Đồ án Thiết Kế Máy Thiết Kế Thang Cuốn

Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử

Trang

1.1 Tổng quan về thang cuốn……………………………………………………… 5
1.2 Một số lưu ý về thiết kế và an toàn sử dụng với hành khách cho cầu
thang cuốn…………………………………………………………………………7
 !"
2.1 Nguyên lý, yêu cầu thiết kế, đặc điểm, chế độ làm việc, đặc tính
kĩ thuật của thang cuốn…………………………………………………………….8
2.2 Lựa chọn phương án thiết kế……………………………………………………9
2.3 Tính toán động học…………………………………………………………….10
2.4 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền………………………………….12
#$%&%'"()*
3.1 Chọn loại xích……………………………………………………………… 15
3.2 Định số răng đĩa xích………………………………………………………… 16
3.3 Định bước xích…………………………………………………………………16
3.4 Định khoảng cách trục và số mắc xích……………………………………… 18
3.5 Kiểm nghiệm độ bền xích…………………………………………………… 18
3.6 Đường kính vòng chia đĩa xích……………………………………………… 19
3.7 Tính lực tác dụng lên trục…………………………………………………… 20
+$%&%",$ '(/(0$1,
4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh…………………….22
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 1
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
4.1.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và cách nhiệt luyện… 22
4.1.2 Xác định ứng xuất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép…………………….22
4.1.3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K……………………………………………….24
4.1.4 Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng…………….25
4.1.5 Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A………………… 25
4.1.6 Xác định môđun, số răng, góc chiều rộng bánh răng và góc

nghiêng của bánh răng…………………………………………………… 26
4.1.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng……………………………………… 26
4.1.8 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột……………… 29
4.1.9 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền…………………………… 29
4.1.10 Tính lực tác dụng………………………………………………………….30
4.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm……………………… 30
4.2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và cách nhiệt luyện……………………….30
4.2.2 Xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép………………………………………31
4.2.3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K……………………………………………….32
4.2.4 Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng…………….33
4.2.5 Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A………………… 34
4.2.6 Xác định môđun, số răng, góc chiều rộng bánh răng và góc
nghiêng của bánh răng…………………………………………………… 34
4.2.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng……………………………………… 35
4.2.8 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột ……………… 36
4.2.9 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền…………………………… 37
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 2
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
4.2.10 Tính lực tác dụng…………………………………………………………38
2$%&%(03
5.1 Thiết kế chi tiết trục…………………………………………………………….39
5.1.1 Chọn vật liệu ……………………………………………………………….39
5.1.2 Tính sơ bộ các trục………………………………………………………….39
5.1.3 Tính gần đúng trục………………………………………………………….40
5.1.4 Tính chính xác trục…………………………………………………………52
5.2 Tính then……………………………………………………………………….58
5.2.1 Tính then trên trục I……………………………………………………… 58
5.2.1 Tính then trên trục II……………………………………………………… 59
5.2.1 Tính then trên trục III…………………………………………………… 61
4$%&%$!5(0

6.1 Chọn ổ lăn………………………………………………………………………63
6.2 Chọn kiểu lắp………………………………………………………………… 66
6.3 Cố định trục theo phương dọc………………………………………………….67
6.4 Che kín ổ lăn……………………………………………………………………67
6.5 Bôi trơn ổ lăn………………………………………………………………… 68
6$%&%178",$$%.)&
9,:,'$(
7.1 Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiêt khác…………………………………………….69
7.1.1 Cấu tạo vỏ hộp………………………………………………………………69
7.1.2Các chi tiết khác……………………………………………………………70
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 3
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
7.2 Bôi trơn và lắp ghép hộp giảm tốc………………………………………………71
7.3 Nối trục………………………………………………………………………… 72
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 4
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
;<=>?
@>?ABC>DE;C>?BF>
1.1 
 GHI
Hệ thống thang cuốn, trong một số trường hợp còn gọi là thang máy hay cầu
thang máy là một phương tiện phổ biến, giúp con người di chuyển dễ dàng giữa
các tầng trong tòa nhà theo phương thức dạng băng chuyền (băng tải). Hệ thống
thang cuốn gồm tập hợp những bậc thang di chuyển liên tục, bược gối lên luân
phiên nhau theo chiều lên hoặc xuống tạo thành một vòng khép kín và các khe
rãnh trên bậc thang được thiết kế so le, ăn khớp với nhau.
Hiện nay trên thế giới phổ biến nhất là dạng thang cuốn theo chiều thẳng
nhưng cũng có một số thiết kế thang cuốn đặc biệt làm theo hình chôn ốc ưu điểm
của loại thang này là tiết kiệm được diện tích. Hệ thống thang cuốn thường được
sử dụng trong các trung tâm thương mại, nhà ga, sân bay, khu vui chơi giải trí

