Tài liệu Đồ án chi tiết máy tính toán thiết kế trạm dẫn đọng băng tải docx

Đồ án chi tiết máy tính
toán thiết kế trạm dẫn
đọng băng tải

GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 1
MỤC LỤC


Lời nói đầu
Lời nói đầu
hiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ
khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ
khí hiện đại. Vì thế tầm quan trọng của các hệ thống dẫn động cơ khí là rất lớn.
Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nó trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết đối với
một người kỹ sư.
T
Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong viểc trở thành một người kỹ
sư trong tương lai. Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí trong
ngành cơ khí là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơ khí làm quen với những
kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đã
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 2
học vào việc thiết kế một hệ thống cụ thể. Ngoài ra môn học này còn giúp sinh
viên cũng cố kiến thức của các môn học liên quan, vận dụng khả năng sáng tạo
và phát huy khả năng làm việc theo nhóm.
Trong quá trình trình thực hiện đồ án môn học này, chúng em luôn được
sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS-TS Ngô Văn Quyết và các thầy bộ môn trong
khoa cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn các thầy đã giúp đỡ chúng em hoàn
thành đồ án môn học này.
Phạm Anh Vũ

Chương 1 : CHỌN ĐÔNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I: Chọn động cơ :
1: các kết quả tính toán trên băng tải :

P
bt
=
1000
.VP

Ta có -P: lực kéo băng tải
V: vận tốc băng tải

P= 1100 KG = 1100. 9,81= 10791N
⇒
p
bt
=
1000
2.0.10791
= 2,125 (KW)
2. chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:

Số vòng quay của trục công tac trong một phút (băng tải)
N
ct
=
Zt
V60000
=

12
8.125
2,0.60000
=
(vg/ph)
n
sb
= n
lv
.u
t

GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 3
Với U
t
tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động
U
t
=U
br.
U
X
Tra bảng 2.4 được U
br
=29 ;U
x
=4
V: vận tốc băng tải
D : đường kính băng tải

n
ct
=n
lv
n
sb
=12.29.4=1392 (vg)
3. hiệu suất toàn bộ hệ thống :
n
ht
=n
k
.n
ol
4
. n
br
3
.n
x
trong đó: - n
k
= 0,09 hiệu suất nối trục di động
- n
br
=0,97 hiệu suất một cặp bánh răng
- n
ol
=0,99 hiệu suất một cặp ổ lăn
- n

x
=0,97 hiệu suất bộ truyền xích .
⇒
n
ht
=1. 0,99
4
. 0,97
3
. 0,97 = 0,85
Xác định công suất của động cơ:

P
ct
=
ht
t
n
P
=2,158 (KW)
Trong đó: - P
ct
: công suất cần thiết trên trục động cơ .
- p
t
: công suất tính toán trên máy
- n
ht
: hiệu suất toàn bộ hệ thống.
Vì khi động cơ mở máy thì động cơ chạy với tải trọng không đổi nên khi đó ta

có:
P
t
=P
td
⇒
p
td
=
( )
( )
( )
212
2
21
2
1
/.. tttptp
++

Ta có P
lv
= P
2
=
158,2
1000
2,0.81,9.1100
1000
.

==
VF
kw
Với P
2
= 2,185 kw .
: t
1
=3s= 8,33.10
4
h
⇒
P
td
= 2,158
158,2
8
)10,7.3,88(10.33,8.3,1
442
=
−+
−−
kw
Từ các thong số ta có thể chọn động cơ mang nhẵn hiệu 4A100L4Y3.
Từ bảng P1.1 trang 234 tài liệu tính toán hệ dẫn động cơ khí ta có bảng thông số
kỹ thuật như sau:
Kiểu động
cơ
Công suất Vận tốc quay n% cos
ϕ

dn
T
T
max
Tdn
T
k
4A100S4Y3 3,0 1420 84 0,82 2,2 2,0
4. kiểm tra động cơ đã chọn:
a.kiểm tra điều kiện mở máy động cơ
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 4
khi mở máy thì :


dn
K
mn
T
T
T
T
<
(2.6 /22 DDCK).
Ta có T
mn
=T
qt
=1,3T.

0,2
=
dn
K
T
T
⇒
1,3<2,0
⇒
thỏa mãn điều kiện bài toán .
b. kiểm tra điều kiện làm việc:
khi động cơ làm việc thì ta có.
T
maxqt đc
<T
đc
T
đc
= n
ht
.
TnT
T
T
ht
dn
k
.2..
=

Mônem động cơ: T=
17,26
1420
3.9550.9550
==
đc
đc
n
P
N.m
T
mm
=2.20,17=40,34 N.m
T
max
=20,17.2,2=44,37 N.m
Mônem quán tính lớn nhất của động cơ
T
maxqt đc
= K
qt
.T
cam
=K
qt
.
178,22
1420
538,2.9550
.3,1

.9550
==
ck
t
n
P
N.m
Nhận thấy rằng : 44,8>22,178 Nm
⇔
T
maxqt đc
<T
đc
II: phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền của hệ thống truyền động:


lv
đc
t
n
n
u
=
Trong đó: n
đc
: số vòng quay của động cơ (vg/ph)
-n
lv
: số vòng quay của trục máy(vg/ph)

