Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
LI NểI U
ỏn mụn hc chi tit mỏy l mt mụn hc rt cn thit cho sinh viờn
nghnh c khớ núi chung ủ gii quyt mt vn ủ tng hp v cụng ngh c khớ,

OB
OO
KS
.CO
M

ch to mỏy. Mc ủớch l giỳp sinh viờn h thng li nhng kin thc ủó hc,
nghiờn cu v lm quen vi cụng vic thit k ch to trong thc t sn xut c khớ
hin nay.

Trong chng trỡnh ủo to cho sinh viờn, nh trng ủó to ủiu kin cho
chỳng em ủc tip xỳc v lm quen vi vic nghiờn cu : Thit k h thng
dn ủng bng ti. Do ln ủu tiờn lm quen thit k vi khi lng kin thc
tng hp, cũn cú nhng mng cha nm vng cho nờn dự ủó rt c gng, song bi
lm ca em khụng th trỏnh khi nhng sai sút. Em rt mong nhn ủc s ủúng
gúp ý kin ca thy cụ, giỳp em cú ủc nhng kin thc tht cn thit ủ sau ny
ra trng cú th ng dng trong cụng vic c th ca sn xut.

Cui cựng em xin chõn thnh cm n cỏc thy, cỏc cụ trong b mụn v ủc

KI L

bit l Thy giỏo hng dn ủó tn tỡnh giỳp ủ em hon thnh nhim v ca mỡnh.

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

1

OB
OO
KS
.CO
M

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Lược ñồ dẫn ñộng

1- Động cơ ñiện

KI L

5- Băng tải

2- Bộ truyền ñai thang

3- Hộp giảm tốc

Sơ ñồ tải trọng

4- Nối trục

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Số liệu cho trước
Lực vòng trên băng tải

F

4600

N

2

Vận tốc băng tải

V

0,96

m\s

3

Đường kính tang quay

D

300

mm

4

Số năm

9

5

Số ngày trong tháng

26

6

Số ca trong ngày

3

7

Số giờ một ca

6

8

Chiều cao băng tải

OB
OO

KS
.CO
M

1

h

Khối lượng thiết kế

01 Bản thuyết minh ( A4 )

01 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc ( A0 )

KI L

01 Bản vẽ chế tạo ( A3 ) : Nắp ổ trên trục I

2500

mm



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
PHN I : CHN NG C V PHN PHI T S TRUYN

OB
OO
KS

.CO
M

Cụng sut cn thit
Gi Pt l cụng sut tớnh toỏn trờn trc mỏy cụng tỏc ( KW )
Pủt l cụng sut ủng c ( KW )
l hiu sut truyn ủng.
Pt

Ta cú: Pủt =



(1)

Trong ủú : - h s ủng tr.
Pt =

F .V
4600.0,96
=
= 4,416 (KW)
1000
1000

= 1.22 .33. 4

1 = 0,94 - Hiu sut b truyn ủai

2 = 0,97 - Hiu sut b truyn bỏnh rng

3 = 0,995 - Hiu sut ca mt cp ln
4 = 1 - Hiu sut khp ni.
2

3

= 0,94.0,97 .0,995 = 0,87
2

=

T t
Ti ti

Theo ủ ta cú :

+ t = 6 h s gi mt ca

+ t1= 60%t = 0,6.6 = 3,6 gi.

KI L

+ t2 = 40%t = 0,4.6 = 2,4 gi.
+ T1 = T

+ T2 = 0,8T.

Vy:

(T1 )2 .t1 + (T2 )2 .t 2 + ... + (Tn )2 .t n

=
t1 + t 2 + ... + t n



=

= 0,9252
Thay cỏc s liu tớnh toỏn ủc vo (1) ta ủc:

T 2 0,6.t 0,8.T 2 0,4.t
+
.
.

t
t
T
T



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Pñt =

0,9252.4,416
= 4,6962 (KW).
0,87

Vậy là ta cần chọn ñộng cơ ñiện có Pñm ≥ Pñt

OB
OO
KS
.CO
M

• Kiểm tra ñiều kiện mở máy:

Tmm
M
M
M
1,4T
≤ m ⇒ 1,4 ≤ m
≤ m ⇒
T
M dm
T
M dm
M dm

• Kiểm tra ñiều kiện quá tải:
Tqt
T

≤

M max
M

1,4T M max
⇒
≤
⇒ 1,4 ≤ max
M dm
T
M dm
M dm

1.2. Chọn ñộng cơ
Động cơ phải có Pñm ≥ Pñt; kết hợp các kết quả trên, tra (bảng 2P ) ta tìm
ñược ñộng cơ ñiện AO2 – 42 – 2 ( ñộng cơ ñiện không ñồng bộ ba pha ) công suất
ñộng cơ Pdc = 5,5 KW; số vòng quay của ñộng cơ: ndc = 2910 vg/ ph ( sách thiết kế
chi tiết máy bảng 2P trang 322 ).
Với

