Hệ thống động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ
PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN


Chương I
CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Côngsuấtlàmviệc
F∗v
Plv =
= 7,5 𝐾𝑤
1000
Côngsuấttươngđương :

Ptd = P ∗

3
1

Ti 2
T t i = 5,26 Kw
ti

Ta có
Pt = Ptd
Hiệusuấtcủabộtruyền :
𝜂 = 𝜂k 𝜂br 2 𝜂ol 4 𝜂d = 0,86
Với
𝜂br = 0,97: hiệu suất truyền động 1 cặp bánh răng
𝜂ol = 0,99 ∶ hiệu suất một cặp ổ lăn
𝜂k = 1 ∶ hiệu suất khớp nối

𝜂d = 0,95 ∶ hiệu suất bộ truyền đai
Côngsuấttrêntrụcđộngcơ :
𝑃𝑡𝑑
𝑃𝑐𝑡 =
= 5,26 𝐾𝑤
𝜂
Sốvòng quay củatrụccôngtác
60000 ∗ 𝑣
𝑛𝑙𝑣 =
= 61,14 𝑣/𝑝ℎ
𝜋𝐷
𝑝
Với𝐷 = sin ⁡(𝜋 ) = 390,44 𝑚𝑚
𝑧

Từbảng 2.4 [1]
𝑢 = 12
𝐶ℎọ𝑛 ℎ
𝑢𝑑 = 2
𝑛𝑑𝑐
𝑢𝑐ℎ =
= 24
𝑛𝑙𝑣
𝑛𝑑𝑐𝑠𝑏 = 1467,46 𝑣/𝑝ℎ
Độngcơđượcchọnphảithỏam~nđiềukiện :
𝑃𝑑𝑐 ≥ 𝑃𝑐𝑡
𝑛𝑑𝑏 ≈ 𝑛𝑠𝑏
TrabảngP1.3[1] chọnđộngcơđiện :
Kýhiệu : 4𝐴112𝑀4𝑌3
Côngsuất :𝑃𝑑𝑐 = 5,5 𝐾𝑤

Sốvòngquay :𝑛𝑑𝑐 = 1424 𝑣/𝑝ℎ
1.2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN


Tỷsốtruyềnchungcủahệthống :
𝑛𝑑𝑐
𝑢𝑐ℎ =
= 23,31
𝑛𝑙𝑣
Theo bảng 3.1[1] ta có
𝑢ℎ = 11,65
𝑢1 = 4,2
𝑢2 = 2,77
Suyra
𝑢𝑑 =

𝑢𝑐ℎ
=2
𝑢ℎ

Ta cósốvòng quay củacáctrục
𝑛1 = 712 𝑣/𝑝ℎ
𝑛1
𝑛2 =
= 169,64 𝑣/𝑝ℎ
𝑢1
𝑛2
𝑛3 =
= 61,14 𝑣/𝑝ℎ
𝑢2

Côngsuấttrêncáctrục
𝑃𝑙𝑣
𝑃3 =
= 7,58 𝐾𝑤
𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑘
𝑃3
𝑃2 =
= 7,89 𝐾𝑤
𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟
𝑃2
𝑃1 =
= 8,22 𝐾𝑤
𝜂𝑏𝑟 𝜂𝑜𝑙
Momenxoắntrêncáctrục :
𝑃1
𝑇1 = 9,55. 106
= 110111 𝑁𝑚𝑚
𝑛1
𝑃2
𝑇2 = 9,55. 106
= 444106 𝑁𝑚𝑚
𝑛2
𝑃3
𝑇3 = 9,55. 106
= 1183242 𝑁𝑚𝑚
𝑛3
𝑃𝑑𝑐
𝑇𝑑𝑐 = 9,55. 106
= 58538 𝑁𝑚𝑚
𝑛𝑑𝑐

Bảng chi tiết
Trục
Độngcơ
Thôngsố
Tỉsốtruyền
2
Côngsuất P (Kw)
8,73
Sốvòng quay n
1425
(v/ph)
Momen T
58538

1

2
4,2

3
2,77

8,22

7,89

7,58

712,5

169,64

61,14

110111

444106

1183242


Chương 2
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI

1. Xác định các thông số bộ truyền đai thang:
Số vòng quay bánh nhỏ n1 = nđc = 1425 (v/p)
Công suất truyền trên b|nh đai nhỏ P1 = Pđc = 8,73 (KW)
1.1 Chọntiếtdiệnđai:
Dựavàosốvòng quay bánhnhỏvàcôngsuấttruyền, xembảng 4.1 trang 59[1]
chọnđaithangthườngtiếtdiệnđaicókíhiệu Б.
1.2 Xácđịnhđườngkínhđai:
+Theo bảng 4.13 trang 59[1] ta chọnđườngkínhb|nhđainhỏ d1 = 180 (mm).
Suyravậntốcđai
v=

