Phần1: Tính toán động học
I- chọn động cơ
1* Chọn động cơ điện một chiều
a
〉
Xác định công suất đặt trên trục động cơ : P
đc
*Điều kiện để chọn công suất động cơ là: P
đc
>P
yc
Trong đó P
yc
=P
td
=
η
β
*Pct

với P
ct
là công suất trên trục công tác
*Do bộ truyền có 2 tải đối xứng và sử dụng bộ truyền xích nên ta có
P
ct
=
1000
**2 vF
Do lực kéo băng tải F=12000 N
vận tốc băng tải v=0.35 m/s

brt
hiệu suất bánh răng trụ

η
brc
hiệu suất bánh răng côn
bảng 1
Hiệu suất Số lượng Giá trị

ol
η
4 0.99

đ
η
1 0.96

kn
η
1 1

brt
η
1 0.97

brc
η
1 0.96
Vậy ta có:
η

P
Pi
*
1
2
1
<1
Do P tỉ lệ T nên ta có
β
=














∑
=
ck
i
n
i

+






ckckck
mm
t
t
T
T
t
t
T
T
t
t
T
Tmm
2
2
1
22
*
1
2
*
1

β
=4.2*
85.0
816.0
=4.032 kw
b
〉
Xác định tốc bộ đồng bộ của động cơ: n
đc
ta có n
sb
=n
ct
*u
sb
*Xác định n
ct
số vòng quay trên trục công tác
nct=
D
v
*
*60000
∏
Trong đó v: vận tốc của tải v=0.35 m/s
D: đường kính tang tải D=400 mm
n
ct
=
400*14.3

=16.7*57=952 v/ph
2*** ĐIỀU KIỆN ĐỂ CHỌN ĐỘNG CƠ LÀ
*P
đc
>P
yc
*n
đb
≈
n
sb
*T
k
/T
dn
>T
mm
/T
1
=1.45
Dựa vào bảng P1-3 trang 236 sách “ tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ
khí” tập 1 (TK1)
Ta chọn loại động cơ có n
đb
=960 v/ph và p
yc
=5.5 kw
bảng 2
Kí hiệu động cơ 4A132S6Y3
Công suất động cơ (kw) 5.5 kw

7.16
960
=57.5
ta có u
ch
=u
h
*u
ng
chọn trước tỷ số truyền của bộ truyền xích là u
ng
=3
suy ra tỷ số truyền u
h
=
3
5.57
=19.17
*xác định u
1
,u
2
với u
1
là tỷ số truyền của cặp bánh răng côn (cấp nhanh)
u
2
là tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ (cấp chậm)
ta chọn K
be

ψ
=
( )
3.0*3.01
2.1*25.2
−
=12.9
⇒

1.171.1*9.12*
33
==
kk
C
λ
từ đồ thị h3.21(TK1) ta tìm được



=
=
4
8.4
2
1
U
U
ta tính lại U
ng
=

1*99.0
2.4
=4.242 kw
Công suất trên trục II là :P
2
=
==
99.0*97.0
242.4
*
3
olbrt
P
ηη
4.418 k w
Công suất trên trục I là :P
1
=
==
96.0*97.0
418.4
*
2
brcol
P
ηη
4.648 kw
Công suất trên trục động cơ là
P’
đc

n
66.67 v/ph
Số vòng quay của trục III là :n
3
=
==
4
67.66
2
2
u
n
16.67 v/ph
Số vòng quay của trục công tác là:
nct=
1
67.16
3
=
Uk
n
=16.67 v/ph
*Tính mômen xoắn trên từng trục
Ta có:
Trên trục động cơ:
T
đc
=9.55*10
6
*

=9.55*10
6
*
86.633846
67.66
418.4
*10*55.9
6
2
2
==
n
P
N.mm
Trên trục III là: T
3
=9.55*10
6
*
964.2430179
67.16
242.4
*10*55.9
6
3
3
==
n
P
N.mm

đai
=3 U
1
=4,8 U
2
=4 U
k
=1
Công
suất
P kw
4.891 4.648 4.418 4.242 4.2
số vòng
n v/ph 960 320 66.67 16.67 16.67
Momen
xoắn
T

48655.2
6
138713.7
5
633846.8
6
2430179.96
4
2406118.7
8
N.mm
Phần II:

b1
=850 Mpa
σ
ch1
=580 Mpa
Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=192…240
Có
σ
b1
=750 Mpa
σ
ch1
=450 Mpa
II - Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2(tr94 TK1)
với thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB=180…350
ta có
702
0
lim
+= HB
H
σ
1.1=
H
δ
HB
F
8.1
0

σ





==
=+=
Mpa
Mpa
F
H
414230*8.1
53070230*2
2lim
0
2lim
σ
σ
0
limH
σ
&
0
limF
σ
lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho
phép ứng với số chu kì cơ sở
N
HO


i
ii
t
t
T
T
*
3
max
 N
HE2
=60c*
∑
i
t
u
n
*
1
1
*
∑
∑







1
)
Suy ra N
HE1
> N
HO1
do đó K
HL1
=1
chọn sơ bộ Z
R
Z
V
Z
xl
=1
S
H
=1.1 (bảng 6.2)
theo 6.1a ta có
[
σ
H1
]=
σ
o
Hlim1
*K
HL1
/