Mm
M max
= 1,6 ≥ 1,4 và:
= 2,2 ≥ 1,4
M dm
M dm

Tính số vòng quay trên trục của tang
Ta có số vòng quay của trục tang là:

nt =

60.10 3.V 60.10 3.0.96
= 61 vg/ ph

=
π .D
3,14.300

KI L

Phân phối tỷ số truyền
Với ñộng cơ ñã chọn ta có: ndc = 2910 vg/ ph
Pdc = 5,5 KW

Theo công thức tính tỷ số truyền ta có: ic =
ic = id.ibn.ibc
Trong ñó:

ic- Tỷ số truyền chung

n dc 2910
=
= 47,7
nt
61



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
id- Tỷ số truyền của bộ truyền ñai
inh- Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh
ich- Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng nghiêng cấp chậm

⇒ inh.ich=

OB
OO
KS
.CO
M

Chọn trước id = 2 theo ( bảng 2-2)
ic
47,7
=
= 23,85
id
2

Với lược ñồ dẫn ñộng như ñề cho ta chọn inh = 1,3.ich
⇒ ich =

23,85
= 4,3
1,3

⇒ inh = 1,3.4,3 = 5,6

Công suất ñộng cơ trên các trục
- Công suất ñộng cơ trên trục I ( trục dẫn) là:

PI = Pct.η1 = 4,6962.0,94 = 4,4144 ( KW)
- Công suất ñộng cơ trên trục II là :

PII = PI.η 2 .η 3 = 4,4144.0,97.0,995 = 4.26 ( KW)
- Công suất ñộng cơ trên trục III là:

PIII = PII.η 2 .η 3 = 4,26.0,97.0,995 = 4,1115 ( KW)
1.6 tốc ñộ quay trên các trục

- Tốc ñộ quay trên trục I là: n1 =

n dc 2910
=
= 1455 ( vg/ ph)
id
2

KI L

- Tốc ñộ quay trên trục II là : n2 =

- Tốc ñộ quay trên trục III là : n3 =

n1 1455
=
= 259,8 ( vg/ ph)
inh
5,6
n 2 259,8
=
= 60,42 ( vg/ ph)
ich
4,3

1.7. Xác ñịnh mômen xoắn trên các trục
- Mômen xoắn trên trục ñộng cơ theo công thức :
Mdc = 9,55.106.

Pct
4,6962
= 9,55.106.
= 15412 ( N.mm)
2910
n dc

- Mômen xoắn trên trục I là:



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
M1 = 9,55.106.

PI
4,4144
= 9,55.106.
= 29074 ( N.mm)
n1
1450

- Mơmen xoắn trên trục II là:
P2
4,26
= 9,55.106.

= 156594 ( N.mm)
n2
259,8

OB
OO
KS
.CO
M

M2 = 9,55.106.

- Mơmen xoắn trên trục III là:
M3 = 9,55.106.

P3
4,1115
= 9,55.106.
= 649865 ( N.mm)
n3
60,42

• Ta có bảng thơng số sau:
Bảng 1:

Trục Động cơ

Thơng số
Cơng suất P ( KW)
Tỉ số truyền i

5,5

I

II

III

4,4144

4,26

4,1115

2

5,6

4,3

1

Vận tốc vòng n ( vg/ ph)

2910

1455

259,8

60,42

Mơmen (N.mm)

15412

29074

156594

649865

PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI
( Hệ thống dẫn động dùng bộ truyền đai thang )

2.1. Chọn loại đai
Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định được loại đai, kích thước đai và

KI L

bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục.
Do cơng suất động cơ Pct = 5,5 KW và id = 2 và u cầu làm việc êm lên ta
hồn tồn có thể chon đai thang.
Ta nên chon loại đai làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm
việc được trong điều kiện mơi trường ẩm ướt ( vải cao su ít chịu ảnh hưởng của
nhiệt độ và độ ẩm ), lại có sức bền và tính đàn hồi cao. Đai vải cao su thích hợp ở
các truyền động có vận tốc cao, cơng suất truyền động nhỏ.

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
2.2. Xác ñịnh các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền ñai
2.2.1. Xác ñịnh ñường kính bánh ñai nhỏ D1
Từ công thức kiểm nghiệm vận tốc:

⇒ D1 ≤

n dc .π .D1
≤ Vmax = ( 30 ữ 35 ) m/s
60.1000

OB
OO
KS
.CO
M

Vd =

35.60.1000
= 230 mm
2910.3,14

Theo ( bảng 5.14 ) và ( bảng 5.15 ) chọn D1 = 180 mm
⇒ Vd =

2910.3,14.180
= 27,41 ( m/s) < Vmax = ( 30 ữ 35 )
60000

2.2.2. Xác ñịnh ñường kính bánh ñai lớn D2

Theo công thức ( 5 – 4 ) ta có ñường kính ñai lớn:
D2 = id.D1.(1 – x)

Trong ñó : id hệ số bộ truyền ñai

x: hệ số trượt truyền ñai thang lấy x = 0,02 ( trang 84 sách
TKCTM )

⇒ D2 = 2.180.( 1- 0,02) = 352,8 mm

Chọn D2 = 360 mm theo ( bảng 5.15 )
Số vòng quay thực của trục bị dẫn:
n’2 = ( 1 – x ).

