thiết kế bộ truyền xích 2 cấp,

Phần 1 : Chọn động cơ dẫn động.
I. Xỏc nh cụng sut cn thit, S vũng quay s b ca ng c in, Chn quy
cỏch ng c.
1, Xác định công suất động cơ :
- cụng sut cn thit c xỏc nh theo cụng thc
P
ct
=

t
P
Trong ú: P
ct
L cụng sut cn thit trờn trc ng c (kW).
P
t
L cụng sut tớnh toỏn trờn mỏy trc cụng tỏc (kW).
L hiu sut truyn ng
- Hiu sut truyn ng: =
ol
4
.
br
.

.
tv .

kn

Trong ú:

ol
= 0,995 : L hiu sut mt cp ln

br
= 0,97 : Hiu sut ca mt b truyn bỏnh rng


= 0,95 : Hiu sut ca b truyn ai


kn
= 1 : Hiu sut ca ni trc
Thay s: = 0,995
4
. 0,97. 0,95. 0,75 .1 = 0,677 (1)
- Tớnh p
t
: P
t
=
225,5
1000
95,0.5500
1000
.
==
VF
(kw) (2)

Trong ú: F = 5500 ( N ) : Lc kộo bng ti
V = 0,95m/
S
: Vn tc bng ti
T (1) v (2) ta cú:
P
ct
=
677,0
225,5
=

t
P
= 7,83 (kw)
2, Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ :
n
lv
=
350.14,3
95,0.1000.60
.
.1000.60
=
D
V

=51,86 (v/p)
Theo bng 2 2 trang 32 sỏch TK CTM, Ta chn s b:
- T s truyn bỏnh rng 1 cp: i

br
= 4
- B truyn ai thang : i

= 2
- S vũng quay s b ca ng c:
n
sb
= n
lv
. u
t
=n
lv
.i
br
.i

=51,86.4.2 = 414,88 (v/p)
Trong ú: n
sb
L s vũng quay ng b
n
lv
L s vũng quay ca trc mỏy cụng tỏc õy l trc ca bng
ti quay
u
t
L t s truyn ca ton b h thng
3, Chn quy cỏch ng c.

Trang 1

Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện:
P
đc
>P
ct
; n
đc
≈ n
sb
Theo bảng phụ lục 2P Trang 322 Sách TK CTM , ta chọn được động cơ có:
- Kiểu động cơ : A02 - 51 – 4
- Công suất động cơ : 7,5 (Kw)
- Vận tốc quay: 1460 (v/p)
II. Xác định tỷ số truyền động U
t
của toàn hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho
từng bộ phận của hệ thống dẫn động,lập bảng công suất,momen xoắn,số vòng
quay trên các trục.
- Xác định tỷ số truyền u
t
của hệ thống dẫn động
u
t
=
lv
dc
n

n
Trong đó: n
dc
Là số vòng quay của động cơ
n
lv
Là số vòng quay của trục băng tải
Thay số u
t
=
86,51
1460
= 28,15 (v/p)
- Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động u
t
cho các bộ truyền
u
t
=u
d
.u
h
Chọn u
d
= 2 theo tiêu chuẩn => u
h
=
d
t
u

u
=
2
15,28
=14,07
Đây là hộp giảm tốc báng răng trụ 2 cấp với u
h
= 14,07
Mà U
h
=U
1
.U
2
trong đó : u
1
- tỉ số truyền bộ truyền cấp nhanh
u
2
- tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm
Theo bảng 3.1 trang 43 - “ Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí ” ta có :
u
1
= 5,3
u
2
= 2,65
Tính lại u
d
theo u

1
, u
2
ta có

2
65,2.3,5
15,4828,25
.
21
===
uu
u
u
t
d
- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
Dựa vào P
ct
và sơ đồ hệ thống dẫn động, có thể tính được công suất, mômen
và số vòng quay trên các trục, phục vụ các bước tính toán thiết kế các bộ truyền,
trục và ổ.

Trang 2

Ta có : P
ct
= 7,83 (kW)
n
đc

= 1460 (vòng/phút)
Tính toán đối với trục 1 ta được :
P
1
= P
ct
.η
ol
.η
đ
= 7,83.0,995.0,95 = 7,40 (kW)

730
2
1460
1
===
d
dc
n
n
n
(vòng/phút)

36
1
1
6
1
10.808,96

730
40,7
.10.55,9.10.55,9 ===
n
p
T
(Nmm)
Tính toán đối với trục 2 ta được :
P
2
= P
1
.η
ol
.η (vòng/phút)

bv
= 7,40.0,995.0,75 = 5,52(kW)

7,137
3,5
730
1
1
2
===
u
n
n
36

2
2
6
2
10.832,382
7,137
52,5
.10.55,9.10.55,9 ===
n
p
T
(Nmm)
Tính toán đối với trục 3 ta được :
P
3
= P
2
.η
ol
.η
br
= 5,52.0,995.0,97 = 5,32(kW)

52
65,2
7,137
2
2
3
===

u
n
n
(vòng/phút)

