ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP KHAI TRIỂN ĐỨNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CƠNG NGHỆ
BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
------------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN
CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
MÃ ĐỀ 2.1.3

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

NHÓM SV THỰC HIỆN:

ThS. Mai Vĩnh Phúc

Bùi Quốc Qn; MSSV: B1702860
Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy – Khóa: 43
Nguyễn Trần Quốc Bảo; MSSV: B1702597
Ngành: Cơ Khí Giao Thơng – Khóa: 43

Tháng 03/2020


Trạm dẫn động băng tải
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠNG NGHỆ
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
BỘ MÔN: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

********

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Cán bộ hướng dẫn: Mai Vĩnh Phúc
2. Đề tài: Thiết kế Trạm dẫn động băng tải
3. Sinh viên thực hiện: Bùi Quốc Quân
Nguyễn Trần Quốc Bảo

MSSV: B1702860
MSSV: B1702597

4. Ngành : Kỹ thuật cơ khí K43
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
b. Nhận xét về bản vẽ (nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
c. Nhận xét về nội dung luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
* Các nội dung và công việc đã đạt được (so sánh với đề cương của đồ án):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
* Những vấn đề còn hạn chế:
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

–I–


Trạm dẫn động băng tải
d. Nhận xét đối từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung
chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Kết luận và đề nghị:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
6. Điểm đánh giá (cho từng sinh viên):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày……..tháng………năm 2020
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Mai Vĩnh Phúc

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

– II –


Trạm dẫn động băng tải
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠNG NGHỆ
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
BỘ MÔN: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
********

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN
7. Cán bộ chấm phản biện:
8. Đề tài: Thiết kế Trạm dẫn động băng tải
9. Sinh viên thực hiện: Bùi Quốc Quân
Nguyễn Trần Quốc Bảo

MSSV: B1702860
MSSV: B1702597

10. Ngành: Kỹ thuật cơ khí K43
11. Nội dung nhận xét:
e. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
f. Nhận xét về bản vẽ (nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
g. Nhận xét về nội dung luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
* Các nội dung và công việc đã đạt được (so sánh với đề cương của đồ án):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
* Những vấn đề còn hạn chế:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

– III –


Trạm dẫn động băng tải
h. Nhận xét đối từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung
chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
i. Kết luận và đề nghị:
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
12. Điểm đánh giá (cho từng sinh viên):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày……..tháng………năm 2020
Cán bộ chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

– IV –


Trạm dẫn động băng tải

LỜI NÓI ĐẦU :
Đồ án cơ sở thiết kế máy là môn học quan trọng của ngành cơ khí. Là mơn vận
dụng lý thuyết khoa học: Toán, lý, sức bền vật liệu,…Để thiết kế máy phục vụ cho nhu
cầu của cuộc sống.
Vừa phải đảm bảo các chỉ tiêu về kỹ thuật và cũng phải đảm bảo về chỉ tiêu kinh
tế, và mơn học này cịn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ được
học sau này, là một kiến thức quan trọng cho sau này ra trường đi làm.Vì đây là lần đầu
tiên làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy cùng với sự hiểu biết còn hạn
chế nên dù đã cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các mơn học có liên quan,
song bài làm của chúng em không thể tránh được những thiếu sót. Chúng em rất mong
được sự hướng dẫn và chỉ bảo của các thầy bộ môn giúp cho chúng em có thể hồn
thành tốt đồ án này.
Cuối cùng nhóm chúng em rất cảm ơn quý thầy cô bô môn, đặc biệt là thầy Mai

Vĩnh Phúc đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo một cách tận tình và bạn bè đi trước đã giúp
đỡ chúng em trong lúc làm đồ án môn học này.

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

–V–


Trạm dẫn động băng tải

MỤC LỤC :
Trang
LỜI NÓI ĐẦU : ............................................................................................................... v
MỤC LỤC : .................................................................................................................... vi
TÓM TẮT ĐỀ TÀI : ...................................................................................................... viii
DANH SÁCH HÌNH : ..................................................................................................... ix
DANH SÁCH BẢNG : ..................................................................................................... x
CHƯƠNG I : .................................................................................................................. 1
CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN .............................................. 1
1.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỘP GIẢM TỐC: ....................................................................1
1.2. CƠNG SUẤT CẦN THIẾT:...................................................................................1
1.3. CHỌN SỐ VỊNG QUAY SƠ BỘ CỦA ĐỘNG CƠ:.............................................2
1.4. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: .............................................................................3
1.5. CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN CÁC TRỤC: ......................................................4
1.6. TỐC ĐỘ QUAY TRÊN CÁC TRỤC: ....................................................................4
1.7. MÔMEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC: ....................................................................4
CHƯƠNG II : ................................................................................................................ 6
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI .............................................................................. 6
2.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI: ..............................................................................6
2.2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: ...........................................................................9