D1
.ndc ( công thức 5-8 trang 85 )
D2

n’2 = ( 1 – 0,02 ).
∆n =

n1 − n2′

KI L

Kiểm nghiệm:

180
.2910 = 1426 ( vg/ph)
360

n1

.100% =

1455 − 1426
1455

.100% = 2 %

Sai số ∆n nằm trong phạm vi cho phép ( 3 – 5 )%.
2.2.3. Xác ñịnh tiết diện ñai
Với ñường kính ñai nhỏ D1 = 180 mm, vận tốc ñai Vd = 27,41 (m/s)
và Pct = 4,6962 (KW) tra bảng (5-13) ta chọn ñai loại Á với các thông số sau (bảng
5-11):



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Sơ ñồ tiết diện ñai

Ký hiệu

Kích thước tiết diện

a

h

0

OB
OO
KS
.CO
M

ñai

h
a0

a0

14

h

10,5

a

17

h0

4,1

F (mm2)

138

2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
Theo ñiều kiện: 0,55.(D1+D2) + h ≤ A ≤ 2.(D1+D2)
( Với h là chiều cao của tiết diện ñai)

Theo bảng (5-16) – trang 94, sách thiết kế chi tiết máy.
Với : i = 2 chọn A = 1,2.D2 = 1,2. 360 = 432 (mm)
2.4. Tính chiều dài ñai L theo khoảng cách sơ bộ A
Theo công thức (5-1)
L = 2.A +

π
2

(D2 + D1) +

(D2 − D1 )2
4. A

2

(360 − 180) = 1730,55 (mm)
3,14
.(360 + 180 ) +
2
4.432

Lại có u=

V
≤ umax = 10
L

KI L

=2.432 +

Kết hợp theo bảng (5-12) lấy L = 2800 (mm)
Kiểm nghiệm số vòng chạy của ñai trong 1 giây
Theo CT (5-20):
u=

V
27,41
=
= 9,79 < umax = 10 (m/s)
L
2800.10 −3



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
2.5. Xác ñịnh chính xác khoảng cách trục A theo L = 2800 mm
Theo công thức (5-2):
1
8

A = .2.L − π .(D1 + D2 ) + [2.L − π .(D1 + D2 )]2 − 8.(D2 − D1 )2 

OB
OO
KS
.CO
M

1
8



= .2.2800 − 3,14.(180 + 360) + [2.2800 − 3,14.(360 + 180)]2 − 8.(360 − 180)2 
= 972 (mm)



Kiểm tra ñiều kiện (5-19):

0,55.(D1 + D2) + h ≤ A ≤ 2.( D1 + D2)

0,55.(180 + 360) + 10,5 ≤ 972 ≤ 2.(180 + 360)
307,5 (mm) ≤ 972 (mm) ≤ 1080 (mm)
Khoảng cách nhỏ nhất mắc ñai:

Amin = A – 0,015.L = 972 – 0,015.2800 = 930 (mm)
Khoảng cách lớn nhất ñể tạo lực căng:

Amax = A + 0,03.L = 972 + 0,03.2800 = 1056 (mm)
2.6. Kiểm nghiệm góc ôm
Theo công thức (5-3) ta có:
α1 = 1800 mãn

D2 − D1
360 − 180
0
0
. 57 = 180 .570 = 169,440 > 1200 ⇒ Thoả
972
A

2.7. Xác ñịnh số ñai cần thiết
Số ñai cần thiết ñược xác ñịnh theo ñiều kiện tránh xảy ra trượt trơn giữa ñai
và bánh ñai.

KI L

• Chọn ứng suất căng ban ñầu σo = 1,2 N/mm2 và theo chỉ số D1 tra bảng ta
có các hệ số:

[σp]o = 1,74: ứng suất có ích cho phép ( bảng 5-17)
Cα = 0,98: Hệ số ảnh hưởng góc ôm ( bảng 5-18)
Ct = 0,4: Hệ số ảnh hưởng chế ñộ tải trọng (bảng 5-6)
Cv = 0,74: Hệ số ảnh hưởng vận tốc (bảng 5-19)



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

F = 138 mm2 : Diện tích tiết diện ñai (bảng 5-11)
V = 27,41 (m/s): Vận tốc ñai
⇒ Số ñai cần thiết:

Z≥

OB
OO
KS
.CO
M

Theo công thức (5-22) có:

1000.Pct
1000.4,6962
= 2,46
=
V . σ p o .C t .C v .Cα .F 27,41.1,74.0,4.0,74.0,98.138

[ ]

Lấy số ñai Z = 3

2.8. Định các kích thước chủ yếu của bánh ñai
• Chiều rộng bánh ñai:

Theo công thức (5-23): B = (Z-1).t + 2.S
Theo bảng (10-3) có : t = 20; S = 12,5
⇒ B = (3-1).20 + 2.12,5 = 65 (mm)

• Đường kính bánh ñai:

Theo công thức (5-24):

+ Với bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2.ho = 180 + 2.4,1 = 188,2 (mm)
+ Với bánh bị ñẫn: Dn2 = D2 + 2.ho = 360 + 2.4,1 = 368,2 (mm)
2.9. Tính lực căng ban ñầu và lực tác dụng lên trục
• Lực căng ban ñầu với mỗi ñai:

Theo công thức (5-25) ta có : So = σo.F

Trong ñó: σo : ứng suất căng ban ñầu, N/mm2
F: diện tích 1 ñai, mm2 .

