Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................... ii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN.....................................................................................iii
CHƯƠNG I........................................................................................................................ 1
CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN...........................................1
1.1.

CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN.............................................................................1

1.1.1.

Xác định công suất động cơ...................................................................1

1.1.2.

Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ...................................................2

1.2.

PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.....................................................................3

1.2.1.

Xác định tỉ số truyền.............................................................................3

1.2.2.

Xác định công suất momen và số vòng quay trên các trục....................4

CHƯƠNG II....................................................................................................................... 6
THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN.........................................................................................6
2.1.

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI....................................................................6

2.2.

THIẾT KẾ BỘ TRUYÊN XÍCH..................................................................8

2.3.

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG..................................................11

2.3.1.

Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên cấp nhanh.....................12

2.3.2.

Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm........................20

CHƯƠNG III................................................................................................................... 30
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC – THEN VÀ Ổ LĂN....................................................30
3.1.


THIẾT KẾ TRỤC......................................................................................30

3.2.

TINH TOAN VA THIẾT KẾ THEN..........................................................52

3.3.

TINH TOAN VA CHỌN Ổ LAN...............................................................54

CHƯƠNG 4..................................................................................................................... 61
THIẾT KẾ VÀ CHỌN VỎ HỘP – CHỌN CÁC CHI TIẾT PHỤ - BẢNG DUNG
SAI LẮP GHÉP...............................................................................................................61
4.1.

THIẾT KẾ VỎ HỘP...................................................................................61

4.2.

CHỌN CHI TIẾT PHỤ..............................................................................62

GVHD: Bùi Văn Hữu
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

4.2.2.


Bôi trơn hộp giảm tốc..........................................................................62

4.2.2.

Nút thông hơi.......................................................................................63

4.2.3.

Cấu tạo nắp cửa thăm..........................................................................63

4.2.4.

Cấu tạo vít nâng...................................................................................64

4.2.5.

Cấu tạo nút tháo dầu............................................................................65

4.2.6.

Que thăm dầu......................................................................................66

4.2.7.

Cấu tạo của chốt định vị......................................................................67

4.3.

DUNG SAI LẮP GHEP.............................................................................67


TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................69

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1.

Các thông số kỹ thuật của động cơ là như sau:

Bảng 1.2:

Bảng phân phối tỉ số truyền

Bảng 2.1: Tính toán và chọn đai
Bảng 2.2:

Các thông số bánh răng trụ răng thẳng.

Bảng 2.3:

Các thông số bánh răng trụ răng thẳng.

Bảng 3.1:

Kích thước (mm) của then tại các tiết diện lắp bánh răng của trục…

Bảng 4.1:

Kích thước nút thông hơi


Bảng 4.2:

Kích thước nắp cửa thăm

Bảng 4.3:

Kích thước của vít nâng.

Bảng 4.4:

Kích thước nút tháo dầu:

GVHD: Bùi Văn Hữu
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

LỜI NÓI ĐẦU

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong
chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Đồ án môn học Chi tiết máy là môn học giúp cho
sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môn học như: Chi tiết máy,
Sức bền vật liệu, Dung sai & lắp ghép, Vẽ kỹ thuật ...., đồng thời giúp sinh viên làm
quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt
nghiệp sau này.
Nhiệm vụ được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc
bánh răng trụ 2 cấp, bộ truyền đai và bộ truyền xích. Hệ được dẫn động bằng động

cơ điện thông qua bộ truyền đai tới bộ truyền xích tới hộp giảm tốc và sẽ truyền
chuyển động tới trục tang bằng khớp nối trục.
Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp còn có
những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài
giảng của các môn có liên quan song bài làm của chúng em không thể tránh được
những sai sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các Thầy trong
bộ môn để em có thể cũng cố và nắm vững kiến thức, rèn luyện thêm nhiều kỹ năng
để hoàn thành tốt môn học này và chuẩn bị cho việc ra trường sắp tới.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy trong bộ môn Cơ khí, đặc
biệt là thầy Bùi Văn Hữu, người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo cho em
hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.

Cần Thơ, Tháng 11 năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện
Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh

GVHD: Bùi Văn Hữu

i
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin cảm ơn Cha, Mẹ và gia đình đã tạo nguồn động lực và tạo cho em

mọi điều kiện đến trường học tập và nghiên cứu.
Em xin cảm ơn quý thầy cô cấp 1, cấp 2, cấp 3, Trường Đai học Cần Thơ và
đặc biệt là quý thầy cô Khoa Công Nghệ đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em về
chuyên ngành cơ khí.
Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Bùi Văn Hữu đã tận tình
giúp đỡ em trong suốt qua tình thực hiện đồ án.

Em xin chân thành cảm ơn!

Cần thơ, tháng 11 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh

GVHD: Bùi Văn Hữu

ii
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
Cần thơ, ngày … tháng … năm 2017
Giáo viên hướng dẫn

GVHD: Bùi Văn Hữu

iii
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

CHƯƠNG I

CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1.


CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1.1.1. Xác định công suất động cơ
-

Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức
Pct = Pt/η

trong đó Pct – công suất cần thiết trên trục động cơ, kW; P t – công suất tính
toán trên trục máy công tác, kW; η – hiệu suất truyền động
Ta có:
-

Do tải trọng thay đổi nên ta chọn động cơ theo công suất tương đương
Pt = Ptđ
Mà

Ptđ = (kW) với Mđt – mômen đẳng trị, Nm; n – số vòng quay của
động cơ, vòng/phút;

Ta có

-

 Mđt =1833,5 Nm
Số vòng quay của trục máy công tác (trục tang):

-


η = ηđ.ηx.ηnol.ηmbr.ηnt

GVHD: Bùi Văn Hữu

1

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

trong đó:

Nhóm 86

n = 5 – số cặp ổ lăn;
m = 2 – số cặp bánh răng;

Tra bảng 2.3, ta được các hiệu suất:
ηđ = 0,95 – hiệu suất của bộ truyền đai;
ηx = 0,93 – hiệu suất của bộ truyền xích để hở;
ηol = 0,995 – hiệu suất của một cặp ổ lăn;
ηbr = 0,97 – hiệu suất của một cặp bánh răng;
ηnt =1 – hiệu suất của khớp nối trục;
-

η = ηđ.ηx.ηnol.ηmbr.ηnt = 0,95.0,93.0,9955.0,972.1 = 0,81

-


Nct = Nt/η = 5,958/0,81  7,355 kW

1.1.2. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ
-

Tỉ số truyền toàn bộ ic của hệ thống dẫn động được tính theo công thức
ic = in.ih = iđ.ix.ih
trong đó:

in – tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc, gồm tỉ
số truyền của bộ truyền đai (iđ) và bộ truyền xích (ix);
ih – tỉ số truyền của hộp giảm tốc;

Tra bảng 2.4, ta được các tỉ số truyền:
iđ = 2
ix = 2
-

ic = iđ.ix.ih = 2.2.11,5 =46

-

Số vòng quay của trục máy công tác (trục tang):

-

Từ it và ntg ta có thể tính được số vòng quay sơ bộ của động cơ:
nsb = ntg.ic = 31,035.46 = 1427,61 vg/ph


-

Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn
điều kiện:

GVHD: Bùi Văn Hữu

2

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

Nđc ≥ Nct, nđb  nsb
và đồng thời có momen mở máy thỏa mãn điều kiện:

Trong đó:

Mmm –Momen mở máy của thiết bị cần dẫn động.
MK – Momen khởi động của động cơ.
Mdn – Momen danh nghĩa của động cơ.

-

Với Nct =7,355 kW; nsb = 1427,61 vg/ph ;


Tra bảng phụ lục 2P/(321-323) Thiết kế chi tiết máy_ Nguyễn Trọng Hiệp và
Nguyễn Văn Lẫm.
Bảng 1.1.

Các thông số kỹ thuật của động cơ là như sau:

Kiểu
động cơ

Công
suất
kW

Vận
tốc
Vg/ph

Hiệu
Mm/Mđm Mmax/Mđm
suất %

Mmix/Mđm

Kl đc
ứng với
ш2(kg)

A02-514

7,5


1460

88,5

0,8

93

-

1.2.

1,4

2,0

Kết luận: Động cơ A02-51-4 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế.

PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.2.1. Xác định tỉ số truyền
-

Xác định tỉ số truyền ic của hệ dẫn động

-

Chọn ixích =2; iđai=2


Để quá trình bôi trơn các bộ truyền trong hộp được dể dàng bằng phương
pháp ngâm dầu, và sử dụng tối đa khả năng cặp bánh răng cấp nhanh, ta chọn
inhanh = (1,2 1,3).ichậm
-

inhanh= 3,9; uchậm = 3

GVHD: Bùi Văn Hữu

3

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

trong đó unhanh,uchậm là tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm.
-

Tính lại giá trị ingoài
ingoai= ic/(inhanh.ichậm)=47,044/(3,9.3)= 4

1.2.2. Xác định công suất momen và số vòng quay trên các trục
-

Công suất trên trục động cơ:
Nct = 7,355 kW

Công suất trên trục I:
NI = Nct.( ηđ. ηol) = 7,355.0,95.0,995 = 6,95 kW
Công suất trên trục II:
NII = NI. (ηx. ηol) = 6,95.0,93.0,995 = 6,43 kW
Công suất trên trục III:
NIII = NII.( ηbr. ηol) = 6,43.0,97.0,995 = 6,21 kW
Công suất trên trục IV:
NIV = NIII.( ηbr. ηol) = 6,21.0,97.0,995 = 5,99 kW
Công suất trên trục tang:
Nt = 5,99 kW