N
lv
=n
bt
=12 vg/ph.
U
t
=
3,118
12
1420
=
.
Mặt khác ta lại có: u
t
= u
h
.u
ng
(3.24/48/hdđck)
Với u
h
: tỷ số truyền giảm tốc
-u
ng
: tỷ số truyền hộp ngoài.
U
ng
= u
kn

.u
xich
2
- u
kn
: tỷ số truyền của khớp nối . u
kn
=1
- u
xich
: tỷ số truyền của bộ truyền xích
ta có u
ng
=u
xich
theo bảng 2.4 (21/hdđck) ta có u
xich
=2......5
ta chọn u
xich
=3,9
⇒
30
9,3
3,118
===
ng
t
h
u

u
u
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 5
Nhận thấy u
h
= 30 ta tra bảng 3.1 (43)TLI ta được
U
h
= 30



=
=
⇒
03.4
45,7
2
1
u
u

⇒
u
xich
=3,9
Vậy bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 1: u
1
=7,45

Bội truyền bánh răng trụ răng nghiên 2 : u
2
=4,03
III: xác định các thong số động học và lực của các trục
1: tính toán tốc độ quay của các trục
- trục động cơ :

n
đc
=1420 vg/ph
- trục I:
n
I
=
1420
=
KN
đc
n
n
vg/ph
- trục II:
n
II
=
6,190
45,7
1420
1
==

u
n
I
vg/ph.
-truc III:
n
III
=
3,47
03,4
6,190
2
==
u
n
II
vg/ph.
-trục IV:
n
IV
=
1.12
9,3
3,47
==
xich
III
u
n
vg/ph.

2. công suất trên các trục động cơ:
- công suất trên trục IV:

P
4
=P
lv
=P
td
=2,158 kw.
-công suất trên trục III:

P
III
=P
IV
/(n
ol
.n
br2
)= 2,158/(0,97.0,99)= 2,247 kw
-công suất trên trục II:

P
II
=P
III
/(n
br1
.n

ol
)= 2,247/(0,97
2
.0,99)=2,412 kw
-công suất trên trục I:
P
I
= P
II
/(n
br
.n
ol
.n
kn
)=2,412/(0,97.0,99.1)=2,511 kw.
3. tính toán mônem xoắn trên trục đông cơ:

-trục I:
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 6
T
I
=
3,16887
1420
511,2
.10.55,9.10.55,9
66
==

I
I
n
p
Nm
-trục II:
T
II
=
09,120853
6,190
412,2
.10.55,9.10.55,9
66
==
II
II
n
P
Nm.
-trục III:
T
III
=
47,453675
3,47
247,2
.10.55,910.55,9
66
==

III
III
n
P
Nm
Ta có bảng động học , lực trên các trục của hệ thống dẫn động như
sau:
Thông
trục số
Tỷ số truyền Tốc độ quay
vg/ph
Công suất
kw
Mômen xoắn
Nm
Truc đc 1420 3
Trục I U
n
=7,45 1420 2,511 16887,3
Trục II U
c
=4,03 190,6 2,412 120853,09
Trục III U
x
=4 47,3 2,247 453675,47
Chương 2 :
Tính toán thiết kế các bộ truyền
Tính toán thiết kế các bộ truyền

I.
I.
Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
1.
1.
chọn vật liệu:
chọn vật liệu:
Tên Vật liệu
b
σ
ch
σ
HB
Bánh 1 Thép tôi 45
cải thiện
750 450 200
Bánh 2 Thép tôi 45
cải thiện
600 340 170
2. xác định ứng suất cho phép:
theo bảng 6.2 (94/
hdđck). Thép tôi cải thiện đạt chế độ rắn HB 180…350 ta
hdđck). Thép tôi cải thiện đạt chế độ rắn HB 180…350 ta
có.
có.
702
0
lim
+= HB

H
σ
S
S
h
h
=1,1.
=1,1.
S
S
F
F
=1,75
=1,75
HB
F
8,1
0
lim
=
σ
.
.
Chọn bánh răng nhỏ : HB=241
Chọn bánh răng nhỏ : HB=241
Mpa
Mpa
F
H
360200.8,1

47070200.2
0
1lim
0
1lim
==
=+=⇒
σ
σ
Bánh răng lớn 2: có HB=240
Bánh răng lớn 2: có HB=240
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 7
Mpa
Mpa
F
H
305170.8,1
41070170.2
0
2lim
0
2lim
==
=+=
σ
σ
Theo bảng 6.5 (93/ hdđck).
Theo bảng 6.5 (93/ hdđck).
N

N
HO
HO
= 30.H
= 30.H
HB
HB
2,4
2,4
⇒
N
N
HO1
HO1
= 30. 200
= 30. 200
2,4
2,4
= 0,99.10
= 0,99.10
7
7
.
.
-
-
số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử uốn .
số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử uốn .
N
N

FO
FO
=4.10
=4.10
6
6
-
-
khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh:
khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh:
N
N
HE
HE
=N
=N
FE
FE
=N=60.c.n.t
=N=60.c.n.t
Σ
Σ
(6.6/93/ hdđck).
(6.6/93/ hdđck).
N
N
HE
HE
,N
,N

