Tài liệu ĐỀ TÀI: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải doc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ TÀI
Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải
Giáo viên hướng dẫn :
Họ tên sinh viên: VŨ THÀNH ĐẮC 10340421
:HỒ TIẾN ĐẠT 10332341

Trang: - 1 -
MỤC LỤC
NỘI DUNG TRANG

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI
TỈ SỐ TRUYỀN 2
I. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 2
II. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 3
THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 4
PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 4
PHẦN III:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 8
II.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH
8
II.2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM
13
PHẦN IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 17
A. THIẾT KẾ TRỤC 17
B. CHỌN VÀ TÍNH THEN 29
PHẦN V: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 32
PHẦN VI: CHỌN NỐI TRỤC 37
PHẦN VII: THIẾT KẾ CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT MÁY, BÔI TRƠN
VÀ LẮP GHÉP HỘP GIẢM TỐC 38
PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP, CHỌN CÁC KIỂU LẮP

TRONG MỐI GHÉP 43
PHẦN IX: TÍNH VÀ CHỌN DUNG SAI CHẾ TẠO TRỤC 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

Trang: - 2 -
LỜI NÓI ĐẦU
Đối với nhiều ngành trong trường Đại học Kỹ thuật, sau khi học xong phần
lý thuyết học sinh sẽ bước qua giai đoạn thiết kế đồ án môn học. Đối với môn học
Chi Tiết Máy cũng vậy.
Thiết kế chi tiết máy là một bước ngoặc cho việc nghiên cứu cơ sở tính
toán và thiết kế các bộ truyền động cơ khí cũng như các chi tiết máy. Đây là đề tài
thiết kế chính xác đầu tiên đối với mỗi sinh viên ngành cơ khí. Nhiệm vụ chung là
thiết kế hệ thống dẫn động từ động cơ điện đến cơ cấu chấp hành.
Đề tài:”Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp, có cấp nhanh phân đôi ” có các ưu
điểm là bộ truyền làm việc êm, truyền được công suất lớn, lực dọc trục được triệt
tiêu, kết cấu hộp giảm tốc tương đối đơn giản dễ chế tạo, dễ bôi trơn, các bánh
răng và ổ bố trí đối xứng, vì vậy trục chịu tải tương đối đồng đều. Nhưng bên cạnh
đó hộp giảm tốc có cấp tách đôi có nhược điểm là chiều rộng của hộp lớn ,cấu tạo
bộ phận ổ phức tạp , số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng .
Khi thiết kế đồ án Chi Tiết Máy sinh viên lần đầu tiên bắt tay vào một công
việc mới mẽ, rèn luyện, vận dụng nhiều kiến thức để giải quyết các vấn đề có liên
quan đến thực tế. Đồ án này là sản phẩm thiết kế đầu tay, tuy còn mang nặng tính
lý thuyết nhưng có tính chất đào sâu chuyên ngành giúp cho mỗi sinh viên có ý
thức sâu sắc về công việc cũng như nghiên cứu và tính toán.
Trong đồ án vấn đề sai sót là không thể tránh khỏi, kính mong quý thầy cô
tận tình chỉ bảo để giúp em bổ sung những khuyết điểm, những khúc mắc còn tồn
tại và có thêm kiến thức để tiếp tục thực hiện các đề tài sau này.
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô.
Trang: - 3 -
1. Sơ đồ động:

Gồm:
1. Động cơ điện
2. Nối trục
3. Hộp giảm tốc
4. Bộ truyền xích
2. Số liệu ban đầu:
a. Công suất truyền trên trục công tác (P): 7,0 (kW).
b. Số vóng quay của trục công tác (n): 55 (vòng/phút).
c. Số năm làm việc (a): 6 (năm).
3. Đặc diểm của tải trọng:
Tải trọng va đập nhẹ, quay 1 chiều.
1. Ghi chú:
Năm làm việc (y) 300 ngày, ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 8 giờ.
A. KHỐI LƯỢNG CỤ THỂ:
1. Một bản thuyết minh về tính toán.
2. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc (Khổ A
0
).
SVTH :
GVHD :
PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Trang: - 4 -
I.Chọn động cơ điện:
- Ta có công suất truyền tính toán trên các trục máy công tác:
t
P
=7 (kW).
- Công suất cần thiết trên trục động cơ điện:
η

t
ct
P
P
=
Với
:
34
. brolxnt
ηηηηη
=
hiệu suất truyền động.
- Qua số liệu tra bảng 2.13ta được:
Hiệu suất khớp nối :
nt
η
= 1
Hiệu suất 1 cặp ổ lăn :
ol
η
= 0,995
Hiệu suất 1 cặp bánh răng :
br
η
=0.97
Hiệu suất bộ truyền xích :
x
η
= 0.97
=>

=
η
1.0,97.0,995
4
.0,97
3
= 0.89 =>
7
7,865
0,89
t
ct
P
P
η
= = =
(kW).
- Ta cần chọn động cơ có P
đm
P
ct
= 7,865(kW).
- Dựa vào bảng P1.2 ta chọn được động cơ K160M8 có: P
đm
= 11(kW).
n
đc
= 1450 (vòng/phút).
II. Phân phối tỷ số truyền:
a. Tỷ số truyền: U =

