PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I. Chọn động cơ:
1. Xác định công suất động cơ:
Hiệu suất chung của hệ thống: η
c
= η
đ
. η
br
2
. η
ol
3
. η
kn
- Hiệu suất bộ truyền đai: η
đ
= 0,97
- Hiệu suất bộ truyền bánh răng: η
br
= 0,97
- Hiệu suất một cặp ổ lăn: η
ol
= 0,995
- Hiệu suất khớp nối: η
kn
= 0,995
=> η
c
= 0,95 . 0,97

Số vòng quay sơ bộ của động cơ: n
đcsb
= n
lv
. u
sb
= n
tk
. u
h
. u
d
Trong đó:
u
h
: Tỉ số truyền trung bình của hộp giảm tốc.
u
d
: Tỉ số truyền của bộ truyền đai.
Truyền động bánh răng trụ trong hộp giảm tốc hai cấp: u
h
= 8 ÷ 40
Truyền động đai: u
d
= 2
=> n
đcsb
= 65 . 10 . 2 = 1300 (vòng/phút)
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n
đc

đm
T
m
/T
đm
4A132M4Y3 11 1458 0,87 87,5 2,2 0,8 2,0
2. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ:
dc dc
dm bd
I P
≥
- P
đc
đm
: Là công suất mở máy của động cơ.
ax
. 2,2.11 24,2 ( )
dc dc
m
dm mm
dm
kw
T
P P
T
= = =
- P
đc
bđ
: Là công suất ban đầu của động cơ.

T
= ⇒ = = =
- Momen lớn nhất:
max
2,2. 2,2.72,05 158,51 ( )
dc
Nm
T T
= = =
- Momen nhỏ nhất:
0,8. 0,8.72,05 57,64 ( )
min dc
Nm
T T
= = =
3. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ:
P
kn
= P
đc
. Cosφ
≥
P
ct
= 11 . 0,87 = 9,57 (kw)

P
kn
= 9,57 (kw) > P
ct

d
= 2
=> u
d
. u
nhanh
. u
chậm
= 22,43
<=> u
nhanh
. u
chậm
=
22,43 22,43
11,215
2
d
u
= =
Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp
ngâm dầu ta chọn:
u
nhanh
= (1,2 ÷ 1,3) . u
chậm
<=> u
nhanh
= 1,3 . u
chậm

6
6
9,55.10 . 9,55.10 .6,144
80597,8022 ( )
728
I
I
I
P
T N
n
= = =

3. Trên trục II:
P
II
= P
I
. η
br
. η
ol
= 6,144 . 0,97 . 0,995 = 5,93 (kw)
728
190,676 ( / )
3,818
I
II
nhanh
n

n
u
= =
(vòng/phút)
T
III
=
6
6
9,55.10 .
9,55.10 .5,7
838493,5305 ( )
64,92
III
III
P
N
n
= =
Trục
Thông số
Trục động cơ I II III
I u
d
= 2 u
nhanh
= 3,818 u
chậm
= 2,937
N (vòng/phút) 1458 728 190,676 64,92

Б
(N/m)
d
1
(mm)
Đai
Thang
Б 14 17 10,5 4 138 800÷1300 1,2 140÷280
II. Xác định thông số bộ truyền :
1. Đường kính đai nhỏ:
d
1
= 1,2 . d
min
= 1,2 . 140 = 168 (mm)
Dựa vào bảng tiêu chuẩn chọn: d
1
= 180 (mm)
2. Vận tốc đai:
V =
1 1
. .
.180.1458
13,73 ( / )
60.1000 60.1000
d n
m s
π
π
= =

.(1 ) 180.(1 0,02)
t
d
u
d
ζ
= = =
− −
=> Sai lệch tỷ số truyền:
.100% 2% 4%
t d
d
u u
u
u
−
∆ = = 〈
5. Khoảng cách trục:
2 . (d
1
+ d
2
) ≥ a ≥ 0,55 . (d
1
+ d
2
) + h
<=> 2 . (180 + 360) ≥ a ≥ 0,55 . (180 + 360) + 10,5
<=> 1080 ≥ a ≥ 307,5
(Bảng 4.12 trang 60 Sách Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí tập 1)

1
ax
10( )
m
v
L i i s
u
−
〉 ⇔ ≤ =
7. Số vòng quay của đai trong 1s:
1 1
13,73
6,865( ) 10( )
2
v
i s s
L
− −
= = = 〈
Điều kiện được thỏa.

