Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:
- Công suất cần thiết được xác định theo công thức:
P
ct
=
η
t
P
Trong đó: P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).
P
t
là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
η là hiệu suất truyền động.
- Hiệu suất truyền động: η = η
ol
2
. η
br
. η
d
η
tg
η
k
…

V
d
=1,3 (m/s)

1
1
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy ⇒
P
lv
=
9,3
1000
3,1.3000
1000
.
==
VF
(kw)
⇒ P
ct
=
67,0
9,3
=
η
t
P

đ
=88,72.4.4 = 1 419,52
Trong đó: n
sb
là số vòng quay đồng bộ
n
lv
là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục tang
u
t
là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống
- Thay số n
sb
= 1419,52 (v/p) ; chọn n
db
= 1500(v / p)
- Chọn quy cách động cơ:
Động cơ được chọn phải thoả mãn ba điều kiện sau:
P
đc
>P
ct.
; n
đc
≈ n
sb
;
dn
kmm
T

đc
=7> P
ct
=5,82
2
2
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

n
đc
= 1440 ≈ n
sb
= 1419,52 [v/ph].
dn
k
T
T
= 1,5 >
=
T
T
mm
1
II. Xác định tỉ số truyền động U
t
của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền
cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn ,
số vòng quay trên các trục:
- Xác định tỷ số truyền u
t

n
theo tiêu chuẩn u
n
= 4
→
u
h
=
n
t
u
u
= 4,06
Đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp với u
h
= 4,06
- Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:
- Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :
+Trục I
Với P
ct
= 5,82 kw
P
1
= P
ct
.
( )
kw
o

o
05,597,0.97,0.36,5η.η.
1br2
1
===
3
3
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

n
( )
pv
u
n
/9,88
06,4
360
1
1
2
===
( )
NmmT
56
2
10 42,5
9,88
05,5
.10.55,9 ==⇒
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:

=σ
;
( )
Mpa580
1ch
=σ

Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng
nhỏ hơn từ 10→15HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192→240 lấy giá trị HB =230 ;

=
2b
σ
750Mpa ;
=
2ch
σ
450Mpa
II. Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :
70HB2
0
limH
+=σ
;
1,1S
H
=
;

1limF
===
σ
( )
Mpa53070230.270HB2
2
0
2limH
=+=+=
σ
( )
Mpa414230.8,1HB.8,1
2
0
2limF
===
σ
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo 6-5 N
4,2
HB0H
H30
=
thay số
N
64,2
1Ho
10.26,16245.30
==
; N

K
HL2
=1
Tương tự N
HE1
>N
HO1
⇒ K
HL1
=1
N
HE3
>N
HO3
⇒ K
HL3
=1
N
HE4
>N
HO4
⇒ K
HL4
=1
áp dụng công thức 6-1a tập 1 :
[ ]
H
HL
0
limHH

;
-Tính N
FE
=60.C.n.t
I
N
FE2
= >N
FO
⇒ K
FL2
= 1
Tương tự ta có : K
FL1
= K
FL3
= K
FL4
= 1
5
5
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

Theo 6-2a
[ ]
F
FL.FC
0
limFF
S

( )
[ ]
( )
Mpa360450.8,0.8,0
Mpa464580.8,0.8,0
Mpa1260450.8,2.8,2
Mpa1624580.8,2.8,2
4,2ch
4,2max
2F
3,1ch
3,1max
1F
4,2ch
4,2max
H
3,1ch
3,1max
H
===
===
===
===
σσ
σσ
σσ
σσ
III. Tính bộ truyền bánh răng
1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
a

1
= 1,42.10
5
Nmm
Theo bảng 6-6 chọn
3,0
ba
=
ψ
( ) ( )
80,0105.4.3,0.53,01.ψ.53,0ψ =+=+=→ u
babd
Theo bảng 6-7 sơ đồ 3
βH
K
⇒
=1,03
Thay vào trên
a
w
( ) ( )
mm4,199
3,0.05,4.8,481
03,1.10.42,1
.106.4.5.49
3
2
5
=+=