36
3
3
6
3
10.415,974
14,52
32,5
.10.55,9.10.55,9 ===
n
p
T
(Nmm)
trong đó : P
ct
- công suất cần thiết trên trục động cơ
u
đ
- tỉ số truyền của bộ truyền đai
u
1
, u
2
- tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm trong hộp giảm tốc hai cấp
Kết quả tính toán được ghi thành bảng như sau :

BẢNG 1 : CÔNG SUẤT - TỈ SỐ TRUYỀN - SỐ VÒNG QUAY - MÔMEN
Trục
Thông số
Động cơ I II III

Trang 3

Công suất P, kW 7,83 7,40 5,52 5,32
Tỉ số truyền u 2 5,3 2,65
Số vòng quay n,
vòng/phút
1460 730 137,7 52
Mômen xoắn T,
Nmm
96,898.10
3
382,832.10
3
974,415.10
3
Phần 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn giữa các
trục xa nhau. Đai được mắc lên hai bánh với lực căng ban đầu F
o
, nhờ đó có thể
tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà
tải trọng được truyền đi.
Thiết kế truyền đai gồm các bước :
-
Chọn loại đai, tiết diện đai

-
Xác định các kích thước và thông số bộ truyền.

Trang 4

-
Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về
tuổi thọ.
-
Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục.
Theo hình dạng tiết diện đai, phân ra : đai dẹt (tiết diện chữ nhật), đai hình
thang (đai hình chêm), đai nhiều chêm (đai hình lược) và đai răng.
1. Chọn loại đai và tiết diện đai.
Ở đây ta chọn loại đai vải cao su vì đai vải cao su gồm nhiều lớp vải và cao
su có độ bền mòn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ
và độ ẩm và thường được sử dụng rộng rãi.
Dựa theo đặc điểm công suất của cơ cấu, P
ct
= 7,83 (KW) , nên tra bảng 5-11
Trang 92 Sách TK CTM ta chọn loại đai có hình thang thường B:
Các thông số của đai thường loại B:
b
t
= 19 (mm), b = 22 (mm), h = 13,5 (mm), y
o
= 4,8 (mm)
b
b
y
40°

h
t
o
2. Xác định các kích thước và thông số bộ truyền
a; Đường kính đai nhỏ
Đường kính của bánh đai nhỏ được xác định theo công thức sau :

Trang 5
Diện tích đai : F = 230(mm
2
)
Hình 1. Đai hình thang thường


( ) ( )
mm
n
P
d )8,280 6,237(
730
40,7
.1300 1100.1300 1100
3
3
1
1
1
===

Chn ng kớnh d

1
theo tiờu chun, d
1
= 250 mm
Vn tc
55,9
60000
730.250.14,3
60000
11
===
nd
v

m/s
b; ng kớnh ai ln
ng kớnh bỏnh ai ln :
d
2
= d
1
i(1-) = 250.2.(1 - 0,01)= 495 mm
trong ú : i - t s truyn
= 0,01 ữ 0,02 - h s trt
Chn ng kớnh d
2
theo tiờu chun, d
2
= 500 mm theo bng (5.15) Sỏch TK
CTM trang 93

T s truyn thc t :

( )
( )
02,2
01,01250
500
1
1
2
=

=

=

d
d
u
Tt

sai lệch giữa tỉ số truyền mới và tỉ số truyền cũ là rất nhỏ có thể giữ
nguyên các thông số đã chọn.
Số vòng quay thực tế của bánh đai lớn là:
===
02,2
730
1
2

m
tt
u
n
n
361,38 (V/P)
c; Khong cỏch trc A v chiu di ai L
-
Chiu di ti thiu ca ai.
min
L
=
mmm
U
V
mó
5,23873875,2
4
55,9
===
Vi U
max
= 3
5ữ
Chn U
max
= 4.

Tra bng ta ly L
min

= 2500 mm

Trang 6

Số vòng chạy của đai trong 1 giây:

776,4
66,3998
1000.101,19
===
L
v
i
(1/s) < i
max
= 3 ÷ 5
-
Khoảng cách trục A

=A
[ ]
8
)(8)(.2)(.2
2
12
2
1212
ddddLddL −−+−++−
ππ
[ ]

mmA 2,649
8
)250500(8)250500.(14,32500.2)250500.(14,32500.2
2
2
=
−−+−++−
=
Để góc ôm đai đủ lớn thì khoảng cách trục A phải thỏa mãn điều kiện:

mmddA 1500)500250(2)(2
21
=+=+≥
Vậy ta cần chọn lại A = 1500 mm, như vậy tuổi thọ đai sẻ tăng lên vì u giảm
Vậy đai thỏa mãn điều kiện về tuổi thọ
Xác định lại khoảng cách trục :

4
.8
22
∆−+
=
λλ
A
(*)
Trong đó:
( ) ( )
5,1322500250.
2
14,3

2500.
2
21
=+−=+−= ddL
π
λ
2
250500
2
12
−
=
−
=∆
dd
=125
thay c¸c gi¸ trÞ nµy vµo c«ng thøc (*), ta ®îc:
( ) ( )
≈
−+
=
4
125.85,13225,1322
22
A
649,2(mm)
-
Tinh lại Chiều dài đai theo CT
mm
A

dd
ddAL 9,4187
1500.4
)250500(
)250500(
2
14,3
1500.2
4
)(
)(
2
2
2
2
12
21
=
−
+++=
−
+++=
π
Tùy theo cách nối đai, thêm vào chiều dài tìm được trên đây một khoảng
100
mm400
÷
d; Góc ôm đai