đông người qua lại v.v… Thang cuốn được lắp đặt thành từng cặp với chức năng
mỗi thang theo một chiều nhất định lên hoặc xuống.
H1.1: Thang cuốn dạng thẳng H1.2: Thang cuốn hình trôn ốc
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 5
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
 JK0I
Thang cuốn được sử dụng để vận chuyển người và hàng hóa tại những nơi
như siêu thị, trung tâm thương mại, ga tàu, sân bay…
Thang cuốn hiện nay còn được sử dụng trong lĩnh vực nhà ở dân dụng, trong các
biệt thự sang trọng…
Ngoài ý nghĩa là thiết bị vận chuyển hàng hóa thì thang cuốn còn là một
yếu tố làm tăng vẻ đẹp tiện nghi cho mỗi công trình.
# LM7$I
Thang cuốn hiện nay được thiết kế chế tạo rất đa dạng và phong phú với
nhiều kiểu dáng và chủng loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của
công trình.
- Phân loại theo công dụng:
+ Cầu thang cuốn bật thang dùng để vận chuyển người.
+ Cầu thang cuốn băng tải để vận chuyển người và hàng hóa.
- Phân loại theo dạng đường đi:
+ Cầu thang cuốn di chuyển thẳng. (thường phổ biến ở trong siêu thị,
trung tâm thương mại…).
+ Cầu thang cuốn di chuyển dạng xoắn ốc.
- Phân loại theo thông số cơ bản:
+ Theo độ cao.
+ Theo góc nghiêng.
+ Theo chiều dài thang.
+ Phân theo mức độ tự động:
+ Theo dung lượng vận chuyển.
+ Bán tự động.

+ Tự động.
1.2 "N$%&%OK0P$&I
1.2.1 "N$%&%
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 6
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Hiện nay theo tiêu chuẩn của thế giới thì thang cuốn phải đáp ứng được các tiêu chí sau:
Thiết kế lan can, tay vịn có tốc độ di chuyển trùng với tốc độ di chuyển của bậc
thang giúp người sử dụng không bị mất thăng bằng khi thang có sự cố như mất điện, kẹt
khiến thang cuốn đang vận hành dừng đột ngột.
Đầu và cuối hành trình thang cuốn được thiết kế tấm chờ, đón khách đặc biệt giúp
người sử dụng giữ thăng bằng khi bắt đầu hoặc kết thúc hành trình của thang.
Ở mỗi bậc thang được sơn màu vàng chanh hoặc hệ thống đèn LED tại 2 đường
biên, đầu bậc thang cảnh báo tăng độ an toàn trong khi dùng.
Tại vị trí bậc suất phát và bậc kết thúc được thiết kế từ hai đến ba bậc thang tạo
thành một mặt phẳng để người sử dụng bắt kịp vận tốc của thang do quan tính.
Tùy theo mục đích sử dụng của thang cuốn mà ta có thể tùy chỉnh được hướng
vận hành của thang lên hoặc xuống, tốc độ của thang nhanh hay chậm theo thời gian
trong ngày, khi lưu lượng người sử dụng tăng lên vào lúc cao điểm.
1.2.2 "NP$&
Khi sử dụng thang cuốn cần lưu ý những điều sau để đảm bảo an toàn tránh những
tai nạn đáng tiếc xảy ra:
Nắm chặt lan can, tay vịn.
Không vận chuyển hàng hóa cồng kềnh, trọng lượng lớn hay sử dụng các thiết bị
vận chuyển hàng có bánh, có thể kẹt gây hỏng học thang cũng như thiết bị vận chuyển
hàng.
Đối với người tàn tật, di chuyển bằng xe lăn hoặc nạng không nên di chuyển bằng
thang cuốn mà sử dụng thang máy để giao thông giữa các tầng.
Trước khi sử dụng thang cuốn nên kiểm tra lại trang phục như váy, áo dài, khăn,
giây giày tránh trường hợp bị kẹt, quấn vào khe thang.
Tuyệt đối không để trẻ em đi thang cuốn một minh, phải có người lớn đi kèm.

Hướng mặt nhìn về phía di chuyển.
Rời khỏi thang khi kết thúc hành trình, tránh ùn tắc từ người sau. Trường hợp kết
thúc hành trình chưa rời khỏi thang, đứng về một phía tránh cho người phía sau đi qua.
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 7
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
;<=>?
Q>;RS>S;T>?GFDUVC;W>XY>?=
 >)ZN[)ZI$%&%[!\!$].[%!".$^[!\&_`a