8. Tính lại khoảng cach trục a:
2 2
8.
4
k k
a
+ − ∆
=
Trong đó:

1
trên bánh đai nhỏ:
0 0 0 0 0
2 1
1
360 180
180 57 . 180 57 . 161,965
568,9
d d
a
α
− −
= − = − =
10.Số dây đai z:
[ ]
1
0
. . . . . .
u L z r v
P
z
P C C C C C C
α
≥
Với:
- Hệ số xét ảnh hưởng góc ôm đai:
Tra bảng 5.18 [1], hệ số C
α
ảnh hưởng góc ôm: C
α

ct
= 6,5 (kw)
- Tra bảng 4.19 trang 62 Hệ Dẫn Động Cơ Khí tập 1, P
0
= 4,61 (kw)
Ta được:
6,5
1,677
4,61.0,95.1,13.0,98.1.0,85.0,94
z ≥ =
Chọn z = 2
11.Chiều rộng bánh đai:
B = (z – 1).t + 2.s
Tra bảng 10.3 trang 257 [1] ta được:
t = 20
s = 12,5
=> B = (2 – 1).20 + 2.12,5 = 45 (mm)
12.Đường kính ngoài bánh đai nhỏ:
D
n1
= D
1
+ 2.h
0
Tra bảng 10.3 trang 257 [1], có: h
0
= 5
=> D
n1
= 180 + 2.5 = 190 (mm)

1
1000.
1000.6,5
473,4 ( )
13,73
t
P
F N
v
= = =
Lực vòng mỗi đai:
F
tmđ
=
473,4
236,7 ( )
2 2
t
F
N= =
16.Lực tác dụng lên trục:
1
0
161,965
2. . 2.331,2. 654,213 ( )
2 2
r
F F Sin Sin N
α
 


PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
I. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh :
1. Yêu cầu làm việc đối với bộ truyền bánh răng cấp nhanh. Do bộ truyền trong của hộp
giảm tốc đều là các cặp bánh răng ăn khớp với nhau trong điều kiện che kín và được
bôi trơn đầy đủ, cho nên dạng hỏng chủ yếu mà bộ truyền thường gặp phải là tróc do
mỏi bề mặt răng ăn khớp, làm cho tuổi thọ của cơ cấu giảm xuống rất nhiều. Vì vậy,
ta phải chọn vật liệu làm bánh răng để ta chọn ứng suất giới hạn [σ]
H
cho phép. Để
tính toán và thiết kế các thông số hình học của cặp bánh răng vừa đáp ứng về yêu cầu
tỷ số truyền lại để cho ứng suất tiếp xúc sinh ra trong quá trình làm việc trên bề mặt
bánh răng và trong quá trình ăn khớp σ
H
không được lớn hơn σ
H
cho phép.
2. Thiết kế cặp bánh răng cấp nhanh:
- Vật liệu làm bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu về độ bền bề mặt, để tránh hiện
tượng tróc mỏi dính răng. Về độ bền uốn trong quá trình làm việc, cho nên chọn vật
liệu làm bánh răng thường là thép có nhiệt độ nhiệt luyện hợp lý hoặc được làm bằng
gang hay các vật liệu không kim loại khác.
- Yêu cầu đề bài:
P = 6,144 (kw)
u = 3,818
N = 728 (vòng/phút)
Tuổi thọ: 4000 (h)

- Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
Dựa vào bảng 3.8 [1].

2
60. . . .
ax
H
m
td i i
i
N u n T
m
M
M
=
 
∑
 ÷
 

Trong đó:
u: Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng. u = 1
M
i
: Momen xoắn
M
max
: Momen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng
T
i
: Tổng số thời gian bánh răng làm việc
T
i

⇒ =
- Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh răng nhỏ:
N
td1
= N
td2
. i = 23,4 .10
6
. 3,818 = 89,34 .10
6
> N
0
Do đó hệ số K
N
= 1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[ ] [ ]
0
2
2
2
. 2,6.190 494 ( / )
tx N tx
HB N mm
σ σ
= = =
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[ ] [ ]
0
2

60.1. 1 .0,4 0,75 .0,3 0,5 .0,3 . .4000 20,96.10
3,818
td
N⇒ = + + =
6 6
1 2
. 20,96.10 .3,818 80.10
td td
N N i⇒ = = =
Vậy: N
td1
và N
td2
> N
0
3.3 Giới hạn mỏi uốn:
- Thép 45:
2
1.1
0,43. 0,43.600 258( / )
bk
N mm
δ δ
−
= = =
- Thép 35:
2
1.2
0,43.500 215( / )N mm
δ

+ Bánh nhỏ:
[ ]
2
1
1,5.258.1
143 ( / )
1,5.1,8
u
N mm
σ
= =
+ Bánh lớn:
[ ]
2
2
1,5.215.1
119 ( / )
1,5.1,8
u
N mm
σ
= =
3.4 Sơ bộ hệ số tải trọng:
K = K
tt
. K
đ
= 1,3
Trong đó:
K