Trang 7

Gúc ụm

1
trờn bỏnh ai nh c tớnh theo cụng thc :

( )
( )


=

=
1500
57.250500
180
57.
180
12
1




A
dd

170

1

thoả mãn điều kiện
1
> 120
e; Xác định số đai .
Số đai z đợc tính theo công thức:
[ ]
uvtp
CCCC
P
Z

0
1


=
(**)
trong đó:
P - là công suất trên trục bánh đai chủ động, P
ct
= 7,83 (KW)
C

- là hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm
1
, tra bảng 5-18 trang 95 sách
TK CTM C

= 0,98 với
1

= 170.
C
t
- là hệ số kể đến ảnh hởng của ch ti trng, tra bng 5-6 trang 89
sỏch TK CTM C
t
= 0,9.
C
v
- là hệ số kể đến ảnh hởng của vn tc cho các dây đai, tra bảng 5-19
trang 95 sỏch TK CTM -> C
v
= 1

[ ]
0
p

- ng sut cú ớch cho phộp, tra bng 5-17 trang 95 Sỏch TK CTM

[ ]
0
p

= 1,84
Thay vo (**) ta cú:

[ ]
uvtp
CCCC

P
Z

0
1


=
=
=
.1.9,0.98,0.84,1
83,7
4,55
Ly Z = 5
f; Xỏc nh chiu rng v ng kớnh ai
-
Chiu rng ai
mmStzb 13817.226).15(.2).1( =+=+=

Trong ú: S = 17 , t = 26 (Tra bng 10-3 Trang 257 Sỏch TK CTM)
-
ng Kớnh ngoi ca bỏnh ai
Bỏnh dn:

Trang 8

D
a1
= d
1

+ 2.h
o
= 250 + 2.6 = 262 (mm)
Bỏnh b dn:
D
a2
= d
2
+ 2.h
o
= 500 + 2.6 = 512 (mm)
g; Tớnh Lc cng ban u S
o
v Lc tỏc dng lờn Truc R

NbFS
o
6,993138.6.2,1
00
====

Trong ú:
Chn

theo t l
25,6
40
1
250

. Tra bng 5-3 Trang 87 Sỏch TK CTM
Ta Chn
6
=

NSinSR 4,2969
2
170
sin.6,993.3
2
3
1
0
===

Bảng các thông số của bộ truyền đai thang.
Thông số Trị số
Đờng kính tang nhỏ: d
1
(mm) 250
Đờng kính tang lớn: d
2
(mm) 500
Khoảng cách trục: A (mm) 1500
Chiều dài đai: L (mm) 2500
Góc ôm đai:
170
0

Số đai: z 5
Chiều rộng đai: B (mm) 138
Lực căng ban đầu: F
o
(N) 993,6
Lực tác dụng lên trục: Fr (N) 2969,4

Trang 9

Phần 3 : Thiết Kế các bộ truyền bờn trong hp gim tc
Theo đầu đề thiết kế thì hộp giảm tốc là loại trục vít - bánh răng. Loại hộp giảm
tốc này đợc sử dụng khi tỷ số truyền u = 50 130 đặc biệt có thể lên đến u = 480
So với hộp giảm tốc bánh răng - trục vít, hộp giảm tốc trục vít bánh răng có u
điểm :
- Hiệu suất cao hơn.
- Kích thớc bánh vít nhỏ hơn ( bộ truyền trục vít đặt ở cấp nhanh nên mômen
xoắn nhỏ hơn ) do đó tiết kiệm đợc kim loại màu quý hiếm để chế tạo bánh vít .
Thế nhng bộ truyền bánh răng - trục vít lại có u điểm :
- Khuôn khổ kích thớc hộp gọn hơn .
- Vận tốc trợt nhỏ hơn do đó có thể dùng động cơ quay nhanh hơn để dẫn động
hộp giảm tốc, đồng thời có thể dùng đồng thanh không thiếc rẻ hơn để chế tạo bánh
vít .
I, Thiết kế bộ truyền Trục vít - bánh vít (b truyn cp nhanh):
1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít - bánh vít.
Vì trong bộ truyền trục vít xuất hiện vận tốc trợc lớn và điều kiện hình thành
màng dầu bôi trơn ma sát ớt không đợc thuận lợi nên cần phối hợp vật liệu trục
vít và bánh vít sao cho cặp vật liệu này có hệ số ma sát thấp, bền mòn và giảm
bớt nguy hiểm về dính . Mặt khác do tỷ số truyền U lớn, tần số chịu tải của trục
vít lớn nhiều so với bánh vít, do đó vật liệu trục vít phải có cơ tính cao hơn so với
vật liệu bánh vít.