CHƯƠNG III : ............................................................................................................. 12
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC............................................ 12
3.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH: ...................12
3.2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP CHẬM:......19
CHƯƠNG IV : ............................................................................................................. 26
THIẾT KẾ TRỤC,THEN,Ổ LĂN,KHỚP NỐI ........................................................ 26
4.1. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRỤC: ...................................................................26
4.2. THIẾT KẾ THEN: ...............................................................................................53
4.3. THIẾT KẾ Ổ LĂN: ..............................................................................................54
4.4. KHỚP NỐI : .......................................................................................................60
CHƯƠNG V : ............................................................................................................... 62
THIẾT KẾ VỎ HỘP,CHI TIẾT PHỤ,DUNG SAI LẮP GHÉP ............................ 62
5.1. VỎ HỘP: .............................................................................................................62
5.2. BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC: ............................................................................63
5.3. CẤU TẠO NẮP THĂM: ......................................................................................64
5.4. CẤU TẠO VỊNG MĨC ......................................................................................65
5.5. CẤU TẠO NÚT THÁO DẦU ..............................................................................65
5.6. CẤU TẠO THƯỚC THĂM DẦU : ......................................................................66
5.7. NÚT THÔNG HƠI : ............................................................................................67
5.8. CHỐT ĐỊNH VỊ : ................................................................................................67
5.9. VÒNG PHỚT : ....................................................................................................68

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

– VI –


Trạm dẫn động băng tải
5.10. VÒNG CHẮN DẦU: .........................................................................................69
5.11. ỐNG LÓT VÀ NẮP Ổ LĂN: ..............................................................................69

5.12. DUNG SAI LẮP GHÉP: ...................................................................................70
CHƯƠNG VI : ............................................................................................................. 73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 73
6.1. KẾT LUẬN : ........................................................................................................73
6.2. KIẾN NGHỊ : ......................................................................................................73
LỜI CẢM ƠN : ............................................................................................................ 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO : ........................................................................................ 75

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

– VII –


Trạm dẫn động băng tải

TÓM TẮT ĐỀ TÀI :
Số liệu cho trước :
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Lực vòng trên băng tải (N)
Vận tốc trên băng tải (m/s)
Đường kính tang (mm)
Thời gian sử dụng (năm)
Chiều rộng băng tải (mm)
Chế độ làm việc

7.
8.

Trục tang
Đặc tính tải trọng

P = 7050
V = 0,35
D = 400
t=5
B = 400
16 giờ/ngày
300 ngày/năm
Ngang
Va đập nhẹ, quay 1 chiều
Theo đồ thị

-

Khối lượng công việc :
- Thuyết minh tính tốn
- Bản vẽ tay và CAD:
+ Bản vẽ lắp hộp giảm tốc (A0)
+ Bản vẽ các chi tiết (A3) của các chi tiết chính
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2020

Sinh viên thực hiện

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Bùi Quốc Quân

Nguyễn Trần Quốc Bảo

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

– VIII –


Trạm dẫn động băng tải

DANH SÁCH HÌNH :
Trang
Hình 4.1 Phác thảo sơ đồ hộp giảm tốc khai triển tỷ lệ 1:1 .....................................28
Hình 4.2 Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên các bánh răng .........................................28
Hình 4.3 Biểu đồ moment trục II ...............................................................................30
Hình 4.4 Mặt phẳng zOy .............................................................................................31
Hình 4.5 Mặt cắt AA’ mặt phẳng zOy .......................................................................31
Hình 4.6 Mặt cắt A’B mặt phẳng zOy .......................................................................31
Hình 4.7 Mặt phẳng zOx .............................................................................................32
Hình 4.8 Mặt cắt AA’ mặt phẳng zOx .......................................................................32