- Xác định số răng bánh
nhỏ : β = 0 Theo công thức 6-19 tập 1
Lấy tròn Z
1
=26 răng
Theo 6-20 Z
2
=u
2
.Z
1
= 4.06.26 = 105,56 làm tròn Z
2
= 106 răng
Tính lại khoảng cánh trục :
198
2
)10626(3
2
)(
211
1
=
+
=
+
=
zzm
a
ω

( )
2
11
11
ε

1 2
σ
wmw
mH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
Trong đó :
Z
M
là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 được Z
( )
3
1
M
Mpa274=
Z
H
hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc
Z
tw

.2,388,1ε
21
α
=












+−=
ZZ

87,0
3
73,14
ε
=
−
=⇒ Z
d
w1
=2.a
w

K
αβ
ν
HH2
3wwH
HV
K.K.T.2
d.b.
1 +=
với
m
w
0HH
u
a
.v.g.δν =
Vận tốc vòng
V=
60000
n.d.
11w
π( )
s
m
V 48,1
60000
360.8,78.14,3

8
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

( )
( )
Mpa
H
5,417
8,78.06,4.60
106,4.06,1.1.03,1.10.42,1.2
.87,0.73,1.274σ
2
5
=
+
=
Xác định chính xác ứng suất cho phép :
Theo 6-1
[ ] [ ]
XHRVHH
K.Z.Z.σσ =
= 481,8.0,89.0,95.1 = 407,4 Mpa

Cấp chính xác động học là 8 chọn mức chinh xác tiếp xúc là 8
Khi đó gia công đạt độ nhám
R
( )
95,0Zm25,15,2
Ra
=⇒→= μ

σ
σσ
4. Kiểm
nghiệm răng về độ bền uốn
Theo 6-43
mdb
YYYKT
ww
FF
F

2
σ
1
1βε1
1
=

Trong đó:
T
1
Mô men xoắn trên bánh chủ động T
1
= 1,42.10
5
(N.mm)
m Mô đun m=3 (mm)
b
w
Chiều rộng vành răng b

Hệ số kể đến dộ nghiêng của răng do
10β
β
=→=
Y
Y
21
,
FF
Y
Hệ số dạng răng của bánh 1và bánh 2
Ta có Z
v1
=Z
1
= 26 ,Z
v2
=Z
2
=106
Tra bảng 6-18 được
6,3,90,3
21
==
FF
YY
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn K
FVFFF

với
m
w
FF
u
a
Vg δν
0
=

Trong đó:
016,0δ
=
F
;
64,2ν =
; g
0
=56
31,9
06,4
200
48,1.56.016,0ν ==⇒
F
→K
FV
=1+
1,1
27,1.252,1.10.42,1.2
8,78.60.31,9

1
12
===
σσ

- Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép :
[σ]
’
= [σ]
tk
.Y
R
.Y
S
.K
XF
Y
R
=1 ; Y
S
=1,08- 0,0695ln(2,5) = 1,016
K
XF
=1 vì d < 400mm
 [σ]
1
= 176,41.1,002.1= 180,3 (Mpa)
 [σ]
2
= 165,6.1,1.1,002 = 169,2(Mpa)

22max2
mpaK
FqtFF
=<===
10
10
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

6. Các thông số và kích thước bộ truyền.
Khoảng cách trục a
w
=200 mm
Mô đun pháp m=3 mm
Chiều rộng vành răng b
w
=60 mm
Tỉ số truyền thực u
m
=4,08
Góc nghiêng của răng
β = 0
Số răng bánh răng Z
1
=26; Z
2
=106
Hệ số dịch chỉnh X
1
= 0; Z
2

b
b
y
40°
h
t
o
2. Xác định các thông số của bộ truyền.
Hình 1. đai hình thang thường.
Diện tích tiết diện đai
A = 81 (mm
2
), đường kính bánh đai nhỏ d
1
=
100÷200 (mm),
Chiều dài đai l = 560 ÷ 4000 (mm)
11
11
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

2.1. Đường kính bánh đai nhỏ.
Chọn đường kính bánh đai nhỏ d
1
theo bảng 4.13 trang 59 sách tính toán thiết kế
hệ dẫn động cơ khí tập 1, chọn d
1
= 100 (mm).
Xác định vận tốc đai từ đường kính bánh đai d
1