 >)ZN.$^
Thang cuốn hoạt động theo nguyên tắc băng tải.
Hệ thống thang cuốn gồm tập hợp những bậc thang di chuyển liên tục, bước
gối lên luân phiên nhau theo chiều lên hoặc xuống tạo thành một vòng khép kín
và các khe rãnh trên bậc thang được thiết kế so le, ăn khớp với nhau bằng những
khe sâu trên bề mặt
Thang cuốn hoạt động với vận tốc tương đối thấp, tải lớn nên phải có bộ
giảm tốc từ động cơ đến băng tải.
 bZI$%&%
Thang cuốn có kích thước nhỏ gọn phù hợp với không gian làm việc và
phải có tính thẩm mĩ.
Thiết kế theo tiêu chuẩn đảm bảo về an toàn, thân thiện.
Có độ bền cao.
Sửa chữa bảo trì dễ dàng.
Thiết kế phải có tính kinh tế.
  ,$%&%
Hệ truyền động thang cuốn bao gồm động cơ điện, hộp giảm tốc, các bộ truyền bánh
răng, bộ truyền xích. Hộp giảm tốc là cụm chi tiết quan trọng nhất.
Nó được chia làm 3 loại:
Bộ truyền bánh răng trụ.
Bộ truyền bánh răng nón.

Bộ truyền bánh vít- trục vít.
Các phương án thiết kế:
 Lc
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 8
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Hình 2.1: Hộp giảm tốc khai triển, sử dụng bộ truyền ngoài xích.
- Nguyên tắc hoạt động:
Động cơ điện quay, truyền động qua khớp nối đến hộp giảm tốc, nhờ sự ăn khớp
giữa các bánh răng trụ răng thẳng đến bộ truyền xích và làm tải chuyển động.
- Ưu điểm:
Kết cấu đơn giản. Sử dụng truyền xích thì không có hiện tượng trượt khi truyền
động, hiệu suất cao hơn so với truyền đai, không đòi hỏi phải căng xích, có thể
làm việc khi có tải đột ngột. Kích thước nhỏ gọn hơn bộ truyền đai khi cùng công
suất. Tỉ số truyền hộp giảm tốc giảm từ 8-40. Có nhiều ưu điểm nên ngày nay
vẫn được sử dụng rộng rãi
- Nhược điểm:
Bánh răng bố trí không đối xứng nên tải trọng phân bố không đồng đều trên các
ổ, kích thước thường to hơn các hộp giảm tốc khác khi thực hiện cùng chức năng.
Mắt xích dễ bị mòn, gây tải trọng động phụ, ồn khi làm việc.
 Lc

Hình 2.2: Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục sử dụng
bộ truyền ngoài xích.
- Ưu điểm:
Kích thước chiều dài nhỏ, giảm được trọng lượng của hộp giảm tốc. Làm việc
êm, không ồn.
- Nhược điểm:
Khả năng tải nhanh chưa dùng hết, hạn chế chọn phương án,
kết cấu ổ phức tạp, có ổ đỡ bên trong vỏ hộp, khó bôi trơn, kích
thước chiều rộng hộp giảm tốc lớn.

# L#c
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 9
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử

Hình 2.3: Hộp giảm tốc hai cấp nhân đôi sử dụng bộ truyền ngoài xích.
- Ưu điểm:
Tải trọng phân bố điều, sử dụng hết khả năng tải, bánh răng bố trí đối xứng nên
sự tập trung ứng suất giảm, momen xoắn trên các trục trung giam giảm. không có
hiện tượng trượt như truyền đai.
- Nhược điểm:
Có bề rộng lớn, cấu tạo các bộ phận phức tạp. Nhiều các chi tiết và khối lượng
gia công tang. Làm việc ồn do có truyền động bằng xích, mắc xích dễ bị mòn.
+ L+c
Hình 2.4: Hộp giảm tốc hai cấp bánh răng côn - trụ sử dụng bộ truyền ngoài xích
- Ưu điểm
Truyền được mômen xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao nhau. Có
chuyển động bằng xích nên tỉ số truyền cao hơn truyền động bằng đai và có thể
làm việc được khi có quá tải. Tỉ số truyền của hộp giảm tốc từ 8-15.
- Nhược điểm:
Giá thành chế tạo đắt, lắm ghép khó khăn. Khối lượng và kích thước lớn hơn so
với việc dùng bánh răng trụ. Sử dụng truyền xích nên mắc xích dễ bị mòn, ồn ào
khi làm việc.
Như vậy qua việc phân tích các phương án để thiết kế cơ cấu thang cuốn về ưu nhược
điểm của các phương án. Ta lựa chọn phương án thứ nhất.
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 10
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
# !" c
2.3.1 '/
Băng thang chuyển động luân phiên lên trên hay xuống dưới liên tục là nhờ vào
sự ăn khớp của các mắc xích bật thang với tang băng thang theo kiểu ăn khớp xích

con lăn. Do đó, các thông số của băng thang được tính dựa theo kiểu truyền động
xích.
# d-'"$e$a'/
Ta có độ dài làm việc của băng thang:
0
8000
sin sin 30
H mm
L
α
= =
= 16000 (mm)
Để đảm bảo an toàn hành khách ta chọn hai bước: bước mắc xích đầu thang và
bước mắc xích cuối thang của đoạn làm việc sẽ tạo đoạn bằng phẳng. Đồng thời để
che tang băng thang ta chọn khoảng cách từ bước thang làm việc đến tâm thang là
1m.
Vậy ta có khoảng cách D giữa hai tang băng thang:
0
1 2 300
2
sin 30
D L
× ×
= + ×
## f!gh)(Z(0a'/
Để thuận lợi cho việc tính toán ta chọn đường kín vòng chia của tang băng thang
theo tiêu chuẩn là: d
ct
=400.
Suy ra số vòng quay trên trục của tang băng thang là:

60 1000 0,3 60 1000
400 3,14 400
t
v
n
× × × ×
= =
Π× ×
=15(vòng/phút)
#+ '"1(Z'/
Với bước mắc xích thang là 300mm (lấy theo tiêu chuẩn hệ thống bước cầu thang
cuốn Hitachi dùng cho bề rộng thang 1500mm). Ta có số bật tối đa (T) trên đoạn
làm việc của thang:
0 0
os30 16000 os30
46
300 300
L c c
T
× ×
= = =
(bật)
Số người tối đa (A) có thể đứng cùng lúc trên cầu thang:
2 46 2T A
= × = ×
= 92 (người)
Tải trọng tối đa tác động lên cầu thang trong cùng một lúc (với khối lượng trung
bình của mỗi người và hành hóa là 60kg)
60 10 92 60 10 55200P A
= × × = × × =

(N)
Lực kéo F băng tải thang:
0
sin 30 55200 0,5 27600F P= × = × =
(N)
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 11
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Công suất trên băng thang:
27600 0,3
8,28
1000 1000
F v
N
× ×
= = =
(KW)
+  !"!$^,M,$i()c
+  !"!$^c
Động cơ điện chọn phải tận dụng được toàn bộ công suất của động cơ. Khi làm
việc không quá nóng, có khả năng quá tải trong thời gian ngắn, có mômen khởi
động đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải.
Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết.
N
ct
=
N
η
Trong đó: N: là công suất làm việc. N=8,28 (Kw)
η: hiệu suất truyền động. η=η
1

η
2
2
η
3
4
η
4
Tra bảng 2.1 trang 27 [1]
- hiệu suất bộ truyền xích: η

= 0,95 - 0,97 chọn η
1
= 0,95
- hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ: η

= 0,96 - 0,98 chọn η
2
= 0,97
- hiệu suất của một cặp ổ lăn: η

= 0,99 - 0,995 chọn η
3
= 0,99
- hiệu suất khớp nối: chọn η
4
= 1
η=0,95×0,97
2
×0,99

4
×1=0,859
N
ct
=
8,28
0,859
= 9,64 (kw)
Tra bảng 2P trang 321 phần mục lục: Đặc tính kĩ thuật và kích thước động
cơ điện [1] ta có:
Trong tiêu chuẩn động cơ điện có nhiều loại thỏa mãn điều kiện này. Chọn động cơ
điện có mômen mở máy hơi cao và có che kín có quạt gió loại AO2-62-8.
Các thông số kỹ thuật của động cơ AO2-62-8:
 Công suất: P=10 kw
 Vận tốc quay: n
đc
= 725 (vg/ph) n
đb
=750 (vg/ph), hiệu suất: 87%

n
dm
M
M
= 1,2 M
m
: Mômen mở máy.

axm
dm

M
M
= 1,7 M
max
: Mômen lớn nhất.
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 12
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử

min
dm
M
M
=0,8 M
min
: Mômen nhỏ nhất.
M
dm
: Mômen định mức.
+ LM,$i()
Tỉ số truyền động xích là từ 2 – 6, ta chọn tỷ số truyền xích: U
x
=3
Mặt khác:
33,48
15
725
.U
ch
====
lv

đc
xh
n
n
UU
Suy ra:
11,16
3
33,48
U
h
==
Ta chọn hộp số có 2 cấp:
U
1
=4,4 ; U
2
=3,66
+# G!j!" 
++ Gh)(Z(0c
- Trục 1:
1
n 725( / )
đc
n v ph= =
- Trục 2:
)/(165
4,4
725
n

21
1
2
phv
u
n
===
−
- Trục 3:
)/(45
66,3
165
n
32
2
3
phv
u
n
===
−
- Trục 4(công tác):
)/(15
3
45
n
3
ct
phv
u

n
x
===
+2 Công suất trên các trục:
- Trục 1: N
1
= N
đc
.η
ol
= 9,64.0,99 = 9,54 (kw)
- Trục 2: N
2
= N
1
. η
ol
. η
br
= 9,54.0,99.0,97 = 9,16 (kw)
- Trục 3: N
3
= N
2
. η
ol
. η
br
= 9,16.0,99.0,97 = 8,80 (kw)
- Trục 4: N

ct
= N
3
. η
ol
. η
x
= 8,8.0,99.0,95 = 8,28 (kw)
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 13
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
+4 Mômen xoắn trên các trục:
-
6 6
đc
9,64
T 9,55.10 . 9,55.10 . 126.982( . )
725
đc
đc
N
N mm
n
= = =
-
6 6
1
1
1
9,54
T 9,55.10 . 9,55.10 . 125.665( . )