FE
FE
: là số chu kỳ thay đổi ứng suất tác dụng
: là số chu kỳ thay đổi ứng suất tác dụng
C: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
C: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
n số vòng quay trong 1 phut
n số vòng quay trong 1 phut
t
t
Σ:
Σ:
tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét
tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét
t
t
Σ=
Σ=
5 năm .12 tháng.292 ngày.8h.1ca
5 năm .12 tháng.292 ngày.8h.1ca
⇒
N
N
HE
HE
=N
=N
FE
FE
=60.1.1420.292.5.8=9,95.10

=60.1.1420.292.5.8=9,95.10
8
8
N
N
HE
HE
>N
>N
HO2
HO2
do vậy K
do vậy K
HL2
HL2
=1
=1
Suy ra ta có: N
Suy ra ta có: N
HE1
HE1
>N
>N
HO1
HO1
do đó K
do đó K
HL1
HL1
=1

=1
⇔
K
K
HL1
HL1
=1 ;K
=1 ;K
FL1
FL1
=1
=1
K
K
HL2
HL2
=1 ; K
=1 ; K
FL2
FL2
=1
=1
Các ứng suất cho phép theo công thức (6.1). [ 93].TL1.
Các ứng suất cho phép theo công thức (6.1). [ 93].TL1.
[σ
H
]
1
=
1

1lim
h
h
s
σ
27,427
1,1
470
=
Mpa
[σ
H
]
2
=
2
2lim
h
h
s
σ
=
1,1
410
=372,72 MPa
Vậy ứng suất tiếp cho phép:
[б
H
]= ( б
H1

)+ (б
H2
)/ 2 = (427,27 +372,72)/2 = 399,9 Mpa.
ứng suất pháp cho phép:
[σ
F
]= (σ
0
Flim1
.K
FC
.K
FL1
/ S
F
) (6.2a).[93] .TL1.
Vì bộ truyền quay một chiều lên K
FC
=1 .
[σ
F1
]= (σ
0
Flim1
.1.1/ S
F
). =360.1.1/1,75 =205,71 Mpa
[σ
F2
] = (σ

0
Flim2
. K
FC
.K
FL1
/ S
F
) = 306/1,75 = 174,85 Mpa
ứng suất tải cho phép theo (6.14) [93]. TL1.
[σ
H
]
max1
= 2,8 . σ
ch1
= 2,8.450 = 1125 Mpa.
[σ
H
]
max2
= 2,8 . σ
ch2
= 2,8 .340 = 952 Mpa.
[σ
F
]
max1
= 0,8 . σ
ch1

= 0,8.340 = 272 Mpa.
[σ
F
]
max2
= 0,8 . σ
ch2
= 0,8. 450 =360 MPa
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 8
3. tính toán cấp nhanh bộ truyền bánh răng trục răng nghiêng.
a. xác định khoảng cách trục:
a
w1
=
[ ]
3
2
1
..
.
)1(
ba
H
H
a
u
u
KT
K

ψ
σ
β
±

Trong đó:
K
a
=43: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng
(theo bảng 6.5)
T
1
= 16887,3

Nm.
[σ
H
] = 399,9 MPa
u = u
1
=7,45 : Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc.
ψ
ba
= 0,33 theo bảng (6. 6). [93].TL1.
K
HB
= 1,24 ứng với sơ đồ 3 theo bảng (6-7) .[98] /[TL1].
ψ
bd
= 0,5 ψ

ba
(u
1
± 1) = 1,4 .
⇒ a
w1
=
7,136
96,7.33,0.9,399
24,1.3,16887
)145,7.(43
3
2
2
=+
mm.
Lấy a
w
= 136,7 mm.
b. xác định các thông số ăn khớp:
theo (6.17).[93]/ TL1. ta có modun ăn khớp
m=(0,01÷0,02) 136,7 = 1,37÷2,74 .
chọn m= 2.
Chọn sơ bộ β= 10
0
. cosβ = 0,9848
Số răng bánh nhỏ:
Z
1
=

)1(
11
1
2
+
um
a
w
=
)145,7.(2
9848,0.137.2
+
= 15,96 răng. Lấy Z
1
=16
- Số bánh răng lớn (theo công thức (6-20) trang 99/[TL1]
Z
2
= Z
1
.u
1
= 16.7,45 = 119.
Do đó tỷ số truyền thực sự:
U
m
= 119/17 = 7,44 .
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 9
Cosβ =

9854,0
137.2
)11916(2
2
)(
21
=
+
=
+
w
a
ZZm
.
⇒
β = 9
0
48
`
.
c. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc:
σ
H
= Z
M
.Z
H
.Z
ε

dub
u
KT
ww
H
2
11
1
1
.
)1.(.2
.
±
.
trong đó: Z
M
= 274 (MPa)
Chiều rộng bánh răng nhỏ:
137.3,0.
11
==
wbaw
ab
ψ
mm.
⇒
α
t
=α
tw

= arc(tg
βα
cos/
)= arc (tg 20
0
/ 0,9745)= 20,272.
Theo (6.35).[105] / TL1.
Có tgβ
b
=cos a
t
.tgβ = cos 20,272. Tg9,8
⇒
β
b
= 9,2.
Do vậy ta có: Z
H
=
)272,20.2(
2,9cos.2
2
.2
simSin
Cos
tw
b
=
α
β

=1,742.
Hệ số trùng khớp dọc:
==
π
β
ε
β
m
Sin
b
w
.
225,1
2.
8,9.6,24
=
π
sim
ε
α
=
β
cos.
11
.2,388,1
21















