Đồ án thiết kế hộp giảm tốc

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

NHẬN XÉT CỦA
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
 
…………………………………………………………………………………….....
................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 

1 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

NHẬN XÉT CỦA
GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN.
 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
…………………………………………………………………………………….....
..................................................................................................................................... 
……………………………………………………………………………………..... 

……………………………………………………………………………………..... 
……………………………………………………………………………………..... 
……………………………………………………………………………………..... 
 

2 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

LỜI NÓI ĐẦU
      Trong cuộc sống hang ngày chúng ta có thể bắt gặp các hệ thống truyền động ở 
khắp nơi và có thể nói nó đang đóng những vai trò nhất định trong cuộc sống. 
      Xích tải là một trong các phương pháp nâng chuyển được sử dụng rộng rãi 
trong ngành cơ khí nói riêng và công nghiệp nói chung. Đối với hệ truyền động 
xích tải thì có thể nói hộp giảm tốc là bộ phận không thể thiếu. 
      Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí là một trong những môn đồ án quan 
trọng của sinh viên ngành cơ khí. Nội dung đồ án bao gồn những vấn đề cơ bản 
trong tính toán, thiết kế máy và hệ dẫn động, tính toán thiết kế các chi tiết máy 
theo các chỉ tiêu và yêu cầu về khả  năng làm việc, chọn cấp chính xác, lắp ghép, 
trình bày bản vẽ. 
      Khi thực hiện đồ án thiết kế hệ thống dẫn động chúng ta cần phải nghiên cứu, 
tìm hiểu và tham khảo những giáo trình như: Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Tính 
toán thiết kế hệ dẫn động trong cơ khí, Vẽ kĩ thuật, Dung sai lắp ghép…. Cũng như 
việc sử dụng thành thạo các phần mềm hỗ trợ tính toán thiết kế như: Autocad, 
Autocad Mechanical, AutoDesk Inventor…. 
      Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Công nghệ 

Cơ khí và đặc biệt là thầy giáo Th.s Nguyễn Hồng Lĩnh đã hướng dẫn và cho em 
nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án này. 
      Với những kiến thức còn hạn hẹp nên việc sai sót là điều không thể tránh khỏi, 
em mong nhận được những ý kiến đóng góp từ thầy cô và bạn bè. 
                                                                                                   
                                                                                                   Hà Nội, 6 – 2015. 
     Giáo viên hướng dẫn                                                           Sinh viên thực hiện 
                                                                                                                             
                                                                                                   Nguyễn Thế Ngọc 
3 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………….3 
PHẦN 1: NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN………………………………………....6
   I. Thông tin sinh viên…………………………………………………6 
   II. Thông tin đề tài……………………………………………………6        
PHẦN 2 : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN ........ 7 
   I. Chọn động cơ .................................................................................... 7 
  II. Phân phối tỉ số truyền ...................................................................... 9 
PHẦN 3 : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG…...11 
  I. Chọn dạng đai……………………………………………………...11 
  II. Tính toán bộ truyền đai thang……………………………………..11  
PHẦN 4 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG ............................. 16 
   I. Chọn vật liệu ..................................................................................... 16 

  II. Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ..................... 16 
  III. Tính toán bộ truyền cấp nhanh……………………………………20 
  IV. Tính toán bộ truyền cấp chậm…………………………………….28 
  V. Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho bánh răng………………………...36 
  VI. Thông số của bộ truyền bánh răng………………………………..37 
PHẦN 5 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN ............ 38 
  I. Tính toán, thiết kế trục ....................................................................... 38 
  II. Tính toán và chọn then ..................................................................... 66 
PHẦN 6 : THIẾT KẾ GỐI ĐỠ VÀ KHỚP NỐI…………………….....71 
I. Chọn ổ lăn…………………………………………………………..71 
  II. Khớp nối trục………………………………………………………79 
PHẦN 7 : BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC, THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI 
TIẾT LIÊN QUAN………………….. ………………………………....80 
4 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

  I.Bôi trơn hộp giảm tốc………………………………………………..80 
   II. Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết liên quan…………………………..80 
PHẦN 8 : CHẾ ĐỘ LẮP GHÉP TRONG HỘ GIẢM TỐC …………...90 
   I. Lắp ghép ổ lăn………………………………………………………90 
   II. Lắp ghép bánh răng lên trục………………………………………..89 
   III. Lắp ghép nắp ổ và thân hộp……………………………………….91 
   IV. Lắp ghép then…………….……………………………………….91 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

PHẦN 1: NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN. 
I. THÔNG TIN SINH VIÊN.