725
N
N mm
n
= = =
-
6 6
2
2
2
9,16
T 9,55.10 . 9,55.10 . 530.170( . )
165
N
N mm
n
= = =
-
6 6
3
3
3
9,13
T 9,55.10 . 9,55.10 . 1.867.556( . )
45
N
N mm
n
= = =
-

6 6
ct
8,28
T 9,55.10 . 9,55.10 . 5.271.600( . )
15
ct
ct
N
N mm
n
= = =
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 14
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
;<=>?#
Q>;RS>;kldlmYnBbE>fQ;
3.1.  7$*
Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp
giữa các mắt xích với răng của đĩa xích. So với bộ truyền đai bộ truyền xích có
những ưu điểm sau:
Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá tải đột
ngột
Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn
Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và số
vòng quay.
Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh xích, do
đó góc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và do đó có thể truyền
công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn.
Tuy nhiên bộ truyền xích có những nhược điểm là do sự phân bố của các nhánh
xích trên đĩa xích không theo đường tròn mà theo hình đa giác, do đó khi vào vào ra
khớp, các mắt xích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị mòn gây nên tải trọng

động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích
và bánh xích thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh
xích.
Có 3 loại xích chính là xích ống, xích ống con lăn và xích răng.
- Xích ống đơn giản, giá thành hạ và khối lượng giảm vì không dùng con
lăn,nhưng cũng vì thế mà bản lề mòn nhanh. Vì vậy chỉ dùng xích ống đối với
các bộ truyền không quan trọng mặc khác yêu cầu khối lượng nhỏ.
- Xích ống con lăn gọi tắt là xích con lăn, về kết cấu giống như xích ống chỉ khác
ngoài ống lắp thêm con lăn, nhờ đó có thể thay thế ma sát trượt giữa ống và
răng đĩa bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa. Kết quả là độ bền của xích
con lăn cao hơn xích ống, chế tạo không phức tạp bằng xích răng, do đó xích
con lăn được dùng khá rộng rải.
- Xích răng có khả năng tải lớn, làm việc êm, nhưng chế tạo phức tạp và giá
thành đắt hơn xích con lăn.
Ngoài ra:
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 15
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Nếu xích làm việc với vận tốc dưới 10-15 m/s nên dùng xích ống con lăn. Xích
răng chỉ nên dùng khi vận tốc trên 10-15 m/s và yêu cầu làm việc êm không ồn.
Từ những ưu điểm trên và do bộ truyền tải không lớn nên ta chon xích ống con
lăn.
# Xg(/!_*
Số răng của đĩa xích càng ít thì xích càng bị mòn nhanh, va đập của mắt xích vào
răng đĩa xích càng tăng và xích làm việc càng ồn. Do đó cần hạn chế số răng nhỏ
nhất của đĩa xích. Nên chọn số răng đĩa nhỏ Z
1
theo trị số trong bảng 6-3 trang 105
quyển thiết kế chi tiết máy_Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm.
Theo yêu cầu thiết kế ta có tỷ số truyền i = 3. Do đó ta chọn số răng đĩa xích nhỏ
Z

1
= 25
Số răng đĩa xích Z
2
được xác định theo hệ thức:
Z
2
= i.Z
1
= 3.25 = 75
## Xg'P*
Bước xích t được chọn theo điều kiện hạn chế áp suất sinh ra trong bản lề và số vòng
quay trong 1 phút của các đĩa xích phải nhỏ hơn số vòng quay giới hạn.
Để tìm được bước xích t trước hết định hệ số điều kiện sử dụng:
K = K
đ
.K
A
. K
o
. K
đc
. K
b
.K
c
Trong đó:
- K
đ
: Hệ số xét đến tính chất tải trọng ngoài, nếu tải trọng êm K

đ
= 1, nếu tải trọng
va đập K
đ
=1,2÷1,5. Chọn K
đ
=1.
- K
A
:Hệ số xét đến chiều dài xích.Nếu A=(30 ÷ 50)t thi K
A
=1; Nếu A<25t,
K
A
=1,25; Nếu A=(60÷80)t thì K
A
=0,8. Ta giả thiết A=(30÷50)t chọn K
A
=1.
- K
o
: Hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền xích, nếu đường nối 2 tâm đĩa xích làm
với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 60
0
thi K
0
=1; Nếu lớn hơn 60
0
trị số K
0