Trong đó: n
đc
: vận tốc quay của đông cơ.
n : số vòng quay của trục công tác.
=> U = = 26,3
- Mặt khác ta có: U = U
n
.U
c
.U
x
= U
h
.U
x
=> U
h
=
Với U
x
: là tỉ số truyền của bộ truyền xích.
Chọn u
x
= 2
Trang: - 5 -
=>
26,3
13,15.
2
h

x
U
U
U
= = =
Mà U
h
= U
n
.U
c
( với U
n
= 1,2U
c
).
=> U
h
=1,2
2
c
U
= 13,15 => U
c
= 3,31. => U
n
= 13,15/ U
c
= 3,97
b. Công suất trên các trục:

- Ta có: P
ct
= 7 (kW).
Trục III :
7
7,3( ).
. 0,95.0,99
ct
III
x ol
P
P kW
η η
= = =
Trục II :
7,3
7.6( ).
. 0,97.0,99
III
II
br
ol
P
P kW
η η
= = =
Trục I :
7,6
7,9( ).
. 0,97.0.99

II
I
br ol
P
P kW
η η
= = =
c. Vòng quay trên các trục:
Trục3: = . =55.2=110 (vòng/phút).
Trục 2: n
2
= .
U
C
= 110.3,31 =364,1 (vòng/phút).
Trục 1: n
1
= n
2
.
U
N
=364,1.3,97= 1445,5(vòng/phút).
Bảng số liệu:
Thông số Động cơ I II III IV
U U
nt
= 1
U
n

= 3,97 U
c
= 3,31 U
x
= 2
n(vòng/phút) 14500 1445,5 364,1 110 55
P(kW) 11 7,9 7,6 7,3 7
T (N.mm) 52193 52193 199341 633773 1215454
Với momen xoắn: T(N.mm) = .
PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH
I. Chọn loại xích:
Trang: - 6 -
Vì tải trọng xích va đập nhẹ và vận tốc thấp nên ta chọn xích con lăn,dễ chế tạo,độ
bền mòn cao.
II. Xác định các thông số của xích và bộ truyền:
- Theo bảng 5.4, với u
x
= 2 ta chọn số răng của đĩa xích nhỏ
z
1
= 29 - 2 .u
x
= 25 > 19
=>Số răng của đĩa xích lớn:
z
2
= u
x
.z
1

= 25.2= 50 < z
max
= 120.
- Theo công thức 5.3 ta có công thức tính toán: P
t
= P
3
.k.k
z
.k
n
Trong đó:
+ k
z
= 25/z
1
= 25/25= 1 : hệ số bánh răng.
Chọn n
01
= 200 (vg/ph) => k
n
= n
01
/n
3
= 200/110= 1,8 : hệ số số vòng quay.
+ Theo công thức 5.4 và bảng 5.6 ta có: K = k
0
.k
a

.k
đc
.k
bt
.k
đ
.k
c
Trong đó:
K
0
= 1,25 : hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền (đường tâm đĩa xích so
với phương ngang >60
0
).
K
a
= 1 : hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích(chọn a = 40p).
K
đc
= 1: hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích(điều chỉnh bằng 1 trong
2 đĩa xích).
K
bt
= 1,5 : hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn (môi trường làm việc có bụi,chất lượng bôi
trơn đạt yêu cầu).
K
đ
= 1,2 : hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng (tải trọng va đập nhẹ).
K

c
= 1,12 : hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền (làm việc 2 ca).
=> k = 1,25.1.1.1,51,2.1,12 = 2,7
+ P
3
= 7,3 (kW) : công suất bộ truyền xích.
Như vậy:
P
t
= 7,3.2,71,8.1 = 36,45 (kW).
Theo bảng 5.5 với n
01
= 200 vg/ph, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích.
Trang: - 7 -
p = 25,4 thỏa mãn điều kiện mòn: P
t
< [P] = 11 (kW) : công suất cho phép, đồng
thời theo bảng 5.8, p < p
max
- Khoảng cách trục: a = 40.p = 40.25,4 = 1016 (mm).
Theo công thức 5.12 ta có số mắt xích:
a
pzzzz
p
a
x
.4
.)(
2
2

2
2
1221
π
−
+
+
+=
128
1016.14,3.4
4,25.)2767(
2
)6727(
4,25
1016.2
2
2
=
−
+
+
+=x
- Lấy số mắt xích chẵn: x
c
= 128, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13):
* 2 2
2 1 2 1 2 1
* 2 2
*
0,25 { 0,5( ) [ 0,5( )] 2[( ) / ] }

0,25.25,4.{128 0,5(50 25) [128 0,5(50 25)] 2[(50 25) / 3,14)] }
1076( )
c c
a p X Z Z X Z Z Z Z
a
a mm
π
= − + + − + − +
= − + + − + − +
=
Để xích không chịu lực căng quá lớn, ta giảm a một lượng bằng:
a∆
= 0,003.a
*
= 0,003.1076 3(mm) do đó a = 1076 – 3 = 1073 (mm)
- Số lần va đập của xích: Theo công thức (5.14)
i = z
1
.n
3
/(15.x
c
) =25.110/(15.128) = 1,43 < [i] = 30 ( bảng 5.9)
III. Kiểm nghiệm xích về độ bền:
- Theo công thức (5.15):
vtđ
FFFk
Q
s
++