= d
1
.u.(1-ε) (5-2)
ở đây: u = 4, ε - là hệ số trượt, chọn ε = 0,01
d
2
= 100.4.(1- 0,01) = 396 (mm)
lấy d
2
theo dãy tiêu chuẩn d
2
= 400 (mm), từ các giá trị d
2
, d
1
đã tính được suy ra tỉ số
truyền u theo (5-2):
( ) ( )
=
−
=
ε−
=
01,01.100
400
1.d
d
u
1
2

Kiểm tra trị số a đã tính ở trên theo điều kiện:
)dd.(2ah)dd.(55,0
2121
+≤≤++
( ) ( )
1000a281
400100.2a6400100.55,0
≤≤⇔
+≤≤++⇔
Vậy khoảng cách trục đã chọn thoả mãn điều kiện đề ra
2.3. Chiều dài đai.
Chiều dài đai l được xác định theo a từ công thức:
( ) ( )
a.4
dd
2
dd.
a.2l
2
1221
−
+
+π
+=
(5-3)
( ) ( )
380.4
100400
2
400100.14,3

( ) ( )
=+−=+
π
−=λ 400100.
2
14,3
1600dd.
2
l
21
815
13
13
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

2
100400
2
dd
12
−
=
−
=∆
= 150
thay các giá trị này vào công thức (5-4), ta được:
( ) ( )
≈
−+
=

135°
α
1
thoả mãn điều kiện α
1
> 120°
3. Xác định số đai .
Số đai z được tính theo công thức:
[ ]
zul0
d1
C.C.C.C.P
K.P
z
α
=
(5-5)
trong đó:
P
1
– là công suất trên trục bánh đai chủ động, P
1
= 5,82 (KW)
[P
0
] - là công suất cho phép, tra bảng 4.19 trang 62 sách tính toán thiết kế hệ dẫn
động cơ khí tập 1 ta được [P
0
] = 1,85 (KW).
K

14
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

C
z
– là hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai,
tra bảng 4.18 với z’ =
[ ]
⇒== 15,3
85,1
82,5
0
1
P
P
. C
z
= 0,95
Thay các giá trị vừa tra được vào công thức (5-5):
==
95,0.14,1.04,1.875,0.85,1
1,1.82,5
z
3,51 ⇒ lấy z = 4
từ số đai z = 4, xác định chiều rộng bánh đai theo công thức:
B = (z-1).t + 2.e
Với t = 15, e= 10 (theo bảng 4.21 trang 63 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
tập 1) ⇒ B = (2-1).15 + 2.10= 35 (mm)
Đường kính ngoài của bánh đai.
d

toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 → q
m
= 0,105 (kg/m)
(5-7)⇔ F
v
= 0,105. (7,536)
2
= 5,96 (N)
thay các số liệu vào công thức (5-6), ta có:
96,5
4.875,0.536,7
1,1.82,5.780
0
+=F
= 195,28 (N)
lực tác dụng lên trục:
F
r
= 2.F
0
.z.sin(α
1
/2) = 2.195,28.4.sin(135/2) = 1 443,3 (N)
15
15
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

Sau khi đã xác định được các kích thước của bộ truyền ta liệt kê các giá trị này
trên bảng 4.
Bảng 4. Các thông số và kích thước của bộ truyền.

- u)/u).100%
1%
Khoảng cách trục sơ bộ a = 0,95. d
2
380 (mm)
Khoảng cách trục chính xác
a =
4/).8(
22
∆−λ+λ
378 (mm)
Chiều dài tính toán
l = 2a+π.(d
1
+d
2
)/2+(d
2
-d
1
)
2
/4a
1604,2(mm)
Chiều dài tiêu chuẩn Bảng 4.13 1600(mm)
Số vòng chạy của đai i = v/l 4,7(1/s)
Góc ôm trên bánh đai nhỏ
α
1
= 180° - (d