 

      Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THẾ NGỌC
 Lớp 

 

 

: Đ7 - CƠ ĐIỆN TỬ 

II. THÔNG TIN ĐỀ TÀI.
1. Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 
2. Mô tả hệ thống. 
 

 

1. Động cơ điện 
2. Bộ truyền đai thang 
3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển 
4. Nối trục đàn hồi 
5. Xích tải 
3. Số liệu thiết kế.
Lực vòng trên xích tải: F = 7500N 
6 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 

 

Vận tốc xích tải: v = 1.25m/s 
Số răng đĩa xích tải dẫn: z = 9 
Bước xích tải: p = 110 mm 
Thời gian phục vụ: L = 8 năm 
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ 
(1 năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc 8 giờ) 
Chế độ tải: T1 = T; T2 =  0,5 T; t1= 60s ; t2 = 

PHẦN 2. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN. 
I.CHỌN ĐỘNG CƠ.

1.Xác định tải trọng tương đương.
Công suất ứng với tải lớn nhất:   
Fv
7500  1, 25
                           Pmax = 
  = 
  = 9.375 (kW)     
1000
1000
Công suất tương đương:  

đ

=

+
+

. 60 +

= 9,375

0,5

60 + 12

. 12
 

                                                                            = 8,77 kW 
      Với: T1=T , T2=0,5T. 
2.Xác định công suất cần thiết. 
Hiệu suất bộ truyền theo bảng 2.3[1] 
Chọn:  
            - Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (được che kín): 

br1

=0,97 = 

br2 

- Hiệu suất của bộ truyền đai (để hở):  đ =0,96 
- Hiệu suất của cặp ổ lăn: 

ol = 0,994  

7 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

- Hiệu suất của khớp nối trục: 

kn = 1 

- Hiệu suất của toàn bộ hệ thống   :     
                                  =

br

2

.

đ. ol

5

.

 

kn = 0,88 = 88% 

Công suất cần thiết: 
                                             Pct 

Ptđ



8.77
 9.97 kW   
0.88


Số vòng quay của xích tải khi làm việc: 

                             nlv 

60000 v 60000  1.25

 76(v / p h )       2.17[1] 
pz
110  9

Chọn tỉ số truyền sơ bộ hệ thống 
                                            utsb = uhgt.uđ = 40                                  2.15[1] 
      Với: 
            - uhgt = 10 là tỉ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp. 
            - uđ = 4 là tỉ số truyền đai thang.               
Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ
 

nsb = utsb.nlv = 40.76 = 3040 (vòng/phút)                2.18[1] 

Động cơ được chọn cần thỏa điều kiện: 
 P  Pct  9.97
                            dc
                              2.19[1] 
n

n

3040
sb
 dc
Tra bảng P.1.1 tài liệu [1] ta chọn động cơ có số hiệu K160M2 có thông số trong 
bảng sau:       
             
 
 
Khối 
Công 
Vận tốc 
Ik
Tk
 
 
Kiểu  động  suất 
cos lượng 
% 
quay 

Idn

cơ 
K160M2 

      Pđc 
11 

     nđc 
2935 

0,87 

6,3 

Tdn

2,1 

 

(Kg) 

0,9 

110 

 
 
 

 
8 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 
II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.