=
0
.
-Theo bảng 5.2, tải trọng phá hỏng Q = 56700 (N), khối lượng 1 mét xích q = 2,6
kg.
K
đ
= 1,7 : hệ số tải trọng động (chế độ làm việc nặng).
1 3
. .
25.25,4.110
1,16( / )
60000 60000
z p n
v m s
= = =
3
1000.
1000.7,3
4290( )
1,16
t
P
F N
v
⇒ = = =
: lực vòng trên trục.
F
v
= q.v

2
= 2,6.1,16
2
= 3,5 (N) : lực căng do lực li tâm sinh ra.
Trang: - 8 -
F
0
= 9,81.k
f
.q.a :lực căng do nhánh xích bị động sinh ra.
Với k
f
= 4 :hệ số phụ thuốc độ vòng f của xích va vị trí bộ truyền(bộ truyền nghiêng 1 góc >
60
0
)
=> F
0
= 9,81.1.2,6.0,54 = 13,76 (N).
- Do đó:
56700
18,77
1,7.4290 13,76 3,5
s
= =
+ +
- Theo bảng 5.10 với n = 200 vg/ph, [s] = 8,2. vậy s > [s] : bộ truyền xích đảm bảo
đủ bền.
IV. Đường kính đĩa xích :
- Theo công thức 5.17 và bảng 13.4 :

1
1
25,4
205,66( )
180
sin( ) sin( )
25
p
d mm
z
π
= = =
2
2
25,4
404,5( )
180
sin( ) sin( )
50
p
d mm
z
π
= = =
d
a1
= p[0.5 + cotg( Z
1
)] = 25,4[0,5 + cotg(180/25) = 219,91 (mm).
d

a2
= p[0.5 + cotg( Z
2
)] = 25,4[0,5 + cotg(180/50) =422,03 (mm).
d
f1
= d
1
– 2r = 205,66 – 2.0,83 = 217,13 (mm).
d
f2
= d
2
– 2r = 541,9- 2.0,83 = 540,24 (mm).
Với r = 0,5025.d
1
+ 0,05 = 0,5025.15,88 + 0,05 = 8,03 với d
l
= 15,88 (mm).
(xem bảng 5.2).
Các kích thước còn lại tính theo bảng 13.4.
-Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích: theo công thức (5.18) ta có:
][./) (47,0
HdvđđtrH
kAEFkFk
σσ
≤+=
Trong đó:
K
r

: Hệ số xét đến ảnh hưởng số răng đĩa xích.
+ K
r1
= 0,42 ứng với Z
1
= 25
+ K
r2
= 0,22 ứng với Z
2
= 50
Trang: - 9 -
F
t
= 4290 (N) : lực vòng trên trục.
K
d
= 1 : hệ số phân bố không đều tải trọng cho 1 dãy.
K
đ
= 1,2 : hệ số tải trong động.
F
vđ
= 13.10
-7
n
3
.p
3
.m : lực va đập trên m dãy xích.

F
vđ
= 13.10
-7
.110.25,4
3
.1

= 2,343 (N).
E = 2,1.10
5
Mpa : Môđun đàn hồi.
A = 180 (mm
2
) : diện tích chiếu của bản lề (tra theo bảng 5.12).
- Ứng suất tiếp xúc của đĩa xích 1.

5
1
0,42.(4290.1,2 2,343).2,1.10
0.47
180.1
H
σ
+
=
= 519,15 (Mpa)
- Ứng suất tiếp xúc của đĩa xích 2.
5
2

0,22.(4290.1,2 2,343).2,1.10
0.47
180.1
H
σ
+
=
= 175,08 ( Mpa).
-Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 210 sẽ đạt được ứng suất cho
phép
[
H
σ
] = 600 MPa, đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho đĩa 1.Tương ứng,

H
σ
≤
[
H
σ
] (với cùng vật liệu va nhiệt luyện).
V. Xác định các lực tác dụng lên trục:
Theo (5.20), F
r
= k
x
.

F

t
= 1.4290 = 4290 (N).
Với k
x
= 1,15 :hệ số kể đến trọng lượng tính xích (do bộ truyền nghiêng 1 góc >
60
0
).
PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP
GIẢM TỐC.
I. Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép :
Trang: - 10 -
-Chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau:
Cụ thể theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn
HB = 241
÷
285, có
1b
σ
= 850 MPa,
1ch
σ
= 580 MPa.
Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn
HB = 192
÷
240 , có
2b
σ

= 750 MPa,
2ch
σ
= 450 MPa.
II. Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6.2 thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 180
÷
350.
702
1lim
0
+=
HB
H
σ
: ứng suất tiếp cho phép.

HB
F
8,1
lim
0
=
σ
: ứng suất uốn cho phép.
1,1
=
H
S
: hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc.

