ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ
khí. Mặt khác, một nền cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu một nền cơ khí
hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công
việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm
vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những
yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể
nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất.Đối với
các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không
thể thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp
giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học
như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí..., và giúp sinh viên có cái
nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ
phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ
bản như bánh răng, ổ lăn,…
Em chân thành cảm ơn các thầy và các bạn khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất
nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.
Với kiến thức cịn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em
rất mong nhận được ý kiến từ thầy và các bạn.
Sinh viên thực hiện:

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 1.

Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

ĐỀ TÀI

Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải

Hệ thống dẫn động cơ khí gồm:
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Khớp nối đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh
răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh; 4- Bộ truyền xích ống con lăng; 5- Băng tải
Số liệu thiết kế:
Công suất trên trục băng tải: P=7,5 (kw)
Số vòng quay trên trục tang dẫn: n=45 (vòng/phút).
Thời gian phục vụ: L=5 (năm).
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ.

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 2.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

(một năm 300 ngày, một ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T1 =T; t1 =15s; T2 = 0,9T; t2 =36s.

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 3.

Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

MỤC LỤC

Trang

Chương 1:Tìm hiểu về hệ dẫn động xích tải …………………………………….6
Chương 2:Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền ……………………………….7
Chương 3:Tính tốn các bộ truyền………………………………………………10
A, Bộ truyền ngồi hộp giảm tốc: bộ truyền xích ống con lăn…………....10
B, Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng…………………………………13
Chương 4:Trục và then ………………………………………………………….29
Chương 5: Ổ lăn …………………………………………………………………47
Chương6: Cấu tạo vỏ hộp và các chiết máy khác ………………………………52
Tài liệu tham khảo ………………………………………………………………..56

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 4.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI
1, Khái niệm:
Hệ thống dẫn động băng tải là một hệ thống mà sử dụng công suất từ một
động cơ truyền động cho băng tải di chuyển thông qua một hộp giảm tốc để điều
chỉnh vận tốc phù hợp, với mục đích là là biến chuyển động quay của trục tang
trống băng tải thành chuyển động tịnh tiến của băng tải để di chuyển các sản phẩm

hoặc các chi tiết trong một khâu của một dây chuyền sang khâu khác để tiếp tục gia
công hoặc di chuyển sản phẩm sau khi ra khỏi dây chuyền để tiến hành đóng gói.
2, Ngun lí hoạt động:
Hệ thống dẫn động băng tải sử dụng động cơ (1) làm nguồn cung cấp công
suất cho hệ thống hoạt động, qua khớp nối đàn hồi (2) tới tới trục sơ cấp của hộp
giảm tốc(3), tại hộp giảm tốc sẽ có nhiệm vụ thay đổi momen cũng như vận tốc
quay để có được momen quay, vận tốc thích hợp tại đầu ra hộp giảm tốc là trục thứ
cấp, công suất tiếp tục được truyền đến bộ truyền xích (4) làm quay trục tang trống
băng tải từ đó làm cho băng tải (5) di chuyển tịnh tiến, tại đó sẽ giúp ta đưa sản
phẩm ra khỏi dây chuyền.
3, Ưu, nhược điểm:
a, Ưu điểm:
- Phù hợp với mô hình sản xuất hàng loạt.
- Tiết kiệm thời gian, nhân công lao động.
- Làm việc hiệu quả.
b, Nhược điểm:
- Tiêu thụ điện năng lớn.
- Cần một không lớn để bố trí.
- Khơng phù hợp với mơ hình sản xuất nhỏ lẻ.
4, Ứng dụng:
Hệ thống dẫn động băng tải được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:
- Hệ thống dẫn động băng tải xi măng, cát đá… trong lĩnh vực xây dựng.
- Hệ thống dẫn động băng tải trong lĩnh vực thực phẩm, thức ăn gia súc…
- Hệ thống dẫn động băng tải trong lĩnh vực chế tạo xe ô tô.

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 5.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số: 1; Phương án số: 13.