Vì lực kéo lớn nhất trên băng tải cho F=8000N nên tải trọng chỉ là tải trọng
trung bình vì vậy ta chọn vật liệu trục vít là thép 45 đợc tôi bề mặt hoặc tôi thể
tích đạt độ rắn HRC= 45
Để chọn vật liệu bánh vít ta dựa vào vận tốc trợt , vận tốc trợt đợc chọn theo
công thức gần đúng sau:
3
2
1
3
10.8,8
II
nupVt

=
.
Trong đó: V
t
- Vận tốc trợt.
n
I
- Số vòng quay của trục vít.
P
I
- Công suất của trục vít.
U
1
- Tỷ số truyền của trục vít.
V
t
= 8,8.10

-3
.
3
2
730.10.7,6
= 2,89 [m/s].
Với V
t
= 2, 89 m/s < 5 m/s ta chọn vật liệu bánh vít là đồng thanh không thiếc.

Trang 10

Vt liu lm truc vớt l thộp 45 tụi b mt, t d rn HRC = 45
2. xác định ứng suất tiếp xúc mỏi cho phép .
Vì bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc có cơ tính thấp hơn nhiều so
với trục vít làm bằng thép 45 nên khi thiết kế chỉ cần xác định ứng xuất tiếp xúc
cho phép và ứng xuất uốn cho phép đối với vật liệu bánh vít, với bánh vít làm
bằng đồng thanh nhôn sắt dạng hỏng về dính là nguy hiểm hơn cả, do đó ứng
suất tiếp xúc cho phép xác định từ điều kiện chống dính , nó phụ thuộc vào trị
số vận tốc trợt mà không phụ thuộc vào số chu kỳ chịu tải tức là ứng suất tiếp
xúc cho phép trong thờng hợp này xác định từ độ bền tĩnh chứ không phải từ độ
bền mỏi.
Với V
t
= 2,89 m/s tra bảng 4-4 sỏch TK _CTM , ta chọn đợc vt liu lm
bỏnh vớt l ng thanh nhụm st. ký hiu: BpA}K 9 - 4
[
tx
] = 250 N/mm
2

[
bk
] = 400 N/mm
2
[
ch
] = 170 N/mm
2

115][ =
ou


3. S chu k lm vic ca bỏnh vớt
N = 60.n
2
.T
2
= 60.73.645,1.10
3
= 2,86.10
9

Do ti trng thay i khụng ỏng k nờn cú th xem nh khụng i, nờn ta
cú: N
t
= N = 2,86.10
9
H s chu k ng sut:
Adct 4-5 Sỏch TK-CTM ta cú:

K

N
=
49,0
10.86,2
1010
8
8
9
77
=
t
N
Adct 4-8, ta cú: K

N
=
8
9
6
37,0
10.86,2
10
=
T bng 4 4 , tra c cỏc tr s ng sut tip xỳc cho phộp v ng sut
un cho phộp ri nhõn vi tr s K
N

v K

N

ta cú:
2
2
/55,4237,0.115][
/5,11249,0.250][
mmN
mmN
ou
tx
==
==



Trang 11

4. Tỷ số truyền U và chon mối ren trục vít, số răng
10
73
730
==U
Ta chọn số mối ren trục Vít Z
1
= 3
⇒
Số răng bánh Vít là:
Z
2

= U.Z
1
= 10.3 = 30 Răng
Tính lại Tỷ số truyền:
10
3
30
1
2
===
Z
Z
U
Số vòng quay thực tế trong 1 phút của bánh Vít:
73
10
730
2
==n
V/p
Sai số về số vòng quay của bánh vít rất nhỏ so với yêu cầu
5. chọn sơ bộ trị số hiệu suất
η
và hệ số tải trọng K
Với Z
1
= 3, Chọn sơ bộ hiệu suất trục vít
82,0=
η
Công suất trên bánh vít:

5,57,6.82,0.
12
=== PP
η
Kw
Ta chọn sơ bộ hệ số tải trọng là K = 1,1
6. Định m Và q
Tính theo CT 4-9 ta có:
3
2
3
6
2
2
2
2
6
3
73
5,5.1,1
.
20.250
10.45,1
.
.
.][
10.45,1









=








≥
n
PK
Z
qm
tx
δ
=19,11
Chọn
3
qm
= 18
Tra bảng 4-6 Trang 73 Sách TK CTM ta có:
m = 9, q = 8
7. Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hệ số và hệ số tải trọng
Vận tốc trượt, Adct 4 – 11 Sách TK CTM ta có:

smqZ
nm
V
t
/93,283.
19100
730.9
.
19100
.
2222
1
1
=+=+=
Phù hợp với dự đoán khi chọn bánh vít có Vận tốc trượt V
t
= 2 5

Trang 12

Để tính hiệu suất ta tra bảng 4 – 8 trang 74 sách TK CTM dựa vào V
t
ta
chọn được f = 0,028 và
'
361
o
=
ρ
Với Z