      Tỷ số truyền chung: 

ndc 2935

 38,62                       3.23[1] 
nlv
76

 

ut 

Mà  

ut = ud.uh                                                                         3.24[1] 

Với  ud  là tỉ số truyền của đai thang; uh là tỉ số truyền của hộp giảm tốc 
Chọn  ud  4  u h 

 

38.62
 9.66  
4

 Ta có      uh = u1.u2   ( u1,u2 là tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm)   
Dựa vào bảng 3.1 trang 43-sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, ta chọn: uh = 
10   u1= 3.83 ;  u2= 2.61 
Công suất trên các trục: 
 

P3 

Plc
9.375

 9.43(kW)  
ηol .ηkn 0.9941

(Trong đó Plv là công suất trên trục làm việc tính theo công thức 2.11[1] 
                    Plv 

Fv
7500  1.25

 9.375kW ) 
1000
1000

 

P2 

P3
9.43

 9.78(kW)  
ηol .ηbr 0.9940.97

 

P1 

P2
9.78

10.14(kW)  
ηol .ηbr 0.9940.97

Số vòng quay trên các trục:  
 

n1 

ndc
2935

 734( v / ph )  
ud
4

 

n2 

n1
734

 192( v / ph )  
u1 3.83

9 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 
n3 

 

n2
192

 74( v / ph )  
u2
2.61

Mômen xoắn trên các trục: 

             Tdc  9.55 10 6 Pdc  9.55 10 6  11  35792( Nmm )  
ndc

2935

            Tct  9.55  10 6  Plv  9.55 10 6  9.375  1178043( Nmm )  
nlv

76

            T1  9.55  10 6 

P1
10.14
 9.55  10 6 
 131931( Nmm )  
n1
734

            T2  9.55  10 6 

P2
9.78
 9.55  10 6 
 486453( Nmm )  
n2
192

           T3  9.55 10 6  P3  9.55 10 6  9.43  1216980( Nmm )  
n3

74

Ta có bảng thông số 
         Trục 

 

 

 

 

 

Động cơ 

I 

II 

III 

Công tác 

   Công suất  

 

 

 

 

 

      P (kW)     

     11 

    10.14 

   9.78 

    9.43 

   9.375 

Tỉ số truyền 

 

u 

 

 

 

 

       4 

    3.83 

     2.61 

       1 

 

Số vòng quay 

 

 

 

 

 

n (v/p) 

    2935 

    734 

     192 

      76 

     74 

Momen xoắn 

 

 

 

 

 

T (Nmm) 

   35792 

 131931 

  486453 

 1216980 

 1178043 

10 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

PHẦN 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG.
I.CHỌN DẠNG ĐAI.

 Các thông số của động cơ và tỷ số của bộ truyền đai:
              ndc  2935v / ph                  Pdc 11kW             ud 4 
Theo sơ đồ hình 4.2 
ta chọn loại đai là đai hình thang thường loại Ƃ, với các thông số đai như sau 
                      b = 17mm : chiều rộng đai thang 
                      bt = 14mm : chiều rộng tính toán 
                      A = 138mm2 : diện tích tiết diện 
                      d1 = 140-280mm : đường kính bánh đai nhỏ 
                       l = 800-6300mm : chiều dài giới hạn 
                       φ = 400 : góc chêm đai 
II. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI.

1. Tính đường kính bánh đai.
    -Đường kính đai nhỏ 
Theo bảng 4.13[1] ta chọn đường kính đai nhỏ tiêu chuẩn là  d1 160mm  
Vận tốc dài của đai: 
 

v

πd1n
π.160.2935

 24,59m / s  25m / s   
60000
60000

Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép:  vmax = 25m/s 
     -Đường kính đai lớn 
                          d2  ud .d1(1ε)  
Trong đó    = 0,01   0,02 :là hệ số trượt ta chọn  ε  0 , 0 1  

Đường kính bánh đai lớn   
 

d2  ud .d1 (1 ε)  
11 

 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

 

      4 .1 6 0 .(1  0 , 0 1)  6 3 3, 6 m m  

Theo tiêu chuẩn trong bảng 4.21[1] ta chọn đường kính đai lớn  d2 = 630mm. 
Vậy tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai là: 
 

utt 

d2
630

 3.98  
d (1  ε ) 160(1  0, 01)

Sai lệch so với uđ là  
                     u 

uđ  utt
4  3.98
100% 
100%  0.5%  <  4% thỏa mãn 
utt
3.98

3. Xác định khoảng cách trục a và chiều dài đai l. 
     Chiều dài đai l   
Theo bảng 4.14[1] chọn sơ bộ khoảng cách trục a  
                        0.55(d1+d2) + h ≤ a ≤ 2(d1+d2)          4.14[1] 
                 0.55(160+630) + 10.5 ≤ a ≤ 2(160+630) 
                                                    445 ≤ a ≤ 1580 