KI L

⇒ So = 1,2.138 = 165,6 (N)
• Lực tác dụng lên trục:

Theo công thức (5-26): Rd ≈ 3.So.Z.sin(
Với α1 = 169,44o ;

⇒ Rd = 3.165,6.3.sin(

Z=3

169,44
) = 3105,26 (N)
2

Bảng 2: các thông số của bộ truền ñai

α1
2

)



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Thơng số

Giá trị
Bánh đai lớn

Đường kính bánh đai

D1 = 180 (mm)

D2 = 360 (mm)

Đường kính ngồi bánh đai

Dn1 = 182,2 (mm)

Dn2 = 368,2 (mm)

Chiều rộng bánh đai

B = 65 (mm)

Số đai

Z = 3 đai

Chiều dài đai
Khoảng cách trục
Góc ơm

OB
OO
KS
.CO
M

Bánh đai nhỏ

L = 2800 (mm)

A = 972 (mm)
α1 = 169,44o

Lực tác dụng lên trục

Rd = 3105,26 (N))

PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
3.1. Tính tốn bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện

Do hộp giảm tốc 2 cấp chị tải trọng trung bình, nên chọn vật liệu làm bánh
răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350; tải trọng va đập nhẹ, thay đổi, bộ truyền
bánh răng quay 2 chiều thời gian sử dụng là 9 năm. Đồng thời để tăng khả năng
chày mòn của răng chon độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn
khoảng 25 ữ 50 HB. Chọn:

• Bánh răng nhỏ thép 45 tơi cải thiện. Tra (bảng 3-8) ta có các thơng số của
thép như sau: giả thiết đường kính phơi: 60 ữ 90 chọn 90 mm

KI L

+ Giới hạn bền kéo: σbk = 750 ữ 850 N/mm2 chọn σbk = 850 N/mm2
+ Giới hạn chảy: σch = 450 N/mm2
+ Độ rắn HB = 210 ữ 240 ( chọn HB = 240)

• Bánh răng lớn thép 45 thường hố. Tra (bảng 3-8) ta có các thơng số thép
như sau:

Giả thiết đường kính phơi dưới 100 mm
+ Giới hạn bền kéo: σk = 600 N/mm2



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
+ Giới hạn chảy: σch = 300 N/mm2
+ Độ rắn HB = 170 ữ 210 ( chọn HB = 210)

OB
OO
KS

.CO
M

(Với cả hai bánh răng ta chọn phôi ñúc)
3.1.2. Xác ñịnh ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh

Bánh răng chịu tải thay ñổi, áp dụng công thức (3-4) ta có:
 Mi
 M max

Ntd = 60.u. ∑ 

2


 .ni .Ti


Trong ñó: Mi, ni, Ti : mômen xoắn, số vòng quay trong một phút và tổng số
giờ bánh răng làm việc ở chế ñộ i;

Mmax : Mômen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng ( ở ñây không tính ñến
mômen xoắn do quá tải trong thời gian rất ngắn)

U: số lần ăn khớp của 1 bánh răng khi bánh răng quay một vòng ( trường
hợp này u = 1)

- Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ:

Ntd1 = 60.1.[ 12.1455.0,6.50544 + 0,82.1455.0,4.50544] = 377,72.107

- Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn:

Ntd2 = 60.1.[12.259,8.0,6.50544 + 0.82.259,8.0,4.50544] = 67,44.107
Theo bảng (3-9) ta chon số chu kỳ cơ sở No = 107
⇒ Ntd1 > No
Ntd2 > No

K’N =

6

No
N td

K”N =

KI L

Lại có:

m

No
, chon m = 6
N td

Từ trên ⇒ K’N = K”N = 1
• Xác ñịnh ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ]tx =[σ]Notx.K’N

Theo bảng (3-9) ta có [σ]Notx = 2,6 HB
Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[σ]N1tx = 2,6.240 = 624 N/mm2



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[σ]N2tx = 2,6.210 = 546 N/mm2
• Xác định ứng suất uốn cho phép:

OB
OO
KS
.CO
M

Vì phơi đúc, thép tơi cải thiện và thường hố nên n ≈ 1,8 và hệ số tập trung
ứng suất chân răng Kσ = 1,8 ( thường hố hoặc tơi cải thiện trang 44 sách TKCTM)
• Đối với thép σ-1 = (0,4 ữ 0,45)σbk , chọn σ-1 = 0,45σbk

• Răng làm việc hai mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều) nên:
[σ]u =

σ −1 .K " N
n.K σ

Ứng suất uốn cho phép của
+ Bánh nhỏ:

[σ]u1 =

0,45.850.1
= 118 N/mm2
1,8.1,8

+ Bánh lớn:

[σ]u2 =

0,45.600.1
= 83 N/mm2
1,8.1,8

3.1.3. Tính khoảng cách trục A

- Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K = 1,4

- chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψA = 0,3
2

 1,05.10 6  KΝ
 .
áp dụng cơng thức (3-9): A ≥ (i + 1).3 

 [σ ]tx .i  ψ A .n 2

Trong đó: i =

n1

1455
=
= 5,6 : tỉ số truyền
n2
259,8

dẫn

KI L

n2 = 259,8 (vg/ph) số vòng quay trong 1 phút của bánh răng bị
N = 4,4144 (KW): cơng suất trên trục 1