có
thể lấy tới 1,25, α
n
> 60
0
nên ta chọn K
o
= 1,25.
- K
đc
: Hệ số xét đến khả năng dịch chỉnh lực căng xích,nếu trục đĩa xích có thể điều
chỉnh được K
đc
=1; Nếu dùng đĩa căng xích hoặc con lăn căng xích K
đc
=1,1; Nếu
trục không điều chỉnh được và cũng không có đĩa hoặc con lăn căn xích K
đc
=1,25.
Ở đây ta chọn K
đc
=1,1.
- K
b
: Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, nếu bôi trơn liên tục (xích nhúng dầu hoặc
được phun dầu liên tục) K
b
= 0,8; Nếu bôi trơn nhỏ giọt K
b
= 1; Nếu bôi trơn định

kì K
b
= 1,5.Ở đây ta bôi trơn định kỳ nên chọn K
b
= 1,5.
- K
c
: Hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền, nếu làm việc 1 ca K
c
=1; 2 ca
K
c
=1,25; 3 ca K
c
=1,45. Ở đây là làm việc 2 ca chọn K
c
=1,25.
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 16
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Vậy: K = 1. 1. 1,25. 1,1. 1,5. 1,25 ≈ 2,578
Xác định công suất tính toán của bộ truyền xích N
t
:
N
t
= K.K
z
.K
n
.N

Trong đó:
- N : Công suất danh nghĩa cần truyền của bộ truyền, kW
-
1
25
25
K
1
01
z
===
z
z
- Hệ số răng đĩa dẫn.
-
1,1
45
50
K
1
01
n
===
n
n
- Hệ số vòng quay đĩa dẫn.
Z
01
và n
01

là số răng và số vòng quay đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở. Chọn n
01
=50
vòng/phút
Suy ra: N
t
= 2,578. 1.1,1. 8,80 ≈ 25 (kw)
Công suất khá lớn nên ta giảm bước xích p để giảm va đập và đường kính các đĩa
xích, ta chọn bộ truyền xích 2 dãy với k
x
=1,7
Khi đó điều kiện chọn bước xích trở thành:
'
1
. . .
25
14,7
1,7
z n t
t
X X
N K K K N
N
K K
= = = =
(kW)
Tra bảng 6.4 /(tr106) quyển thiết kế chi tiết máy_Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn
Lẫm, với n
01
= 50 (v/ph) ta chọn bộ truyền xích 2 dãy có bước xích t= 44,45 mm,

Thỏa mãn điều kiện bền mòn N
t
≤ [ N] = 15,3 (kw);
Sau khi chọn bước xích t cần kiểm nghiệm số vòng quay của đĩa xích theo điều kiện:
n
1
≤ n
gh
Trong đó: n
gh
là số vòng quay giới hạn, phụ thuộc bước xích và số răng đĩa xích theo bảng 6-
5 trang 107 [1]
Ta có: n
1
=45.
n
gh
= 450.
Thỏa điều kiện về kiểm nghiệm số vòng quay đĩa xích.
#+ Xg&-(0.9*
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 17
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
sb
= (30÷50)t – ta chọn 40
Khoảng cách trục A = 40.t = 40.44,45 = 1778 mm
Xác định số mắt xích X:
2 2
1 2 2 1
2

2
2. ( ) .
25 75 2.1778 (75 25) .44,45
X 131,58
2 2 44,45 4.3,14 .1778
4. .
Z Z A Z Z t
t
A
π
+ −
+ −
= + + = + + ≈
Lấy số mắt xích chẵn: X
c
= 132
Tính lại khoảng cách trục:
2
2
2 1
tr 2 1 2 1
A 0,25. 0,5( ) [ 0,5( )] 2 1787( )
c c
Z Z
t X Z Z X Z Z mm
π
 
−
 
 

= − + + − + − =
 ÷
 
 
 
Để xích không chịu lực căng quá lớn, ta giảm bớt một lượng ΔA = ( 0,002…0,004)A
ΔA = 0,003.1787 ≈ 5
Suy ra: A
t
= 1787 – 5 = 1782 (mm)
Số lần va đập của xích:
1 1
.
25.45
0,6
15. 15.132
Z n
u
X
= = ≈
Tra bảng 6-7 trang 109 [1]. Ta có
[ ]
15u =
.
Do đó u <
[ ]
15u =
. Thỏa điều kiện số lần va đập cho phép.
#2 d$].$^.!"'*
Ta có công thức trị số hệ số an toàn:

votđ
FFFk
Q
++
=
.
S
Theo bảng 5.2 (trang 78 [2]), tải trọng phá hỏng Q = 344800N, khối lượng 1 mét xích
q=14,4kg;
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 18
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
K
đ
=1,7 (Tải trọng mở máy bằng 2 lần tải trọng danh nghĩa.)
)/(833,0
60000
45.45,44.25
60000

v
11
sm
ntZ
===
t
1000. 1000.8,80
F 10564,2
0,833
N
N

v
= = =
Nvq 10833,0.4,14.F
22
V
===
NAqk
f
7,251782,1.4,14.1.81,9 81,9F
o
===
=>
344800
S 18,9
. 1,7.10564,2 251,7 10
đ t o v
Q
k F F F
= = =
+ + + +
Theo bảng 5.10 với n=50 v/ph, [s]=7. Vậy s > [s]: bộ truyền xích đảm bảo đủ độ
bền.
#4 !o&h$a!_*
Đường kính vòng chia đĩa dẫn:
c1
0 0
1
44,45
d 355( )
180 180

sin sin
25
t
mm
Z
= = =
Đường kính vòng chia đĩa bị dẫn:
c2
0 0
2
44,45
d 1061( )
180 180
sin sin
75
t
mm
Z
= =
Do đó:
Đường kính vòng đỉnh của đĩa dẫn:
0
a1
1
180
d [0,5 cot ( )] 44,45[0,5 cot ( )] 374( )
25
t g g mm
Z
π