πd1 . ndc 3,14.180.1425
=
= 13,4 (m/s)
60000
60000

nhỏhơnvậntốcchophépcủađaithangthườngvmax = 25 (m/s)
+Đườngkínhb|nhđailớn: Côngthức 4.2 [1]
d2 = u. d1 . 1 − ε = 2.180. 1 − 0,02 = 352,8 mm
Trongđó: ε = 0,01 – 0,02 - hệsốtrượt.
Theo bảng 4.26 trang 67[1] ta chọnđườngkínhtiêuchuẩn d2 = 355 (mm)
+Tỷsốtruyềnthựctế
ut =

d2
355
=
= 2,01 (m/s)
d1 . (1 − 0,02) 180. (1 − 0,02)

→ Độsailệchtỷsốtruyền
Δu =

ut − u
2,01 − 2
. 100% =
. 100% = 0,5%
u
2

Δu = 0,5nằmtrongphạm vi chophépkhôngquá 3~4%.
1.3 Xácđịnhchiềudàiđaivàkhoảngcáchtrục:
Dựavàobảng 4.14 trang 60[1] chọnsơbộkhoảngcáchtrục
a = 1,2. d2 = 1,2.355 = 426 (mm)
+Chiềud{id}yđaix|cđịnhtheocôngthức 4.4 [1]:

l = 2a + 0,5π. d1 + d2

d2 − d1
+
4a

2

=

355 − 180
= 2.426 + 0,5.3,14. 180 + 355 +
4.426

2

= 1720 (mm)

Theo bảng 4.13 trang 59[1] chọnchiềudàitiêuchuẩn l = 1800 (mm).
+Tínhkhoảngcáchtrục a theochiềudàitiêuchuẩn: Côngthức 4.6[1]
λ + λ2 − 8. Δ2
4
π d1 + d2
3,14 180 + 355
với λ = l −
= 1800 −
= 960
2

2
d2 − d1 355 − 180
Δ=
=
= 87,5
2
2
a=

→a=

960 + 9602 − 8. 87,52
= 472 (mm)
4

+Tínhgócôm α1: Côngthức 4.7[1]
α1 = 180 −

57. d2 − d1
57. 355 − 180
= 180 −
= 159 độ
a
472

α1 = 1590 > αmin = 1200 →thỏađiềukiệnđaikhôngbịtrược.
1.4 Xácđịnhsốđai z: Theo côngthức 4.16[1]
z=

P1 . K đ

[P0 ]Cα C1 Cu Cz

Kđ = 1,25+0,1=1,35 tratheobảng 4.7[1] vớitảivađậpnhẹvàlàmviệc 2 ca.
α1= 1590→ Cα = 1– 0,0025(180–α1) = 1–0,0025.(180– 159) = 0,9475
→ C1 =

6

l
=
l0

6

1800
= 0,96
2240

Cu = 1,13 trabảng4.17[1] với u = 2
[P0] = 4,7 từđồthịhình 4.21 trang 151[2] chiềud{iđaithửnghiệm l0 = 2240 mm với v =
13,4 m/s , d1 = 180 mm
P1
8,73
=
= 1,86 do đó Cz = 1
[P0 ]
4,7
Ta có:

z=

8,73.1,35
= 2,44
4,7.0,9475.0,96.1,13.1

Lấy z = 3 đai.
1.5 Cácthôngsốhìnhhọcb|nhđai:
+Chiềurộngb|nhđai: Côngthức 4.17[1]
B = (z–1).t + 2e = (3–1). 19 + 2.12,5 = 63 (mm)
+Đườngkínhngo{ib|nhđai :Côngthức 4.18[1]
da = d1 + 2.h0 = 180 + 2.4,2 = 188,4
Trongđó t = 19, e = 12,5 , h0 = 4,2 trabảng 4.21 trang 63[1]
1.6 X|cđịnhlựccăng ban đầuvàlựctácdụnglêntrục :
+Theo côngthức 4.19[1] lựccăng ban đầu :
F0 =

780. P1 . K đ
780.8,73.1,35
+ Fv =
+ 33,4 = 273 N
v. Cα . z
13,7.0,9475.3

TrongđóFv = qm.v2 = 0,178.13,42 = 32,1 N, qmtrabảng 4.22 trang 64[1].
+Theo côngthức4.22[1] lựctácdụnglêntrục :
Fr = 2.F0.z.sin(α1/2) = 2.273.3.sin(159/2) = 1610,8 (N)
* Kếtquảbộtruyềnđai:
Kýhiệuđai

Б

Đườngkínhb|nhđainhỏ

d1 = 180 (mm)

Đườngkínhb|nhđailớn

d2 = 355 (mm)

Chiềud{iđai

l = 1800 (mm)

Bềrộngđai

B = 63 (mm)

Sốđai

z=3

Vậntốcđai

v = 13,4 (m/s)

Khoảngcáchtrục

a = 472 (mm)

Lựccăngđai

F0 = 273 (N)

Lựctácdụnglêntrục

Fr = 1610,8 (N)