Hình 4.9 Mặt cắt A’B mặt phẳng zOx .......................................................................32
Hình 4.10 Mặt cắt BB’ mặt phẳng zOx .....................................................................33
Hình 4.11 Biểu đồ moment trục III ............................................................................39
Hình 4.12 Mặt phẳng zOy ...........................................................................................40
Hình 4.13 Mặt cắt CC’ mặt phẳng zOy .....................................................................40
Hình 4.14 Mặt cắt C’D’ mặt phẳng zOy ...................................................................40
Hình 4.15 Mặt cắt D’D mặt phẳng zOy .....................................................................41
Hình 4.16 Mặt phẳng zOx ...........................................................................................41
Hình 4.17 Mặt cắt CC’ mặt phẳng zOx .....................................................................41
Hình 4.18 Mặt cắt C’D’ mặt phẳng zOx ...................................................................42
Hình 4.19 Mặt cắt D’D mặt phẳng zOx .....................................................................42
Hình 4.20 Biểu đồ moment trục IV ............................................................................48
Hình 4.21 Mặt phẳng zOy ...........................................................................................49
Hình 4.22 Mặt cắt EE’ mặt phẳng zOy .....................................................................49
Hình 4.23 Mặt cắt E’F mặt phẳng zOy .....................................................................49
Hình 4.24 Mặt phẳng zOx ...........................................................................................50
Hình 4.25 Mặt cắt EE’ mặt phẳng zOx .....................................................................50
Hình 4.26 Mặt cắt E’F mặt phẳng zOx .....................................................................50
Hình 4.27 Sơ đồ ổ lăn cho trục II ...............................................................................54
Hình 4.28 Sơ đồ ổ lăn cho trục III ..............................................................................56
Hình 4.29 Sơ đồ ổ lăn cho trục IV ..............................................................................57
Hình 4.30 Khớp nối đĩa ...............................................................................................60
Hình 5.1 Bánh tát dầu .................................................................................................64
Hình 5.2 Cấu tạo nắp thăm .........................................................................................64
Hình 5.3 Cấu tạo vịng móc .........................................................................................65
Hình 5.4 Cấu tạo nút tháo dầu ...................................................................................66
Hình 5.5 Cấu tạo thước thăm dầu ..............................................................................66
Hình 5.6 Cấu tạo nút thơng hơi ..................................................................................67
Hình 5.7 Chốt định vị hình cơn ..................................................................................68
Hình 5.8 Kích thước vịng phớt ..................................................................................68

Hình 5.9 Vịng chắn dầu ..............................................................................................69
Hình 5.10 Ống lót .........................................................................................................69
Hình 5.11 Nắp ổ lăn .....................................................................................................69

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

– IX –


Trạm dẫn động băng tải

DANH SÁCH BẢNG :
Trang
Bảng 1.1 Các thông số động cơ .....................................................................................3
Bảng 1.2 Các thông số của các trục..............................................................................5
Bảng 2.1 Tính tốn các thơng số bộ truyền đai...........................................................6
Bảng 2.2 Các thông số của bộ truyền đai ....................................................................9
Bảng 2.3 Thơng số bộ truyền xích ..............................................................................11
Bảng 3.1 Vật liệu bánh răng cấp nhanh: ...................................................................12
Bảng 3.2 Vật liệu bánh răng cấp chậm: ....................................................................19
Bảng 4.1 Đường kính trục sơ bộ.................................................................................26
Bảng 4.2 Các kích thước chủ yếu của hộp giảm tốc .................................................27
Bảng 4.3 Thông số các then ........................................................................................53
Bảng 4.4 Thông số ổ lăn trục II ..................................................................................55
Bảng 4.5 Thông số ổ lăn trục II ..................................................................................57
Bảng 4.6 Thông số ổ lăn trục II ..................................................................................58
Bảng 4.7 Tổng hợp thông số ổ lăn trên các trục .......................................................58
Bảng 4.8 Thông số khớp nối trục : .............................................................................60
Bảng 5.1 Bảng thông số các bu lông vỏ hộp ..............................................................62
Bảng 5.2 Bảng thơng số các đường kính bu lơng ......................................................63

Bảng 5.3 Bảng thông số nắp thăm ..............................................................................65
Bảng 5.4 Bảng thông số nút tháo dầu ........................................................................65
Bảng 5.5 Bảng thông số nút thông hơi .......................................................................67
Bảng 5.6 Thông số chốt định vị ..................................................................................67
Bảng 5.7 Thơng số vịng phớt .....................................................................................68
Bảng 5.8 Dung sai trục II ............................................................................................70
Bảng 5.9 Dung sai trục III: .........................................................................................71
Bảng 5.10 Dung sai trục IV .........................................................................................71
Bảng 5.11 Sai lệch giới hạn của chiều rộng và chiều sâu rãnh then ......................72

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

–X–


Chương I: CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

CHƯƠNG I :
CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỘP GIẢM TỐC:
Hiện nay, hộp giảm tốc được ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau, không
thể thiếu trong băng truyền sản xuất thực phẩm, thức ăn chăn ni…Chính vì thế để đáp
ứng nhu cầu xã hội cần nghiên cứu tính tốn để chế tạo được hộp giảm tốc có hiệu suất
làm việc tốt nhất, rẻ, …phù hợp ứng dụng trong thực tế.
Hộp giảm tốc là một cơ cấu gồm các bộ phận truyền bánh răng hay trục vít, tạo
thành một tổ hợp biệt lập để giảm số vịng quay và truyền cơng suất từ động cơ đến máy
công tác. Ưu điểm của hộp giảm tốc là hiệu suất cao, có khả năng truyền những cơng
suất khác nhau, tuổi thọ cao, làm việc chắc chắn và sử dụng đơn giản.
Có rất nhiều hộp giảm tốc, được phân chia theo các đặc điểm chủ yếu sau đây:
Loại truyền động (hộp giảm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vít, bánh