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ
PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I. Sơ đồ bố trí các trục:

II.Chọn động cơ điện:
1.Xác định công suất động cơ:
Tải trọng thay đổi théo bậc nên công suất tương đương được xác định theo công
thức:
2

�Ti �
�
� �.ti
Tmax �
12.15  0,92.36
i 1 �

7,5
 7(kW)
n
36  15
�ti
n

Ptd  Plv

i 1

Trong đó: Ti , ti mômen xoắn và thời gian làm việc ở chế độ thứ i.
Hiệu suất chung của hệ thống(tra bảng 2-3_19[1]):

   x .br3 .ol4 . k
Với:
Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 6.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

 x  0,91 hiệu suất bộ truyền xích (để hở)
br  0,97 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ(che kín)

ol  0,99 hiệu suất một cặp ổ lăn
k  1

hiệu suất khớp nối đàn hồi

�   0,91.0,973.0,994.1  0,797

Công suất cần thiết trên trục động cơ:

P
7
Pct � td 
 8,8
 0,797
(kw)

2.Số vòng quay của động cơ:
Tỉ số truyền: ut  u x .uh  (2 �5).(8 �40)  (16 �200)
Trong đó: Truyền động xích u x  (2 �5)
Truyền động bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp uh = (8 �40)

Mà

ut 

nsb
� nsb  nlv .ut  45.(16 �200)  (720 �9000)
nlv

� chọn động cơ

�Pdc �Pct
�Pdc �8,8
��
�
ndc �nsb
720 �ndc �9000
�
�

� Theo bảng P1.3_234,chọn động cơ điện DK62-4 có Pdc=10kw, ndc=1460 vg/ph,

III.Phân phối tỉ số truyền:
1.Tỉ số truyền:
Tỉ số truyền chung cho cả hệ thống:
ut 

ndc 1460

 32, 4
nlv
45

Chọn tỉ số truyền cho hộp giảm tốc là: uh = 10

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 7.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

Nên tỉ số truyền của hộp xích là:

ux 

ut 32, 4

 3, 24
uh
10

Theo bảng 3.1_43 chọn u1=3,58; u2=2,79.
2 Công suất trên các trục
Trục IV : PIV  Plv  7,5 (kw)

Trục III :

Trục II :

Trục I :

PIII 

PII 

PI 

PIV
7,5

 8,33
 x .ol 0,91.0,99
(kw)

PIII
8,33

 8,67
ol .br 0,99.0,97
(kw)

PII
8,67

 9,3

2
ol . br 0,99.0,97 2
(kw)

Động cơ: Pdc  10 (kw)
3.Số vòng quay mỗi trục:
Động cơ : ndc  1460 (vòng/ phút)
Trục I : nI  ndc  1460 (vòng/ phút)

Trục II :

Trục III:
Trục IV:

nII 

nI 1460

 407,8
u1 3,58
(vòng/ phút)

nIII 

nII 407,8

 146, 2
u2
2, 79
(vòng/phút)

nIV 

nIII 146, 2

 45,1
ux
3, 24
(vòng/phút)

� Sai số của số vòng quay trục IV so với số vòng quay làm việc rất nhỏ nên

bảo đảm yêu cầu.
4.Mômen xoắn trên các trục và động cơ:
Ti 

Trục động cơ:

9,55.106.Pi
ni

T dc 

9,55.106.P dc

n dc



9,55.106.10

 65411
1460

(N.mm)

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 8.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

Trục I :

TI 

Trục II :

9,55.106.PI 9,55.106.9,3

 60832
nI
1460
(N.mm)

T II 

Trục III :

Trục IV :

9,55.106.P II

T III 

T IV 

n II

9,55.106.8,67

 203037
407,8

9,55.106.P III

n III

9,55.106.P IV

n IV

(N.mm)

9,55.106.8,33

 544128
146, 2

9,55.106.7,5


 1588137
45,1

(N.mm)

(N.mm)

Bảng tổng hợp kết quả các thông số cho hộp giảm tốc và động cơ:

Trục
Thông số

Động cơ

Tỷ số truyền

I

1

II
3,58

III
2,79

IV
3,24

Công suất (kW)

10

9,3

8,67

8,33

7,5

Số vịng quay (vg/ph)

1460

1460

407,8

146,2

45,1

Mơmen T (N.mm)

65411

60832

203037

544128

1588137

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 9.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY
A, Tính tốn các bộ truyền hở: bộ truyền xích ống con lăn
Số liệu thiết kế: cơng suất PIII  8,33 (kw), số vòng quay bánh dẫn nIII  146, 2
(vg/ph), tỉ số truyền u x  3, 24 . Tải trọng tĩnh, bôi trơn nhỏ giọt trục đĩa xích điều
chỉnh được. Làm việc 2 ca.