 
Vậy chọn asb = 630mm 
Từ đây ta có chiều dây đai l  
d1  d 2 ( d 2  d1 )
                       4.4[1]

2
4a
   
2

              l  2.a  π

160  630 (630  160)
 2.630  π

2
4.630
                
 
2

= 2589mm 
Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn  l = 2650 mm 
 Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây theo 4.15[1]  
                                     i 

v 24.59

 9.28  < imax = 10 

l
2.65

Xác định lại khoảng cách trục a 

12 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

                   a 

   2  8 2
4

Với
 
                   

 l

                     



  d1  d 2 
2

  

 = 2650 
  

 160  630 
2

 1409.1mm

 

d 2  d1 630  160

 235mm  
2
2

                      a 

1409.1 

1409.1

2

 8.235 2 

4

            Vậy a = 663mm. 
4. Tính góc ôm đai nhỏ. 
   Góc ôm đai α1 trên bánh đai nhỏ 
                                  180 0  57 0

 663mm  

 

 d1  d 2     

                                          1800  57 0

a

630  160
 = 139.60 >  min = 1200 
66 3

Thỏa mãn điều kiện không trượt trơn. 
5. TÍnh số đai z. 
  Ta có:                 Z 

Pl .kd
 
 Po  Cα .C1.Cu .Cz

Với: Pl : công suất trên trục bánh đai chủ động trường hợp này cũng chính là công 
suất động cơ, kW(Pđc=11 kW) 

                 Kđ : Hệ số tải trọng động 
                 Theo bảng 4.7 kđ = 1,26 
 

 

   [P0] : công suất cho phép 

 

         Theo bảng 4.19 [Po] = 5.5 kW 

 

 

 

              Với  α  = 139.6°    Cα= 0,89   

C α : Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm theo bảng 4.15 

13 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

 

 

 C1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai theo bảng 4.16 

                      Chọn C1 = 1.04 
 

 

  Cu : hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền 

                Theo bảng 4.17 với u = 3.98   Cu = 1,14 
                 Cz : Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng 
                Ta có    Pl  11  2  do đó ta chọn Cz = 0.95 
P0

5.5

Thay các thông số vào ta có: 
 

 

Z

111.26
 2.51 
5.5 0.89 1.14 1.04  0.95

Vậy chọn Z = 3 

6. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai. 
-Chiều rộng bánh đai 
Chiều rộng bánh đai: B (z 1)t 2e                               4.17[1] 
Với t và e tra bảng 4.21 ta có 
           t = 19mm       e = 12,5mm          
thay số vào ta được: 
 

B = (3 – 1 ).19 + 2.12,5 = 63mm 
- Đường kính ngoài hai bánh đai:    

da1  d1  2ho 160  2.4,2 168,4mm                              

 
 

da2  d2  2ho  630  2.4,2  638,4mm 

 

 

 

7. Lực tác dụng lên trục Fr, và lực căng ban đầu Fo.
      Lực căng trên 1 đai:  
 

       F0  780 Pl .k d  Fv                       4.19[1] 
v.C α .Z

    Với Kd : hệ số tải trọng động   
Theo bảng 4.7 chọn Kd = 1,26, Cα= 0,89   
       Fv : lực căng do lực li tâm sinh ra. 
14 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

 

        Fv=qm.v                                                                                  

       qm  : khối lượng trên 1m chiều dài đai tra bảng 4.22 ta được  
     

    qm = 0,178 kg/m 

 

Fv = 0,178.24,592 = 107,63 kgm/s2 

 

    F0 

780  11  1.26
 107,63  272.3N  
24.59  0.89  3

Lực tác dụng lên trục:  
α 
139.6 
Fr  2  Z  Fo  sin  1   2  3  272.3  sin 
  1533.3 N  
 2 
 2 

 
Lực vòng: 