 1,05.10 6
⇒ A ≥ (5,6 + 1).3 
 546.5,6

2

 1,4.4,4144
 .
= 139 (mm) chọn Asb =145 (mm)
 0,3.259,8

3.1.4. Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

- Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngồi được tính theo cơng thức:
(3-17)

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
V=

π .d1 .n1
60.1000

=

2.π . Asb .n1
(m/s)
60.1000.(i + 1)

Với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn:
2.3,14.145.1455
= 3,35 (m/s)
60.1000.(5,6 + 1)

OB
OO
KS
.CO
M

V=

Theo bảng (3-11) ta chon cấp chính xác ñể chế tạo bánh răng là cấp 8
3.1.5. Tính hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A
Hệ số tập trung tải trọng: K = Ktt.Kd
Trong ñó:

Ktt : Hệ số tập trung tải trọng; Ktt =

K ttb + 1
2

Kttb: Hệ số tập trung tải trọng khi bộ truyền không chạy mòn
Kd : Hệ số tải trọng ñộng ; theo ( bảng 3-13) chọn Kd = 1,55
• ψ d =ψ A.

i +1
5,6 + 1
= 0,99 ≈ 1
= 0,3.
2
2

• Chon ổ trục ñối xứng sát bánh răng theo ( bảng 3-12) có Kttb = 1,1
⇒ Ktt =

1,1 + 1
= 1,05
2

⇒ K = 1,05.1,55 = 1,63

Chọn hệ số tải trọng sơ bộ Ksb = 1,4 nên ta chọn lại A theo công thức:
A = Asb. 3

K

1,63
= 145. 3
= 152,54 (mm)
K sb
1,4

Chọn A = 153 (mm)

3.1.6. Xác ñịnh mô ñun, số răng và chiều rộng bánh răng

KI L

Vì ñây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính mô ñun pháp:
• Xác ñịnh mô ñun : m = ( 0,01 ữ 0,02).A
⇒ m = (0,01 ữ 0,02).153 = 1,53 ữ 3,06
Theo bảng (3-1) chọn m = 2
• Tính số răng:

- Số răng bánh nhỏ: Z1 =

2. A
2.153
=
= 23,18 (răng)
m.(i + 1)
2.(5,6 + 1)



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

⇒ Chọn Z1 = 23 (răng)
- Số răng bánh lớn: Z2 = Z1.i = 23.5,6 = 128,8 (răng)
⇒ Chọn Z2 = 129 ( răng)

OB
OO
KS
.CO
M

• Chiều rộng bánh răng nhỏ: b1 = ψA.A = 0,3.153 = 45,9 (mm)
- Chọn b1 = 50 (mm)

- Chiều rộng bánh răng lớn nhỏ hơn chiều rộng bánh răng nhỏ khoảng
5 ữ 10 mm nên chọn b2 = 45 (mm)

3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Theo công thức (3-3) có: σu =

19,1.10 6.K .Ν
y.m 2 .Z .n.b

Trong ñó : K = 1,63: Hệ số tải trọng

N: Công suất của bộ truyền (kW)
y: Hệ số dạng răng

n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng ñang tính
m: Mô ñun

Ztd : Số răng tương ñương trên bánh

b, σu : Bề rộng và ứng suất tại chân răng
Theo bảng (3-18):

- Số răng tương ñương của bánh răng nhỏ:
Ztd1 = Z1 = 23 (răng)

⇒ Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y1 = 0,429

KI L

- Số răng tương ñương của bánh lớn:
Ztd2 = 129 (răng)

⇒ Hệ số dạng răng bánh lớn: y2 = 0,517
• Như vậy ứng suất chân răng bánh nhỏ là:
σu1 =

19,1.10 6.1,63.4,4144
= 47,86 (N/mm2)
2
0,429.2 .23.1455.50

Ta thấy σu1 < [σ]u1 = 118 (N/mm2) ⇒ thoả mãn
• ứng suất tại chân răng bánh răng lớn là:

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
σu2 = σu1.

y1
0,429
= 47,86.
= 39,71 (N/mm2)
y2
0,517

OB
OO
KS
.CO
M

Ta thấy σu2 < [σ]u2 = 83 (N/mm2) ⇒ thoả mãn
3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải ñột ngột

• Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43)
+ Bánh răng nhỏ

[σ]txqt1 = 2,5.[σ]Notx1 = 2,5.624 = 1560 (N/mm2)
+ Bánh răng lớn

[σ]txqt2 = 2,5.[σ]Notx2 = 2,5.546 = 1365 (N/mm2)
Với: σtxqt =
(N/mm2)

1,05.10 6

A.i

(i + 1)3 .K .N =
b.n 2

3

1,05.10 6 (5,6 + 1) .1,63.4,26
.
145.5,6
45.259,8

= 534,34

⇒ ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ
và bánh răng lớn

• Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
+ Bánh răng nhỏ

[σ]uqt1 = 0,8.σch = 0,8.450 = 360 (N/mm2)
σuqt1 =

19,1.10 6.1,63.4,4144
19,1.10 6.K .Ν
=
= 47,86 (N/mm2)
2
2
0,429.2 .23.1455.50

y.m .Z .n.b

σuqt1< [σ]uqt1 ⇒ thoả mãn
+ Bánh răng lớn

KI L

[σ]uqt2 = 0,8. σch = 0,8.300 = 240 (N/mm2)
σuqt2 = σu1.

