 2 42K mm 
( ) ( )3 2 3 5 42 3 5 (39 37)K K mm −  = −  =  , 
nên chọn 
3 37K mm= 
Mặt đế: 
+ Chiều dày đế ( có phần lồi ) 
+ Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q 
S1 = (1,41,7).d1= (1,41,7).18 = 
 = 25,230,6( mm) 
Chọn S1 = 30 mm 
S2 = (1 ÷ 1,1).d1 = (1÷1,1).18 = 18÷19,8 
Chọn S2 = 18 mm 
K1 3.d1 3.18 = 54 ( mm) 
q K1 + 2. = 54 + 2.9= 73 ( mm) 
105 
Khe hở giữa các chi tiết 
+ Giữa bánh răng và thành trong 
hộp 
+ Giữa đỉnh bánh răng lớn với 
đáy hộp 
 ( 11,2). = (11,2).9 = 9 10,8 ( mm) 
Chọn = 11( mm) 
 1 = (35). = (35).9= 27 45 ( mm) 
Chọn 1 = 45 ( mm) 
+ Giữa mặt bên các bánh răng với 
nhau 
 2 > = 9 lấy 2 =13 ( mm) 
Số lượng bu lông nền Z 542,05 357
2,99 4,49
(200 300) (200 300)
L B
Z
+ +
= = = 
 
Chọn 
Z = 4 
L = 2 + 2 + 
2
42 aa dd +
 + a
337,07 267,04
2.9 2.10 193 533
2
+
= + + + = 
Ta chọn L=533 
21 2 12B l b k= + + 
310 27 2.10 357= + + = 
Ta chọn B=357 
 ( L,B: chiều dài và rộng của hộp). 
4.2.2. gối trục. 
Gối trục phải đảm bảo độ cứng để không ảnh hưởng đến sự làm việc của ổ. 
Dựa vào kích thước các trục đã tính toán trong phần thiết kế trục và bảng 
18.2[2] ta có kích thước gối trục. 
Trục D D2 D3 h d4 Z 
I 62 75 90 8 M6 4 
II 90 110 135 12 M8 6 
III 100 120 150 12 M10 6 
106 
Bảng 5.2: Thông số kích thước gối trục. 
Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32.l 
Nắp ổ- vòng phớt 
4.2.3. Vòng phớt. 
 Để nhằm bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng và các tạp chất khác 
xâm nhập vào ổ. Những chất này làm ổ chóng bị mài mòn và bị han rỉ. Ngoài ra 
còn đề phòng dầu chảy ra ngoài ta dùng vòng phớt. Tra bảng 15-17[2]. 
Trục d d1 d2 D a b S0 
I 25 26 24 38 6 4,3 9 
III 55 56,5 54 74 9 6,5 12 
4.2.4. Vòng chắn dầu. 
 Vòng gồm 3 rãnh tiết diện tam giác có góc ở đỉnh là 60 0 . Khoảng cách 
giữa các đỉnh là 3 mm. Vòng cách mép trong thành hộp 2 mm. Khe hở giữa vỏ 
với mặt ngoài của vòng ren là 0.4 mm. 
107 
Vòng chắn dầu 
4.2.5. Nút thông hơi. 
 Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên. Để giảm áp suất và điều hoà 
không khí bên trong và bên ngoài hộp người ta dùng nút thông hơi. Nút thông 
hơi được lắp trên nắp cửa thăm hoặc ở vị trí cao nhất của nắp hộp. Tra bảng 
18.6 [2] 
A B C D E G H I K L M N O P Q R S 
M27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32 
108 
Hình dạng và kích thước nút thông hơi 
4.2.6. Que thăm dầu. 
 Kết cấu đã được tiêu chuẩn hoá và được cho như hình vẽ : 
Hình dạng và kích thước que thăm dầu 
4.2.7. Nút tháo dầu. 
 Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn (do bụi 
bặm và do hạt mài), hoặc dị biến chất do đó cần phải thay dầu mới. Để tháo dầu 
cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu. Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu. 
Kết cấu và kích thước của nút tháo dầu tra trong bảng 18.7[2]. 
P
O
R
NC
Q
ØG
ØQ
Ø
3
6
 l
ç
H
ØA
M
I
L ØA
B
K
109 
d b m f L c q D S Do 
M16x1,5 12 8 3 23 2 13,8 26 17 19,6 
Hình dạng và kích thước nút tháo dầu 
4.2.7.Cửa thăm. 