                  Ft 

1000 P1 1000  11

 447.34   N 
v
24.59

Lực tác dụng lên nhánh căng: 
                 F1  F0 

Ft
447.34

 272.3 
 495.97  N 
2
2

                 F2  F0 

Ft
447.34
 272.3 
 48.63  N 
2
2

8. Bảng thông số của bộ truyền đai.
                      Thông số 

                      Số liệu 

 Công suất P (kW) 

                         11 

 Số vòng quay n (v/p) 

                       2935       

 Tỉ số truyền u 

                          4 

 Đường kính bánh đai nhỏ d1 (mm) 

                        160 

 Đường kính bánh đai nhỏ d2 (mm) 

                        630 

 Chiều dài dây đai l (mm) 

                        2650 

 Khoảng cách trục a (mm) 

                        663 

 Chiều rộng bánh đai B (mm) 

                          63 
15 

 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

 Số đai z 

                           3 

 Góc ôm bánh đai nhỏ α1 (0) 

                         139.60 

 Lực căng ban đầu F0 (N) 

                         272.3 

 Lực tác dụng lên trục Fr (N) 

                         1533.3 

 Lực vòng Ft (N) 

                         447.34 

 Lực tác dụng lên nhánh căng F1 (N) 

                         495.97     

Lực tác dụng lên nhánh căng F2  (N) 

                           48.63 

 

PHẦN 4. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.

I. CHỌN VẬT LIỆU.

Đối với  hộp giảm tốc bánh răng  trụ, hai cấp, chịu công suất  tương đối  lớn  (
dc
Pdm
 11kW ), nên cần chọn vật liệu nhóm II. Bánh răng được tôi thể tích, tôi bề 

mặt, thấm cacbon, thấm nitơ. Do độ rắn cao nên phải cắt răng trước khi nhiệt luyện, 
sau khi nhiệt luyện phải dùng các nguyên công tu sửa đắt tiền như mài, mài nghiền 
v.v… Răng chạy mòn rất kém nên phải nâng cao độ chính xác chế tạo, nâng cao độ 
của trục và ổ. Chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau: 
- Bánh nhỏ thép 40X thấm nitơ đạt độ rắn HRC 50…59 có  b1 = 1000 MPa, 
ch1 = 800 MPa. 

- Bánh lớn thép 40X thấm nitơ đạt độ rắn HRC 50…59 có  b2 = 1000 MPa, 
ch2 = 800MPa. 

 

II. XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT TIẾP XÚC VÀ ỨNG SUẤT UỐN CHO PHÉP.  

1. Ứng suất tiếp xúc cho phép.
Sơ bộ chọn                     H  

 0 H lim
SH

.K HL                                                  6.1a[1] 
16 

 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

      Trong đó: 
 

  

 

 H  -ứng suất tiếp xúc cho phép,  (N / mm2) . 

 

 

 

 0 H lim - ứng suất  tiếp xúc cho phép tương ứng số chu kì cơ sở tra 

theo bảng 6.2[1] 
 

       + ứng tiếp xúc cho phép tương ứng số chu kì cơ sở bánh nhỏ  

 

               0H lim1  = 1050 MPa, SH = 1.2,   0 F lim1 = 12HRC + 30, SF = 1.75  

             +  ứng tiếp xúc cho phép tương ứng số chu kì cơ sở bánh lớn 
 
               0H lim2  = 1050 MPa, SH = 1.2,   0F lim2 = 12HRC + 30, SF = 1.75 
Chọn độ rắn bánh răng HRC = 50, khi đó ta có 


  0 H lim1   1050MPa
                  +    0
 
  F lim1  12HRC  30   12  50  30    630 MPa                      


  0 H lim2   1050MPa
                  +   0
 
  F lim2  12HRC  30  12  50  30  630MPa                     
 
      NHO - số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc 
 

           NHO = 30HB2,4                         6.5[1]                                

 

 

 

       + số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc của bánh nhỏ: 

 

 

 

           NHO1 = 30.2452,4  =1.63 107  

 

 

              + số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc của bánh lớn: 
 

 

 

 

                  NHO2 = 30.2302,4  = 1.4 107 

       NHE – số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. 
n

3

 T 
NHE1  60c i  niti
i 1  Tmax 
                Trong đó:  
- Số lần ăn khớp bánh răng trong 1 vòng quay c=1 
17 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