y1
0,429
= 47,86.
= 39,71 (N/mm2)
y2
0,517

⇒ σuqt2 < [σ]uqt2 Thoả mãn
3.1.9. Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

• Mô ñun pháp tuyến

mn = 2

• Số răng

Z1 = 23 răng;

Z2 = 129 răng

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
• Góc ăn khớp

αo = 20o

• Chiều rộng răng

b1 = 50 (mm)
b2 = 45 (mm)
dc1 = m.z1 = 2.23 = 46 (mm)

OB
OO
KS
.CO
M

• Đường kính vòng chia

dc2 = m.z2 = 2.129 = 258 (mm)

• Khoảng cách trục

A=

d c1 + d c 2
46 + 258
=

= 152 (mm)
2
2

• Chiều cao răng

h = 2,25.mn = 2,25.2 = 4,5 (mm)

c = 0,25.mn = 0,25.2 = 0,5 (mm)

• Độ hở hướng tâm

• Đường kính vòng ñỉnh răng:

De1 = dc1 + 2.mn = 46 + 2.2 = 50 (mm)

De2 = dc2 + 2.mn = 258 + 2.2 = 262 (mm)
• Đường kính vòng chân răng:

Di1 = dc1 – 2.mn - 2.c = 46 – 2.2 – 2.0,3 = 41,4 (mm)

Di2 = dc2 – 2.mn – 2.c = 258 – 2.2 – 2.0,3 = 253,4 (mm)
Bảng 3: Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số

Giá trị

Bánh răng nhỏ

Bánh răng lớn

Z1 = 23 răng

Z2 = 129 răng

Đường kính vòng chia

dc1 = 46 mm

ñc2 = 258 mm

Đường kính vòng ñỉnh răng

De1 = 50 mm

De2 = 262 mm

Đường kính vòng chân răng

Di1 = 41,4 mm

Di2 = 253,4 mm

Chiều rộng răng

b1 = 50 mm

b2 = 45 mm

Môñun

KI L

Số răng

M=2

Khoảng cách trục

A = 152 mm

Chiều cao răng

h= 4,5 mm

Độ hở hướng tâm

c= 0,5 mm

Góc ăn khớp

αo = 20o



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
3.1.10. Lc tỏc dng lờn trc

B truyn bỏnh rng tr rng thng nờn lc dc trc Pa = 0
Theo cụng thc (3-49) ta cú:

2.M x
2.9,55.10 6.4,4144
=
= 839,83 (N)
1455.69
d

OB
OO
KS
.CO
M

- Lc vũng: P =

- Lc hng tõm Pr : Pr = P.tgo = 839,83.tg20o = 305,67 (N)
3.2. Tớnh toỏn b truyn bỏnh rng tr rng nghiờng

3.2.1. Chn vt liu v cỏch nhit luyn cho bỏnh rng cp chm

Chn:

Bỏnh rng nh thộp 45 tụi ci thin. Tra (bng 3-8) ta cú cỏc thụng s ca
thộp nh sau: gi thit ủng kớnh phụi: 60 90 chn 90 mm

+ Gii hn bn kộo: bk = 750 850 N/mm2 chn bk = 850 N/mm2
+ Gii hn chy: ch = 450 N/mm2

+ rn HB = 210 240 ( chn HB = 240)

Bỏnh rng ln thộp 45 thng hoỏ. Tra (bng 3-8) ta cú cỏc thụng s thộp
nh sau:

Gi thit ủng kớnh phụi di 100 mm

+ Gii hn bn kộo: k = 600 N/mm2
+ Gii hn chy: ch = 300 N/mm2

+ rn HB = 170 210 ( chn HB = 210)
(Vi c hai bỏnh rng ta chn phụi ủỳc)

KI L

3.2.2. Xỏc ủnh ng sut tip xỳc, ng sut un cho phộp vi b truyn cp nhanh

Bỏnh rng chu ti thay ủi, ỏp dng cụng thc (3-4) ta cú:
M
Ntd = 60.u. i
M max

2


.ni .Ti


Trong ủú: Mi, ni, Ti : mụmen xon, s vũng quay trong mt phỳt v tng s
gi bỏnh rng lm vic ch ủ i;
Mmax : Mụmen xon ln nht tỏc dng lờn bỏnh rng ( ủõy khụng tớnh ủn
mụmen xon do quỏ ti trong thi gian rt ngn)

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
U: s ln n khp ca 1 bỏnh rng khi bỏnh rng quay mt vũng ( trng
hp ny u = 1)
- S chu k lm vic ca bỏnh rng nh:

OB
OO
KS
.CO
M

Ntd1 = 60.1.[ 12.259,8.0,6.50544 + 0,82.259,8.0,4.50544] = 67,44.107
- S chu k lm vic ca bỏnh rng ln:

Ntd2 = 60.1.[12.60,42.0,6.50544 + 0.82.60,42.0,4.50544] = 15,7.107
Theo bng (3-9) ta chon s chu k c s No = 107
Ntd1 > No
Ntd2 > No
Li cú:

KN =

6

No
N td

KN =

m

No
, chn m = 6
N td

T trờn KN = KN = 1

Xỏc ủnh ng sut tip xỳc cho phộp:
[]tx =[]Notx.KN

Theo bng (3-9) ta cú []Notx = 2,6 HB

Vy ng sut tip xỳc cho phộp ca bỏnh nh:
[]N1tx= 2,6.240 = 624 N/mm2

ng sut tip xỳc cho phộp ca bỏnh ln:
[]N2tx = 2,6.210 = 546 N/mm2
Xỏc ủnh ng sut un cho phộp:

Vỡ phụi ủỳc, thộp tụi ci thin v thng hoỏ nờn n 1,8 v h s tp trung

KI L

ng sut chõn rng K = 1,8 ( thng hoỏ hoc tụi ci thin trang 44 sỏch TKCTM)
i vi thộp -1 = (0,4 0,45)bk , chn -1 = 0,45bk
Rng lm vic hai mt ( rng chu ng sut thay ủi, ủi chiu) nờn:
[]u =

1 .K " N
n.K

ng sut un cho phộp ca
+ Bỏnh nh:

[]u1 =

0,45.850.1
= 118 N/mm2
1,8.1,8



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
+ Bỏnh ln:

[]u2 =

0,45.600.1
= 83 N/mm2
1,8.1,8

3.2.3. Tớnh khong cỏch trc A

OB
OO
KS
.CO

M

- Chn s b h s ti trng: K = 1,4

- chn h s chiu rng bỏnh rng: A = 0,3
2

1,05.10 6
K
.
ỏp dng cụng thc (3-9): A (i + 1).3

[ ]tx .i A . .n2

Trong ủú: i =

n1
259,8
=
= 4,3 : t s truyn
n2
60,42

= (1,15 1,35) chn = 1,2 H s nh hng kh nng ti
n2 = 60,42 (vg/ph) s vũng quay trong 1 phỳt ca bỏnh rng b
dn

N = 4,26 (KW): cụng sut trờn trc 1
1,05.10 6
A (4,3 + 1).3

546.4,3

2


1,4.4,26
.
= 201,36 (mm) chn Asb =205 (mm)
0,3.60,42.1,2

3.2.4. Tớnh vn tc vũng v ca bỏnh rng v chn cp chớnh xỏc ch to bỏnh rng

- Vn tc vũng ca bỏnh rng tr n khp ngoi ủc tớnh theo cụng thc:
(3-17)
V=

.d 1 .n1

60.1000

=

2. . Asb .n1
(m/s)
60.1000.(i + 1)

Vi n1 s vũng quay trong 1 phỳt ca bỏnh dn:
2.3,14.205.259,8
= 1,052 (m/s)
60.1000.(4,3 + 1)

KI L

V=

Theo bng (3-11) ta chon cp chớnh xỏc ủ ch to bỏnh rng l cp 9
3.2.5. Tớnh h s ti trng K v khong cỏch trc A

Chn s b Ksb = 1,4

H s tp trung ti trng: K = Ktt.Kd
Trong ủú:

Ktt : H s tp trung ti trng; Ktt =

K ttb + 1
2



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Kttb: Hệ số tập trung tải trọng khi bộ truyền không chạy mòn
Kd : Hệ số tải trọng ñộng ; theo ( bảng 3-13) chọn Kd = 1,45
i +1
4,3 + 1
= 0,795
= 0,3.
2
2

OB
OO
KS
.CO
M

• ψ d =ψ A.

• Chọn ổ trục ñối xứng sát bánh răng theo ( bảng 3-12) có Kttb = 1,05
⇒ Ktt =

1,05 + 1
= 1,025
2

⇒ K = 1,025.1,45 = 1,486

• Ta tính lại A theo công thức: A = Asb. 3

k
1,486
= 205. 3
= 209 (mm)
k sb
1,4

3.2.6. Xác ñịnh mô ñun, số răng và chiều rộng bánh răng

Vì ñây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính mô ñun pháp:
• Xác ñịnh mô ñun : mn = ( 0,01 ữ 0,02).A

⇒ mn = (0,01 ữ 0,02).209 = 2,09 ữ 4,18
Theo bảng (3-1) chọn mn = 3
• Tính số răng:

- Số răng bánh nhỏ: Z1 =

2. A
2.209
=
= 26,3 (răng)
m.(i + 1)
3.(4,3 + 1)

⇒ Chọn Z1 = 26 (răng)

- Số răng bánh lớn: Z2 = Z1.i = 26.4,3 = 111,8 (răng)
⇒ Chọn Z2 = 112 ( răng)
• Tính chính xác góc nghiêng β

(Z 1 + Z 2 ).mn
2. A

=

KI L

cos β =

(26 + 112).3 = 0,99
2.209

⇒ β = 8,11o = 8o6,6’

• Chiều rộng bánh răng nhỏ: b1 = ψA.A = 0,3.209 = 62,7 (mm)
- Chọn b1 = 65 (mm)
- Chiều rộng bánh răng lớn nhỏ hơn chiều rộng bánh răng nhỏ khoảng

5 ữ 10 mm nên chọn b2 = 60 (mm)



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
3.2.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Theo công thức (3-3) có: σu =

19,1.10 6.K .Ν
y.m 2 .Z .n.b.θ "