75,1
=
F
S
: hệ số an toàn khi tính về uốn.
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
= 245, độ rắn bánh lớn HB
2
= 230.
56070245.2702
11lim
=+=+=
HB
H
σ
(MPa).
441245.8,1
1lim
0
==
F
σ
(MPa).
53070230.2702
22lim
=+=+=
HB
H
σ

(MPa).
414230.8,1
2lim
0
==
F
σ
(MPa).
- Theo công thức (6.5)
HB
HO
HN
4,2
.30
=
, do đó
.10.6,1245.30
74,2
1
==
HO
N
N
HO2
= 30.230
2,4
= 1,39.10
7
.
Với

HO
N
: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
- Theo công thức ( 6.7) ta có :
+ N
HE
= 60c
∑
( T
i
/ T
max
)
3
.n
i
t
i
: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
+ Trong đó: T
i
, n
i
, t
i
: lần lượt là momen xoắn, số vòng quay, tổng số giờ làm việc
ở chế độ i của bánh răng đang xét.
+ N
HE2
= 60c.n

2
/u
2
∑
t
i
∑
(T
i
/T
max
)
3
.t
i
/
∑
t
i
Trang: - 11 -
= 60.1.
22,2
23,225
.18000(1
3
.0,7+0,8
3
.0,3) = 9,35.10
7
.

N
HE2
> N
HO2
do đó K
HL2
= 1.
- Tương tự ta cũng có N
HE1
> N
HO1
do đó

K
HL1
= 1. Với K
HL
: hệ số tuổi thọ.
- Như vậy theo công thức (6.1a) sơ bộ xác định được:
[
H
σ
] =
0
Him
σ
H
HL
S
K

[
H
σ
]
1
=
0
1Him
σ
H
HL
S
K
1
=
1,1
1.560
= 509 (MPa).
[
H
σ
]
2
=
0
2Him
σ

H
HL

S
K
2
=
1,1
1.530
= 481,8 (MPa).
- Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo (6.12)
[
H
σ
] =
2
][][
21 HH
σσ
+
=
2
8,481509 +
= 495,4 (MPa).
- Với cấp chậm sử dụng răng thẳng và tính ra N
HE
> N
HO
nên K
HL
= 1, do đó
[
H

σ
]
’

= min([
H
σ
]
1
; [
H
σ
]
2
) = [
H
σ
]
2
= 481,8 (MPa).
- Theo công thức (6.7) :
N
FE
= 60c
∑
(T
i
/T
max
)

6
n
i
T
i
Với m
F
= 6 vì độ rắn mặt răng ≤ 350.
=>
N
FE2
= 60.1.

22,2
23,225
.18000(1
6
.0,7 + 0,8
6
.0,3) =9,35.10
7
.
Ta thấy N
FE2
=9,35.10
7
> N
F0
= 4.10
6

(đối với tất cả các loại thép thì N
F0
= 4.10
6
: Số
chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn), do đó K
FL2
= 1.
Tương tự K
FL1
= 1.
- Do đó theo (6.2a) với bộ truyền quay một chiều nên K
FC
= 1.
[
1F
σ
] =
0
1limF
σ
.K
FC
.K
KL1
/ S
F
= 441.1.1/1,75 = 252 (MPa).
[
2F

σ
] =
0
2limF
σ
. K
FC
. K
FL2
/ S
F
= 414.1.1/1,75 = 236,5 (MPa).
- Ứng suất quá tải cho phép: theo (6.13) và (6.14) ta có
[
H
σ
]
max
= 2,8
2ch
σ
= 2,8.450 = 1260 (MPa).
Trang: - 12 -
P'
1
P
1
P
n
P'

1
P
a1
P
r
[
1F
σ
]
max
= 0,8
1ch
σ
= 0,8.580 = 464 (MPa).
[
2F
σ
]
max
= 0,8
2ch
σ
= 0,8.450 = 360 (MPa).
IV. Tính toán bộ truyền cấp nhanh: Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
Vì phân đôi cấp chậm nên
'
26096.5( ).
2
I
I

T
T Nmm
= =
1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
[ ]
'
3
1
2
.
( 1)
. .
I H
w a n
H n ba
T K
a K u
u
β
σ ψ
= +
- Trong đó:
+ K
a
= 43.
+ Ta có
ba
ψ
= 0,3 =>
0,5. ( 1) 0,5.0,3.(3,97 1) 0,7455.

bd ba n
u
ψ ψ
= + = + =

Tra bảng 6.7 ta được: K
H
β
= 1,07; K
F
β
= 1,17 (ứng với sơ đồ 3).
3
1
2
26096,5.1,07
43.(3,97 1) 89,89( ).
495,4 .3,97.0,3
w
a mm= + =
- Lấy
1w
a
= 100 (mm).
2. Xác định các thông số ăn khớp:
- Theo (6.17) môđun: m = (0,01÷0,02).
1w
a
= (0,01÷0,02).100 = 1÷2 (mm).
- Theo bảng 6.8Chọn môđun pháp m =1,5.

Trang: - 13 -
- Chọn sơ bộ
.819,0cos35
0
=⇒=
ββ
- Theo công thức 6.31:
+ Số răng bánh nhỏ:
1
1
2. .cos
2.96.0,819
21,09
( 1) 1,5(3,97 1)
w
n
a
Z
m u
β
= = =
+ +
lấy Z
1
= 21
+ Số răng bánh lớn: Z
2
= u
n
.Z

1
= 3,97.21 = 83,37 lấy Z
2
= 83.
- Do đó tỷ số truyền thực là: u
m
= Z
2
/Z
1
= 3,95.
Khi đó:
0
1 2
1
( ) 1,5(21 83)
cos 0,78. 38,8 .
2 2.100
w
m Z Z
a
β β
+ +
= = = => =
3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
- Theo (6.33), ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc.
'
2
1
2. . ( 1)