σ
H1
]; [
σ
H2
])= [
σ
H2
]=481.8 Mpa
Tính ứng suất uốn cho phép
Ta có N
FE
số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
N
FE
=60c*
∑
∑








i
i
mf
i

=> K
FL2
=1
 Do u
2
<u
1
=> N
FE2
< N
FE1
=> N
FE1
> N
FO
=>K
FL1
=1
 ứng uốn cho phép :
-
F
S
là hệ số an toàn khi tính về uốn. Theo bảng 6.2[1]/92:
F
S
=1,75
-
R
Y
là hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

với K
FC
hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải
do tải quay 1 chiều nên K
FC
=1
[
σ
F1
]=441*1*1/1.75=252 Mpa
[
σ
F1
]=414*1*1/1.75=236.5 Mpa
*ứng suất quá tải cho phép
[
σ
H
]
max
=2.8min (
σ
ch1
;
σ
ch2
)=2.8
σ
ch2
=2.8*450=1260 Mpa

 
= + −
 
e R H be be H
R K u T K K K u
Trong đó:
+
R
K
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Với
truyền động bánh răng côn răng thẳng có:
0,5
d
=
R
K K
=0,5.100=50(MPa
1/3
)
+
β
H
K
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng
+
be
K
là hệ số chiều rộng vành răng:

1

*
( )
3
2
8.481*8.4*25.0*25.01
44.1*75.138713
−
=241.5 mm
2/ Xác định các thông số ăn khớp:
-Số răng bánh nhỏ: d
e1
=2*R
e
/
2
1
1 u+
=
mm51.98
8.41
5.241*2
2
=
+
tra bảng 6.22[1]/112=>Z
1p
=17. Với HB<350, Z
1
=1,6Z
1p

m1
& m
tm
m
tm
=m
te
*(1-0.5K
be
)=3.5(1-0.5*0.25)=3.0625 mm
vậy Z
1
=d
m1
/m
tm
=86.2/3.0625=28.15
lấy Z
1
=28 răng
-Xác định số răng bánh 2 và góc côn chia
Z
2
= uZ
1
=4.8*28=134.4 răng chọn Z
2
=135 răng
1
δ

m1
=Z
1
*m
tm
=28*3.0625=85.75 mm
Chiều dài côn ngoài :
R
e
=0.5*m
te
*
2
2
2
1
ZZ
+
=0.5*3.5*
22
13528 +
=241.3 mm
Chiều rộng vành răng:
b
’
=R
e
*K
be
=241.3*0.25=60.325 mm

=274(Mpa
1/3
)
-
H
Z
là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
Do x
t
=x
1
+x
2
=0 va do
β
=0
Tra bảng 6.12[1]/104:
H
Z
=1,76
-
Z
ε
là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
α
ε
hệ số trùng khớp ngang
α
ε
=[1.88-3.2(1/28+1/135)]*cos

H
K
α
=1(bánh răng côn răng thẳng)
+
HV
K
=1+
1
/(2 )
m1
d
H H H
V b T K K
β α
Vận tốc vòng :
v=
1
1
320
3.14*85.75* 1.437
60000 60000
m
n
dΠ = =
m/s
-Theo bảng 6.13[1]/106, chọn cấp chính xác 9.
-Theo (6.64)
1
1

1
1
85.75
* * 1 6.4*60*
2 * * 2*138713.75*1*1.44
m
H
H H
d
b
T K K
α β
ν
= +
=1.0824
b=60 mm
=> K
H
=1.44*1*1.0824=1.559
Do đó ta có
2
2
4.8 1
274*1.76*0.8676* 2*138713.75*1.559
0.85*60*85.75 *4.8
H
σ
+
=
=454.124 Mpa

-Như vậy
[ ]
'
σ σ
<
H H
nhưng chênh lệch không nhiều
'
'
[ ] 457.406 454.124
0.714
[ ] 481.8
H H
H
σ σ
σ
− −
= =

o
/
o
<4%
Nên thỏa mãn
4/ Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo CT6.66[1]/114:
[ ]
1 1 1 1 1 1
2 /(0,85 )
ε β

F
K
α
=1(bánh răng thẳng)
-
1
1
1
2
F m
FV
F F
V bd
K
T K K
β α
= +
(CT6.68[1]/115) với
1
0
( 1)
m
F F
d u
V g v
u
δ
+
=
(6.68a)

β
là hệ số kể đến độ nghiêng của răng, với răng thẳng
Y
β
=1
-
1 2
,
F F
Y Y
là hệ số dạng răng
Với Z
v1
=Z
1
/cos
3
β
=28 răng
Z
v2
=Z
2
/cos
3
β
= 135 răng
Và x
1
=0,4, x