1
= 3 và q = 8 tra bảng 4-7 trang 74 ta chọn được góc Vít
'''
223320
o
=
λ
Hiệu suất tính theo công thức:
92,0
)2913320(
3320
).98,096,0(
)(
)98,096,0(
';
'
.
.
'
.
.
≈
+
=
+
=
oo
o
tg
tg

tg
tg
ρλ
λ
η
Vận tốc vòng của bánh vít:
sm
nd
V /03,1
60000
73.30.9.14,3
1000.60

22
2
===
π
Vì tải trọng không thay đổi và từ gt V
2
< 2 m/s. do đó ta có
K = K
tt
.K
tđ
= 1.1,1 = 1,1
Phù hợp với phần chọn sơ bộ. Vì V
t
< 2 m/s nên có thể chế tạo bộ truyền có cấp
chính xác = 9
8 .Kiểm nghiệm ứng suất uốn của răng bánh Vít

Số răng tương đương của bánh Vít:
08,38
3320cos
30
cos
'33
2
===
o
td
Z
Z
λ
Hệ số dạng răng ta tra bảng 3-18 chọn y = 0,47
][/12,15
73.8.47,0.30.9
5,5.1,1.10.15

10.15
2
3
6
22
3
2
6
uu
mmN
nqyZm
PK

δδ
<===
9. Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền. (theo bảng 4 – 3
trang 69 sách TK CTM)
a. Đối với trục Vít.
- Modun : m = 9
- Số ren của trục vít: Z
1
= 3. Số răng bánh vít Z
2
= 30
- Hệ số đường kính: q = 8
- Góc ăn khớp:
o
20=
α
- Góc vít:
λ
= 20
o
33
’
22
’’

Trang 13

- Khoảng cách trục: A = 0,5.m(q+Z
2
+2.

ξ
) = 0,5.9.(8 + 30 + 2.0) = 171 mm
Vì không yêu cầu lấy khoảng cách trục A theo tiêu chuẩn không dịch
chỉnh nên chọn
ξ
= 0
-
Đường kính vòng chia: D
c1
= d
1
= m.q = 9.8 = 72 mm
-
Đường kính vòng đỉnh: D
e1
= d
c1
+ 2.f
0
.m = 72 + 2.1.9 = 90 mm
-
Đường kính vòng chân ren trục vít: chọn C = 0,2
D
i1
= d
c1
– 2.f
o
.m +2.c.m = 72 – 2.1.9 + 2.0,2.9 = 57,6 mm
Chọn D

i1
= 58 mm
-
Chiều dài phần có ren trên trục vít:
L = (11 + 0,06.Z
2
).m = (11+0,06.30).9 = 115,2 mm
Chọn L = 120 mm
Vì trục vít được mài cho nên tăng thêm chiều dài L
L = 120 + 38 = 158 mm
Để tránh mất cân bằng cho trục Vít, chọn L bằng 1 số nguyên lần bước
dọc vì:
5,5
9.14,3
158
.
===
m
L
x
π
Ta lấy x = 5 và định chính xác L =
mx
π
= 5.3,14.9 = 141,3 mm
Vậy ta lấy L = 140 mm.
b. Đối với bánh Vít
- Đường Kính vòng chia của bánh Vít:
D
c2

= d
2
= m.Z
2
= 9.30 =270 mm
-
Đường kính vòng đỉnh ( trong mặt cắt chính)
D
e2
=( Z
2
+ 2.f
o
+ 2.
ξ
).m = (30+2.1+2.0).9 = 288 mm
-
Đường kính ngoài cùng:
D
n

2e
D≤
+1,5.m = 288.1,5.9 = 301,5 mm
-
Chiều rộng bánh Vít:
B
≤
0,75.D
e1

= 0,75.90 = 67,5 mm
10. Lực tác dụng

Trang 14

- Lc vũng P
1
trờn trc vớt bng lc dc P
a2
trờn bỏnh vớt:
P
1
= P
a2
=
)(1817
730.72
5.10.55,9.2
.
2
6
11
2
N
nd
PM
==
-
Lc vũng P
2

trờn bỏnh Vớt bng lc dc P
a1
trờn trc vớt:
P
2
= P
a1
=
)(9739
73.180
7,610.55,9.2
.6
N=
-
Lc Hng tõm P
r1
bng lc hng tõm P
r2
trờn bỏnh vớt:
P
r1
= P
r2
= P
2.
tg

= 9739.tg 20
o
= 3544,7 N.

Các thông số của bộ truyền trục vít - bánh vít
Thông số Ký hiệu Công thức tính Trị số
Khoảng cách trục A A = 0,5m(q+z
2
+2

) 171
Hệ số dịch chỉnh x X = L/
m

5
Môdun m 9
Đờng kính vòng chia D
c
D
c1
= qm 72
D
c2
= mz
2
270
Đờng kính vòng đỉnh D
e
D
e1
= d
c1
+2f
o

m 90
D
e2
= m(z
2
+2+2

x)
288
Đờng kính vòng đáy chõn ren
D
i
D
i1
= D
c1
-2f
o
+2cm 58
Chiu di L
140
Đờng kính ngoài của bánh vít D
n
D
n
d
e2
+1,5m Khi z
1
= 2

301,5
Chiều rộng bánh vít b
2
b
2
0,67d
e1
Khi z
1
= 2
67,5
II, Thit k b truyn bỏnh rng tr rng thng ( b truyn cp chm)
1. Chọn vật liệu.
Để thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu ta chọn vật liệu hai bánh là nh nhau,vì ở
đây tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu nh sau.( Tra bng 3.8 trang 40 sỏch
TK CTM)
a. Chọn vật liệu bánh nhỏ:
Chọn thép 45 Thng húa HB
1
= 190
Có
b1
= 580 N/mm
2