 Để kiểm tra, quan sát các tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu 
vào hộp, trên đỉnh hộp có nắp cửa thăm. Dựa vào bảng 18-5[2] ta chọn kích 
thước của cửa thăm như hình vẽ: 
K
A1
C1
A
B
R
B
1
110 
 Kích thước nắp quan sát 
A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 
100 75 150 100 125 87 12 M8 x 22 4 
4.2.9. Chốt định vị 
 Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các 
trục. Lỗ trụ lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị 
trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, 
ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulông không làm biến dạng 
vòng ngoài của ổ. 
Tra bảng 18.4b[1] 
d c l 
4 0,6 16 ÷ 70 
Kích thước chốt định vị 
4.3. Chọn dầu mỡ bôi trơn hộp giảm tốc. 
Phương pháp bôi trơn : vì vận tốc vòng v <12 m/s ta dùng phương pháp bôi 
trơn ngâm dầu chứa trong hộp. 
Dầu bôi trơn : Tra bảng 18.11[1] chọn độ nhớt để bôi trơn là: 
l
c x45°
1:50 3,2
d
111 
 Độ nhớt Centistoc Độ nhớt Engle 
Bộ truyền cấp nhanh 80 11 
Bộ truyền cấp chậm 160(20) 16(3) 
 Tra bảng 18.13[1]. 
 Loại dầu bôi trơn 
Bộ truyền cấp nhanh Dầu ô tô máy kéo AK-15 
Bộ truyền cấp chậm Dầu ô tô máy kéo AK-15 
Chọn dầu mỡ bôi trơn cho ổ lăn 
 Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kỹ thuật nó sẽ không bị mài mòn vì chất bôi 
trơn sẽ giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau. Ma 
sát trong ổ lăn sẽ giảm, khả năng chống mài mòn của ổ tăng lên, khả năng tản 
nhiệt tốt hơn, giảm được tiếng ồn, bảo vệ bề mặt không bị han rỉ. 
 Chất bôi trơn được lựa chọn dựa trên nhiệt độ làm việc và số vòng quay của ổ. 
 Mỡ bôi trơn có nhiều ưu điểm hơn dầu như được giữ trong ổ dễ hơn, làm 
việc được lâu hơn, độ nhớt ít bị thay đổi vì nhiệt, tránh cho ổ khỏi tạp chất và độ 
ẩm. Chính vì vậy ta chọn mỡ để bôi trơn ổ lăn. 
 Tra bảng 15.15.a[1] chọn loại mỡ CLGMT2.Loại này đặc biệt thích hợp cho 
các loại ổ cỡ nhỏ hoặc trung bình, ngay cả ở điều kiện làm việc cao hơn, 
CLGMT2 có tính năng chịu nước rất tốt cũng như chống gỉ cao. Để bôi trơn, 
mỡ được cho vào chiếm 2/3 khoảng trống của bộ phận ổ. Mỡ được đưa vào nhờ 
1 vít trên lắp ổ. 
e 
112 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Trịnh chất, Lê văn uyển , tính toán hệ dẫn động cơ khí tập 1, NXB giáo dục 
,1999. 
[2] Vu Ngoc Pi, A method for optimal calculation of total transmission ratio of 
two 
step helical gearboxes, Proceedings of The National conference on Engineering 
Mechnics, Volume 1, Hanoi, October 12-13, 2001, pp. 133-136. 
[3] Vũ Ngọc Pi, Vũ Quý Đạc, Phân phối tỉ số truyền cho hộp giảm tốc trục vít hai 
cấp theo chỉ tiêu kết cấu của hộp hợp lý nhất, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 
Đại 
học Thái nguyên, Số 1 (41) 2007, Trang 65-69. 
[4] Vu Ngoc Pi, Nguyen Dang Binh, Vu Quy Dac, Phan Quang The, Phương 
pháp phân tách tối ưu Tổng tỷ số truyền của hộp số xoắn đồng trục, Trường 
Khoa học và Kỹ thuật Tính toán: Lý thuyết và Ứng dụng, Tháng 3 3-5, 2005, 
Thành phố Hồ Chí Minh, trang 96-99.