ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
NHẬN XÉT CỦA
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………


……………………………………………………………………………………
2
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
MỤC LỤC
PHẦN I : TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 6
PHẦN II : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 7
1. Chọn động cơ 7
2. Phân phối tỉ số truyền 8
PHẦN III : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG
1. Chọn dạng đai 10
2. Tính đường kính bánh đai nhỏ 10
3. Tính đường kính bánh đai lớn 10
4. Xác định khoảng cách trục a và chiều dài đai l 11
5. Tính góc ôm đai nhỏ 12
6. Tính số đai z 12
7. Kích thước chủ yếu của bánh đai 13
8. Lực tác dụng lên trục F
r
và lực căng ban đầu F
o
13
9. Xác định các thông số của bộ truyền đai bằng Inventor………………………14
PHẦN IV : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 19
1. Tính toán cấp chậm 19
2. tính toán cấp nhanh 34
PHẦN V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN 44
1. Thiết kế trục 44
2. tính then 86
PHẦN VI : CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI TRỤC 105
1. Chọn ổ lăn 105

t
1
t
2
T
2
T
1
T
1
3
4
5
2
1. Động cơ điện
2. Bộ truyền đai thang
3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục
4. Nối trục đàn hồi
5. Xích tải
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên xích tải: F = 9000N
Vận tốc xích tải: v = 0.9 m/s
Số răng đĩa xích tải dẫn: z = 11
Bước xích tải: p = 110 mm
Thời gian phục vụ: L = 6 năm
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ
(1 năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T
1
= T; T

[ ]
1
Công suất tương đương:
P
tđ
2 2
1 2
1 2
1 2
.
T T
t t
T T
P
t t
   
+
 ÷  ÷
   
=
+
Với:
1 2
1 ; 0,9
T T
T T
= =
Thay số vào ta được:
P
tđ

- Hiệu suất của toàn bộ hệ thống
η
:
η = η
d
.η
br
2
.η
ol
6
.η
kn
= 0,84 = 84%.
Công suất cần thiết:
7
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
7,87
9,37
0,84
td
ct
P
P
η
= = =
(kW) 3.11
[ ]
1


= 65.45 = 2925 (vòng/phút) 2.18[2]
Chọn động cơ có số vòng quay đồng bộ n
đb
= 3000 (vòng/phút) (2p = 2 )
Động cơ loại K chế tạo trong nước, dễ tìm, giá thành không cao.
Dựa vào bảng p1.1[2]: các thông số kĩ thuật của động cơ loại K. Ta chọn được động cơ với các
thông số sau:

Kiểu động cơ
Công suất
Vận tốc
quay
η
%
k
dn
I
I
k
dn
T
T
cos
ϕ
Khối lượng
(Kg)
K160M2 11 2935 0,87 6,3 2,1 0,9 110
2. Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung:
2935

1
.u
2
( u
1
,u
2
là tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm)
8
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Với lược đồ dẫn động như đề cho và dựa vào (Bảng 3.1 trang 43-sách tính toán thiết kế hệ dẫn
động cơ khí), ta chọn:
=> U
nh
= 5,23;

U
ch
= 3,06
Công suất trên các trục:
3
7,87
7,949( W)
. 0.99.1
td
ol kn
P
P k
η η
= = =

= = =
1
2
1
734
140( / )
5,23
n
n v ph
u
= = =
2
3
2
140
46( / )
3,06
n
n v ph
u
= = =
Mômen xoắn trên các trục:
6 6
11
9,55.10 9,55.10 . 35792( )
2935
dc
dc
dc
P

3
7,949
9,55.10 . 9,55.10 1650282( )
46
P
T Nmm
n
= = =
Bảng thông số
Trục
Thông số
Động cơ I II III
Tỉ số truyền
4
5,23 3,06 1
Công suất (kW)
11
8,782 8,364 7,949
Số vòng quay (vg/ph)
2935 734 140 46
Mômen T (Nmm)
35792 114262 570544 1650282
Phần III: Tính toán, thiết kế bộ truyền đai thang.
1. Chọn dạng đai:
Các thông số của động cơ và tỷ số của bộ truyền đai:

2935 /
dc
n v ph=


Thang, Ƃ
14 17 10,5 4,0 138
2. tính đường kính bánh đai nhỏ
1 min
1,2 1,2.140 168d d mm= = =
trang 152[1]
Với d
min
= 140 mm cho trong bảng 4.3[1]
Theo tiêu chuẩn chọn
1
160d mm=
Vận tốc dài của đai:
1
1
.160.2935
24,59 / 25 /
60000 60000
πd n
π
v m s m s= = = <

Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép: v
max
= 25m/s
3. đường kính bánh đai lớn
Do sự trượt đàn hồi giữa đai và bánh đai nên
1
2
v v>

4
(1 0,015) 160(1 0,015)
ttd
d
u
d
= = =
- -
= u
d
Không có sai số của bộ truyền vậy các thông số bánh đai được thỏa mãn
4. Xác định khoảng cách trục
a
và chiều dài đai
l
4.1 Chiều dài đai L
Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a = d
2
= 630mm, theo công thức (4.4) chiều dài
đai

2
1 2 2 1
( )
2.
2 4
d d d d
L aπ
a
+ -

+
= −

( )
160 630
2700 1459,07
2
k mm
π
+
= − =
12
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

2 1
630 160
235
2 2
d d
mm
−
−
∆ = = =

( )
2 2
1459,07 1459,07 8.235
689
4
a mm

. . .
dc d
oα u z
p k
Z
p C C C C
=
Với:
dc
P
: công suất trên trục bánh dẫn trường hợp này cũng chính là công suất động cơ,
kW(
dc
P
=11kW)
K
đ :
Hệ số tải trọng động
Theo bảng 4.7 k
đ
= 1,25
[ ]
o
p
: công suất cho phép
Theo bảng 4.19 [p
o
] = 4kw
α
C

11.1,25
3,65
4.0,87.1.1,14.0,95
Z = =
Þ
chọn
4Z =
7. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
7.1 Chiều rộng bánh đai
Chiều rộng bánh đai:
( 1) 2B z t e= - +
4.17[2]
Với t và e tra bảng 4.21 ta có
t = 19mm e = 12,5mm
4,2
o
h =
mm
thay số vào ta được:
B = (4 – 1 ).19 + 2.12,5 = 82mm
7.2 Đường kính ngoài hai bánh đai:
1 1
2 160 2.4,2 168,4
n o
D d h mm= + = + =

2 2
2 630 2.4,2 638,4
n o
D d h mm= + = + =

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
2
1v m
F q v=

q
m
: khối lượng trên 1m chiều dài đai tra bảng 4.22 ta được
q
m
= 0,178 kg/m
⇒
F
v
= 0,178.24,59
2
= 107,63 kgm/s
2
0
780.11.1,25
107,63 233
24,59.0,87.4
F N= + =
Lực tác dụng lên trục: trục được tính như sau:
1
133,97
2. . .sin 2.4.233.sin 1716
2 2
r o
α

số của pully số 2 được cập nhật.
Sau khi tính toán sơ bộ xong ta kiểm bền bộ truyền đai. Chuyển Tab Calculation ta chọn Strength
Check. Máy tính thông báo bộ truyền đai đạt yêu cầu. Ta thu được các kết quả như sau:
17
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Bảng 2.1: các thông số bộ truyền đai thang
Project Info
18
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Belt Properties
Display name
Size
Number of belts
Wedge angle
Width
Height
Datum width
Datum length
External length
Internal length
Length correction factor
External line offset
Pitch line offset
Minimum recommended pulley datum diameter
Maximum flex frequency
Maximum belt speed
Specific mass
Base power rating
Grooved Pulley 1 Properties
Display name