1, Xác định các thơng số của xích và bộ truyền:
- Theo bảng 5.4, với ux = 3,24 chọn số răng đĩa nhỏ Z1= 25, do đó số răng đĩa lớn
Z2 = ux.Z1 = 81 < Zmax = 120.
- Theo công thức 5.3, công suất tính tốn: Pt  P.k .k z .kn
Trong đó: kz = 25/z1 = 1; kn = n01/n1 = 200/ 146,2 = 1,37; theo công
thức 5.4 và bảng 5.6 ta có:
k  k0 .ka .k dc .k d .k c .kbt  1.1.1.1,35.1, 25.1,3  2, 2

với k0 =1 ( đường nối hai tâm đĩa xích so với đường nằm ngang 1 góc
=300 )
ka =1 ( cho a = 40p)

kdc = 1 ( điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích)
kc = 1,25 ( làm việc 2 ca)
kd = 1,35 ( tải trọng va đập)
kbt = 1,3 ( môi trường có bụi ,chất lượng bơi trơn II).( bảng 5.7)

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 10.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

Như vậy: Pt  8,33.2, 2.1.1,37  25,1 kw
Theo bảng 5.5, với n01 =200 v/p nên ta sẽ chọn bộ truyền xích 1 dãy con lăn có
bước xích: p  38,1mm

Thỏa mãn điều kiện bền mòn là: Pt  [ P ]  34,8( kw)
Đồng thời theo bảng 5.8, p < pmax
- Khoảng cách trục: a  40 p  40.38,1  1524(mm)

Theo công thức 5.12, số mắt xích:
X

2a
(Z  Z )2 . p
 0,5( Z1  Z 2 )  1 2 2
 135
p
(4 .a)

Lấy số mắt xích chẵn là Xc = 136, tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13:

�
a  0, 25 p �
X c  0, 5( Z1  Z 2 ) 
�
�


2
�Z 2  Z1 ��
 X c  0,5(Z1  Z 2 )  2 �
�� 1544(mm)
�  ��
�
2

Để xích khơng chịu lực căng quá lớn, khoảng cách trục a tính cần giảm bớt 1
lượng a  0, 002a �3 � a  1541
- số lần va đập của xích theo cơng thức 5.14:
i

Z1.n1
 1,8
15 X
< [i] = 25

2, Tính kiểm nghiệm xích về độ bền: ct5.15

s

Q
kd .Ft  F0  Fv

- theo bảng 5.2, tải trọng phá hỏng Q = 127000N, khối lượng 1 mét xích
q = 5,5kg
- Hệ số tải trọng kd = 1,7

- v =Z1.p.n1 /60000= 2,3
-

Ft 

1000 P 1000.8,33

 3622( N )
v
2,3

2
- Fv  q.v  29( N )

- F0  9,81.k f .q.a  322( N )
� S  19,5   S   8,5

vậy bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.

Đường kính đĩa xích theo công thức 5.17 và bảng 13.4

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh

Trang 11.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

d1 

d2 

p
38,1

 304mm

 �
�
sin( ) sin � �
Z1
�25 �
p
38,1

 982, 6mm

 �
sin( ) sin �
� �
Z2
�81 �

�
�
� �
d a1  p. �
0,5  cot � �
�
�
� 320, 6mm
�Z1 �
�
�
�
�
� �
d a 2  P. �
0,5

cot
�
�
�
�
� 1001mm
�Z 2 �
�
�
d f 1  d1  2r  304  2.11, 2  281, 6( mm)

r  0,5025.dl  0, 05  0,5025.22, 23  0, 05  11, 2

d l  22, 23 theo bảng 5.2

� d f 2  960, 2(mm)

3,kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo ct 5.18:
 H 1  0, 47. kr .( Ft .kdd  Fvd ).