OB
OO
KS
.CO
M

Trong ñó : K = 1,486: Hệ số tải trọng
N = 4,26 (kW): Công suất của bộ truyền
y: Hệ số dạng răng

n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng ñang tính

m: Mô ñun

Ztd : Số răng tương ñương trên bánh

b, σu : Bề rộng và ứng suất tại chân răng

θ” : Hệ số ảnh hưởng khả năng tải . Chọn θ” = 1,5
Theo bảng (3-18):

- Số răng tương ñương của bánh răng nhỏ:
Ztd1 =

Z1
26
=
= 27 (răng)
2
cos 2 8,11
cos β

⇒ Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y1 = 0,451

- Số răng tương ñương của bánh lớn:
Ztd2 =

Z2
112
=
= 115 (răng)
2

cos 2 8,11
cos β

⇒ Hệ số dạng răng bánh lớn: y2 = 0,517

• Như vậy ứng suất chân răng bánh nhỏ là:
σu1 =

19,1.10 6.1,486.4,26
= 43,65 (N/mm2)
2
0,451.3 .27.259,8.65.1,5

KI L

Ta thấy σu1 < [σ]u1 = 118 (N/mm2) ⇒ thoả mãn
• ứng suất tại chân răng bánh răng lớn là:
σu2 = σu1.

y1
0,451
= 43,65.
= 38,1 (N/mm2)
y2
0,517

Ta thấy σu2 < [σ]u2 = 83 (N/mm2) ⇒ thoả mãn
3.2.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải ñột ngột

• Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43)

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
+ Bánh răng nhỏ
[σ]txqt1 = 2,5.[σ]Notx1 = 2,5.624 = 1560 (N/mm2)
+ Bánh răng lớn

Với: σtxqt
(N/mm2)

OB
OO
KS
.CO
M

[σ]txqt2 = 2,5.[σ]Notx2 = 2,5.546 = 1365 (N/mm2)
1,05.10 6
=
A.i

(i + 1)3 .K .N =
b.n 2

1,05.10 6
.
209.4,3

(4,3 + 1)3 .1,486.4,1115 = 585,24

60.60,42

⇒ ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ
và bánh răng lớn

• Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
+ Bánh răng nhỏ

[σ]uqt1 = 0,8.σch = 0,8.450 = 360 (N/mm2)
σuqt1 =

19,1.10 6.1,486.4,26
19,1.10 6.K .Ν
=
= 65,33 (N/mm2)
2
2
0,451.3 .27.259,8.65
y.m .Z .n.b

σuqt1< [σ]uqt1 ⇒ thoả mãn
+ Bánh răng lớn

[σ]uqt2 = 0,8. σch = 0,8.300 = 240 (N/mm2)
σuqt2 = σu1.

y1
0,451
= 65,33.
= 57 (N/mm2)

y2
0,517

⇒ σuqt2 < [σ]uqt2 Thoả mãn

3.2.9. Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

mn = 3

• Số răng

Z1 = 27 răng;

• Góc nghiêng răng

β = 8o6,6’

• Chiều rộng răng

b1 = 65 (mm)

KI L

• Mô ñun pháp tuyến

• Đường kính vòng chia

Z2 = 115 răng

b2 = 60 (mm)

dc1 = m.z1 = 3.27 = 81 (mm)
dc2 = m.z2 = 3.115 = 345 (mm)



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
• Khoảng cách trục

A=

d c1 + d c 2
81 + 345
=
= 213 (mm)
2
2

• Chiều cao răng

h = 2,25.mn = 2,25.3 = 6,75 (mm)
c = 0,25.mn = 0,25.3 = 0,75 (mm)

OB
OO
KS
.CO
M

• Độ hở hướng tâm

• Đường kính vòng ñỉnh răng:

De1 = dc1 + 2.mn = 81 + 2.3 = 87 (mm)

De2 = dc2 + 2.mn = 345 + 2.3 = 351 (mm)
• Đường kính vòng chân răng:

Di1 = dc1 – 2.mn - 2.c = 81 – 2.3 – 2.0,75 = 73,5 (mm)
Di2 = dc2 – 2.mn – 2.c = 345 – 2.3 – 2.0,75 = 337,5 (mm)
Bảng 3: Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Thông số

Giá trị

Bánh răng nhỏ

Bánh răng lớn

Z1 = 27 răng

Z2 = 115 răng

Đường kính vòng chia

dc1 = 81 mm

dc2= 345 mm

Đường kính vòng ñỉnh răng

De1 = 87 mm

De2 = 351 mm

Đường kính vòng chân răng

Di1 = 73,5 mm

Di2 = 337,5 mm

Chiều rộng răng

b1 = 65 mm

b2 = 60 mm

Số răng

Môñun

M=3

Khoảng cách trục
Chiều cao răng
Độ hở hướng tâm

h= 6,75 mm
c= 0,75 mm

KI L

Góc nghiêng

A = 213 mm

Góc ăn khớp

β = 8o6,6’
αo = 20o

3.2.10. Lực tác dụng lên trục
Theo công thức (3-49) ta có:
- Lực vòng: P =

2.M x
2.9,55.10 6.Ν
2.9,55.10 6.4,26
=
=
= 3866,5 (N)
n.d
d
259,8.81