CHƯƠNG 3
THIẾTKẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC
*Số liệu:
Công suất: P = 8,22 KW
Tuổi thọ L = 7 năm → Lh = 7.300.2.8 = 33600 giờ
1.7 Chọn vật liệu:
Do không có yêu cầu đặc biệt v{ theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, ở
đ}y chọn vật liệu 2 c}p b|nh răng như sau
Theo bảng 6.1 trang 92[1] chọn
Bánh nhỏ : Thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có бb1 = 850MPa, бch1 =
580MPa.
Bánh lớn: Thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có бb2 = 750MPa, бch2 =
450MPa.
1.8 Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6.2 trang 94[1] với thép C45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180…350 .
б0Hlim = 2HB + 70 ; SH = 1,1 ; б0Flim = 1,8HB ; SF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 240 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 230 , khi đó
б0Hlim 1 = 2HB1 + 70 = 2.240 + 70 = 550 MPa
б0Flim 1 = 1,8HB1 = 1,8.240 = 432 MPa
б0Hlim 2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa
б0Flim 2 = 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 MPa

+Số chu kì làm việc cơ sở. Theo 6.5[1] NHO = 30.HHB2,4 do đó:
NHO1 = 30.2402,4 = 1,55.107 (chu kỳ)
NHO2 = 30.2302,4 = 1,4.107 (chu kỳ)
NFO1 = NFO2 = 0,5.107 (chu kỳ)
+Số chu kỳ làm việc tương đương. Theo 6.7[1]
NHE = 60. c.
Trong đó: t1 =

Ti
Tmax

3

. ni . t i

15
L = 0,24Lh ; t 2 = 0,18Lh ; t 3 = 0,58Lh
15 + 11 + 36 h

L = 7 năm → Lh = 33600 (giờ)


c =1 – sốlần ăn khớp trong 1 vòng quay
NHE 1 = 60. c. n1 . Lh .

T1
T

3

T2
. t1 +
T

3

T3
. t2 +
T

3

. t3

= 41,72. 107 chu kỳ
NHE 2 =

NHE 1
= 9,7. 107 chu kỳ
u1

Suy ra NHE1>NHO1 ; NHE2> NHO2 nên KHL1 = KHL2 = 1
+Như vậy theo 6.1a[1], ứng suất tiếp xúc sơ bộ được x|c định
бH1 = 550.

1
= 500 (MPa)
1,1

бH2 = 530.

1
= 481,8 (MPa)
1,1

*Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo 6.12[1]:
бH =

бH1 + бH2
500 + 481,8
=
= 490,9 MPa
2
2

бH < 1,25 бH2 = 1,25.481,8 = 602 MPa
*Đối với cấp chậm sử dụng răng thẳng:
Do NHE> NHO => KHL = 1
Nên бH

′

= бHmin = бH2 = 481,8(MPa)

+Ứng suất uốn cho phép:
T1
NFE 1 = 60. c. n1 . Lh .
T
7
= 35,2. 10 chu kỳ

NFE 2 =

6

T2
. t1 +
T

6

T3
. t2 +
T

6

. t3

NFE 1
= 8,19 chu kỳ
4,91

Vì: NFE1>NFO1 ; NFE2> NFO2
Nên KFL1 = KFL2 = 1
Do đó theo 6.2a[1] với bộ truyền quay 1 chiều KFC = 1, ta được:
бF = б0Flim .

K FL
SF

бF1 = 432.

1
= 246,8 (MPa)
1,75


бF2 = 414.

1
= 236,6 (MPa)
1,75

+Ứng suất quá tải cho phép: theo 6.13[1] đối với b|nh răng tôi cải thiện.
бH

max

= 2,8. бch 2 = 2,8.450 = 1260 (MPa)

Ứng suất uống cho phép khi quá tải: 6.14[1]
бF1

max

= 0,8. бch 1 = 0,8.580 = 464 (MPa)

бF2

max

= 0,8. бch 2 = 0,8.450 = 360 (MPa)

1.9 Tính toán cấp nhanh – Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
Số vòng quay bánh dẫn: n1 = 712,5 vg/ph
Moment xoắn T1 = 110111 Nmm
Tỷ số truyền u1 = 4,3
a. X|c định sơ bộ khoảng cách trục: theo 6.15a[1]
aw1 = K a (u1 + 1)

3

TK Hβ
бH 2 u1 ψba

Trong đó theo bảng 6.6[1] chọn ψba = 0,3
Theo bảng 6.5[1] với răng nghiêng ta có: Ka = 43
Theo 6.16 với b|nh răng ăn khớp ngoài hệ số
ψbd = 0,53 ψba(u1+1) = 0,843
Do đó theo bảng 6.7[1] KHβ = 1,13 tra theo sơ đồ 3
→ aw1 = 166,67 (mm)
Chọn aw1 = 180 (mm)
b. X|c định các thông số ăn khớp
Theo 6.17[1] m = (0,01 ÷ 0,02)aw1 = (0,01 ÷ 0,02).180 = 1,8 ÷ 3,6 (mm)
Theo bảng 6.8[1] chọn mô đun ph|p m = 2,5
Điều kiện góc nghiêng b|nh răng hộp giảm tốc khai triển: 80 ≤ β ≤ 200
z1 =
→