<
và
[ ]
2 2F F
σ σ
<
Như vậy độ bền uốn được đảm bảo.
5/ kiêm nghiệm về quá tải
Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : k
qt
=
1
mm
T
T
=1,45
để tránh biến dạng dư hoặc gẫy giòn lớp bề mặt
Theo CT6.48[1]/108:
[ ]
454.124* 1,45 546.84( ) 1260( )
ax ax
σ σ σ
= = = < =
Hm H qt Hm
k MPa MPa
Theo CT6.49[1]/108:
[ ]
1max 1 1
max
σ σ . 64.13*1,45 92.99( ) σ 464( )= = = < =

)=1153.005 (N)
Fr
2
=F
a1
= F
t1
*tan(
α
)*sin(
1
δ
)=239.196 (N)
Với
α
=20
7/ CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN BÁNH
RĂNG CẤP NHANH.
Thông số Kí
hiệu
Công thức Kết quả
Chiều dài côn ngoài
Chiều rộng vành răng
Chiều dài côn trung bình
Số răng bánh răng
Góc nghiêng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính chia ngoài
Góc côn chia
Chiều cao răng ngoài

te

2 2
1 2
Z Z+
b=K
be
R
e
R
m
=R
e
- 0,5b
d
e1
=m
te
Z
1
; d
e2
=m
te
Z
2
1 1 2
/ )arctg(Z Z
δ
=

h h m h= −
241.5(mm)
60(mm)
211.5(mm)
Z
1
=28;Z
2
=135
0
0
x
1,2
=0,4;-
0,4(mm)
98&472.5(mm)
12
o
1
’
20
’’
77
o
58
’
40
’’
5,5mm
3,5mm

64,35mm
270.62 mm
2,5mm
4,7
IV- Tính bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm răng
nghiêng
I - Chọn vật liệu
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=192…240
Có
σ
b3
=750 Mpa
σ
ch3
=450 Mpa
Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=192…240
Có
σ
b4
=750 Mpa
σ
ch4
=450 Mpa
II - Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2(tr94 TK1)
với thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB=180…350
ta có
702
0
lim

Mpa
Mpa
σ
σ

= + =


= =


0
lim4
lim4
2*230 70 530
1.8*230 414
H
F
Mpa
Mpa
σ
σ

= + =


= =


0

=60c*
∑
∑








i
ii
t
t
T
T
*
3
max
N
HE4
=60*1*66.67/4*11000*(1
3
*3.2/8+0.68
3
*4.6/8)
=6.4*10
6
<N

>N
HO1

⇒
K
HL3
=1
chọn sơ bộ Z
R
Z
V
Z
xl
=1
S
H
=1.1 (bảng 6.2)
theo 6.1a ta có
[
σ
H3
]=
σ
o
Hlim3
*K
HL3
/
δ
H







i
i
mf
i
t
t
T
T
*
max
Trong đó m
f
=6 là bậc của đường cong mỏi ( do HB<350Mpa )
N
FE4
=60*1*66.67/4*11000(1
6
3.2/8+0.68
6
4.6/8)
=5.02*10
6
Do N
FO

 ứng uốn cho phép :
-
F
S
là hệ số an toàn khi tính về uốn. Theo bảng 6.2[1]/92:
F
S
=1,75
-
R
Y
là hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
-
S
Y
là hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
-
XF
K
là hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền
uốn

chọn sơ bộ Y
R
.Y
S
.K
xF
=1
[

]
max
=2.8min (
σ
ch3
;
σ
ch4
)=2.8
σ
ch3
=2.8*450=1260 Mpa
[
σ
F1
]
max
=0.8
σ
ch1
=0.8*450=360 Mpa
[
σ
F1
]
max
=0.8
σ
ch2
=0.8*450=360 Mpa

do răng thẳng
+ T
2
là mô men xoắn trên bánh chủ động, T
2
= 633846.86 Nmm
+ Theo bảng 6.6 [TK1]/95 chọn
0,4
Ψ =
ba
(bộ truyền không đối
xứng)
+Theo bảng 6.16[TK1]/95:
2
0,53 ( 1) 0,53*0,4*(4 1) 1.06Ψ = Ψ + = + =
bd ba
u
+Theo bảng 6.7[TK1]/96: theo sơ đồ 5

β
H
K
=1,05 tra theo truy hồi
Thay số ta có:
3
2
633846.86*1.05
49.5*(4 1)* 289.7( )
509.1 .4.0,4
w

1
=4*39 = 156. Lấy Z
2
= 156 răng
Tỉ số truyền thực :
2 1
/ 156 / 39 4= = =
m
u Z Z
-Đường kính vòng chia:
1 1
/ 3.39 /1 117( )os
β
= = =d mZ c mm
2 2
/ 3*156 /1 468( )os
β
= = =d mZ c mm
-Chiều rộng vành răng :
0,4* 290 116( )
w w
= Ψ = =
ba
b a mm
-Đường kính đỉnh răng:
1 1
2 117 2*3 123( )= + = + =
a
d d m mm
2 2