+−
zz
= 1,629
Z
ε
=
a
ε
1
=
620,1
1
=0,783.
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
d
w1
= 2.a
w
/ (u
1

+1) = 2.137 / (7,45+1) = 32,42 mm
v=
sm
nd
w
/4,2
60000
1420.42,32.
60000
..
11
==
ππ
.
Với v= 2,4 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta có cấp chính xác là 9 .
K
Hα
=1,13
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 10
V
H
=
5,145,7/137.4,2,1.73.02,0/..
0
==
uavg
wH
σ
Có σ

H
=0,02; g
0
= 73
Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp:
K
HV
= 1+ V
H
. b
w
. d
w1
/ (2.T
1
.K
Hβ
.K
Hα
)= 1+ 1,5 . 0,33.137.32,42 /(16887,3 .
1,24.1.13)=1,046 Ta có : K
H
=
465,1046,1.13.1.24,1..
==
KKK
HVHH
αβ
Từ các tính toán trên ta được:
σ

H
= Z
M
.Z
H
.Z
ε
dub
u
KT
ww
H
2
11
1
1
.
)1.(.2
.
±
= 274.1,742.0,783
2
46,32.45,7.137.33,0
465,1).145,7(3,16887.2
+
=405,6
σ
H
=405,6 Mpa
ta có Z

V
= 1,1
Z
R
= 0,95
K
XH
= 1
Do đó ta có: [σ
H
]= [σ
H
] .Z
V
.Z
R
.K
XH
= 399,9.1,.0,95.1 = 379, 9 Mpa
Nhận thấy rằng [σ
H
] <σ
H
. ta phải chọn lại a
w
. cần tăng thêm khoảng cách trục
và tiến hang kiểm nghiệm lại .
Kết quả khi kiểm nghiệm lại là: a
w
= 150 mm

theo (6.17).[93]/ TL1. ta có modun ăn khớp
m=(0,01÷0,02) 150 = 1,5÷3 .
chọn m= 2.
Chọn sơ bộ β= 10
0
. cosβ = 0,9848
Số răng bánh nhỏ:
Z
1
=
)1(
11
1
2
+
um
a
w
=
)145,7.(2
9848,0.150.2
+
= 17,48 răng. Lấy Z
1
=17
- Số bánh răng lớn (theo công thức (6-20) trang 99/[TL1]
Z
2
= Z
1

.u
1
= 17.7,45 = 127.
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 11
Do đó tỷ số truyền thực sự:
U
m
= 127/17 = 7,47 .
Cosβ =
96,0
150.2
)12717(2
2
)(
21
=
+
=
+
w
a
ZZm
.
⇒
β = 16
0
15
`
=16,26

d. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc:
σ
H
= Z
M
.Z
H
.Z
ε
dub
u
KT
ww
H
2
11
1
1
.
)1.(.2
.
±
.
trong đó: Z
M
= 274 (MPa)
Chiều rộng bánh răng nhỏ:
150.333,0.
11

==
wbaw
ab
ψ
mm.
⇒
α
t
=α
tw
= arc(tg
βα
cos/
)= arc (tg 20
0
/ 0,96)= 20,763.
Theo (6.35).[105] / TL1.
Có tgβ
b
=cos a
t
.tgβ = cos 20,763. Tg9,6
⇒
β
b
= 15,254.
Do vậy ta có: Z
H
=
)763,20.2(

254,15cos.2
2
.2
simSin
Cos
tw
b
=
α
β
=1,7.
Hệ số trùng khớp dọc:
==
π
β
ε
β
m
Sin
b
w
.
2,2
2.
6,9.150.33,0
=
π
sim
ε
α

=
β
cos.
11
.2,388,1
21














+−
zz
= 1,599
Z
ε
=
a
ε
1
=

599,1
1
=0,79.
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
d
w1
= 2.a
w
/ (u
1
+1) = 2.150 / (7,45+1) = 35,42 mm
v=
sm
nd
w
/632,2
60000
1420.42,35.
60000
..
11
==
ππ
.
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 12
Với v= 2,4 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta có cấp chính xác là 9 .
K
Hα
=1,13

V
H
=
723,145,7/150.632,2,1.73.02,0/..
0
==
uavg
wH
σ
Có σ
H
=0,02; g
0
= 73
Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp:
K
HV
=1+V
H
.b
w
.d
w1
/(2.T
1
.K
Hβ
.K
Hα
)=1+1,723.0,33.150.35,42/

(16887,3.1,24.1,13)=1,046 Ta có : K
H
=
488,1063,1.13.1.24,1..
==
KKK
HVHH
αβ
Từ các tính toán trên ta được:
σ
H
= Z
M
.Z
H
.Z
ε
dub
u
KT
ww
H
2
11
1
1
.
)1.(.2
.
±

= 274.1,7.0,79
2
42,35.45,7.150.33,0
488,1).145,7(3,16887.2
+
=357,06
σ
H
=357,06 Mpa
ta có Z
V
= 1,1
Z
R
= 0,95
K
XH
= 1
Do đó ta có: [σ
H
]= [σ
H
] .Z
V
.Z
R
.K
XH
= 399,9.1,.0,95.1 = 379, 9 Mpa
Nhận thấy rằng [σ

H
] >σ
H
.
e: kiểm nghiệm răng về độ bền uốn;
ứng suất uốn:
[ ]
F
ww
FF
F
mdb
YYYKT
σσ
βε
≤=
..
.....2
11
11
1
theo công thức(6-43) .[98]/ TL1.
Ta có:

1
=
α
F
K
,4

Theo bảng (6.14) [107]/ TL1.có được K
Hα
=1,37
Theo (6.47) [109] TL1.
V
F
=
17,545.7/150632,2.73.006,0/..
0
==
uavg
wF
δ
F
δ
= 0.006 . g
0
=73.
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 13
K
Fv
=1+V
H
.b
w
.d
w1
/(2.T
1

.K
Hβ
.K
Hα
)=1+5,17.49,5.35,42 /(2.16887,3 .1,5.1,37)=1,13

835,1057,1.4,1.24,1..
===
υαβ
FFFF
KKKK
599,1
=
ε
α
hệ số trùng khớp bánh răng.

625,0
599,1
11
===
α
ε
ε
Y

Với β = 42
0
11
`

⇒
Y
β
= 1+ (16,26/ 140) = 0,88
Số răng tương đương là:
Z
V1
= Z
1
./ cos
3
β= 19,2
Z
V2
= Z
2
/ cos
3
β = 143,5
Theo bảng (6.18).[109] TL1. có
Y
F1
= 4,05 ; Y
F2
= 3,6
Với m= 1,5
⇒
Y
s

= 1,08- 0,695.ln( 2)= 1,032
Y
R
=1. K
XF
=1
Theo các công thức (6-43) và (6-44) trang 108/[1] ta có:
Mpa
mdb
YYYKT
ww
FF
F
77,49
2.42,35.5,49
05,4.88,0.625,0.32,2.3,16887.2
..
.....2
11
11
1
===
βε
σ

MPa
Y
Y
F
FF

F
24,44
05,4
6,3.107.
1
21
2
===
σ
σ
Vậy: σ
F1
= 44,77 < [σ
F1
] = 212,3 MPa
σ
F2
= 99MPa < [σ
F2
] = 180,4MPa
KL: Răng thỏa mãn điều kiện bền uốn.
f. kiểm nghiệm về các giá trị quá tải:
ứng suất tiếp xúc cực đại:
• Hệ số quá tải :
Ta có : [σ
H1
]
max
>[σ
H

]
1.
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 14
k
qt
=
3,1
max
=
dn
T
T
[σ
H1
]
max
= σ
H.
qt
k
= 379,9.1,14=433,15 MPa
Theo (6.49).[110]/ TL1. ta có
[ ]
[ ]
)(27251,573,1.24,44.
)(36070,643,1.77,49.
max
22max2
max

11max1
MPAk
MPAk
FqtFF
FqtFF
=<===
=<===
σσσ
σσσ
Bảng Thông Số Hình Học của bộ Truyền Bánh Răng Cấp Nhanh:
Bảng 3:Các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số Giá trị
Môdum m
1
= 2
Tỷ số truyền cấp nhanh u
1
= 7,45
Góc nghiêng β = 16
0
15`
Số răng
Z
1
= 17 răng Z
2
= 127răng
Khoảng cách trục a
w1
= 150 mm

Chiều rộng răng
b
w1
= 49,5 mm
Góc Profin gốc α = 20°
Góc ăn khớp α
tw
= 20,763°
Đường kính vòng chia
d
1
= 35, 42 mm
d
2
= 264,58 mm
Hệ số dịch chỉnh x
1
= 0; x
2
= 0
Đường kính vòng đỉnh răng
d
a1
= 42,42mm
d
a2
= 268,58mm
Đường kính vòng chân răng
d
f1

= d
1
-(2,5-2. x
1
)m =30,42 mm
d
f2
= d
2
-(2,5-2. x
2
) m=259,58 mm
4 . tính bộ truyền cấp chậm:
a. xác định khoảng cách trục:
( )
[ ]
3
2
2
2
22
..
.
1.
baH
H
aw
u
KT
uka

ψσ
β
+=
.
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 15
ta được ψ
ba
= 0,39 (lấy hơn bộ
cấp nhanh 20 ÷ 30% )
⇒ ψ
bd
= 0,5. ψ
ba
.(u
2
+ 1) = 0,5.0,39.(4,03+ 1) =1
Do vậy theo bảng (6.7) có K
Hβ
=1,15
T
2
= 120853,09 N.mm ; U
2
=4,03 T’
2
=T
2
/2=60426,545 N.mm
[σ

H
]= 399,9 Mpa. ⇒ a
w2
= 43.(3,77+ 1).
3
2
39,0.03,4.9,399
03,1.545,60426
=140,9 mm
b. xác định thông số ăn khớp:
• Xác định mô dun ăn khớp :
m
2
= (0,01 ÷ 0,02).a
w2
= (0,01 ÷ 0,02).141=(1,41÷2,82) .
chọn m= 2.5
Số răng bánh nhỏ theo công thức (6-31) trang 103 /[1] :
Z
1
=2. a
w2
/ [ m (u+1)] = 2.141. / [ 3(4,03+1)] = 22,08 Lấy Z
2
=22
⇒ Số răng bánh lớn :
Z
2
= u
2

.Z
1
=4,03.22= 88,66 lấy Z
2
=89
Tỷ số truyền thực sự: U
m
= 89/ 22 = 4,04
Cos β= m(Z
1
+ Z
2
)/ [ 2. a
w2
] = 3.(22+889) / [2.141] = 0,9840
⇒
β = 10
0
14`=10,249.
c. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
ứng suất tiếp xúc làm việc
σ
H