/([P
0
].C
α
.C
l
.C
u
.C
z
)
3,51
Số đai chọn Chọn theo số nguyên 2
Chiều rộng bánh đai B = (z-1).t + 2.e 35(mm)
đường kính ngoài bánh đai d
a1
= d
1
+ 2.h
0
106,6 (mm)
d
a2
= d
2
+ 2.h
0
406,6 (mm)
Lực căng ban đầu
F

định dao động
Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu người thiết kế chọn vật
liệu chế tạo hợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công . từ đó ta chọn vật liệu chế tạo
các trục là thép 45 có : σ
b
= 600 Mpa , [τ] = 15 - 30 (Mpa)
I- Xác định sơ bộ đường kính trục và khoảng cách gối trục .
d
K
=
3
].[2,0
τ
k
T
.
Trong đó: d
k
- Đường kính trục thứ k.
[τ]- Mômen xoắn cho phép chọn [τ] = 17 Mpa.
T
k
- Mômen xoắn trên trục thứ k.
T
I
= 1.42.10
5
[N.mm].
T
II

= 52,96 [mm] .
Vậy ta chọn : d
sb1
= 35 [mm] .
chọn : d
sb2
= 55 [mm].
tra bảng 10.2/1/ ta được chiều rộng các ổ: b
o1
= 21mm, b
o2
= 29mm,
1-xác định chiều rộng các may ơ.
+ chiều rộng may ơ bánh đai :
l
m12
= (1,2 1,5).d
sb1
= (1,2 1,5).35 [mm]
Chọn l
m22
= l
m23
= 45 [mm].
+ chiều rộng may ơ bánh răng :
l
m13
= (1,2 1,5).d
sb1
= (1,2 1,5).35 [mm]

1
–khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của
hộp ,hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay .Tra bảng 10.3/1/ chọn k
1
= 12
[mm].
k
2
– khoảng cách từ mặt cạnh của ổ đến thành trong của hộp . Tra bảng
10.3/1/ được k
2
= 10 [mm].
k
3
- Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến lắp ổ, .Tra bảng
10.3/1/ được k
3
= 15 [mm].
h- Chiều cao lắp ổ và đầu bulông, tra bảng 10.3/1/ lấy h
n
= 15 [mm] .
- Xác định chiều dài giữa các ổ
-Trục 1
l
( )
n3012m12c
hkbl.5,0 +++=
trong đó b
1o
là chiều rộng ổ b

= 21 mm

( )
mml 551012)2145.(5,0
13
=+++=⇒
18
18
l12
l13 l11
b02
l22
l21
l23
lm23
lm22
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy -Trục II.

( )
( )
( )
( ) ( )
mmhkblll
mmkkbll
nm
m
22815152980.5,0144.5,0

Lực hướng tâm F
R
có phương hướng kính ,chiều hướng về tâm mỗi bánh
a.Lực tác dụng lên bộ truyền đai
F
r d
= 1443,3 (N)
 F
x12
 = F
t d
cos60 =721,65 N
 F
y12
 = -F
t d
sin60 =1249,93 N
b. Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng
F
( )
2
5
1
1
1
66,3592
05,79
10.42,1.2
.2
t

= 130 mm - đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục
vòng đàn hồi. Làm tăng ưs và biến dạng do lực vòng gây nên .Ngươc chiều lực
vòng.
Phương chiều của các lực được xác định như trên sơ đồ hình I :
Hình I
a. Trục 1
- dựa vào sơ đồ hình vẽ II để xác định phản lực tại các gối tựa 0 và 1 và phản
lực tổng Fl
t
:
ΣX = 0
⇒F
x12
- F
X10
+ F
t
– F
x11
= 0
ΣM
oy
= 0
⇒ F
x12
.l
12
-F
t1
.l

ΣY = 0
⇒ F
y12
- F
r
+ F
y10
–F
y11
= 0
ΣM
0x
= 0
⇒ F
y11
.l
11
+ F
r
l
13
+ F
y12
.l
12
= 0
20
20
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy


= 1995,6 (N)

Hình II
-Tính mô men uốn tổng M
j
và mô men tương đương M
đt
tại các tiết diện
thứ j trên chiều dài trục theo công thức :
M
J
=
2
xj
2
yj
MM +
; M
tđj
=
2
j
2
j
T.75,0M
+