E
�  H 
A.kd

Trong đó:

  H  : ứng suất tiếp xúc cho phép MPa ( bảng 5.11)

Ft : lực vòng ( N )
Fvd : lực va đập trên mặt dãy xích ( N )
Fvd1 = 13.10-7 .n1.p3.m = 10,5 (N )
Fvd2 = 13.10-7 .n2.p3.m = 3,24 (N )
Kd : hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy
Kr : hệ số tải ảnh hưởng của số răng đĩa xích phụ thuộc vào Z
Kdd =1,35: hệ số tải trọng động
E =2,1.105 MPa; A = 395mm2 bảng 5.12
Chọn vật liệu làm xích là gang xám, tôi, ram
�  H 1  525 �  h   650
�  H 2  355( MPa)

(MPa)

4, Xác định lực tác dụng lên trục: theo ct 5.20

� Fr  K x .Ft  1,15.3622  4165( N )

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 12.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

B, Bộ truyền trong hộp giảm tốc: bộ truyền bánh răng

I .Bộ truyền cấp nhanh bánh răng trụ răng nghiêng:
1. Chọn vật liệu
Chọn vật liệu thích hợp là một bước quan trọng trong việc tính tốn thiết kế
chi tiết máy nói chung và bộ truyền bánh răng nói riêng. Dựa vào bảng 6.1trang 92
- Vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 210HB; độ
bền uốn b = 750MPa; độ bền chảy ch = 450MPa.
- Vật liệu làm bánh răng lớn là thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 200HB; độ bền
uốn b = 750MPa; độ bền chảy ch = 450MPa.
2 Định ứng suất cho phép:
- Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép: ct6.1 và ct6.2 trang 91
[H] = (oHlim/SH).ZR.Zv.KxH.KHL
[F] = (oFlim/SF).YR.YS.KxF.KFC.KFL
Trong đó:
+ ZR: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
+ ZV: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng
+ KxH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
+ oHlim, oFlim: ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với
chu kỳ cơ sở
+ SH, SF: hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc và uốn

+ KFC: hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải
+ KHL, KFL: hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng và thời
gian phục vụ

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 13.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

+ YR: hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượng chân răng.
+ YS: hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
- Chọn sơ bộ: ZR.Zv.KxH=1 Và YR.Yv.KxF=1
- Theo bảng 6.2 trang 94 , bánh răng tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng và lõi răng
HB 180  350 ta được:
+ oHlim = 2HB + 70 MPa ; SH = 1,1
* oHlim1 = 2 . 210 + 70 = 490 MPa
* oHlim2 = 2 . 200 + 70 = 470 MPa
+oFlim = 1,8HB; SF = 1,75
* oFlim1 = 1,8 . 210 = 378 MPa
* oFlim2 = 1,8 . 200 = 360 MPa
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: theo ct6.5 trang 93:
N HO  30.H 2,4 HB

* NHO1 = 30 . 2102,4 = 11,2.106
* NHO2 = 30 . 2002,4 = 10.106
- Khi bộ truyền tải trọng va đập nhẹ, theo ct6.7 trang 95:
3

 T 
N HEi 60c.  i  . ni . ti
 Tmax 
Trong đó:
ni, ti: số vịng quay và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét:
t = 24000h
c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c = 1
N HE1  60.1.(13.15  0,93.36).1460.24000 / (15  36)  17000.106

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 14.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

� N HE1  N HO1  ; � K HL1  1
N HE 2  60.1.(13.15  0,93.36).407,8.24000 / (15  36)  475.106

� N HE2  N HO2  ; � K HL 2  1

Vậy KHL1 = KHL2 = 1
- Như vậy, theo ct6.1a trang 93 sơ bộ xác định được:

[  H i ]  Ho lim i .

*

*

K HL
SH

[ H 1 ]  490.

1
 445, 45MPa
1,1

[ H 2 ]  470.

1
 427, 3 MPa
1,1

- Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng ta có:

H  

  H 1     H 2   427,3  445, 45  436, 4 MPa �1, 25.427, 7  534
2

2

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn:theo ct6.8 trang 93

N FE 60c  Ti / Tmax  ni ti
mF

N FE1  60.1.(16.15  0,96.36).1460.24000 / (15  36)  1407.106

� NFE1 > NFO với NFO = 4.106 với mọi loại thép
N FE 2  60.1.(16.15  0,96.36).407,8.24000 / (15  36)  393.106

� NFE2 > NFO

Vậy KFL1 = KFL2 = 1.
Do tải trọng một phía nên KFC = 1
-Theo ct6.2a trang 93 ta được:

[ F ]  Folimi .

K FC . K FL
SF

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 15.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

[ F 1 ]   Fo lim1.

[ F 2 ]   Fo lim 2 .