2aw 1 . cosβ

→ cos20 ≤ cosβ ≤ cos8
m. (u1 + 1)

2aw1 cos20
2aw1 cos8
≤ z1 ≤
m(u1 + 1)
m(u1 + 1)


→

2.180. cos20
2.180. cos8
≤ z1 ≤
2,5 4,3 + 1
2,5 4,3 + 1

→25,5 ≤ z1 ≤ 26,9
+Số răng b|nh nhỏ
Lấy z1 = 26 răng
+Số răng b|nh lớn
z2 = z1 . u1 = 26.4,3 = 111,8 răng
Lấy z2 = 112 răng
+Do đó tỷ số truyền trên thực tế
um = 112/26 = 4,308
Sai lệch so với trước 0,18%
cosβ =

2,5(z1 + z2 ) 2,5(26 + 112)

=
= 0,96
2aw1
2.180

Suy ra β = 16,60
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
+Theo công thức 6.33[1] , ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc
бH = ZM ZH Zε

2TK H (um + 1)
bw um d2w1

–Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp Tra bảng 6.5[1] ta được ZM=
274 (MPa1/3)
–Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: theo 6.34[1] ta tính được
ZH =

2cosβb
=
sin2αtw

2. cos15,57
= 1,7
sin 2.20,8

Với βb góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở tính theo 6.35[1]
tgβb = cosαt . tgβ = 0,28
với αt = αtw = arctg

tgα
= 20,8
cosβ

Theo TCVN1065 – 71 thì α = 200
→βb = 15,570
–Chiều rộng v{nh răng bw = ψba . aw1 = 0,3.180 = 54 (mm)
–Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:


Hệ số trùng khớp dọc 6.37[1] : εβ = bw.sinβ/(πm) = 1,96
Hệ số trùng khớp ngang tính gần đúng theo 6.38b[1] :
εα = 1,88 − 3,2

1
1
+
z1 z2

. cosβ = 1,66

Do εβ> 1 nên tính theo công thức 6.36c[1]
Zε =

1
= 0,78
εα

–Đường kính vòng lăn b|nh nhỏ bảng 6.11[1] :
2aw1

2.180
dw1 =
=
= 68 (mm)
um + 1 4,3 + 1
Vận tốc vòng v = π.dw1.n1/60000 = 2,54(m/s)
Với v = 2,6 m/s tra bảng 6.13 trang 106[1] dùng cấp chính xác là 9 và tra bảng
6.14[1] với v< 2,5m/s ta chọn KHα = 1,14
Theo 6.42 ,
νH = δH g 0 v

aw1
180
= 0,002.73.2,54
= 2,40
um
4,3

Trong đó:
δH–hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớptra theo bảng 6.15 có giá trị
0.002
g0 –hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch c|c bước răng b|nh 1 v{ b|nh 2 tra
theo bảng 6.16[1] có giá trị 73.
Do đó, theo 6.4[1]
K Hv = 1 +

vH bw dw1
= 1,03
2TK Hβ K Hα

– Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức 6.39[1]
KH = KHβKHαKHv = 1,13.1,14.1,03 = 1,33
Thay các giá trị vừa tìm được v{o 6.33 ta được:
бH = 435,9 (MPa)
+X|c định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:


Theo công thức 6.1:
бH

б0Hlim . K HL . Zv . ZR . K xH
=
SH

– với v = 2,54 m/s < 5 m/s → hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng Zv=1.
– với cấp chính x|c động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc l{ 8, khi đó cần
gia công đạt độ nhám Ra = 2,5…1,25 μm, do đó hệ số xét đến độ nhám bề mặt răng ZR
= 0,95
– với da< 700mm → KxH = 1
→ бH = 490,9.1.0,95.1 = 453,435 (MPa)
Ta thấy бH < бH thỏa điều kiện bền tiếp xúc.
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: theo công thức 6.43[1]
2TK F Yε Yβ YF1
бF1 =
bw dw1 m
Theo bảng 6.7[1] , KFβ = 1,27 ; theo bảng 6.14[1] với v < 5 và cấp chính xác là 9
Nên KFα = 1,37 ; theo công thức 6.47
νF = δF g 0 v

aw

u1

– δF = 0,006 hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp,tra bảng 6.15[1]
Suy ra
νF = 0,006.73.2,54

180
= 7,18
4,3

– Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn
vF bw dw1
K Fv = 1 +
= 1,07
2TK Fβ K Fα
Do đó hệ số tải trọng khi tính về uốn là:
KF = KFβKFαKFv = 1,27.1,37.1,09 = 1,86
– Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: với εα = 1,66
1
1
→ Yε =
=
= 0,6
εα
1,66
– Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: vì răng nghiêng nên
β
16,6
Yβ = 1 −
=1−