Thay số :
( )
( )

mmNM
NmmTM
M
NmmTMM
NmmM
NmmTMM
NmmMMM
td
td
td
td
xy
=+=
=
==
=
=+=+=
=
=+=
=+=
-Tính đường kính trục tại các tiết diện j theo công thức :
[ ]
3
tdj
j
.1,0
M
d
σ
=

29,1
lấy d
12
= 32 mm
21
21
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy =
13
d
31,8 mm
lấy d
13
= 38 mm
b. Trục II.
Dựa vào sơ đồ hình vẽ để xác định phản lực tại các gối tựa Hình III
Chọn F
x23
= F
r
= 2330,8 N
ΣX = 0
⇒ - F
X23
– F

.l
22
)/l
21
= -1894,1 (N)
F
X20
=- F
X23
– F
21
+ F
t2
= 3156 (N)
ΣY = 0 ⇒ - F
r 2
– F
Y21
-F
Y20
= 0
ΣM
0x
= 0 ⇒ F
r2
.l
22
+ F
Y21
.l

chiều dài trục .
( )
( )
( )
( )
)(8,437342.75,0
).(0
0,495095.75,0
8,232056
3,479167.75,0
195787
)(0
)(0
2
23
23
2
12
2
1222
2
22
2
2222
2
21
2
2121
2
21

22
22
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy

d
20
= 0 (mm)
d
21
=46,4 (mm)
d
22
= 46,9 (mm)
d
23
= 44,9 (mm)
Xuất phát từ yêu cầu công nghệ ta chọn :
d
20
= 50 (mm)
d
22
= 52 (mm)
d
23
= 48 (mm)
d
21
= 50 (mm)
III. Tính mối ghép then .

−
=
;
τ
[ ]
c
t
c
bld
T
τ
≤=

.2
Trong đó
[ ]
d
σ
ứng suất dập cho phép tra bảng 9-5 tập1
[ ]
( )
Mpa100
d
=
σ
[ ]
c
τ
ứng suất cắt cho phép
Với trục làm bằng thép 45 và tải trọng rung động nhẹ thì

28,9
35.28.10
d d
c c
Mpa
Mpa
σ σ
τ τ
= = <
−
= = <
Vậy điều kiện bền dập và cắt thỏa mãn
+Với d
13
= 38(mm) tra bảng 9-1a tập 1 có
b = 10(mm) ; h= 8(mm) ; t
1
= 5 mm ;
Chiều dài then l
t
=(0,8 0,9 )l
m13
= (0,8…0,9). (1,2…1,5)d
lấy l
t
= 40 mm
Công thức kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt

( )
[ ]

( )
Mpa
d
100=σ
[ ]
c
τ
ứng suất cắt cho phép
Với trục làm bằng thép 45 và tải trọng rung động nhẹ thì
[ ]
( ) ( )
[ ]
( )
MpalÊy
cc
3030209060
3
1
=τ==τ
Thay vào
[ ]
( )
( )
[ ]
[ ]
( )
[ ]
5
5
2.1,42.10

Công thức kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt
24
24
Đồ án TKHTDDCK GVHD:Th.s Nguyễn Quang Huy ( )
[ ]
d
t
d
thld
T
σσ
≤
−
=
1
.
.2
;
τ
[ ]
c
t
c
bld
T
τ
≤=

( )
[ ]
[ ]
( )
[ ]
2.505000
31,5
52.56. 17 6
2.505000
21,67
52.56.16
d d
c c
Mpa
Mpa
σ σ
τ τ
= = <
−
= = <
Vậy điều kiện bền dập và cắt thỏa mãn
Với d
( )
23
48 mm
=
tra bảng 9-1a có
b=14mm ; h =9mm ; t
5,5 ;mm=


[ ]
( )
[ ]
2.505000
95,42
48.63. 9 5,5
2.505000
23,86
48.63.14
d d
c c
Mpa
Mpa
σ σ
τ τ
= = <
−
= = <

Vậy trục 2 thỏa mãn điều kiện bền dập và uốn
IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
25
25