K FC . K FL
1.1
 378.
 216 MPa

SF
1, 75
;

K FC . K FL
1.1
 360.
 206 MPa
SF
1, 75

- Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: theo 6.13 trang 95
[H]max = 2,8ch i
* [H1] max = 2,8ch 1 = 2,8 . 450 = 1260 MPa
- Ứng suất uốn cho phép khi quá tải: theo 6.14 trang 96
[F i] max = 0,8ch i
* [F1] max = 0,8 . ch1 = 0,8 . 450 = 360 Mpa
3.Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền
3.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Theo (6.15a), ta có cơng thức tính khoảng cách trục aw:
aw  K a  u  1

3

T1.K H 

H 

2

u ba

Trong đó
+ Ka: hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng theo bảng 6.5
trang 96 :Ka = 43 MPa1/3(với bánh răng nghiêng và vật liệu của cặp bánh
răng là thép - thép)
+ T1: mômen xoắn trên trục chủ động cấp nhanh, T1 = 60832 Nmm
+ [H]: ứng suất tiếp xúc cho phép, [H]= 436,4 MPa
+ u: tỷ số truyền, u = 3,58
+ chọn ba = 0,3 theo bảng 6.6 trang 97
+ KH: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về tiếp xúc:
Theo ct6.16 trang 97:
Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 16.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

bd = 0,53ba(u+1)= 0,53. 0,3 (3,58+1) = 0,73
Theo bảng 6.7 trang 98, với bd và Sơ đồ 3 � KH = 1,12

�

aw  43.  3,58  1

3

60832.1,12

 136,5
436, 42.3,58.0,3
mm

Vậy chọn aw = 140 mm
3.2. Xác định các thông số ăn khớp
- Xác định modun
Theo ct6.17 trang 97:
mn = (0,01 0,02). aw = (0,01 0,02). 140 = 1,4 2,8
Theo bảng 6.8 trang 99: chọn m = 2
- Xác định góc nghiêng 
Chọn sơ bộ góc nghiêng  = 10o
- Bánh răng nhỏ:Z1 = 2aw. cos / [m (u+1)] = 2. 140. cos100 /[2 (3,58+1)]= 30,1
Chọn số răng bánh nhỏ Z1 = 30
- Bánh răng lớn:Z2 = u.Z1 = 107,4
Chọn Z2 = 107
- Tính lại góc nghiêng  theo Z1 và Z2 :
cos = mn(Z1+Z2) / (2aw) = 2. (30 +107) / (2.140) = 0,978
Vậy  = 11,88o thỏa mãn điều kiện 80 <  <200
- Tính lại tỷ số truyền theo Z1 và Z2 :
u ,1 

u 

u1,  u1
u1

Z 2 107

 3,567

Z1 30

 0, 4%

thỏa mãn điều kiện

- Các kích thước của bánh răng
* Đường kính vịng chia

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 17.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

d1 = dw1 = mZ1 / cos = 61,32 mm
d2 = dw2 = mZ2 / cos = 218,68 mm
* Chiều rộng vành răng:
bw = baaw1 = 0,3.140 = 42 mm.
Vì có góc nghiêng nên khơng cần dịch chỉnh để đảm bảo khoảng cách trục
cho trước
3.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
- Theo ct6.33 trang 105:

H =

Z M Z Z H
d1

2.T1 K H  K H  K Hv (u  1)
bw .u

[H]

Trong đó:
+ ZM : Hệ số xét đến cơ tính vật liệu
Bảng 6.5 trang 96: ZM = 274 (Bánh răng bằng thép)
+ ZH: Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

ZH =

2 cos b
sin 2 tw

, với tanb = cost.tan

t = tw = arctan(tan / cos) = arctan(tan200 / cos11,880) = 20,40
Vậy tanb = cos20,40.tan11,880 = 0,197 � b = 11,160
2.cos11,160
 1,73
� ZH = sin 2.20, 4

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 18.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

+ Z: Hệ số xét đến sự trùng khớp của răng ct6.36c trang 105:

Z =

1


Với số trùng khớp dọc:
bw .sin  42.sin(11,88o )
 1,38

.
m
3,14.2
 =
=
thoả mãn điều kiện  1

: Hệ số trùng khớp ngang tính theo ct6.38b

 = [1,88 - 3,2(1/Z1 + 1/Z2)].cos
= [1,88 - 3,2(1/30 + 1/107)].cos11,880 = 1,7

Z =

1
1, 7 = 0,77

 d w1 n1  .61,32.1460


 4, 7
60000
+ Vận tốc vòng:v = 60000

Theo bảng 6.13 trang 106: với v > 4 m/s chọn cấp chính xác 8 cho bộ truyền
bánh răng trụ răng nghiêng
+ KH: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp theo bảng 6.14 trang 107: KH = 1,09
+KH: hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Theo bảng 6.7: KH= 1,12
+ KHv: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
Theo bảng P2.3 trang 250: KHv = 1,05
274.1, 73.0, 77 2.60832.1, 09.1,12.1, 05(3,58  1)
61,32
42.3,58
Vậy H =
= 410Mpa

Tính chính xác H:
Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 19.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

Với v1 = 4,6 (m/s) <5(m/s) hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng Zv= 1
Với cấp chính xác động học là 8 chọn cấp chính xác về tiếp xúc là 7, khi đó cần gia
cơng bề mặt đạt độ nhám Ra= 2,5 .. 1,25(m) => ZR=0,95

Đường kính đỉnh răng: da1<700(mm) => KxH = 1
Vậy ứng xuất tiếp xúc cho phép là:theo ct6.1
H’ = H.ZR.Zv.KxH = 436,4.1.0,95.1 = 414,6(MPa)
Thay các giá trị tính được ở trên vào cơng thức ta có: H < H’
vậy thỏa điều kiện
3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được
vượt quá giá trị cho phép: Theo ct6.43 và ct6.44 trang 108
2.T1
F1 = bw .d w1.m KF YεYF1Y  [F1]

F2 = F1.YF2/YF1  [F2]
Trong đó :
+ T1: Mômen xoắn trên bánh chủ động: T1 = 60832 Nmm
+ m: môđun pháp: m = 2 mm
+ bw: chiều rộng vành răng: bw = 42 mm
+ dw1: đường kính vòng lăn chủ động, dw1 = 61,32 mm
+ Y: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: Y = 1/ = 0,58 với  là hệ số
trùng khớp ngang:  =1,7
+ Y : hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Y = 1 - /140 = 1 - 11,88/140 = 0,92
+ YF1, YF2: hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 phụ thuộc vào số răng tương
đương và hệ số dịch chỉnhtheo bảng 6.18 trang 109:

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 20.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

Ztd1 = Z1 / cos3 = 32 � YF1 = 3,8
Ztd2 = Z2 / cos3 = 114 � YF2 = 3,6
+ KF: hệ số tải trọng khi tính về uốn
KF = KF KF KFv
Với:
* KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đơi răng đồng
thời ăn khớp khi tính về uốn theo bảng 6.14 trang 107: KF = 1,09
* KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về uốn theo bảng 6.7 trang 98: KF = 1,24
* KFv: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về
uốn. theo bảng P2.3 trang 250 :
KFv = 1,1
� KF = 1,24 . 1,09 . 1,1=1,5
2.60832
Vậy :F1= 42.61,32.2 .1,5.0,58.3,8. 0,93 = 73 MPa < [F1]

F2 = 63. 3,6/ 3,8 =69 MPa < [F2]
Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền uốn
3.5. Kiểm nghiệm răng về quá tải
- Ứng suất tiếp xúc cực đại:theo ct6.48 trang 110:

H max = H

K qt

 [H max]

với Kqt = 2,3(bảng P1.3 trang 235)

H max = 410. 2,3 = 622MPa [H max]
- Ứng suất uốn cực đại: theo ct6.49 trang 110:

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 21.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

F i max = Fi . Kqt  [F] max
F1 = 73 . 2,3 = 168 Mpa  [F1] max
F2 = 69. 2,3 = 159 Mpa  [F2] max
bảng thơng số
Thơng số

kí

Cơng thức tính

Kết

đơn vị

hiệu

quả

Khoảng cách trục

aw

140

mm

đường kính chia

dw

d1 = dw1 = mZ1 / cos

61,32

mm

d2 = dw2 = mZ2 / cos

218,6
8

đường kính đỉnh răng

da

da1 = d1+2m

65,32

da2 = d2+2m

222,6

mm

8
đường kính đáy răng

df

df1 = d1 - 2,5m

56,32

df2 = d2 - 2,5m

213,6

mm

8
m = (0,01 0,02). aw

Modun

m

2

Chiều rộng vành răng

bw

42

Tỉ số truyền

u

3,58

Góc nghiêng răng



11,880

Số răng các bánh

Z1

Z1 = 2aw. cos / [m (u+1)]

30

Z2

z2 = u.z1

107

mm

Răng

II. bộ truyền cấp chậm bánh trụ răng thẳng
1. Chọn vật liệu
Vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 240HB; độ bền
uốn b = 750MPa; độ bền chảy ch = 450MPa.