2
2
2
..
)1.(..2
..

wmw
mH
HM
dub
uKT
ZZZ
+
=
ε
trong đó: Z
M
= 274 (MPa)
1/3
theo bảng (64.34).[105] .TL1 có:
tw
B
H
Sin
Cos
Z
α
β
.2
.2
=
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 16
Tra bảng (6-5) với vật liệu 2 bánh là :
Thép – Thép ta được :
k

a
= 43
Tra bảng (6-6) trang 97 /[1]
Ta có :
249,10).2988,20cos(.cos tgtgtg
tb
==
βαβ
⇒ β
b
= 9,6247
=






=








==
9840,0
20

cos
tg
arctg
tg
arctg
twt
β
α
αα
20,2988
0
Vì theo tiêu chuẩn profin α = 20°
==⇒
2988,20..2
2647,9cos.2
Sin
Z
H
1,74
β
ε
: Là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :

π
β
ε
β
.
.
m

Sinb
w
=

Mà b
w
===
141.39,0.
2wba
a
ψ
54,99
⇒ ε
β

1246,1
14,3.5.2
)14,10.(.99,54
>==
o
Sin
Theo công thức (6.36).[105] .TL1.
α
ε
ε
1
=
Z
Mà
671,19840,0

89
1
22
1
2,38.1cos
11
2,38,1
21
=












+−=















+−=
βε
α
ZZ
Theo công thức (6-15b) trang 96 /[1] ta có :
mmua
w
w
d
95,55)103,4/(141.2)1/(..2
2
2
=+=+=

v=
sm
nd
w
/556,0
60000
6,190.95,55.
60000
..
212

==
ππ
.
Với v= 0,556 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta có cấp chính xác là 9 .
Có:
K
Hα
=1,13. theo (6.42).[107]/ TL1.
V
H
=
smuavg
wH
/479,004,4/141.556,0.73.002,0/..
0
==
σ
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 17
773,0
671,1
11
===⇒
α
ε
ε
Z
Có σ
H
=0,002. g

0
= 73
Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp:
K
HV
=1+V
H
.b
w
.d
w1
/(2.T
1
.K
Hβ
.K
Hα
)=1+0,479.0,39.141.55,295/
(2.60426,545.1,15.1.13)=1
Ta có : K
H
=
2995,10,1.13,1.15,1..
==
KKK
HVHH
αβ
Từ các tính toán trên ta được:
σ
H

= Z
M
.Z
H
.Z
ε
dub
u
KT
ww
H
2
11
1
1
.
)1.(.2
.
±

=274.1,74.0,773
MPa168,393
95,55.03,4.141.39,0
3,1).103,4(10.545,60426.2
2
3
=
+
σ
H

=393,168Mpa
ta có Z
V
= 1
Z
R
= 0,95
K
XH
= 1
Do đó ta có: [σ
H
]= [σ
H
] .Z
V
.Z
R
.K
XH
= 399,9.1.0,95.1 =379, 9Mpa
Nhận thấy rằng [σ
H
] <σ
H
. ta phải chọn lại a
w
. cần tăng thêm khoảng cách trục
và tiến hang kiểm nghiệm lại .
Kết quả khi kiểm nghiệm lại là: a

w
= 165 mm
• Xác định mô dun ăn khớp :
m
2
= (0,01 ÷ 0,02).a
w2
= (0,01 ÷ 0,02).165=(1,65÷3,3) .
chọn m= 2,5
Số răng bánh nhỏ theo công thức (6-31) trang 103 /[1] :
Z
1
=2. a
w2
/ [ m (u+1)] = 2.165. / [ 2,5(4,03+1)] = 25,8 Lấy Z
2
=26
⇒ Số răng bánh lớn :
Z
2
= u
2
.Z
1
=4,03.26= 104,78 lấy Z
2
=104
Tỷ số truyền thực sự: U
m
= 104/ 26 = 4,04

Cos β= m(Z
1
+ Z
2
)/ [ 2. a
w2
] = 3.(26+104) / [2.165]
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 18
⇒
β = 9
0
159`=19,9865.
d. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
ứng suất tiếp xúc làm việc
σ
H

2
2
2
..
)1.(..2
..
wmw
mH
HM
dub
uKT
ZZZ

+
=
ε
trong đó: Z
M
= 274 (MPa)
1/3
theo bảng (64.34).[105] .TL1 có:
tw
b
H
Sin
Cos
Z
α
β
.2
.2
=
Ta có :
9865,9).283,20cos(.cos tgtgtg
tb
==
βαβ
⇒ β
b
= 9,358
=







=








==
9848,0
20
cos
tg
arctg
tg
arctg
twt
β
α
αα
20,283
0
Vì theo tiêu chuẩn profin α = 20°
==⇒
283,20..2

358,9cos.2
Sin
Z
H
1,74
β
ε
: Là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :

π
β
ε
β
.
.
m
Sinb
w
=

Mà b
w
===
165.37,0.
2wba
a
ψ
61,05
⇒ ε
β

15,2
14,3.5,2
)9865,,9.(.05,61
>==
o
Sin
Theo công thức (6.36).[105] .TL1.
α
ε
ε
1
=
Z
Mà
621,19848,0
104
1
26
1
2,38.1cos
11
2,38,1
21
=