= 0,88
140
140
Số răng tương đương:


z1
= 29,54
cosβ3
z2
98
zv2 =
=
= 127,25
cosβ3 0,823
Theo bảng 6.18 trang 109[1] ta được
YF1 = 3,82
YF2 = 3,6
– Hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất:
YS = 1,08–0,0695ln(m) = 1,08–0,0695.ln2,5 = 1,02
– Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lươn b|nh răng, thông thường YR = 1
– Hệ số xét đến kích thước b|nh răng ảnh hưởng độ bền uốn: KxF = 1.
Do đó theo 6.2 v{ 6.2a[1]:
б0Flim 1 . K FL . YS . YR . K xF
бF1 =
= 246,8.1,02.1.1 = 251,7 (MPa)
SF
zv1 =

бF2

б0Flim 2 . K FL . YS . YR . K xF
=
= 236,6.1,02.1.1 = 241,3 (MPa)
SF

Thay tất cả giá trị tìm được v{o 6.43[1] ta được
бF1 = 90,79(MPa)
→ бF1 < бF1
бF2 = бF1 .

YF2
= 85,56 MPa
YF1

→ бF2 < бF2

e. Các thông số v{ kích thước bộ truyền:
Khoảng cách trục

aw1 = 180 (mm)

Mô đun ph|p

m = 2,5 (mm)

Bề rộng v{nh răng

bw = 54(mm)

Tỉ số truyền

um = 4,3

Góc nghiêng răng

β = 16,60

Số răng b|nh dẫn động

z1 = 26

Số răng b|nh bị dẫn

z2 = 112

Hệ số dịch chỉnh

x1 = x2 = 0

Theo các công thức trong bảng 6.11[1] tính được
Đường kính vòng chia:


d1 =

mz1
2,5.26
=
= 67,8 (mm)

cosβ cos16,6

d2 =

mz2
2,5.112
=
= 292,2(mm)
cosβ cos16,6

Đường kính đỉnh răng:
da1 = d1 + 2m = 72,8 (mm)
da2 = d2 + 2m = 297,2 (mm)
Đường kính đ|y răng:
df1 = d1 – 2,5m = 62,8 (mm)
1.10

df2 = d2 – 2,5m = 287,2 (mm)
Tính toán cấp chậm– Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.
Số vòng quay bánh dẫn n2 = 165,7 (vg/ph)
Môment xoắn T = T2 = 454680,26 (Nmm)
Tỷ số truyền u2 = 2,71

a. X|c định sơ bộ khoảng cách trục: theo 6.15a[1]
𝐚𝐰𝟐 = 𝐊 𝐚 (𝐮𝟐 + 𝟏)

𝟑

𝐓𝐊 𝐇𝛃
б𝐇 𝟐 𝐮𝟐 𝛙𝐛𝐚

Trong đó theo bảng 6.6[1] chọn ψba = 0,4
Theo bảng 6.5[1] với răng thẳng ta có: Ka = 49,5
Theo 6.16 với b|nh răng ăn khớp ngoài hệ số
ψbd = 0,5 ψba(u1+1) = 0,74
Do đó theo bảng 6.7[1] KHβ = 1,04 tra theo sơ đồ 5
→ 𝐚𝐰𝟐 = 𝟒𝟗, 𝟓 𝟐, 𝟕𝟏 + 𝟏

𝟑

𝟒𝟓𝟒𝟔𝟖𝟎, 𝟐𝟔
= 𝟐𝟐𝟕 (𝐦𝐦)
𝟒𝟖𝟏, 𝟖𝟐 . 𝟐, 𝟕𝟏. 𝟎, 𝟒

Chọn aw2 = 250 (mm)
b. X|c định các thông số ăn khớp:
m = (0,01…0,02)aw2 = 2,5... 5 mm
Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế , chọn môđun tiêu chuẩn của bánh
răng cấp chậm bằng môđun ở cấp nhanh m = 2,5 (mm)


𝐳𝟏 =

𝟐𝐚𝐰𝟐
𝟐. 𝟐𝟓𝟎
=
= 𝟓𝟑, 𝟗
𝐦(𝐮𝟐 + 𝟏) 𝟐, 𝟓(𝟐, 𝟕𝟏 + 𝟏)

Lấy z1 = 54 → z2 = 54.2,71 = 146

Do đó aw = 0,5.m(z1 + z2) = 0,5.2,5(54+146) = 250 (mm)
+Tỷ số truyền thực tế um = 147/53 = 2,70
Sai lệch so với trước 0,23%
+Góc ăn khớp: công thức 6.27[1]
𝐜𝐨𝐬𝛂𝐭𝐰 =

𝐳𝐭 𝐦. 𝐜𝐨𝐬𝛂 𝟐𝟎𝟎. 𝟐, 𝟓. 𝐜𝐨𝐬𝟐𝟎
=
= 𝟎, 𝟗𝟒
𝟐𝐚𝐰𝟐
𝟐. 𝟐𝟓𝟎

→ αtw = 200
+Hệ số dịch chỉnh x1 = x2 = 0
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
+Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc theo 6.33[1]
б𝐇 = 𝐙𝐦 𝐙𝐇 𝐙𝛆