- Tổng số giờ làm việc ti = 8 8 2 300 = 38400 giờ 
- Số vòng quay n ở chế độ i
- Momen xoắn T ở chế độ i
        Số chu kì làm việc tương đương bánh nhỏ :    

 T 3 60  0.5T 3 12 
                   NHE1  60 1 38400  734      
     
T
72
T

 72 
 
                          =144.45 107 chu kì 
        Số chu kì làm việc tương đương bánh lớn 

                  N HE2

 T  3 60  0.5T 3 12 
 60  1  38400  192    

   
T
72
T



 72 


                        =37.79 107 chu kì 
       NFE – số chu kì thay đổi ứng suất tương đương 
6

 

 

Số chu kì làm việc tương đương bánh nhỏ 

 

 

 

 

 

T
 NHE = 60c   i  ni ti   

 

T 

 T  6 60  0.5T  6 12 
N FE 1  60  1  38400  734    

   
T
72
T



 72 


                                = 141.37 107 chu kì 
       Số chu kì làm việc tương đương bánh lớn  
         

 

N FE2

  T  6 60  0.5T  6 12 
 60  1  38400  192     

   
T
72
T



 72 


                                 = 37 107 chu kì
 
       NFO -  số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn. Đối với tất cả các loại 
thép thì : NFO = NFO1 = NFO2 = 4.106 

chu kì .
 

Vì       NHE1 >  NHO1                                           NFE1 > NFO1 
 

NHE2  >  NHO2                                           NFE2 > NFO2 

Nên     KHL1  = KFL1 = KFL2  = KHL2 = 1 

18 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

Với :    KFL, KHL – Hệ số tuổi thọ 
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ: 
 

         H 1  

1050  1
 875  MPa 
1.2

         ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn : 
 

         H 2  

                  [ H ] 

1050  1
 875  Mpa 
1.2

H H

1

2

2



875  875
 875  MPa 
2

Do bánh lớn có ứng suất tiếp xúc cho phép bé hơn nên ta chọn bánh lớn để tính toán 
điều kiện tiếp xúc. 
2. Ứng suất uốn cho phép. 
       Răng làm việc một mặt (răng chịu ứng suất thay đổi mạch động) nên ứng suất 
uốn được tính theo công thức sau: 
 

σ 0 F lim  KFL  KFC
      σ F  
                                  6.2a[1] 
sF

             KFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Ở đây bộ truyền quay một chiều nên 
KFC = 1. 

σ 0 F lim1  KFL1  KFC 63011

 360  MPa 

Vậy :             σ F1  
sF
1.75

 

σ 0 F lim2  K FL 2  K FC 63011

 360  MPa 
                      σ F 2  
sF
1.75
3. Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép.
                           [ H ]max  40HRC  40  50  2000  MPa 
                           [ F1 ]max  0.6  ch1  0.6  800  480  MPa 
                           [ F 2 ]max  0.6   ch 2  0.6  800  480  MPa 

19 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 
III. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP NHANH (BÁNH RĂNG TRỤ - BÁNH RĂNG
NGHIÊNG).

1. Xác định khoảng cách trục aw.
Theo bảng 6.5[1] ta chọn Ka = 43 
Theo bảng 6.6[1] do vị trí bánh răng với các ổ trong hộp giảm tốc là không đối xứng 

nên ta chọn  ψba = 0,3 
Với ψba : - hệ số chiều rộng vành răng. 

ψbd  0.5ψba (u1)  0.50.3(3.83 1)  0.72
Theo bảng 6.7 ta chọn hệ số phân bố không đều của tải trọng  
                                    KHβ = 1.10 ;    KFβ = 1.20             
 

                

                             aw1  K a (u1  1) 3

                                 = 433.83 1 3

T1 K Hβ
ψba σ H  u1
2

 

1319311.1
0.3875 3.83
2

Theo tiêu chuẩn ta chọn aw1 = 150 mm 

 113.91  mm 

 

2. Môđun bánh răng.
m =   0,01  0,02  aw1  1.5  3.0  
Theo tiêu chuẩn chọn m = 2.5 
3. Số răng của bánh răng.
Chọn sơ bộ β = 10° , do đó cos  = 0,9848, theo công thức 6.31[1] số răng bánh nhỏ  
                               Z1 =  2 a W1 cos  = 2  150  0.9848  24.46   
m (u1  1)