+−=














+−=
βε
α
ZZ
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 19
785,0
621,1

11
===⇒
α
ε
ε
Z
v=
sm
nd
w
/61,0
60000
6,190.66.
60000
..
212
==
ππ
.
Với v= 0,61 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta có cấp chính xác là 9 .
Có:
K
Hα
=1,13. theo (6.42).[107]/ TL1.
V
H
=
568,004,4/165.61,0.73.002,0/..
0
==

uavg
wH
σ
Có σ
H
=0,002. g
0
= 73
Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp:
K
HV
=1+V
H
.b
w
.d
w1
/(2.T
1
.K
Hβ
.K
Hα
)=1+0,568.0,37.165.66,/
(2.60426,545.1,15.1.13)=1,014
Ta có : K
H
=
316,1014,1.13,1.15,1..
==

KKK
HVHH
αβ
Từ các tính toán trên ta được:
σ
H
= Z
M
.Z
H
.Z
ε
dub
u
KT
ww
H
2
11
1
1
.
)1.(.2
.
±

=274.1,74.0,785
MPa3,328
66.03,4.165.37,0
16,1).103,4(10.545,60426.2

2
3
=
+
σ
H
=328,3Mpa
ta có Z
V
= 1
Z
R
= 0,95
K
XH
= 1
Do đó ta có: [σ
H
]= [σ
H
] .Z
V
.Z
R
.K
XH
= 399,9.1.0,95.1 =379, 9Mpa
Nhận thấy rằng [σ
H
] >σ

H
. Thoả mãn
e. kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
ứng suất uốn:
Tra bảng (6-7) trang 98 /[1] ta được : K
Fβ
= 1,15
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 20
[ ]
1
22
22
1
..
.....2
F
ww
FF
F
mdb
YYYKT
σσ
βε
≤=
K
Fα
= 1,37 ; K
Hα
= 1,16

Hệ số tải trọng động vùng ăn khớp: K
Fv
= 1,023
Do vậy : K
F
===
023,1.37,1.15,1..
υαβ
FFF
KKK
1,61
Hệ số trùng khớp ngang: ε
α
=1,621
Hệ số trùng khớp của răng:
Y
ε
===
621,1
11
α
ε
0,616
Với β = 9,9865° ⇒ Y
β
=
=−=−
140
9865,9
1

140
1
oO
β
0,9
Số răng tương đương là:
Z
v1
2,27
9848,0
25
33
1
===
β
Cos
Z
⇒ Lấy Z
v1
=27
Z
v2
89,108
9848,0
102
33
2
===
β
Cos

Z
⇒ Lấy Z
v2
=108
Theo bảng (6.18).[109].TL1 có
Y
F1
= 3,89
Y
F2
= 3,61
Y
s
= 1,08 – 0,0695.ln(m) = 1,08 – 0,0695.ln2,5 =1,016
Y
R
=1; K
XF
=1.

⇒
σ
F1
68.
)5.2.5,61.165.37,0
89,5.092.616,0.61,1.545.60426.2
==
MPa
σ
F2

=
MPaYY
FFF
27,7361,3/89,3.82/.
121
==
σ
Vậy ta thấy: σ
F1
= < [σ
F
]
1
σ
F2
= < [σ
F
]
2
f. kiểm nghiệm răng về quá tải:
ứng suất tiếp xuc cực đại:
σ
H1max
= σ
H.
qt
k
Trong đó: k
qt
=

1
max
=
dn
T
T
,3
σ
H1max
= σ
H.
qt
k
= 399,9.
3,1
=MPa<[ σ
H1max
]=1125 MPa
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 21
ứng suất uốn cực đại:
σ
F1max
360][4,883,1.68.
max11
=<===
FqtF
MpaK
σσ
MPa

σ
F2max
=83,54 Mpa<[σ
F2max
]= 272 MPa
Vậy ta thấy: σ
F1
= < [σ
F
]
1
σ
F2
= < [σ
F
]
2
Bảng4: Bảng Thông số về bộ truyền bánh răng cấp chậm
Thông số Giá trị
Môdum m
2
= 2,5
Tỷ số truyền cấp nhanh u
2
= 4,03
Góc nghiêng răng β = 9
0
,59’
Số răng
Z

1
= 26răng
Z
2
= 104răng
Đường kính vòng chia
d
1
= 66 mm
d
2
= 264mm
Khoảng cách trục a
w2
= 165 mm
Chiều rộng răng
b
w2
= 61,05 mm
Góc Profin gốc α = 20°
Góc ăn khớp α
tw
= 20,283°
Hệ số dịch chỉnh x
1
=0 ;x
2
=0
Đường kính vòng đỉnh răng
d

a1
= 71 mm
d
a2
= 269mm
Đường kính vòng chân răng
d
f1
= 59,75mm
d
f1
=257,75mm
5. lực tác động lên các bộ truyền:
a. bộ truyền cấp nhanh:
- Xác định lực vòng
N
d
T
FF
w
tt
5,935
42,35
3,16887.2.2
1
1
21
====
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 22

Lực hướng kính của bánh răng:
N
tg
Cos
tgF
FF
t
rr
45,369
96.0
763,20.5,935.
1
2211
=
°
===
β
α
Lực chiều trục trên bánh 1 và 2 : F
a11
=F
a21
= F
t1
.tgβ=935,45.tg16,26=272,85N
b. bộ truyền bánh răng cấp chậm:
- lực vòng :
N
d
T