.
1,05.10
494.3,818
A
K P
A u
n
tx
u
ψ
σ
≥ +
≥ + =
 
 ÷
 ÷
 
 
 ÷
 
Chọn A = 155
3.7 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
Vận tốc vòng:
2. . . 2. .155.728
2,45 ( / )
60.1000.( 1) 60.1000.(3,818 1)
A n
v m s
i
π π

- Tìm hệ sô tập trung tải trọng thực tế:
1
1,2 1
1,1
2 2
tt bang
tt
K
K
+
+
= = =
Theo bảng 3.13 [1], tìm được hệ số tải trọng K
đ
= 1,2

- Hệ số tải trọng:
K = K
tt
. K
đ
= 1,1 .1,2 = 1,32
Ít sai khác so với dự đoán (K = 1,3) nên không cần tính lại A.
Chọn A = 155 (mm)
3.9 Xác định modun, số răng:
Modun: m
n
= (0,01 ÷ 0,02).A = (0,01 ÷ 0,02).155 = 1,55 ÷ 3,1
Chọn m
n

y
1
= 0,47
y
2
= 0,517
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng nhỏ:
[ ]
6 6
2
1 1
2 2
1 1
19,1.10 . . 19,1.10 .1,3.6,144
44,25 ( / )
. . . . 0, 47.2,5 .26.728.62
u u
n
K P
N mm
y m z N b
σ σ
= = = ≤
- Đối với bánh răng lớn:
[ ]
2
1
2 1 2
2
0,47

uqt1
= 0,8 . σ
bc1
= 0,8 . 300 = 240 (N/mm
2
)
+ Bánh lớn:
[σ]
txqt2
= 0,8 . σ
bc2
= 0,8 . 260 = 208 (N/mm
2
)
- Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc:
3
6
3
6
2
. .
1,05.10
.
. .
.1,8.6,144
1,05.10
. 573,905 ( / )
728
155.3,818
62.

= σ
u
. K
qt
≤ [σ]
uqt
+ Bánh nhỏ:
σ
uqt1
= 44,25 . 1,8 = 79,65 (N/mm
2
) ≤ 240 (N/mm
2
)

+ Bánh lớn:
σ
uqt2
= 40,227 . 1,8 = 72,4 (N/mm
2
) ≤ 208 (N/mm
2
)
- Đường kính vòng chia:
d = m.z
=> d
1
= 2,5 . 26 = 65 (mm)
d
2

2.9,55.10 .6,144
2479,9( )
65 .728
x
t
M
P
F
d d N
N
= =
= =
- Lực hướng tâm:
0
.
2479,9. 20 902,6( )
r t n
F F tg
tg N
α
=
= =

Bảng thông số bộ truyền bánh răng cấp nhanh:
Thông số cơ bản Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Khoảng cách trục a 155 mm
Modun bánh răng m
n
2,5 mm
Chiều rộng bánh răng b 62 mm

Đường kính vòng đáy D
i2
244 mm
II. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm :
1. Chọn vật liệu:
- Vật liệu yêu cầu làm bánh răng thỏa mãn yêu cầu về độ bền bề mặt để tránh hiện
tượng tróc do mỏi, mài mòn… và độ bền uốn trong quá trình làm việc.
- Theo yêu cầu đề bài thì bộ truyền bánh răng cấp chậm phải truyền công suất tối đa
là công suất lớn nhất trục II.
P = 5,93 (kw)
N = 190,676 (vòng/phút)
i = 2,937
T
i
= 4000 (h)

- Bánh nhỏ:
Thép 40X tôi cải thiện:
σ
b
= 850 (N/mm
2
)
σ
ch
= 600 (N/mm
2
)
HB
1

6
. 2,937 = 134,397 . 10
6
Vì N
1
và N
2
đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong
mỏi uốn nên đối với bánh răng lớn và bánh răng nhỏ đều lấy hệ số:
' "
1
N N
K K= =
- Ứng suất cho phép của bánh nhỏ:
[σ]
tx1
= 2,6 . HB
1
= 2,6 . 270 = 702 (N/mm
2
)
- Ứng suất cho phép của bánh lớn:
[σ]
tx2
= 2,6 . HB
2
= 2,6 . 240 = 624 (N/mm
2
)
Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở

N mm
n K
δ
δ
σ
−
= = =
- Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:
[ ]
2
1.2
2
1,5.
1,5.322,5
179 ( / )
1,5. 1,5.1,8
u
N mm
K
δ
δ
σ
−
= = =
3. Chọn sơ bộ hệ thống tải trọng:
K = 1,3
4. Chọn hệ sô chiều rộng bánh răng:
ψ
A
= 0,4

Dựa vào bảng 3.11 [1], chọn cấp chính xác là cấp 8.
7. Định chính xác tải trọng K:
- Chiều rộng bánh răng:
b = ψ
A
. A = 0,4 . 185 = 74 (mm)
- Đường kính vòng chia bánh nhỏ:
1
2. 2.185
93,98( )
1 2,937 1
A
d mm
i
= = =
+ +
Do đó:

1
74
0,7874
93,98
d
b
d
ψ
= = =
Với ψ
b
= 0,7874 theo bảng 3.12 [1], ta được K

= (0,01 ÷ 0,02).185 = 1,85 ÷ 3,7
Chọn m
n
= 3
- Số răng được tính theo công thức:
2.
.( 1)
n
A
z
m i
=
+
+ Số răng bánh nhỏ:
1
2.185
31,3267
3.(2,937 1)
z = =
+
Chọn z
1
= 32
+ Số răng bánh lớn:
z
2
= i . z
1
= 2,937 . 32 = 93,984
Chọn z

1
2 1
2
2
0,49
. 73,946. 70,08 179 ( / )
0,517
u u
u
y
N mm
y
σ σ
σ
= = = ≤ =
10.Các thông số hình học chủ yếu:
- Đường kính vòng chia:
1 1
2 2
. 3.32 96( )
. 3.94 282( )
n
n
d m z mm
d m z mm
= = =
= = =
- Khoảng cách trục A:
96 282
189( )

6 6
2.
2.9,55.10 . 2.9,55.10 .5,93
6187,58 ( )
. 96.190,676
x
t
M
P
F N
d d N
= = = =

- Lực ly tâm:
. 6187,58. 20 2252 ( )
r t n
F F tg tg N
α
= = =
Bảng thông số bộ truyền bánh răng cấp chậm:
Thông số cơ bản Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Khoảng cách trục a 189 mm
Modun bánh răng m
n
3 mm
Chiều rộng bánh răng b 74 mm
Các frofin răng α 20 Độ
Thông số bánh răng chủ động
Số răng Z
1

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
I. Trục :
1. Chọn vật liệu:
- Vật liệu dùng để chế tạo trục cần có độ bền cao, ít nhảy cảm với sự tập trung ứng suất
để gia công, có thể nhiệt luyện dễ dàng. Cho nên, thép cacbon và thép hợp kim là
những vật liệu chủ yếu để tạo trục. Việc lựa chọn tùy thuộc vào điều kiện làm việc
trục có chịu tải trọng lớn không.
- Đối với trục của hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện trung bình thì ta chọn vật liệu
làm trục là thép C45 thường hóa, có σ
b
= 600 MPa, σ
ch
= 340 MPa, HB = 200.
- Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 12 ÷ 30 MPa.
2. Xác định đường kính sơ bộ trục:
- Trục sử dụng trong hộp giảm tốc thường chế tạo có hình dạng trụ tròn nhiều bậc (gồm
nhiều đoạn có đường kính khác nhau). Như vậy mới phù hợp với việc phân bố áp
suất, để tạo điều kiện cho việc lắp ráp và sữa chữa.
Tại các tiết diện thay đổi các mối liên hệ qua biểu thức:
1 ( )
i i
d d d mm± = ± ∆
Trong đó:
Dấu (+) ứng với trường hợp tiết diện nhỏ đến lớn.
Dấu (-) ứng với trường hợp tiết diện lớn đến nhỏ.
Σd = 5 ÷ 10 (mm)
Đối với vai trục Σd = 10
Không có vai trục Σd = 5
Do momen T ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của trục chọn nên có mối quan
hệ qua biểu thức:

= 30 (mm)
+ Đường kính ngỏng trục trung gian của hộp giảm tốc trục II:
[ ]
2
3
3
2
297003,818
36,71 49,83
0,2. 0,2.(12 30)
n
T
d
σ
≥ = = ÷
÷
Chọn: d
n2
= 45 (mm)
+ Đường kính ngỏng trục ra của hộp giảm tốc trục III:
3
3
838493,53
51,89 70,43
0,2.(12 30)
n
d ≥ = ÷
÷
Chọn: d
n3

h
n
= (15 ÷ 20)
- Do hộp giảm tốc khai triển nên trục trung gian có cấu tạo phức tạp quyết định kích
thước của các trục khác khi truyền động, cho nên ảnh hưởng đến hộp giảm tốc.

Trích đoạn BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP

---