răng – trục vít)
Số cấp (một cấp, hai cấp v.v…..)
Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian (nằm ngang, thẳng đứng v.v…)
Đặc điểm của sơ đồ động (triển khai, đồng trục, có cấp tách đơi v.v…)
Hộp giảm tốc 2 cấp khai triển thường được sử dụng với tỷ số truyền i=8-30.
Ưu điểm : Kết cấu đơn giản
Khuyết điểm : Bánh răng phân bố không đối xứng với gối tựa.Vì thế tải trọng
phân bố khơng đều trên các trục.Các ổ trục được chọn theo phản lực lớn nhất,nên trọng
lượng hộp giảm tốc có tăng hơn so với các loại sơ đồ khác.
1.2. CÔNG SUẤT CẦN THIẾT:
Để chọn được động cơ điện phù hợp với yêu cầu thiết kế, ta cần tính được cơng
suất cần thiết, theo đồ thị đặc tính tải trọng, do trên băng tải có tải trọng thay đổi và động
cơ làm việc ở chế độ dài hạn nên công suất cần thiết được tính theo phương pháp momen
đẳng trị. Ta chọn cơng suất định mức lớn hơn hoặc bằng công suất đẳng trị.
Ta có số vịng quay của trục tang :

n

=

.

.
.

=

.

. ,

.

= 16,7(vịng/phút) (3-2 [1] trang 87)

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 1


Chương I: CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Moment cực đại trên băng tải:

M

=

.

.

=

= 1410000 (Nmm) =1410 (Nm) [8] trang 51

Moment đẳng trị trên băng tải:
M t +M t +M t
(CT2 − 3[5])
t +t +t

Mđ =

=

(0,8M) . t + M . 6t + (0,9M) . t
t. (0,64 + 6 + 0,81)
= M.
t + 6t + t
8t
5. (0,64 + 6 + 0,81)
= 1360,67(Nm)
8.5

= 1410.

Công suất đẳng trị trên băng tải:
đ

Nđ =

.

=

,

.

,

= 2,38(kW) (2-4 [5])

Công suất cần thiết của động cơ:
đ

N ≥

(2-1 [5])

Với η là hiệu suất chung của bộ truyền, được tra theo bảng 2-1,
η=ηđηbr2ηol5ηxíchηnt

(bảng 2-1 [5] / trang 27)

ηđ = 0,95

- hiệu suất bộ truyền đai

ηbr = 0,97

- hiệu suất bộ truyền bánh răng

ηol = 0,99

- hiệu suất của một cặp ổ lăn

ηxích = 0,9

- hiệu suất bộ truyền xích

ηnt = 0,99

- hiệu suất nối trục đẫn động

Vậy η = 0,95.0,972.0,995.0,9.0,99 = 0,75
N ≥

đ

=

,
,

= 3,17 (kW)

1.3. CHỌN SỐ VÒNG QUAY SƠ BỘ CỦA ĐỘNG CƠ:
Tỉ số truyền sơ bộ của tồn bộ truyền:
isb = ih.inh
mà: inh = iđ.ixích
iđ = 3 tỉ số truyền đai (bảng 2-2 [5] /trang 32)
ih = 14 tỉ số truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp
SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 2


Chương I: CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
ixích = 2
isb = 14.3.2 = 84
Xác định được số vòng quay sơ bộ:

nsb = ntang.isb = 16,7.84 = 1402,8 vòng
Ta cần chọn động cơ làm việc ở chế độ dài và động cơ phải có cơng suất lớn hơn
cơng suất cần thiết: Nđc ≥ Nct = 3,17 kW và nđb ≈nsb .Theo bảng 2P [5] trang 322 ta
chọn được động cơ có thơng số :
Bảng 1.1 Các thơng số động cơ

Kiểu động cơ
AO2-41-4

Cơng suất
4 kW

Vận tốc
1450
vịng/phút
Kiểm tra điều kiện quá tải: Mcp ≥ Mmaxqt

nđb
1500
vòng/phút

Mmax/Mđm
2

Chọn động cơ điện xoay chiều khơng đồng bộ ba pha vì nó có cấu tạo và vận
hành đơn giản, giá thành rẽ hơn so với động cơ điện xoay chiều đồng bộ ba pha và an
tồn hơn so với động cơ khơng đồng bộ một pha.
Sở dĩ chọn động cơ có số vịng quay khơng lớn lắm, vì nếu chọn động cơ có số
vịng quay lớn hơn thì tỉ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khn khổ, kích
thước của máy và giá thành của thiết bị (hộp giảm tốc) cũng tăng theo.

1.4. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:
Dựa vào số vòng quay của động cơ điện đã chọn ta tính tỉ số truyền như sau:
ichung =

đ

=

,

= 86,82

ichung = iđ.inh.ich.ixích
trong đó iđ – tỉ số truyền của bộ truyền đai
inh – tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp nhanh
ich – tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp chậm
ta chọn iđ = 3 (theo bảng 2 – 2 [5])
,

inh.ich =

.