2.5(3.83  1)

Lấy Z1  = 24 
20 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

Số răng bánh lớn   Z2 = u.Z1 = 3.83.24 = 91.92. Lấy Z2 = 92 
Do đó tỉ số truyền thực tế sẽ là um = 92/24 = 3.833 
            Cos  = 

m( Z1  Z 2 ) 2.5  (24  92)
 = 
 0.967   
2aW
2  150

    Suy ra   = 14.76 0  

4. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc.

H 

Z M .Z H .Z
d w1

2.T1 .K H . u1  1
bw .u1

Trong đó có : - bw1 = ψba aw1  0.3150  45  mm 
        - Theo bảng 6.5[1] hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn 
khớp ZM = 274 MPa1/3 
        - Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc  Z H 

2 cos  b
6.34[1]
sin 2 tw

Với: αtw = αt = arctg(tgα/cosβ) = arctg(tg200/cos14.760)= 20.630  
         βb = arctg(cosαttgβ) = cos20.630 tg14.760 = 13.850 
  
                       Z H 

2 cos13.850
 1.72
sin 2  20.630

- Hệ số trùng khớp dọc  
                        

bw1  sin  45  sin14.76 0

 1.46  1
m
2.5  

6.37[1]

                             - Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng   
1
                                                    Z  
     



21 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 



 1 1 

 1 1 
   cos   1.88  3.2      0.967  1.66

 24 92 

 z1 z2 

  1.88  3.2  


 

1
 0.78  
1.66

                                         Z 

KH – Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc 
                                 KH = KHαKHβKHv 
                                                    KHv  = 

1

                               vH   H g0 v

vH .b W1.dW1
 
2.T1.KH .KH 
aW
150
 0.002  73  2.38 
 2.17  

um
3.833

Với - Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp: H =0.002 
       - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước bánh răng 1 và 2: g0 = 73 
       - Đường kính vòng lăn bánh nhỏ dw1=2aw1/um+1=2  150/3.833+1=62.05  
       - Vận tốc bánh răng: 

v

 

 dw1n1
60000



  62.05  734
60000

 2.38  m/s 

       - Vận tốc bánh răng  v=2.38 m/s < 4 m/s theo bảng 6.13[1] chọn cấp chính xác 
9, theo bảng 6.14[1] chọn KHα = 1.16, KFα= 1.4 
2.17  45  62.05
 1.02   
2  131931  1.16  1.1
                                           KH = 1.16 1.1 1.02 =1.30 
Thay các kết quả tính được vào    
 

  
 K Hv  1 

 

H 

274 1.72  0.78 2 1319311.30(3.833  1)

 580.8  MPa 
62.05
45  3.833

Xác định chính xác ứng xuất tiếp xúc cho phép 
                                    H   [ H ]ZR .Zv .KxH /SH                               
22 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

Trong đó :   + Zv – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng khi độ rắn mặt răng 
HB ≤ 350 MPa.  
                                   Zv = 0.85v0.1 = 0.85  2.380.1  = 0.93  
                    + ZR – Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt răng làm việc 
Với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác tiếp xúc là 8, khi đó cần gia 
công đạt độ nhám Ra < 2,5 … 1,25 m do đó ZR = 0,95 
                    + KXH – Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng  

 

Với da < 700mm KxH = 1, do đó theo (6.1) và (6.1a) 

                    + KHL = 1; SH = 1.1 

  

 
Như vậy 

H

875  0.95  0.93  1  1
 644.22  MPa    
1.2

H < [ H] do đó độ bền tiếp xúc được thỏa mãn.   