. .
. .
I H n
H M H
w n w
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ
+
=
- Theo bảng 6.5, Z
M
= 274 (MPa)
1/3
.
- Theo (6.35)
tgβ
b
= cosα
t
.tgβ
với α
t
= α
tW
= arctg(tgα/cosβ) = arctg(tg20/0,78) =
0
25

=> tgβ
b
= cos(
0
25
).tg (
0
38,8
) => β
b
=
0
36
2cos
2.cos(36)
1,45.
sin 2 sin(2.25)
b
H
tw
Z
β
α
= = =
- Theo (6.37), ε
β
= b
W
sinβ/(πm), với b

W
=
ψ
ba
.
1w
a
= 0,3.100 = 30.
=> ε
β
= 0,3.100.sin(38,8)/(3,14.1,5) = 4,3. Do đó theo (6.38b):
ε
α
= (1,88 – 3,2(1/Z
1
+ 1/Z
2
)).cosβ = (1,88 – 3,2(1/21 + 1/83)).0,78 = 1,32.
- Do ε
α
> 1nên theo (6.38)
1 1
0,87.
1,32
Z
ε
α
ε
=> = = =
- Đường kính vòng lăn bánh nhỏ: d

W1
= 2a
W1
/(u
n
+ 1) =2.100/(3,95 + 1) = 40,4
(mm).
Trang: - 14 -
- Vận tốc vòng của bánh răng:
1 1
. .
3,14.40,4.1445,5
3,05( / ).
60000 60000
w
d n
v m s
π
= = =
- Với v = 3,05 (m/s) theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác động học là 9.Theo bảng
6.14 với cấp chính xác là 9 và v < 4 m/s, K
Hα
= 1,13.
Tra bảng 6.15 và 6.16 ta được: g
0
= 73,
002,0
=
H
δ

,
.006,0
=
F
δ
1
0
100
-Theo (6.42) . . 0,002.73.3,05 2,24( / ).
3,95
w
H H
n
a
v g v m s
u
δ
=> = = =
- Do đó theo (6.41):
1
'
. .
2,24.30.40,4
1 1 1,04.
2. . . 2.26096,5.1,07.1,13
H w w
Hv
I H H
v b d
K

T K K
β α
= + = + =
- Theo công thức (6.39):
. . 1,07.1,13.1,04 1,26.
H H H Hv
K K K K
β α
= = =
- Thay các giá trị vừa tìm được vào (6.33) ta được :
'
2 2
1
2. . ( 1)
2.26096,5.1, 26(3,95 1)
. . 274.1,45.0,87. 408,43( ).
. . 30.3,95.40,4
I H n
H M H
w n w
T K u
Z Z Z MPa
b u d
ε
σ
+
+
= = =
- Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:
Theo (6.1) với v = 3,05 (m/s) < 5 (m/s) => Z

v
= 0,89, với cấp chính xác động học
là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt
R
z
= 2,5 1,25
m
µ
=> Z
R
= 0,95. Với d
a
< 700 mm => K
xH
= 1, do đó theo (6.1) và
(6.1a) :
[ ] [ ]
).(86,4181.95,0.89,0.4,495 MPaKZZ
xHRvHH
===
σσ
Như vậy:
[ ]
408,43( ) 418,86( )
H H
MPa MPa
σ σ
= < =

đạt yêu cầu.

4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
- Theo công thức (6.43) :
'
1
1
1
2. . . . .
. .
I F F
F
w w
T K Y Y Y
b d m
ε β
σ
=
+ Theo bảng 6.17 ta được: K
F
β
= 1,17 (ứng với sơ đồ 3).
+ Theo bảng 6.14 với v < 2,5 (m/s) và cấp chính xác 9 => K
Hα
= 1,13 và K
Fα
=
1,37.
Trang: - 15 -
- Theo công thức (6.47) ta có:
1
0

100
. . . 0,006.73.1,56. 3,43
3,95
w
F F
n
a
v g v
u
δ
= = =
trong đó theo bảng 6.15,
F
δ
= 0,006 và theo bảng 6.16 được
0
g
= 73.
- Theo công thức 6.46:
1 1
'
. .
4,7.30.40
1 1 1,06.
2. . . 2.26096,5.1,17.1,37
F w w
Fv
I F F
v b d
K

T K K
β α
= + = + =
- Do đó K
F
= K
Fβ
. K
Fα
.
Fv
K
= 1,17.1,37.1,06 = 1,7
- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
1 1
0,76.
1,32
Y
ε
α
ε
= = =
- Hệ số kể đến đọ nghiêng của răng:
0
38,8
1 1 0,72.
140 140
Y
β
β

= − = − =
- Số răng tương đương:
1
1
3 3
21
44.
cos 0,78
v
Z
Z
β
= = =
2
2
3 3
83
180.
cos 0,78
v
Z
Z
β
= = =
- Vì sử dụng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x = 0.
- Theo bảng 6.18 ta được: Y
F1
= 3,7; Y
F2
= 3,6

-Với m = 1,5 (mm), Y
S
= 1,08 -0,0695ln(1,5) = 1,05; Y
R
= 1 (bánh răng quay);
K
xF
= 1 (vì d
a
< 400 (mm)),do đó theo (6.2) và (6.2a) :
[
1F
σ
] = [
1F
σ
]. Y
R
. Y
S
. K
xF
= 252.1.1,05.1 = 264,6 (MPa).
Tương ứng [
2F
σ
] = [
2F
σ
]. Y