= 14,47

Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong giảm tốc bằng phương
pháp ngâm dầu, ta chọn inh= 1,3ich
ich =

,

,

= 3,34

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 3


Chương I: CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
inh= 1,3.3,34 = 4,34
Kiểm tra sai số của tỉ số truyền hộp giảm tốc:
i−i
i

∆i =

× 100% =

86,82 − 84
× 100% = 3,24%
86,82

1.5. CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN CÁC TRỤC:
Cơng suất động cơ trên trục I (trục nhận dẫn truyền qua đai):
NI = Nct.ηđ. ηol = 3,17.0,95.0,99 = 2,98(kW)
Công suất động cơ trên trục II là ( nhận truyền động xích vào hộp):
NII = NI.ηxích. ηol= 2,98.0,9.0,99 = 2,66 (kW)
Cơng suất động cơ trên trục III là ( trục trung gian của hộp):
NIII = NII.ηbr. ηol= 2,66.0,97.0,99 = 2,55 (kW)

Công suất động cơ trên trục IV là ( trục đầu ra của hộp):
NIV = NIII.ηbr. ηol= 2,55.0,97.0,99 = 2,44 (kW)
Công suất động cơ trên trục tang là :
Ntang = NIV.ηnt. ηol= 2,44.0,99.0,99 = 2,39 (kW)
1.6. TỐC ĐỘ QUAY TRÊN CÁC TRỤC:
Tốc độ quay trên trục I là ( trục nhận truyền động từ động cơ qua đai ):
nI =

đ
đ

=

= 483,33 (vòng/phút)

Tốc độ quay trên trục II là ( trục nhận truyền động từ trục I qua xích vào hộp):
nII =

í

,

=

= 241,665 (vòng/phút)

Tốc độ quay trên trục III là ( trục trung gian ):
nIII =

,

=

= 55,66 (vòng/phút)

,

Tốc độ quay trên trục tang là ( đầu ra của hộp):
nIV =

=

,
,

= 16,23 (vịng/phút)

1.7. MƠMEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC:
Moment xoắn trên trục động cơ:
Mđc = 9,55.106.

đ

,

= 9,55.106

= 20878,3 (N.mm)

Moment xoắn trên trục I:

M1 = 9,55.106.

= 9,55.106

,
,

= 58881,1 (N.mm)

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 4


Chương I: CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Moment xoắn trên trục II:
M2 = 9,55.106.

,

= 9,55.106

,

= 105116,6 (N.mm)

Moment xoắn trên trục III:
M3 = 9,55.106.

= 9,55.106

,
,

= 437522,5 (N.mm)

Moment xoắn trên trục tang :
M4 = 9,55.106.

= 9,55.106

,
,

= 1435736,3 (N.mm)

Bảng 1.2 Các thơng số của các trục

Trục
i
n (vịng/phút)
N (kW)
Mx (N.mm)

Trục động cơ
I
II
III
1
3

2
4,34
1450
483,33
241,665
55,66
3,17
2,98
2,66
2,55
20878,3
58881,1
105116,6
437522,5

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trục tang
3,34
16,23
2,44
1435736,3

Trang 5


Chương II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

CHƯƠNG II :
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI

2.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI:
Thơng số ban đầu:
Công suất trên trục chủ động: Nđ = 3,17kW
Mômen xoắn trên trục chủ động: Mđ = 20878,3N. mm
Số vòng quay trên trục chủ động: nđ = 1450vòng/phút
Tỷ số bộ truyền đai: iđ = 3
Công suất trên trục bị động: N = 2,98kW
Mômen xoắn trên trục bị động: M = 58881,1N. mm
Số vòng quay trên trục bị động: n = 483,33vòng/phút
-

Thiết kế bộ truyền đai thang:
GOST 1284.1-80;2-80;3-80 quy định 7 loại tiết diện đai thang thường theo thứ

tự diện tích tiết diện tăng dần : O,A,Б,B,Г,Д,E.
Chọn loại đai:
Giả sử vận tốc của đai vđ > 10 m/s (Tra bảng 5-13 , [5])
Ta có loại đai A.
Bảng 2.1 Tính tốn các thơng số bộ truyền đai

CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN
1. Tiết diện đai:
Kích thước tiết diện đai: a x h (mm)
(bảng 5-11 [5])
Diện tích tiết diện đai: F (mm2)
(bảng 5-11 [5])
2. Định đường kính bánh đai nhỏ D1:
Đường kính bánh đai D1 (bảng 5-14 [5])
Chọn d1 (mm) (bảng 5-15 [5])
Kiểm tra vận tốc đai (5-18 [5])

v=

.

. đ
.