𝟐𝐓𝐊 𝐇 (𝐮𝐦 + 𝟏)
𝐛𝐰 𝐮𝐦 𝐝𝟐𝐰𝟏

–Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của b|nh răng ăn khớp Tra bảng 6.5[1] ta được
ZM= 274 (MPa1/3)
–Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: theo 6.34[1] ta tính được
𝐙𝐇 =

𝟐𝐜𝐨𝐬𝛃𝐛
=
𝐬𝐢𝐧𝟐𝛂𝐭𝐰

𝟐. 𝟏
= 𝟏, 𝟕𝟔𝟒
𝐬𝐢𝐧 𝟐. 𝟐𝟎

Với b|nh răng thẳng, dùng 6.36a[1] để tính zε:
𝐳𝛆 =

𝟒 − 𝛆𝛂
=
𝟑

𝐕ớ𝐢 𝛆𝛂 = 𝟏, 𝟖𝟖 − 𝟑, 𝟐

𝟒 − 𝟏, 𝟖
= 𝟎, 𝟖𝟔
𝟑

𝟏
𝟏
𝟏
𝟏
+
= 𝟏, 𝟖𝟖 − 𝟑, 𝟐
+
= 𝟏, 𝟖
𝐳𝟏 𝐳𝟐
𝟒𝟕 𝟏𝟓𝟑

–Đường kính vòng lăn b|nh nhỏ
𝐝𝐰𝟏 =

𝟐𝐚𝐰𝟐
𝟐. 𝟐𝟓𝟎
=
= 𝟏𝟑𝟓 (𝐦𝐦)
𝐮𝐦 + 𝟏 𝟐, 𝟕𝟕 + 𝟏

Theo 6.40[1] vận tốc vòng
v = πdw1n2/60000 = 1,17 (m/s)


Theo bảng 6.13[1] ta có v < 2 m/s nên chọn cấp chính xác là 9, dựa vào bảng 6.16[1]
chọn g0=73
→ 𝐯𝐇 = б𝐇 𝐠 𝟎 𝐯

𝐚𝐰𝟐
= 𝟒, 𝟗𝟑
𝐮𝐦

Trong đó бH = 0,006 tra bảng 6.15[1] với cấp chính x|c 9, do đó:
𝐊 𝐇𝐯 = 𝟏 +

𝐯𝐇 𝐛𝐰 𝐝𝐰𝟏
= 𝟏, 𝟎𝟕
𝟐𝐓𝐊 𝐇𝛃 𝐊 𝐇𝛂

với chiều rộng v{nh răng
bw = ψba . aw2= 0,4.250 =100 (mm)
theo bảng 6.13[1] chọn KHα = 1
– Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức 6.39[1]

KH = KHβKHαKHv = 1,04.1.1,07 = 1,11
Thay v{o 6.33 ta được
б𝐇 = 𝟑𝟔𝟏, 𝟏𝟓 (𝐌𝐏𝐚)
+X|c định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
Theo công thức 6.1:
б𝐇 =

б𝟎𝐇𝐥𝐢𝐦 . 𝐊 𝐇𝐋 . 𝐙𝐯 . 𝐙𝐑 . 𝐊 𝐱𝐇
𝐒𝐇

– với v = 1,17 m/s < 5 m/s → hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng Zv=1.
– với cấp chính x|c động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc l{ 8, khi đó cần
gia công đạt độ nhám Rz = 2,5…1,25 μm
Do đó hệ số xét đến độ nhám bề mặt răng ZR = 0,95
– vớida< 700mm → KxH = 1
→ б𝐇 = 𝟒𝟖𝟏, 𝟖. 𝟏. 𝟎, 𝟗𝟓. 𝟏 = 𝟒𝟓𝟕, 𝟕𝟏 𝐌𝐏𝐚
→ б𝐇 < б𝐇 nên thỏa m~n điều kiện độ bền tiếp xúc.
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: theo công thức 6.43[1]
𝟐𝐓𝐊 𝐅 𝐘𝛆 𝐘𝛃 𝐘𝐅𝟏
б𝐅𝟏 =
𝐛𝐰 𝐝𝐰𝟏 𝐦
Theo bảng 6.7[1] , KFβ = 1,1 ; theo bảng 6.14[1] với v < 2,5 và cấp chính xác là 9


Nên KFα = 1,37 ; theo công thức 6.47
𝐯𝐅 = 𝛅𝐅 𝐠 𝟎 𝐯

𝐚𝐰𝟐
𝐮𝟐

– δF = 0,016 hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp,tra bảng 6.15[1]
Suy ra
𝐯𝐅 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟔. 𝟕𝟑. 𝟏, 𝟏𝟕