R
. Y
S
. K
xF
= 236,5.1.1,05.1 = 248,3 (MPa).
- Suy ra: + Ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh răng chủ động
1
2.26096,5.1,7.0,76.0,72
27,87
30.40 1,5
F
σ
= =
(MPa). < [
1F
σ
] = 264,4 (MPa).
+ Ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh răng bị động:
[ ]
).(3,248)(4,80
62,3
6,3.85,80
.
2
1
21
2
MPaMPa
Y

Y
F
F
FF
F
=<===
σ
σ
σ
5. Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Trang: - 16 -
P
r1
P
r2
P
2
P
1
- Theo (6.48): Hệ số quá tải:
.1
max
==
T
T
K
qt
- Ứng suất tiếp xúc cực đại:
[ ]
max max

. 408,43( ) 1260 ( ).
H H qt H
K MPa MPa
σ σ σ
= = < =
- Ứng suất uốn cực đại:
[ ]
).(464)(5,80.
max11max1
MPaMPaK
FqtFF
=<==
σσσ
[ ]
).(360)(4,80.
max22max2
MPaMPaK
FqtFF
=<==
σσσ
6. Các thông số cơ bản của bộ truyền:
- Góc nghiêng răng:
0
38,8 .
β
=
- Khoảng cách trục: a
W1
= 100 (mm).
- Môđun: m = 1,5 (mm)

- Chiều rộng vành răng: b
W
= 30 (mm).
- Tỷ số truyền cấp nhanh: U
m
= 3,95
- Số răng mỗi cặp bánh răng: Z
1
= 44. Z
2
= 180.
- Hệ số dịch chỉnh: x
1
= 0. x
2
= 0.
Theo các công thức bảng 6.11 ta tính được:
- Đường kính chia: d
1
= 31 (mm). d
2
= 115 (mm).
- Đường kính đỉnh răng: d
a1
= 34 (mm). d
a2
= 118 (mm).
- Đường kính đáy răng: d
f1
= 27,25 (mm). d

f2
= 111,25 (mm).
III. Tính toán bộ truyền cấp chậm : Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Theo (6.15a) :
Trang: - 17 -

a
W2
= K
a
( u
c
+
1)
2
3
2
.
[ ] .
H
H c ba
T K
u
β
σ ψ
- Trong đó :
+
ba
ψ

: Hệ số; là tỷ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục. Theo bảng
6.6 chọn
ba
ψ
= 0,3
+Theo bảng 6.5 chọn K
a
= 49,5 (đối với bánh răng thẳng) : Hệ số phụ thuộc vào vật
liệu của cặp bánh răng và loại răng.
bd
ψ
= 0,5.
ba
ψ
.(U
c
+1) = 0,5.0,3.(3,31+1) = 0,6465.
+Tra bảng 6.7 suy ra K
H
β
= 1,02 ( sơ đồ 7).
=>
a
W2
= 49,5(3,31+1)
3
2
199341.1,02
481,8 .3,31.0,3
= 209,35 (mm).

- Lấy a
W2
= 200 (mm).
2. Xác định các thông số ăn khớp:
- Theo (6.17) mođun: m = (0,01
÷
0,02)a
W2
= (0,01
÷
0,02).200 = 2
÷
4 (mm).
Tra bảng 6.8 ta chọn mođun pháp m = 3 (mm).
- Số răng bánh nhỏ theo công thức (6.19)
Z
1
=
2
2
2
( 1)
w
a
m u
+
=
2.200
3.(3,31 1)
+

= 30,9. Lấy Z
1
= 30
- Số răng bánh lớn :
Z
2
= U
2
.Z
1
= 3,31 .30 = 99,3. Lấy Z
2
= 100.
Trang: - 18 -
- Do đó : a
W1
=
2
)(
21
ZZm
+
=
3(30 100)
2
+
= 185 (mm).
- Tỷ số truyền thực sẽ là: u
m
=

1
2
Z
Z
=
100
30
= 3,33.
Vậy không cần điều chỉnh khoảng cách giữa 2 bành răng.
3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
- Theo công thức (6.33) : ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc
[ ]
2
2
1
2. . ( 1)
. .
. .
H c
H M H H
w m w
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ σ
+
= ≤
- Theo bảng 6.5 ta có Z
M

= 274 (MPa)
1/3
.
Trong đó:
+Z
H
: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, theo công thức (6.34) ta có:
tw
b
H
Z
α
β
2sin
cos.2
=
+Theo các thông số ở bảng 6.11 ta có :
α
t
= arctan(tanα/cosβ) = arctan(tan20
0
/cos0
0
) = 20
0
.
Vì hệ số dịch chuyển bằng 0 nên α
t
= α
tW

= 20
0
.
Suy ra, tanβ
b
= cosα
t
.tanβ = 0
=>
β
b
= 0.
=>
)20.2sin(
0cos.2
=
H
Z
= 1,76.
+
ε
Z

: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
Vì hệ số trùng khớp dọc: ε
β
= b
W
sinβ/(mπ) = 0 (sinβ = 0).