(m/s)

LOẠI ĐAI
A

13x8
81

100÷200
140

10,63

(Cả 2 đều có v ≤ vmax = (30  35) m/s)

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 6


Chương II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI
3. Tính đường kính của bánh lớn D2:
D2= i.D1.(1-) =

đ

.(1-).D1

Với hệ số trược tương đối  = 0,02
Lấy D2 theo tiêu chuẩn (bảng 5-15 [5])
Số vòng quay thực của trục bị dẫn:
n′ = .(1- 0,02).nđc

(vòng/phút)

411,6
400
497,35

Sai lệch số vòng quay trục bị dẫn
n1 =



.100%

2,9%

%n < ( 3-5 )% khơng cần tính lại bánh đai
Tính lại tỉ số truyền của bộ truyền đai
i=

Sai lệch tỉ số truyền

4. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A :
A = D2 (mm) ( 5-16 [5])
Khoảng cách trục A phải thõa mãn điều kiện:
( 5-19 [5])
0,55.(D1 +D2) + h  A  2.(D1 + D2)
Xét điều kiện khoảng cách trục:
5. Tính chiều dài L theo khoảng cách trục A sơ bộ:
L = 2. A +

.(

)

+

(

2,67%
400
305÷1080
Thỏa

)
.

(5-1 [5])
Lấy L theo tiêu chuẩn (mm) ( bảng 5-12 [5])
Kiểm nghiệm số vòng quay trong một giây:

u

2,92

đ

v
< umax = 10
L

1690,48
1700

6,25

6. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo
tiêu chuẩn:
1
A = 2L − π(D + D )
8
405,02
+ [2L − π(D + D )] − 8(D − D )
Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai:
Amin = A – 0,015.L (mm)
Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng:
Amax = A + 0,03.L (mm)

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

379,52
456,02

Trang 7


Chương II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI
7. Tính góc ơm
α = 180 −

:
. 57

(5.3 [5])

Góc ơmα thõa mãn điều kiện: α ≥ 120 (5. 42 [5])
8. Xác định số đai Z cần thiết:
Chọn ứng suất ban đầu  0  1, 2 N

mm 2

1430

, theo trị số D1

ta tìm được ứng suất có ích cho phép:

 P 0 (

N
) (bảng 5 – 17 [5])
mm 2

Hệ số

Ct ( xét tới sự ảnh hưởng của tải),

1,7
0,9

(bảng 5– 6 [5])
Hệ số

C  (xét tới sự ảnh hưởng của góc ơm α1),

0,89

( bảng 5 – 18 [5])
Hệ số

Cv (xét tới sự ảnh hưởng của vận tốc đai),

1

( bảng 5 – 19 [5])
Số đai tính theo cơng thức:

Z

1000.Nct
v. P 0 .Ct .C .Cv .F

Trong đó: F là tiết diện đai (mm2)
v là vận tốc đai (m/s2)
(CT 5-22 [5])
Lấy số đai Z
9. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai:
Chiều rộng bánh đai: B = (Z – 1).t + 2.S
(CT 5-23 [5])
Đuờng kính ngồi của bánh đai: (CT 5-24 [5])
- Bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2.h0
(mm)
- Bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2.h0 (mm)
Đường kính trong của bánh đai: (CT 5-24 [5])
- Bánh dẫn: Dt1 = Dn1 – 2.e
(mm)
- Bánh bị dẫn: Dt2 = Dn2 – 2.e (mm)
Với các kích thước t, s, e,h0: ( bảng 10 – 3 tr257 [5])
t
S
e
h0
10. Lực căng ban đầu S0 và lực tác dụng lên trục R:
S = . , (N) (CT 5-25 [5])

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

2,7

3

52

147
407
122
382
16
10
12,5
3,5
97,2

Trang 8


Chương II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

1

R  3.S0 .Z .sin

2

829,6

, (N) (CT 5-26 [5])

Bảng 2.2 Các thông số của bộ truyền đai

Thông
số

Đai loại
A

D1
(mm)

D2
(mm)

i

A (mm)

L (mm)

B (mm)

S0 (N)

R (N)

140

400

2,92

405,02

1700

52

97,2

829,6

2.2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH:
Chọn loại xích ống con lăn vì rẻ hơn xích răng, vả lại khơng u cầu bộ truyền
phải làm việc êm, không ồn.
Các thông số ban đầu :
Cơng suất : N = 2,98 kW.
Số vịng quay trục dẫn : n1 = 483,33 vòng/phút.
Số vòng quay trục bị dẫn : n2 = 241,67 vòng/phút.
Tỉ số truyền : ix = 2.
Góc nghiêng bộ truyền : < 600
2.2.1. Chọn số răng đĩa nhỏ và đĩa lớn:
Theo bảng 6 – 3,TL[5] : chọn Z1 = 27
Vậy Z2 = ix.Z1 = 2.27 = 54
2.2.2. Định bước xích:
Hệ số điều kiện sử dụng tính theo (CT 6-6, [5])
k = kđ.kAko.kđckbkc
Trong đó :
-

kđ = 1,2

Tải trọng ngồi có va đập nhẹ

-

kA = 1

Chọn khoảng cách trục A = (30 ÷50)t

-

k0 = 1

Góc nghiêng nhỏ hơn 600

-

kđc= 1

Trục khơng điều chỉnh được

-

kb = 1,5

Xích được bơi trơn gián đoạn (định kì).