= + = + =
Đường kính vòng đỉnh của đĩa bị dẫn:
0
a2
2
180
d [0,5 cot ( )] 44,45[0,5 cot ( )] 1083( )
75
t g g mm
Z
π
= + = + =
Đường kính vòng chân của đĩa dẫn:
mmrd 3298,12.2355.2d
1f1
=−=−=
Đường kính vòng chân của đĩa bị dẫn:
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 19
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
mmrd 10358,12.21061.2d
2f2
=−=−=
Với r = 0,5025.d
l
+ 0,05 = 0,5025.25,40 + 0,05 = 12,8 và d
l
= 25,40 ( tra bảng 5.2 trang
78 quyển tính toán hệ dẫn động cơ khí_Trịnh Chất, Lê Văn Uyển)
- Kiểm nghiệm độ bền của đĩa xích 1 theo công thức 5.18:
][

.
).(
47,0
11
1 H
đ
vđđtr
H
KA
EFKFk
σσ
≤
+
=
kr1 hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích, Z1 = 25 chọn kr1 = 0,42
E = 2,1.105 MPa môđun đàn hồi
A = 802 mm2( bảng 5.12);
Kđ = 1,2 hệ số tải trọng động;
Kđ = 1,7 hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy;
F
vđ1
= 13.10
-7
. n
1.
p
3
.m = 13.10
-7
.45.44,45

3
.2 = 10,27 N
MPa
H
7,433
7,1.802
10.1,2).27,102,1.4,10960(42,0
47,0
5
1
=
+
=
σ
MPaMPa 600][7,433
H1
=<=
σσ
Tương tự ở trên ta kiểm nghiệm đĩa xích 2 :chọn kr2 = 0,22;
F
vđ2
= 13.10
-7
. n
2.
p
3
.m = 13.10
-7
.45.44,45

3
.2 = 10,27 N
MPa
H
89,313
7,1.802
10.1,2).27,102,1.4,10960(22,0
47,0
5
2
=
+
=
σ
MPaMPa 600][89,313
H2
=<=
σσ
Kết luận: cả 2 đĩa xích đều đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa
#6 Tính lực tác dụng lên trục
Theo công thức 5.2 (trang 88 quyển tính toán hệ dẫn động cơ khí_Trịnh Chất, Lê Văn Uyển):
Fr = kx.Ft = 1,05.10564,2=11092,41 N
kx – hệ số kể đến trọng lượng xích, kx = 1,15– bộ truyền nằm ngàn hoặc nghiêng một
góc nhỏ hơn 400 so với đường nằm ngang. kx = 1,05 – bộ truyền nghiêng một góc trên
400 so với đường nằm ngang. Vậy chọn: kx = 1,05
Bảng 3.1: Thông số của xích:
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 20
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Các đại lượng Các thông số
Khoảng cách trục A = 1782 mm

Số răng đĩa dẫn Z
1
= 25
Số răng đĩa bị dẫn Z
2
= 75
Tỷ số truyền u
x
= 3
Số mắt xích X = 132
Đường kính vòng chia của xích
Đĩa dẫn: d
1
= 355 mm
Đĩa bị dẫn: d
2
= 1061 mm
Đường kính vòng đỉnh của xích
Đĩa dẫn: d
a1
= 374 mm
Đĩa bị dẫn: d
a2
= 1083 mm
Bước xích t = 44,45 mm
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 21
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Chương 4: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG TRỤ 2 CẤP
4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
4.1.1 Chọn vật liệu làm bánh răng và cách nhiệt luyện

Do bộ truyền chịu tải trọng rung động nhẹ nên chọn vật liệu làm bánh răng có độ
rắn bề mặt răng HB < 350. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng ta chọn
độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn bánh răng lớn khoảng (25 50)HB
HB
1
= HB
2
+ (25 50)HB
- Bánh nhỏ (bánh 1), dự kiến đường kính phôi: 100 ÷ 300 (mm).
Ta chọn thép 45 được thường hóa:
σ
bk
= 580 (N/mm
2
) ; σ
ch
= 290 (N/mm
2
) ; HB = 170 – 220 (chọn HB = 210)
- Bánh lớn (bánh 2), dự kiến đường kính phôi: 300 ÷ 500 (mm).
Ta chọn thép 35 được thường hóa.
σ
bk
= 480 (N/mm
2
) ; σ
ch
= 240 (N/mm
2
); HB = 140 – 190 (chọn HB = 190)