𝟐𝟓𝟎
= 𝟏𝟑, 𝟏𝟓
𝟐, 𝟕𝟏

– Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn
𝐯𝐅 𝐛𝐰 𝐝𝐰𝟏
𝐊 𝐅𝐯 = 𝟏 +
= 𝟏, 𝟏𝟑
𝟐𝐓𝐊 𝐅𝛃 𝐊 𝐅𝛂
Do đó hệ số tải trọng khi tính về uốn là:
KF = KFβKFαKFv = 1,1.1,37.1,13 = 1,7
– Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: với εα = 1,8
𝟏
𝟏
→ 𝐘𝛆 =
=
= 𝟎, 𝟓𝟓
𝛆𝛂
𝟏, 𝟖
– Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: vì răng thẳng nên
𝐘𝛃 = 𝟏
Theo bảng 6.18 trang 109[1] ta được
YF1 = 3,64
YF2 = 3,6
– Hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất:
YS = 1,08–0,0695ln(m) = 1,08–0,0695.ln2,5 = 1,02

– Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn b|nh răng, thông thường YR = 1
– Hệ số xét đến kích thước b|nh răng ảnh hưởng độ bền uốn: KxF = 1.
Do đó theo 6.2 v{ 6.2a[1]:
б𝟎𝐅𝐥𝐢𝐦𝟏 . 𝐊 𝐅𝐋 . 𝐘𝐒 . 𝐘𝐑 . 𝐊 𝐱𝐅
б𝐅𝟏 =
= 𝟐𝟒𝟔, 𝟖. 𝟏, 𝟎𝟐. 𝟏. 𝟏 = 𝟐𝟓𝟏, 𝟕 (𝐌𝐏𝐚)
𝐒𝐅
б𝐅𝟐 =

б𝟎𝐅𝐥𝐢𝐦𝟐 . 𝐊 𝐅𝐋 . 𝐘𝐒 . 𝐘𝐑 . 𝐊 𝐱𝐅
= 𝟐𝟑𝟔, 𝟔. 𝟏, 𝟎𝟐. 𝟏. 𝟏 = 𝟐𝟒𝟏, 𝟑 (𝐌𝐏𝐚)
𝐒𝐅

Thay tất cả giá trị tìm được v{o 6.43[1] ta được
б𝐅𝟏 = 𝟗𝟐, 𝟖(𝐌𝐏𝐚)
→ б𝐅𝟏 < б𝐅𝟏
б𝐅𝟐 = б𝐅𝟏 .

𝐘𝐅𝟐
= 𝟗𝟏, 𝟖 𝐌𝐏𝐚
𝐘𝐅𝟏

→ б𝐅𝟐 < б𝐅𝟐


Điều kiện bền uốn được thỏa.
e. Các thông số v{ kích thước bộ truyền:
Khoảng cách trục

aw2 = 250 (mm)

Môđun

m = 2,5 (mm)

Bề rộng v{nh răng

bw = 100 (mm)

Tỷ số truyền

um = 2,71

Số răng b|nh dẫn

z1 = 54

Số răng b|nh bị dẫn

z2 = 146

Hệ số dịch chỉnh

x1 = x2 = 0

Đường kính vòng chia:
d1 = mz1 = 2,5.54 = 135 (𝑚𝑚)
d2 = mz2 = 2,5.146 = 165 (𝑚𝑚)
Đường kính đỉnh răng:
da1 = d1 + 2m = 140 (mm)

da2 = d2 + 2m = 370 (mm)
Đường kính đ|y răng:
df1 = d1 – 2,5m = d1 – 2,5.2,5 = 128,75 (mm)
df2 = d2 – 2,5m =d2 – 2,5.2,5 = 358,75 (mm)
Kiểm tra bôi trơn ngâm dầu:
Việc bôi trơn hộp giảm tốc phải đảm bảo c|c điều kiện sau: theo hướng dẫn tài liệu
[2] trang 460.
+ Mức dầu thấp nhất ngập (0,75÷2) chiều cao răng h2 = 5,5 của b|nh răng 2
(nhưng ít nhất 10mm)
+Khoảng cách giữa mức dầu thấp nhất và cao nhất hmax – hmin = 10…15mm.
+ Mức dầu cao nhất không được ngập qu| 1/3 b|n kính b|nh răng 4 (da4/6)


Tổng hợp 3 điều kiện trên thì phải đảm bảo điều kiện bôi trơn phải thỏa mã bất đẳng
thức 13.15[2] với h2< 10mm
H=

1
1
da2 − 10 − 10 ÷ 15 = 165 ÷ 160 > 297,17 = 99,05 mm
2
3

→Thỏa điều kiện bôi trơn ng}m dầu.