-

kc = 1,25

Bộ truyền làm việc 2 ca

Vậy k = 2,48

Hệ số răng đĩa dẫn : kZ =

=

=0,926

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

(lấy Z01 = 25 bộ truyền cơ sở)

Trang 9


Chương II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI
Hệ số vịng quay đĩa dẫn :
kn =

n01

=

n1

1000
= 2,07
483,33

(lấy n01 = 1000 vòng/phút Bảng 6-4[5])

Cơng suất tính tốn bộ truyền xích :

Nt = N.k. kZ. kn = 2,98.2,48.0,93.2,07 = 14,23 kW
Tra bảng (6 - 4, [5]) chọn bước xích thỏa Nt≤ [ ] với n01 = 1000 vịng/phút chọn
được xích ống con lăn một dãy có bước xích t = 25,4 mm, diện tích bản lề F = 179,7
mm2, công suất cho phép [N] = 36,1 kW. Với loại xích này theo bảng 6- 1, [5], tải trọng
phá hỏng
Q = 50000N, khối lượng 1 mét xích q = 2,57 kg.
Kiểm nghiệm số vịng quay theo điều kiện (6-9 [5]). Theo bảng 6-5 [5] số vịng
quay giới hạn ngh của đĩa dẫn có thể đến 1050 vòng/phút, như vậy điều kiện (6-9 [5])
được thoả mãn (n1= 483,33 vòng/phút).
2.2.3. Định khoảng cách trục A và số mắt xích X:
Tính khoảng cách sơ bộ ta lấy Asb= 40t

(6-13[5])

Tính số mắt xích ( CT 6- 4 [5] ) :
X=

+

2A
t

+(

)2.

=

+

∗

+(

) ×

,

= 132,23

Lấy X = 132
Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây (CT 6 - 16, [5]):
u = Z1 .n I =

.

15. x

,
.

= 6,59  [u] = 30 (thỏa mãn điều kiện)

(chọn [u] bảng 6-7[5])

Khoảng cách chính xác trục A (CT 6-3, [5]):
Z  Z2
Z  Z2 
t 


 Z  Z1 
X  1
 X  1
  8 2

4
2
2
2 




2

A

2


 = 1156,9 mm.



Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh xích khỏi bị căng q, giảm khoảng cách
trục A một khoảng  A = 0,003A = 3,47 mm. Cuối cùng lấy A = 1153,43 mm
2.2.4. Đường kính vịng chia của đĩa xích:
Đĩa dẫn:

dc1 =

=

Đĩa bị dẫn:

dc2 =

=

,

,

=218,79 (mm). (CT 6-1, [5])
= 436,84 (mm).

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 10


Chương II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI
2.2.5. Lực tác dụng lên trục:
R≈ k . P =

.

. .
..

=

.
.

. ,

. ,

, .

,

= 620,33(N) (CT 6-17, [5])

(kt = 1,15 khi bộ truyền nằm ngang hoặc nghiêng 1 góc nhỏ hơn 400 so với đường
nằm ngang)
Bảng 2.3 Thơng số bộ truyền xích

Các đại lượng
Khoảng cách trục
Số răng đĩa chủ động
Số răng đĩa bị động
Tỷ số truyền
Số mắt của dây xích
Đường kính vịng chia của đĩa xích chủ động

Thơng số
A = 1153,43 mm
Z1 = 27

Z2 = 54
ixích = 2
X=132
dc1 = 218,79 mm

Đường kính vịng chia của đĩa xích bị động
Bước xích

dc2 = 436,84 mm
t = 25,4 mm

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 11


Chương III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC

CHƯƠNG III :
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC
3.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH:
3.1.1. Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện:
Đây là bộ truyền chịu tải trung bình nên chọn vật liệu có độ rắn bề mặt < 350
HB. Trong quá trình làm việc, số chu kỳ chịu tải của bánh nhỏ lớn hơn số chu kỳ chịu
tải của bánh lớn, vì vậy, để đảm bảo chạy mòn tốt nên chọn vật liệu làm bánh nhỏ tốt
hơn vật liệu bánh lớn và độ rắn của bánh nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh lơn khoảng 25 ÷
50 HB. Ta có bảng vật liệu làm bánh răng như sau: HB1  HB2   25  50  HB .Do khơng
có u cầu đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế ta chọn vật liệu hai
cấp bánh răng như sau ( Bảng 3-8 trang 40 [5] )
Bảng 3.1 Vật liệu bánh răng cấp nhanh:

Loại thép

Bánh nhỏ
Bánh lớn

45 tơi cải
thiện
35 thường
hóa

Đường
kính phơi
(mm)

Giới hạn bền
kéo
(N/mm2)

Giới hạn
chảy
(N/mm2)

Độ rắn HB

180-250

600

300

200

100-300

540

270

190

3.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh:
3.1.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép :
[σ]tx =[σ]Notx.kN’ (CT 3-1,[5])
Trong đó: [ ]

ứng suất cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài, phụ thuộc

vào độ rắn Brinen HB hoặc độ rắn Rơcoen HRC.
Số chu kì tương đương của bánh răng : (CT3 − 4, [5])
Ntđ = 60.u.∑(

) .ni.Ti

Trong đó:
-

Mi, ni, Ti: lần lượt là mơmen xoắn, số vịng quay trong một phút và tổng số
giờ của bánh răng làm việc ở chế độ i.

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 12


Chương III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC
-

Mmax: là moment xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng (khơng tính đến
moment xoắn do q tải trong thời gian rất ngắn).

-

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

Số chu kì làm việc tương đương của bánh răng nhỏ:
1
6
1
N đ = 60.1. 0,8 . + 1 . + 0,9 . . 16.300.5.241,665 = 32,4. 10
8
8
8
Số chu kì làm việc tương đương của bánh răng lớn:
1
6
1
N đ = 60.1. 0,8 . + 1 . + 0,9 . . 16.300.5.55,66 = 7,4. 10
8

8
8
Số chu kì làm việc của 2 bánh răng Ntđ1,Ntđ2 > No = 107
Do đó đối với cả 2 bánh kN’ = 1
Ứng suất uốn cho phép:
Theo bảng 3-9 [5] ta có [ ]Notx = 2,6 HB . Vậy ứng suất cho phép đối với :
Bánh nhỏ [ ]tx1 = 2,6.200 = 520 N/mm2
Bánh lớn [ ]tx2 = 2,6.190 = 494 N/mm2
Để tính sức bền ta sẽ chọn trị số ứng suất tiếp xúc cho phép nhỏ nhất là [ ]tx2 = 494
N/mm2
3.1.2.2. Ứng suất uốn cho phép :
Số chu kì tương đương của bánh răng :
N đ = 60. u. ∑

n .T

(CT 3-8 trang 44 [5]

Trong đó :
-

Mi ,ni ,Ti là momen xoắn, số vòng quay/1phút và số giờ bánh răng làm việc
ở chế độ i.

-

Mmax là momen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng.

-

m là bậc đường cong mỏi uốn , ta chọn m≈ 6 vì là thép thường hóa.

Số chu kì làm việc tương đương của bánh răng nhỏ :
N đ = 60.1. 0,8 . + 1 . + 0,9 .

. 16.300.5.241,665 = 295. 10

Số chu kì làm việc tương đương của bánh răng lớn :
1
6
1
N đ = 60.1. 0,8 . + 1 . + 0,9 . . 16.300.5.55,66 = 68. 10
8
8
8
SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 13


Chương III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC
Ta thấy số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ và bánh lớn đều lớn hơn
N0 = 5.106 nên hệ số chu kì kN’’của cả hai bánh đều bằng 1
Đối với bánh răng bằng thép đúc hoặc gang : thường hóa hoặc tơi cải thiện thì
n = 1,8 và hệ số tập trung ứng suất chân răng K = 1,8 (trang 44); đối với thép
σ

(trang 42), chọn σ

= (0,4~0,45)σ

= 0,45σ

Ứng suất uốn cho phép:
Khi răng làm việc 2 mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều) thì ứng suất uốn
"

cho phép là : [σ] =
Đối với:
Bánh nhỏ [σ]

=

Bánh lớn [σ]

=

,

.

.

, . ,
,

.

.

, . ,

= 83,3 N/mm2
= 75 N/mm2

3.1.3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K:
Chọn sơ bộ hệ số tải trọng Ksb = 1,4
3.1.4. Chọn chiều rơng bánh răng:
Chọn hệ số chiều rộng bánh răng

A

=(0,3÷ 0,45) c chọn

A

= 0,3

3.1.5. Xác định khoảng cách trục A:
Áp dụng công thức 3-9: A ≥ (i + 1).



,

.

[ ] .

.

. .



Trong đó :
i=

-

n3 = 55,66 vịng/phút số vịng quay 1 phút của bánh răng bị dẫn

-

N = 2,66 (kW) công suất trên trục II

-

=

,

-

= 4,3 : tỉ số truyền

,

=1,2 – hệ số ảnh hưởng khả năng tải.

A ≥ (4,3 + 1).

,

.
. ,

, . ,
, . , .

,

= 189,09mm ,

chọn Asb = 190 mm.

SVTH: Bùi Quốc Quân & Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 14