Trang 15


ch1
= 290 N/mm

2
b. Chọn vật liêu bánh lớn .
Để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh lớn có
độ rắn mặt răng thấp hơn bánh nhỏ từ 10 đến 15 HB.
Chọn thép 35 thng húa HB
2
= 160
Có
b2
= 480 N/mm
2

ch2
= 240 N/mm
2
2. nh ng sut
S chu k lm vic ca bỏnh ln.
N
4
= 60.n
3
.u.T = 60.57,48.1.8.360.2 =19,8.10
6
S chu k lm vic ca bỏnh nh.
N
3
= N
4.
.u = 19,8.10
6

.10 = 198.10
6
> N
o
= 10
7
Vỡ N
3
v N
4
u ln hn s chu k c s ca ng cong mi tip xỳc v ng
cong mi un nờn i vi bỏnh nh v bỏnh ln u ly
K

N
= K
N

= 1
ng sut cho phộp tra bng 3-9 ta chn.
Bỏnh Nh.
[ ]
2
/494190.6,2 mmN
tx
==

Bỏnh Ln.
[ ]
2

2
/416160.6,2 mmN
tx
==

Ly h s an ton n = 1,5
8,1=

K
Gii hn mi cho ca thộp 45
2
1
/4,249580.43,0.43,0 mmN
b
===


Gii hn mi ca thộp 35 l:
2
21
/4,206480.43,0.43,0 mmN
b
===


-
ng sut un cho phộp ca bỏnh nh:
[ ]
2
1

3
/5,138
8,1.5,1
4,249.5,1
.
.5,1
mmN
Kn
u
===




-
ng sut un cho phộp ca bỏnh ln:
[ ]
2
1
4
/115
8,1.5,1
4,206.5,1
.
.5,1
mmN
Kn
u
===

3. Chn s b h s ti trng: K = 1,3
4. Chn s b chiu rng bỏnh rng
Vỡ chu ti trng trung bỡnh nờn ta chn
3,0=
A


Trang 16

5. Tính khoảng cách trục:
[ ]
mm
n
PK
u
uA
A
II
tx
2,159
48,57.3,0
5.3,1
.
27,1.416
10.05,1
).127,1(
.

.
.
.
10.05,1
).1(
2
6
3
2
2
6
2
=








+=









+≥
ψδ
Ta lấy A = 160 (mm)
6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng
Vận tốc vòng :
sm
nd
V /54,0
60000
73.96,140.14,3
60000

23
===
π
Mà d
3
=
96,140
127,1
160.2
1
.2
2
=
+
=
+u
A
Với V = 0,54 < 2 m/s tra bảng 6-13 ta chọn cấp chính xác = 9

7. Định chính xác hệ số tải trọng K
Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng nhỏ hơn 350 HB nên
K
tt
= 1
K
đ
= 1,1
⇒
K = K
tt
. K
đ
= 1.1,1 = 1,1
Vì K khác nhiều nên ta chọn lại khoảng cách trục A
mmA 33,151
3,1
1,1
160
3
==
Ta chọn A = 150 mm
8. Xác định môdun, số răng và chiều rộng bánh răng
3150).02,001,0().02,001,0( =÷=÷= Am
Vậy lấy m = 3
Số răng bánh nhỏ: Z
3
=
44
)127,1(3

150.21
)1(
.2
2
=
+
=
+um
A
Răng
Số răng bánh lớn Z
4
= u
2
.Z
3
= 1,27.44 = 55,88
Chọn Z
4
= 56 Răng
Chiều rộng bánh răng: b =
A
ψ
.A = 0,3.150 = 45 mm
9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.
Hệ số dạng răng của bánh nhỏ y
3
= 0,46; hệ số dạng răng của bánh lớn
y
4

= 0,517
-
Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
===
73.45.3.46,0
54,1.1,1.10.1,19

54,1 10.1,19
2
6
3
2
3
6
3
II
u
nZbmy
K
δ
54,07 N/mm
2
<
[ ]
3u
δ
-
Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn

Trang 17

517,0
46,0
.07,54.
4
3
34
==
y
y
uu

= 48,1 N/mm
2
<
[ ]
4u

10. Cỏc thụng s hỡnh hc ch yu ca b truyn.(Da vo bng 3-2 sỏch TK CTM
trang 36)
-
mụ un: m = 3 mm
-
S Rng: Z
3
= 44 Rng; Z
4
= 56 Rng
-
Gúc n khp:

= 20
o
-
ng kớnh vũng chia ( Vũng ln ): d
3
= Z
3
.m = 44.3 = 132 mm
d
4
= Z
4
.m = 56.3 = 168 mm
-
Khong cỏch trc A =
2
168132
2
43
+
=
+ dd
= 150 mm
-
Chiu rng bỏnh rng: b = 45 mm
-
ng kớnh vũng nh rng: d
e3
= d