Size
Type of pulley
Datum diameter
Pitch Diameter
Datum width
Groove angle
Height
Groove depth
Radius External
Radius Internal
X coordinate
Y coordinate
Center distance
Span length
Number of grooves
Distance from edge
Distance between grooves
Power ratio
Power
Torque
Speed
Theoretical transmission ratio
Transmission ratio
Arc of contact
20
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Force on input
Force on output
Resultant axle load
Static tensioning force

dc
dm
P kW=
),nên cần chọn vật liệu nhóm II.Bánh răng được tôi thể tích, tôi bề mặt, thấm cacbon,thấm
nitơ.Do độ rắn cao nên phải cắt răng trước khi nhiệt luyện, sau khi nhiệt luyện phải dùng các
nguyên công tu sửa đắt tiền như mài, mài nghiền v.v Răng chạy mòn rất kém nên phải nâng cao
độ chính xác chế tạo, nâng cao độ của trục và ổ.Chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau
Bánh nhỏ : Thép 40X thấm cacbon đạt độ rắn
2 2
1 1
50 59, 1000 / , 800 /
b ch
HRCσ N mm σ N mm= =
Bánh lớn:
Thép 40X thấm cacbon đạt độ rắn
2 2
2 2
50 59, 1000 / , 800 /
b ch
HRCσ N mm σ N mm= =
1.2 Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép:
1.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Sơ bộ chọn
[ ]
0
lim
.
H
H HL
H

σ
= 23.HRC = 23.55 = 1265 (MPa)
S
H
- Hệ số an toàn tra bảng 6.2
S
H
= 1,2
K
HL
– hệ số tuổi thọ phụ thuộc vào N
HE
, N
HO
, N
FO
, N
FE
22
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
N
HE
– số chu kì làm việc tương đương của đường mỏi tiếp xúc.
N
HE
=
3
'
60
i

51
lv
t
t
t t
= =
+
giờ
t
'
2
=
2
1 2
15
.6.300.2.8 8470
51
lv
t
t
t t
= =
+
giờ
Số chu kì làm việc tương đương bánh nhỏ
N
HE1
=
( )
3 3 7

N
FE1
=
( )
6 6 7
60.1.140 1 .20329 0,9 .8470 20,9.10+ =
chu kì
Số chu kì làm việc tương đương bánh lớn
N
FE2
=
( )
6 6 7
60.1.46 1 .20329 0,9 .8470 6,9.10+ =

chu kì
23
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
N
HO
- số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc.
N
HO
= 30HB
2,4
T220[1]
số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc của bánh nhỏ:
N
HO1
= 30.550

> N
FO1
N
HE2
< N
HO2
N
FE2
> N
FO2
Nên K
HL1
= K
FL1
= K
FL2
= 1, K
HL2
= 1,02
Với : K
FL
, K
HL
– Hệ số tuổi thọ
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ:
[ ]
1
1265
.1 1054
1, 2

. .
F
F FL FC
F
σ
σ K K
s
=
6.47[1]
24
ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
FC
K
: Hệ số xét đến ảnh hưởng khi quay hai chiều đến độ bền mỏi. Ở đây
quay một chiều nên
FC
K
= 1.
F
s
- Hệ số an toàn tra bảng 6.2 ta được:

F
s
= 1,55
0
limF
σ
- giới hạn mỏi uốn tra bảng 6.13 ta được:
lim1OF

F
F FL FC
F
σ
σ K K
s
= = =
N/mm
2
1.3 Các thông số bánh răng.
Do các bánh răng không đối xứng các ổ trục nên ta chọn
ba
ψ
= 0,25 theo 6.6
Với
ba
ψ
- hệ số chiều rộng vành răng.
( )
1
1
0,779
2
bd ba
u
ψ ψ
+
= =
Theo bảng 6.7 ta chọn hệ số phân bố không đều của tải trọng
K