=>
3
4
α
ε
ε
−
=
Z
Với hệ số trùng khớp ngang: ε
α
= [1,88-3,2(1/z
1
+ 1/z
2
)cosβ
= [1,88-3,2(1/36+ 1/106) = 1,76.
Trang: - 19 -
=>
87,0
3
75,14
=
−
=
ε
Z

+ K
H

: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc.
K
H
= K
Hβ
.K
Hα
.K
Hv
*K
Hβ
= 1,02 : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng, tra bảng 6.7
*
α
H
K
= 1: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp. ( bánh răng thẳng)
*K
Hv
: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vòng ăn khớp.
1
2
. .
1
2. . .
H w w
Hv
H H

v b d
K
T K K
β α
= +
V
H
= δ
H
.g
o
.v.
mw
ua /
δ
H
= 0,006 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp.
g
o
= 56 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1
và 2.
Theo (6.40),vận tốc vòng của bánh răng:
60000

11
nd
v
w
π
=

d
W1
: Đường kính vòng lăn bánh nhỏ.
d
W1
= 2a
W
/(u
c
+1) = 2.185/(3,33+1) = 85,45 (mm).
=>
3,14.85,45.364,1
1,63 ( / )
60000
v m s
= =
Trang: - 20 -
Với v = 1,63 (m/s) theo bảng 6.13 dung cấp chính xác 8. Theo bảng
6.14
với cấp chính xác 9 và v < 2 (m/s).
=> V
H
= 0,006.56.4,22.

185 / 3,33
= 7,45.
+ Chiều rộng vành răng : b
W
=
ba

ψ
.a
W
= 0,3.185 = 55,5 (mm).
=>
K
Hv

7,45.55,5.85,45
1 1,01
2.199341.1,02.1
= + =
=>
. . 1,02.1.1,01 1,03.
H H H Hv
K K K K
β α
= = =
2
2 2
1
2. . ( 1)
2.199341.1,03.(3,33 1)
. . 274.1,76.0,87. 432,15 ( ).
. . 55,5.3,33.85,45
H c
H M H
w m w
T K u
Z Z Z MPa

b u d
ε
σ
+
+
= = =
- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
+ Theo (6.1) : v = 1,63 (m/s) < 5 (m/s), Z
v
= 0,85.v
0,1
= 0,85.4,22
0,1
= 0,98 .
Lấy Z
v
= 1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.
+ Cấp chính xác động học là 8 khi đó cần gia công đạt độ nhám: R
a
= 2,5 1,25
m
µ
.
+ Do đó: Z
R
= 0,95, với d
a
< 700 (mm) => K
xH
= 1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của

kích thước bánh răng,vì thế theo công thức 6.1 và 6.1a ta có:
[ ] [ ]
).(56,4481.95,0.98,0.8,481 '. MPaKZZ
xHRvHH
===
σσ
+ Ta thấy
[ ]
432,15( ) 448,56( )
H H
MPa MPa
σ σ
= < =
như vậy răng đã chọn thỏa
mãn độ bền tiếp xúc và ta chấp nhận khoảng cách trục a
W
= 185 (mm).
4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
-Theo công thức (6.43) :
Trang: - 21 -
[ ]
2 1
1 1
1 1
2. . . . .
. .
F F
F F
w w
T K Y Y Y

b d m
ε β
σ σ
= ≤
-Theo bảng 6.7, K
Fβ
= 1,02.
-Theo bảng 6.14 với v < 5 (m/s) và cấp chính xác 8. K
Hα
= 1 (bánh răng thẳng).
-Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vòng ăn khớp khi tính về uốn K
Fα
=
1,27.
-Theo (6.47) :
m
w
FF
u
a
vgv
0
δ
=
+Theo bảng 6.15 :
F
δ
=0,016, theo bảng 6.16 :
0
g

= 56.
=>
185
0,016.56.4,22.
3,33
F
v
= =
28,18. Do đó theo (6.46) :
αβ
FF
wwF
Fv
KKT
dbv
K
2

1
1
1
+=
=1+
28,18.55,5.85,45
1,26
2.199341.1,02.1,27
=
Do đó K
F
= K

Fβ
. K
Fα
.
Fv
K
=1,02.1,27.1,26 = 1,63.
-Với hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
.571,0
75,1
11
===
α
ε
ε
Y
-Với hệ số kể đến độ nghiêng của răng:
.1
140
1
0
=−=
β
β
Y
- Số răng tương đương:
1
1
3
30.

cos
v
Z
Z
β
= =

2
2
3
100.
cos
v
Z
Z
β
= =
- Theo bảng 6.18 ta được: Y
F1
= 3,7 ; Y
F2
= 3,6.
- Với m = 3 (mm), Y
S
= 1,08 -0,0695ln(3) = 1; Y
R
= 1 (bánh răng quay);
K
xF
= 1 (vì d

a
< 400 (mm)),do đó theo (6.2) và (6.2a) :
[
1F
σ
] = [
1F
σ
]. Y
R
. Y
S
. K
xF
= 252.1.1.1 = 252 (MPa).
Tương ứng [
2F
σ
] = [
2F
σ
]. Y
R
. Y
S
. K
xF
= 236,5.1.1.1 = 236,5 (MPa).
- Suy ra:+ Ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh răng chủ động:
[ ]