FF
w
tt
09,1965
66
09,120853
2.
.2
1
2
43
====
Lực hướng kính của bánh răng:
N
tg
Cos
tgF
FF
t
rr
13,751
98,0
98,9.09,1965.
3
43
=
°
===
β
α

Lực chiều trục trên bánh :
F
r3
=F
r4
=F
t3
.tgβ=1965,09.tg9,89=168,28N.
Dành cho hình vẽ
PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
1. chọn loại xích:
Vì tải trọng nhỏ , vận tốc thấp , nên ta dùng xích con lăn.
2. xác định các thông số của bộ truyền xích:
Ta có U
xich
= 4
Chon Z
1
=23 . khi đó Z
2
= U.Z
1
= 4.223 = 92< Z
max
.
Công suất tính toán:
[ ]
III
P = P .k.k .k P
z

n
t
≤
Trong đó:
k = 2,925

087,1
23
25
1
01
===
Z
Z
K
Z

057,1
3,47
50
3
01
===
n
n
K
n
Như vậy :P
t
= 2,925.1,087.1,057.2,247=7,75 kw

GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 23
Theo bảng (5.5).[81] / TL1 với n
0
= 50 vg/ph chọn bộ truyền xích một dãy có
bước xích p= 38,1 mm
Thỏa mãn điều kiện mòn P
T
< [P]= 10,5kw
khoảng cách trục: a= 30.p = 30.38,1= 1143mm
theo công thức (5.12).[85] TL1. có
số mắt xích: x= 2a/p +0,5(Z
1
+Z
2
)+(Z
2
-Z
1
)
2
/4.
2
π
.a
x= 2.30+0,5(23+92)+(92-23)
2
/ 4.
2
π

.1143=121,53
tính lại khoảng cách trục theo công thức. (5.13).[85]/ TL1.
a= 0,25.p{x
c
-0,5(Z
1
+Z
2
)+
( )
ZZ }]14,3/)2575{[(2)](5,0132[
22
22
−−+−
}
a=0,25.38,1.{122-0,5(92+23)+
( )
22
]14,3/)2392{[(2)]2392(5,0122[
−−+−
a=11152,5 mm .
Để xích không chịu lực căng quá lớn, khoảng cách trục A được giảm bớt một
lượng. Δa=0,003a= 0,003.1152,5= 3,5
Do vậy a= 1149 mm
Số lần va đập của xích. Theo (5.14).[85]/ TL1. có
i= Z
1
.n
3
/ (15.x)= 23. 47,32/(15.122)= 1

3. tính kiểm nghiệm xích về độ uốn:
Theo (5.14).[85]./TL1. có
S=Q/ K
đ
.F
t
+F
0
+F
V
Ta có Q=127 KN
Khối lượng 1 mét xích q=5,5 kg
K
đ
= 2
V= Z
1
.t.n
3
/ 60000= 23. 38,1.47,3/ 60000= 0,7 m/s
F
t
= 1000.P/ V= 1000. 2,247 / 0,7 = 3210 N
F
V
= q.v
2
= 5,5 . 0,63
2
= 1,51N .

F
0
= 9,81.K
f
.
.q.a= 9,81.5,5.1,1.49.2=123,9N
⇒
S= 127.10
3
/(2.3210+123,9+2,695)=19,4
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 24
Theo bảng (5.10).[86].TL1.với n= 50 vg/ph . có [S] =7
Vậy s> [s]
⇒
bộ truyền xích đảm bảo độ bền
4. đường kính đĩa xích.
Theo (5.17).[86]/ TL1. có : d
1
= P/ sim(
1
/ Z
π
)
- d
1
= 38,1/ sin (3,14/23)= 279,94 mm
- d
2
= p / sin (

π
/ z
2
)= 38,1/ sin(3,14/93 )= 1128,6 mm
⇒
r = 0,5025.d
1
+0,05 = 0,5025.22,23+0.05=11,22
độ bền tiếp xúc của đĩa xích. Theo (5.18)[87].TL1.
σ
H1
= 0,47.
( )
đVđđr
KAEFKFk ./()..(
1
+
Z
1
= 223 . E=2,1.10
5
Mpa ; A=262mm
2
-K
đ
=1,5 .
Lực va đập trên 1 dãy xích theo (5.19)[87].TL1.
F
Vđ
= 13.10

-7
.n
1
.p
3
.m = 13.10
-7
.47,32.38,1
3
.1= 3,4 N
Dùng thép tôi 45 cải thiện đạt độ rắn HB210 , sẽ đạt được ứng suất tiếp xúc cho
phép [σ
H
]= 600Mpa . đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa.
Có σ
H1
=0,47.
( )
Mpa76,360395/10.1,2).4,35,1.3210.(23,0
5
=+
σ
H1<
[σ
H
]. thỏa mãn điều kiện
tương tự có σ
H2
=365,88 Mpa .
σ

H2 <
[σ
H2
]
5. xác định lực tác dụng lên trục:
Theo (5.20)/[88].TL1. có:
F
r
= K
x
.F
t
.
Với K
x
=1,15
F
r
= 1,05.3210 = 3370,5 N
PHẦN IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
1. VẬT LIỆU CHẾ TẠO:
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 25