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: 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


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

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

= 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

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
===

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

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


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

= 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
[ ]

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


Gúc ụm

1
trờn bỏnh ai nh c tớnh theo cụng thc :

( )
( )


=

=
1500
57.250500
180
57.
180
12
1




A
dd

170

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

+ 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


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.

-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

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

= 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:






=








≥
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:

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

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

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

= 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

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.

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

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

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. 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(
.

+≥
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

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


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:

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

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

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

: 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:

+
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

= 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
=+++=+++=

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

( ) ( )
∑
+++++−⇔=
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

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
=+=⇒

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

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

Trang 25