3
+ 2.m = 132 + 2.3 = 138 mm
D
e4
= d
4
+ 2.m = 168 + 2.3 = 174 mm
-
ng kớnh vũng chõn rng: d
i3
=
D
i4 =
11. Tớnh lc tỏc dng lờn trc
-
Lc Vũng:
NP 7,9910
73.132
5.10.55,9.2
.6
==
-
Lc hng tõm: P
r
= 9910,7.tg20
o
= 3607,2 N
Bảng thống kê kích thớc bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh và các thông số của
bộ truyền :
Thông số Ký hiệu Trị số

Khoảng cách trục A 150 mm .
Môđun m 3
Hệ số dng rmg
y y
3
= 0,46
y
4
= 0,517
Chiều rộng vành răng b 45 mm .
Tỷ số truyền u
2
1,27
Góc nghiêng của răng

0
Số răng Z Z
3
= 44
Z
4
= 56
Đờng kính vũng chia
d D
3
= 132 mm

Trang 18

D

4
= 168 mm .
Đờng kính đỉnh răng D
e
D
e3
= 138 mm
D
e4
= 174 mm
Góc ăn khớp

20
0
Đờng kính đáy răng D
i
D
i3
= mm
D
i4
= mm
Lc vũng
P 9910,7 N
Lc hng tõm P
r
3607,2 N
Phần 4 : Thiết kế trục .
Trục dùng để đỡ các chi tiết quay, bao gồm trục tâm và trục truyền. Trục tâm có
thể quay cùng với các chi tiết lắp trên nó hoặc không quay, chỉ chịu đợc lực ngang

và mômen uốn .
Trục truyền luôn quay, có thể tiếp nhận đồng thời cả mômen uốn và mômen xoắn
. Các hộp trong hộp giảm tốc hộp tốc độ là những trục truyền .
Chi tiêu quan trọng nhất đối với phần lớn các trục truyền là độ bền, ngoài ra là
độ cứng và đối với các trục quay nhanh là độ ổn định dao động .
I, Chọn vật liệu :
Vì ta cần thiết kế trục trong hộp giảm tốc , chịu tải trọng trung bình ta dùng thép
45 đợc nhiệt luyện bằng tôi cải thiện để chế tạo trục .
Cơ tính của thép 45
[ ]
2
/3020 mmN
tx
ữ=

v c = 110 130 N/mm. Ta chn
[ ]
2
/30 mmN
tx
=

v c = 130 N/mm
II, Tính thiết kế trục :
Tính toán thiết kế trục nhằm xác định đờng kính và chiều dài các đoạn trục đáp
ứng các yêu cầu về độ bền, kết cấu, lắp ghép và công nghệ. Muốn vậy cần biết trị
số, phơng, chiều và điểm đặt của tải trọng tác dụng lên trục, khoảng cách giữa các
gối đỡ và từ gối đỡ đến các chi tiết lắp trên trục.
1, Tải trọng tác dụng lên trục :
Tải trọng chủ yếu tác dụng lên trục là mômen xoắn và các lực tác dụng khi ăn

khớp trong bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít - bánh vít, lực căng đai, lực căng
xích, lực lệch tâm do sự không đồng trục khi lắp hai nửa khớp nối. Trọng lợng của

Trang 19

bản thân trục và trọng lợng các chi tiết lắp trên trục chỉ đợc tính ở cơ cấu tải nặng,
còn lực ma sát trong các ổ đợc bỏ qua


Sơ đồ động biểu diễn tải trọng tác dụng lên trục trong hộp giảm tốc :

Trang 20

2, Tính sơ bộ trục :
Đờng kính trục đợc xác định chỉ dựa vào mômen xoắn theo công thức :
d
3
.
n
P
C
( 5-4 ) .
Trong đó :
P - Cụng sut truyn( ta lấy ở phần trên ) .
C - h s tớnh toỏn
Trục I : d
I
= 130
3
730

7,6
= 27,2 ( mm ) .
Lấy d
I
= 30 mm .
Trục II : d
II
= 130.
3
73
5
= 53,2 ( mm ) .
Lấy d
II
= 55 mm .
Trục III : d
III
= 130.
3
48,57
8,4
= 56,8 ( mm ) .
Lấy d
III
=60 mm .
Chiều dài trục cũng nh khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ
thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết máy quay, chiều rộng ổ, khe
hở cần thiết và các yếu tố khác .
Từ đờng kính trục sơ bộ ta có thể xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn b
0

: Da
vo bng 14P Sỏch TK CTM trang 339, ta cú:
Trục I có d
I
= 30 ; b
01
= 19 mm .
Trục II có d
II
= 55 mm ; b
02
= 29 mm .
Trục III có d
III
= 60 mm ; b
03
= 31 mm .
chun b cho cỏc bc tớnh gn ỳng trong 3 tr s d
I
, d
II
, d
III
trờn ta cú th
ly tr s d
II
= 55 mm v chn bi c trung bỡnh B = 29 mm.
3, Tớnh gn ỳng trc:
- tớnh cỏc kớch thc chiu di ca trc ta phi da vo bng 7-1 Sỏch TK
CTM ta chn:

- khong cỏch t mt cnh chi tit quay n thnh trong ca hp a = 10 mm
- Chiu rng bỏnh rng tr rng thng b =45 mm, Chiu rng bỏnh vớt B = 67,5
mm
- Khong cỏnh gia cỏc chi tit quay c = 10 mm
- Khe h gia bỏnh rng v thnh trong ca hp
6,98.2,1 =
chn
mm10=
- Khong cỏch t cnh n thnh trong ca hp l
2
= 12 mm
- Chiu cao ca np v u bu long l
3
=15 mm

Trang 21

- Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp l
4
= 10 mm
- Khoảng cách giửa gối đỡ trục và điểm đặt lực của bánh đai:
L
1
=
2
crbđ
+l
3
+l
4

+
mm
b
77
2
29
1015
2
85
2
=+++=
- Khoảng cách giữa 2 gối đỡ bánh trụ răng thẳng bằng khoảng cách giữa 2 gối
đỡ bánh vít:
L
01
= B+2l
2
+2a+b+c+B
v
=
mm146451010.212.229 =++++
- Khoảng cách giữa 2 gối đỡ trục vít
L
o2
=
mmLl
B
tv
2131401012
2

29
2
2
2
2
=+






++=+






∆++
4, Thiết kế trục
• Trục I: Hệ lực tác dụng lên trục:
- Lực tác dụng lên đai: R
đ
= 2260 N
- Lực hướng tâm : P
r1
= 3544,7 N
- Lực Vòng: P
1

= 1817 N
- Lực dọc trục: P
a1
= 9739 N
- Xác định khoảng cách của h
1
, h
2
, h
3
Khoảng cách h
1
:

mm
B
ll
B
h
bđ
82
2
29
1510
2
85
22
0
341
=+++=+++=

Khoảng cách h
2
:

mm
L
al
B
h
tv
5,106
2
140
1012
2
29
22
22
=+++=+++=
Khoảng cách h
3
:

mmhLh
o
5,1065,106213
223
=−=−=
- Xác định các phản lực ở gối đở A và B
- Tại gối đở A:

Moment theo phương Y:
( )
32111
0 hhYhPhRM
AđAY
++−−⇔=∑
N
hh
hRhP
Y
đ
B
5,1778
5,1065,106
82.22605,106.1817

32
121
=
+
+
=
+
+
=⇒
Moment theo phương X:
⇔=∑ 0
AX
M
-P

r1
.h
2
+X
B
( )
32
hh +

Trang 22

N
hh
hP
X
r
B
3,1772
5,1065,106
5,106.7,3544
.
32
21
=
+
=
+
=⇒
- Tại gối đở B:
Moment theo phương Y:

( ) ( )
∑
+++++−⇔=
3231321
.0 hhYhPhhhRM
AđBY
N
hh
hPhhhR
Y
đ
A
5,2221
5,1065,106
5,106.1817)5,1065,10682(2260
)(
32
3.1321
=
+
−++
=
+
−++
=⇒
Moment theo phương X:
∑
+−⇔= )(.0
3231
hhXhPM

ArBX
N
hh
hP
X
r
A
3,1772
5,1065,106
5,106.7,3544
.
32
31
=
+
=
+
=⇒
Moment Xoắn M
z
:
)/(7,96415
730
7,6.1,1.10.55,9
10.55,9
6
1
1
6
mmN

n
NK
M
Z
===
-
Tính moment uốn tại những tiết diện có mặt cắt nguy hiểm:
Tại tiết diện 2 - 2:
22
22 uxuyu
MMM +=
−
Trong đó: M
uy
= Y
B
.h
3
= 1778,5.106,5 = 189410,2 N.mm
M
ux
= X
A
.h
2
= 1772,3.106,5 = 188750 N.mm
2674001887502,189410
22
22
=+=⇒

−u
M
N.mm
Đường kính trục khi ở tiết diện 2-2:
).(5,2801337,96415.75,01887502,189410.75,0
222222
mmNMMMM
zuxuytđ
=++=++=
Với
[ ]
2
/50 mmN=
δ

[ ]
mm
M
d
tđ
7,37
50.1,0
2,267400
.1,0
33
22
==≥⇒
−
δ
Chọn d

2-2
= 40 mm
Tại tiết diện 1 - 1 :
M
u1-1
= R
đ
.h
1
= 2260.82 = 185320 N.mm
M
tđ
=
mmNMM
Zu
.5,854847,96415.75,0185320.75,0
2222
11
=+=+
−
Đường kính trục khi ở tiết diện 1 - 1 :
[ ]
`7,25
50.1,0
5,85484
.1.0
33
11
mm
M

d
tđ
==≥
−
δ

Trang 23

Chọn d
1-1
= 30 mm
Vậy đường kính ổ trục lấy d = 30 mm, đồng thời đường kính đầu trục ra
d = 30mm. Trục vít sẽ liền với trục.
Biễu đồ moment trục I:

Trang 24

Pr1
P1
Pa1
BiÓu ®å m« men trªn trôc I
185320
Mx
My
188750
189410,2
58312
B
A
96415,7

Mz
Y
A
X
A
Rd
Y
B
X
B
• Trục II: Hệ lực tác dụng lên trục:

Trang 25