Trục
2 Thiết kế các trục trong hộp giảm tốc:
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45 tôi cải thiện có giới hạn bền бb = 850 (MPa)
Ứng suất xoắn cho phép:

[η] = 12…20 (MPa)
Đường kính trục sơ bộ : theo 10.9[1] đường kính trục thứ k với k = 1,2,3.
dk =

3

Tk
0,2 η

2.1Xác định sơ bộ đường kính trục:
Trục 1: T1 = 110111 (Nmm)
→ d1 =

3

110111
= 31,3 (mm)
0,2.18

Chọn d1 = 32 (mm)
Trục 2 : T2 = 454680,3 (Nmm)
→ d2 =

3

454680,3
= 52,19 (mm)
0,2.16

Chọn d2 = 55 (mm)

Trục 3 :T3 = 1183242 (Nmm)
→ d3 =

3

1183242
= 66,64 (mm)
0,2.20

Chọn d3 = 70(mm)
3 Đầu vào hộp số là trục 1 lắp bánh đai nên ta không cần quan tâm đến đường kính trục
động cơ điện.
3.1 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
a. Dựa vào bảng 10.2 trang 189[1] chọn chiều rộng ổ lăn tương ứng :
b01 = 19 (mm)


b02 = 29 (mm)
b03 = 35 (mm)
b. Chiều dài mayơ bánh đai : Phần 14.3.2[2]
c. lm12 = (1,5 ÷ 2) d1
lm13 = 63 (mm) = B
d. Chiều dài mayơ bánh răng:
lm12 =lm23 = 60 (mm)
lm22 = 100 (mm) = bw22
lm33 = (1,2 ÷ 1,5)d3
chọn lm33 = 100 (mm)
lm23 =60 (mm)
e. Chiều dài mayơ nữa khớp nối:
lm32 = (1,4 ÷ 2,5)d3

chọn lm32 = 120 (mm)
f. Chọn độ lớn các khoảng k1,k2,k3,hn như sau:
k1 = 10 (mm)
k2 = 8 (mm)
k3 = 15 (mm)
hn = 20 (mm)
g. Tính các khoảng lki theo bảng 10.4 trang 191[1]
*Trục 2:
l22 = 100 (mm)
l23 = 164,5 (mm)
*Trục 1:
l12 = l23 = 164,5 (mm)
l13 = 311 (mm)
*Trục 3:
-l32 = lc32 = 172,5 (mm)
l33 = l22 = 100 (mm)


3.2 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục:
*Trục 1:

a. Các lực tác dụng:
+ Lực từ bánh đai tác dụng lên trục:
Fr = Fy13 = 1610,8 (N)
+Lực từ bánh răng tác dụng lên trục: công thức 10.1[1]
Ft1 =

2T1
= 3238,6 N
2. dw1

Fr1 = Ft1

tgαtw
= 1276,8 N
cosβ

Fa1 = Ft1 tgβ = 902,4 (N)
Fx12 = Fx23 = Ft1 = 3238,6 N
F
→ y12 = Fy23 = Fr1 = 1276,8 (N)
Fz12 = Fz23 = Fa1 = 902,4 N
b. Xác định các phản lực tại các gối tựa:
+Mặt phẳng yOz:

M12 = 30682,6 (Nmm)
M0x = 0


→ Fy11 = 1107,4 (N)
Fy = 0
→ Fy10 = 773,4 N
+ Mặt phẳng xOz:
:
F x11
o
O
x
F x10

Fx13

y

M0 = 0
→ Fx11 = 2267 N
Fx = 0
→ Fx10 = 971,6 (N)
c. Biểu đồ nội lực
MX:

M y:

T:

Fx14

z


a. Xác định moment tương đương tại các tiết diện
Mtđ12 =

2
2
Mx12
+ My12
+ 0,75. T 2 = 416051,5 Nmm

Mtđ10 =

2
2
Mx10
+ My10
+ 0,75. T 2 = 0 Nmm

Mtđ13 =

2
2
Mx13
+ My13
+ 0,75. T 2 = 95358,9 Nmm

Mtđ11 =

2
2
Mx11
+ My11
+ 0,75. T 2 = 155177,9 Nmm

+ Đường kính tại các tiết diện:
Chọn ứng suất cho phép theo bảng 10.5 trang 195[1]
Ta có [б] = 67 (MPa)
d12 =

d11 =

d13 =

3

3

3

Mtđ12
= 39,6 (mm)
0,1[б]
Mtđ10
= 28,5 (mm)
0,1[б]
Mtđ13
= 24,2 (mm)
0,1[б]

Chọn đường kính tiêu chuẩn :
d12 = 42 (mm)
d13 = 30 (mm)
d11 = d10 = 35 mm
*Trục 2:


a. Tính toán các lực tác dụng lên bánh răng.
Fx2x= Ft = 2.T2/dw = 6736 (N)
Fy22 = Fr = Ft.tgαtw/cosβ = 2451,7 (N)
Fx23 = Fx12 = 2102,8 N
→ Fy23 = Fy12 = 1139,2 (N)
Fz23 = Fz12 = 933 N

b. Xác định các lực tác dụng lên các gối tựa.
+Mặt phẳng yOz:

M23 = Fz23dw/2 = 132171,3 (Nmm)
M0x = 0
→ Fy21 = 711,9 (N)
Fy = 0
→ Fy20 = 462,9 (N)

+Mặt phẳng xOz:

y

M0 = 0
Fx21 = 5133,4 N