4.1.2 Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép
Số chu kỳ làm việc của bánh lớn.
N
2
= 60.u.n.T
Trong đó: T – thời gian làm việc của máy. T = 12.320.10 = 38400 giờ
u – số lần ăn khớp của bánh răng khi bánh răng quay 1 vòng. Chọn u =
1
n – số vòng quay trong 1phút của bánh răng đang tính.
Nên: N
2
= 60.1. 165.38400 = 38.10
7
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 22
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ.
N
1
= i.N
2
= 4,4.38.10
7
= 167. 10
7
Vì N
1,
, N
2
đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở (bảng 3-9)của đường cong mỏi tiếp xúc và
đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy

k
N
’
= 1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng được tính theo công thức 3-1[1]
[σ]
tx
= [σ]
Notx
. k
N
’
Trong đó:
[σ]
Notx
- Ứng suất tiếp xúc cho phép (N/mm
2
) khi bánh răng việc lâu dài.
Chọn: [σ]
Notx
= 2,6 HB (dựa vào bảng 3-9) - [1]
Vì N
1,
, N
2
đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong
mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy
k
N
’

=
''
k
N
= 1
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh 1:
[σ]
tx1
= [σ]
Notx
= 2,6.HB = 2,6.210 = 546 (N/mm
2
)
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh 2:
[σ]
tx2
= [σ]
Notx
= 2,6.HB = 2,6.190 = 494 (N/mm
2
)
Lấy [σ]
tx
để tính toán = 494 N/mm
2
- Ứng suất uốn cho phép:
Theo công thức 3-6 [1] ta có:
[ ]
σ
N

1
n.k
''
.k
-
σ
=
u
σ
Trong đó: n - Hệ số an toàn. Chọn n
1
= n
2
= 1,5
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 23
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
k
σ

- Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng k
σ
= 1,8 (vì là phôi rèn, thép
thường hóa).
k
N
’’ = 1 (vì N
tđ
≥ N
0
). N

tđ
= N
1
(N
2
) được tính giống ở trên
σ
-1
– giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng.
Đối với thép ta có: σ
-1
= 0,43.σ
bk
Bánh nhỏ: σ
-1
= 0,43.580 = 249,4
Bánh lớn: σ
-1
= 0,43.480 = 206,4
- Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ: [σ]
u1
=
37,92
8,1.5,1
1.4,249
=
(N/mm
2
)
- Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn: [σ]

u2
=
44,76
8,1.5,1
1.4,206
=
(N/mm
2
)
4.1.3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K
Do bộ truyền chế tạo bằng vật liệu có khả năng chạy mòn, các ổ bố trí đối xứng so
với bánh răng, và bộ truyền có vận tốc thấp nên ta có thể chọn: K = 1,3
a) Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
y
A
=
A
b

do bộ truyền chịu tải trung bình nên ta chọn y
A
= 0,4
b) Xác định khoảng cách trục A:
Theo công thức tính sức bền tiếp xúc (bảng 3-10) [1]
ta có: A ≥ (i ± 1)
[ ]
3
.n.ψ
K.N
.

.i
t
1,05.10
2A
2
x
6
θσ








Trong đó: A – Khoảng cách trục
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 24
Đồ án: Thiết Kế Máy Bộ môn: Cơ Điện Tử
ψA – Hệ số chiều rộng bánh răng. ψA = 0,4
i - tỉ số truyền. i = 4,4
n2 - số vòng quay trong một phút của bánh bị dẫn.
n2 = nII = 165 (vg/ph)
N – công suất của bộ truyền. N = 9,54 (kW)
K – Hệ số tải trọng. K = 1,3
θ – Hệ số phản ánh khả năng tải. θ = 1,2
Suy ra:
( )
2
6

3
1,05 10 1,3 9,54
4,4 1
494 4,4 0,4 1,2 165
A
 
× ×
≥ + × ×
 ÷
× × ×
 
= 178,4 (mm)
Chọn A = 180 (mm)
4.1.4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh
răng
Vận tốc vòng của bánh răng trụ:
)1(1000.60
2
1
+
=
i
nA
v
π
=
( )
2 3,14 180 725
60 1000 4,4 1
× × ×

× × +
= 2.5 (m/s)
Với vận tốc này ta chọn cấp chính xác của bánh răng = 9 (theo bảng 3-11) [1]
4.1.5 Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A
Hệ số tải trọng K được tính theo công thức 3-19[1]:
K = K
tt
.K
đ
Trong đó: K
tt
– hệ số tập trung tải trọng.
Đối với bộ truyền có khả năng chạy mòn ta chọn K
tt
= 1
K
đ
– hệ số tải trọng động.
Phan Tuấn Vũ_10CDT2 Trang 25