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 22.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 230 HB; độ bền
uốn b = 750MPa; độ bền chảy ch = 450MPa.
2. Định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép: ct6.1 và ct6.2 trang 91
[H] = (oHlim/SH).ZR.Zv.KxH.KHL
[F] = (oFlim/SF).YR.YS.KxF.KFC.KFL
Trong đó:
+ ZR: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
+ ZV: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng
+ KxH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
+ oHlim, oFlim: ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với
chu kỳ cơ sở
+ SH, SF: hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc và uốn

+ KFC: hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải
+ KHL, KFL: hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng và thời
gian phục vụ
+ YR: hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượng chân răng.
+ YS: hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
- Chọn sơ bộ: ZR.Zv.KxH=1 Và YR.Yv.KxF=1
- Theo bảng 6.2 trang 94 , bánh răng tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng và lõi răng
HB 180  350 ta được:
+oHlimi = 2HB + 70 MPa; SH = 1,1
* oHlim3 = 2 .240 + 70 = 550MPa
* oHlim4 = 2 . 230 + 70 = 530 MPa

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 23.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

+oFlimi = 1,8HB; SF = 1,75
* oFlim3 = 1,8 . 240 = 432MPa
* oFlim4 = 1,8 . 230 = 414 Mpa
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: theo ct6.5 trang 93:
NHO = 30HHB2,4
* NHO3 = 30 . 2402,4 = 1,5.107
* NHO4 = 30 . 2302,4 = 1,4.107
- Khi bộ truyền tải trọng va đập nhẹ, theo ct6.7 trang 95:
3

 T 

N HEi 60c.  i  . ni . ti
 Tmax 
Trong đó:
+ ni, ti: số vịng quay và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét:
t = 24000h
+ c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c= 1
N HE 3  60.1.(13.15  0,93.36).407,8.24000 / (15  36)  475.106

� N HE3  N HO3  ; � K HL 3  1
N HE 4  60.1.(13.15  0,93.36).146, 2.24000 / (15  36)  170.106

� N HE4  N HO4  ; � K HL 4  1

Vậy KHL3 = KHL4 = 1
- Như vậy, theo ct6.1a trang 93 sơ bộ xác định được:

[  H i ]  Ho lim i .

*

[ H 3 ]  550.

K HL
SH

1
 500 MPa
1,1

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh

Trang 24.


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đề số: 1; Phương án số: 13.

*
=>

[ H 4 ]  530.

1
 481,82 MPa
1,1

[ H ]  [ H 4 ]  481,82 MPa

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn:theo ct6.8 trang 93

N FE 60c  Ti / Tmax  ni ti
mF

N FE 3  60.1.(16.15  0,96.36).407,8.24000 / (15  36)  393.106

� NFE3 > NFO với NFO = 4.106 với mọi loại thép
N FE 4  60.1.(16.15  0,96.36).146, 2.24000 / (15  36)  140.106

� NFE4 > NFO

Vậy KFL3 = KFL4 = 1.

Do tải trọng một phía nên KFC = 1
-Theo ct6.2a trang 93 ta được:

[ F ]  Folimi .

[ F 3 ]   Fo lim3 .

[ F 4 ]   Fo lim 4 .

K FC . K FL
SF

K FC . K FL
1.1
 432.
 247 MPa
SF
1, 75
;

K FC . K FL
1.1
 414.
 237 MPa
SF
1, 75

- Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: theo 6.13 trang 95
[H]max = 2,8ch i
* [H3] max = 2,8ch 3 = 2,8 . 450 = 1260 MPa

* [H4] max = 2,8ch4 = 2,8 . 450 = 1260 MPa
- Ứng suất uốn cho phép khi quá tải: theo 6.14 trang 96
[F i] max = 0,8ch i
* [F3] max = 0,8 . ch1 = 0,8 . 450 =360 MPa

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quang Thịnh
Trang 25.