1 1
1 1
1
2. . . . .
2.37073.1,87.0,571.1.3,7
94,37( ) 252( ).
. . 55,5.85,45.3
F F
F F
w w
T K Y Y Y
MPa MPa
b d m
ε β
σ σ
= = = < =
Trang: - 22 -
+ Ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh răng bị động:
[ ]
1 2
2 2
1
.
94,37.3,6
98,75 236,5( ).
3,7
F F
F F
F
Y

MPa
Y
σ
σ σ
= = = < =
5. Kiểm nghiệm răng về quá tải:
- Theo (6.48): Hệ số quá tải:
.1
max
==
T
T
K
qt
- Ứng suất tiếp xúc cực đại:
[ ]
max
max
. 432,15( ) 1260( ).
H H qt H
K MPa MPa
σ σ σ
= = < =
- Ứng suất uốn cực đại:
[ ]
1max 1 1max
. 94,37 ( ) 464 ( ).
F F qt F
K MPa MPa
σ σ σ

= = < =
[ ]
2max 2 2max
. 236,5 ( ) 360 ( ).
F F qt F
K MPa MPa
σ σ σ
= = < =
6. Các thông số cơ bản của bộ truyền:
- Khoảng cách trục: a
W1
= 185 (mm).
- Môđun: m = 3 (mm).
- Chiều rộng vành răng: b
W
= 55,5(mm).
- Tỷ số truyền : u
c
= 3,33
- Góc nghiêng của răng: β = 0.
- Số răng bánh răng: Z
1
= 30. Z
2
= 100.
- Hệ số dịch chỉnh: x
1
= 0. x
2
= 0.

Theo công thức trong bảng 6.11,tính được:
- Đường kính vòng chia: d
1
= 90. d
2
= 300.
- Đường kính đỉnh răng: d
a1
= 96. d
a2
= 306.
- Đường kính đáy răng: d
f1
= 95,5. d
f2
= 295,5.
Phần IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN.
A: THIẾT KẾ TRỤC.
Trang: - 23 -
I. Chọn vật liệu:
- Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép C40X tôi, thường hóa có giới hạn bền
)(600 Mpa
b
=
σ
; và giới hạn chảy
).(340 Mpa
ch
=
σ

- Ứng suất xoắn cho phép
[ ]
).(20 12 Mpa
=
τ
II. Xác định sơ bộ đường kính trục:
- Theo công thức (10.9) đường kính trục thứ k với k = I,II,III :
[ ]
3
2,0
τ
k
k
T
d
=

T
k
: momen xoắn của trục k (Nmm)
Với
[ ]
τ
lấy trị số nhỏ đối với trục vào, và lấy trị số lớn đối với trục ra
+ Chọn
[ ]
τ
= 12=> Đường kính trục I :
[ ]
3

3
1
52193
27,9( ).
0,2 0,2.12
I
T
d mm
τ
= = =
+ Chọn
[ ]
τ
= 16 => Đường kính trục II :
[ ]
3
3
2
199341
39,64( ).
0,2 0,2.16
II
T
d mm
τ
= = =
+ Chọn
[ ]
τ
= 20 => Đường kính trục III :

[ ]
3
3
3
633773
54,11( ).
0,2 0,2.20
III
T
d mm
τ
= = =
- Do đó chọn đường kính sơ bộ của các trục sẽ là:
d
1
= 30 (mm); d
2
= 40 (mm); d
3
=50 (mm).
III. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
- Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ
thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ, khe hở
cần thiết và các yếu tố khác.
- Từ đường d có thể xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn b
0
theo bảng 10.2
d
1
= 30 (mm) => b

01
= 19 (mm).
Trang: - 24 -
d
2
= 40 (mm) => b
02
= 23 (mm).
d
3
= 50 (mm) => b
03
= 27 (mm).
Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn b= b
02
= 23 (mm).
Khe hở giữa các chi tiết quay: c = 10 mm
Khe hở giữa bánh răng với thành trong vỏ hộp: a = 15 mm
Khoảng cách từ thành trong vỏ hộp đến mặt bên ổ lăn: l
2
= 8 mm
Đường kính bu lông cạnh ổ để lắp nắp và thân hộp: d
1
= 10 mm
Chiều cao bu lông ghép nắp và chiều dày nắp : l
3
= 18 mm
Khe hở giữa mặt bên xích và đầu bu lông: l
4
= 15 mm

Chiều rộng bánh răng cấp nhanh: 40 mm
Chiều rộng bánh răng cấp chậm: 67 mm
Chiều dài phần mayơ lắp với trục l
5
=1,5.d
3
l
5
=1,5.40= 60
Khoảng cách từ nắp ổ đến nối trục
IV.A.4.Sơ đồ phát họa hộp giảm tốc:
Dựa vào sơ đồ ta tính được chiều dài sơ bộ của các trục.
Trục I:
L
1
=2(B+l
2
+a+b
1
) + b
3
+2(c-1) +l
3
+l
4
+l
5
⇒ L
1
=2(23+8+15+40) +67+2(10-1) +18+15+30= 320mm

Trục II:
L
2
= 2(l
2
+B+a+b
2
+1)+ 2c+ b
3

= 2(8+23+15+40+1)+2.10+67= 261mm
Trục III:
L
3
= L
2
+l
3
+l
4
+l
5
= 261+ 18+ 15+ 60= 354mm
Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp, có cấp nhanh phân đôi:
Trang: - 25 -