5. Tính toán kiểm tra độ bền uốn.
2T . K .Y .Y .Y
Theo (6.43)         F    1 F   F 1  
b W 1 .d W 1 .m

Theo bảng 6.7 KF  = 1,2 ; theo bảng 6.14 với v < 5m/s và cấp chính xác 9,  KF  = 
1,40 

a
150
 17.39

Theo (6.47)    vF   F g 0 v W1  0.016  73  2.38 
u
3.833
m
    
 
Trong đó: Theo bảng 6.15   δF = 0,016 
                  go = 73 và v = 2.38 m/s 
Do đó theo (6.46)      
  
             KFv  =

1

vF  b WdW1
17.39  45  62.05
1
 1.11 
2  T1  KF  KF
2 1319311.4 1.2

                              KF   KF  KF   KFv  1.4 1.2 1.11  1.86               
Với      εα = 1.66, Yε = 1/ = 1/1.66 = 0,60   
23 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

            β = 14.760, Yβ = 1 – 14.76/140 = 0.89 
Số răng tương đương       ZV1 = Z1/cos3β  = 24/(0.967)3 = 26.54 
                                         ZV2 = Z2/cos3β = 92/(0.967)3 = 101.74 
Theo bảng 6.18 ta được YF1 = 3.88            YF2 = 3.60 
Với m = 2.5 mm. Ta có  YS = 1,08 – 0,0695.ln(2.5)  = 1,016 ;     YR = 1  (bánh răng 
→
phay); 
KxF = 1 (da < 400mm) , do đó theo 6.2[1] và 6.2a[1] ta có: 
                    F 1    F 1   YS  YR  K xH   360  1.016  1  1  365.76   MPa 
                  F 2    F 2   YS  YR  K xH  360  1.016  1  1  365.76  MPa 
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức 6.43[1] : 
           F 1 

2  131931  1.86  0.66  0.89  3.88
 160.24 <  F 1  = 365.76 MPa 
45  62.05  2.5

            F 2    F 1 

YF 2
3.6
 160.24 
 148.68  <   F 2   = 365.76 MPa. 
YF 1
3.88

Vậy độ bền uốn đươc thỏa mãn. 
6. Kiểm nghiệm răng về quá tải.
Theo 6.48[1] :  

                  H 1max   H Kqt  580.28 1  580.28 N < [  H ]max = 2000 MPa 
Với Kqt = 

Tmax
 = 1  
T

Theo 6.49[1]: 
    F 1max   F 1  K qt  160.24  1  160.24  <  [ F1 ]max = 480  MPa 
                   F 2 max   F 2  K qt  148.68  1  148.68  <  [ F 2 ]max = 480  MPa 
 
7. Kích thước của bộ truyền bánh răng.
- Đường kính vòng chia: 
24 
 


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC                                              HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI                 
 
 

mZ1
2.5  24

 62.05  mm 
cos  cos14.760
mZ2
2.5  92

 237.85  mm 

                                        d2 
cos  cos9.250
                                        d1 

- Đường kính vòng đỉnh: 
                                 da1  d1  2m  62.05  2  2.5  67.05  mm 
                                     da 2  d2  2m  237.85  2  2.5  242.85 mm 
- Đường kính vòng chia: 
                               d f 1  d1  2.5m  62.05  2.5  2.5  55.8  mm 
                               d f 2  d 2  2.5m  237.85  2.5  2.5  231.6  mm 
8. Giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền.
- Lực vòng:  
                            Ft1  Ft 2 

2T1 2 131931

 4252.41  N 
d w1
62.05

- Lực hướng tâm: 

Ft1  tgtw 4252.41 tg 20.630

 1655.55  N 
           Fr1  Fr 2 
0
cos 
cos14.76
- Lực dọc trục: 

                         Fa1  Fa 2  Ft 1  tg   4252.41  tg14.760  1120.36  N  
9. Các thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh được tính bằng inventor như
sau.  
       Sau khi khởi động Modul Design Acclerator chọn Design and calculates spur 
gears (thiết kế và tính toán bánh răng), ta có bắt đầu thực hiện. 
       Trong phần Design Guide (hướng dẫn thiết kế) chọn mục Module nhập Module 
m = 2.5; tiếp theo nhập tỷ số truyền trong mục Desired Gear Ratio (tỷ số truyền) u1 
= 3.84; nhập khoảng cách trục aw1 = 190 (mm) tại mục Center Distance; nhập bề 
rộng vành răng bw1  = 57 (mm) tại mục Facewidth; nhập góc nghiêng răng ở mục 

25