-

Tốc độ quay của các trục:
nđc = 1460 vg/ph
nI = nđc/ iđ = 1460/2 = 730 vg/ph
nII = nI/ix = 730/2 =365 vg/ph
nIII = nII/inhanh =365/3,9 = 93,59 vg/ph
nIV = nIII/ichậm = 93,59/3 = 31,197 vg/ph
ntg = 31,197 vg/ph

-

Momen xoắn trên các trục:
Mđc = 9,55.106. = 9,55.106. = 48109,76 N.mm

GVHD: Bùi Văn Hữu

4


SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

MI = 9,55.106. = 9,55.106. = 90921,23 N.mm
MII = 9,55.106. = 9,55.106. = 168237 N.mm
MIII = 9,55.106. = 9,55.106. = 633673,47 N.mm
MIV = 9,55.106. = 9,55.106. = 1833653,88 N.mm
Mt = 9,55.106. = 9,55.106. = 1833653,88 N.mm
Bảng 1.2:

I

Bảng phân phối tỉ số truyền

Trục
động cơ
iđ=2

Trục I

Trục II

ix=2

Trục III


inhanh=3,9

N (kw)
7,355
6,95
6,43
n (vg/ph)
1460
730
365
M (N.mm) 48109,76 90921,23 168237

ichậm=3

Trục IV

Trục Tang
intruc= 1

6,21
5,99
93,59
31,197
633673,47 1833653,8
8

5,99
31,197
1833653,8

8

CHƯƠNG II

THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

GVHD: Bùi Văn Hữu

5

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

2.1.

Nhóm 86

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

Truyền động đai được dùng để truyền dẫn giữa các trục tương đối xa nhau và
yêu cầu làm việc êm. Bộ truyền có kết cấu khá đơn giản và có thể giữ an toàn cho
các chi tiết máy khác khi bị quá tải đột ngột. Tuy nhiên vì có trượt giữa đai và bánh
đai nên tỷ số truyền không ổn định. Vì vậy tốt nhất ta chọn loại đai có tỷ số truyền
không quá 10.
Số liệu cho trước :
-


Công suất trên trục dẫn : Pct = 7,355 kW

-

Số vòng quay của trục dẫn: nđc = 1460 vg/ph

-

Tỉ số truyền của bộ truyền đai: uđai=2

Bảng 2.1. Tính toán và chọn đai
Tiết diện đai
Kích thước tiết diện đai a x h (mm)
Diện tích tiết diện F(mm2)
Định đường kính bánh đai nhỏ. Theo bảng 5-14
Lấy D1, mm
Kiểm nghiệm vận tốc của đai:
v < vmax = (30÷35) m/s

B
22x13,5
230
200

15,18

Tính đường kính D2 của bánh lớn
D2 = D1.i.(1- ε) = D1.3. (1-0,02) mm
(Đối với đai thang: ε = 0,02)
Lấy theo tiêu chuẩn D2

Số vòng quay thực n2
của trục bị dẫn:
n2 = (1- ε).n1. = (1-0,02).950. vg/ph

392
400
715,4

Tỷ số truyền iđ =

2,04

1.Chọn sơ bộ khoảng cách trục A theo bảng (5-16).
A = D2

480

GVHD: Bùi Văn Hữu

6

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

2.Tính

chiều


dài

Nhóm 86

L

theo

khoảng

cách

trục

A


D D
 D1  D2   2 1
2
4A
sơ bộ [ công thức (5-1)]
Lấy L theo tiêu chuẩn, mm (bảng 5-12):
Kiểm nghiệm số vòng chạy u của đai trong 1 giây:
v
u
L
u < umax=10
Thỏa mãn điều kiện.

3. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai
đã lấy theo tiêu chuẩn (công thức 5-2).
2 L    D2  D1   [2 L   ( D2  D1 )]2  8( D2  D1 )2
A
8
Khoảng cách A thỏa mãn điều kiện (5-19)
-Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai
Amin = A - 0,015L mm
-Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng
Amax = A + 0,03L mm
2

L  2A 

1923,31
2000
7,6

519,13
489,13
579,13

4. Tính góc ôm  [ công thức (5-3)]
1  180o 

D2  D1 o
.57
A

158⁰


o
Góc ôm thỏa mãn điều kiện 1 �120

5. Xác định số đai Z cần thiết. Chọn ứng suất căng
ban đầu  0  1, 2 N/mm2 và theo trị số D tra bảng (5-17)
1

tìm được ứng suất có ích cho phép N/mm2 Các hệ số
Ct (tra bảng 5-6)
(tra bảng 5-18)
Cv (tra bảng 5-19)
Số đai tính theo công thức (5-22)
Z≥
Lấy số đai Z

1,51

0,9
0,92
0,94
1,8
2

6. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
Chiều rộng bánh đai [ công thức (5-23)]
B = (Z – 1)t + 2S
Đường kính ngoài cùng của bánh đai [ công thức (5-24)]

GVHD: Bùi Văn Hữu


7

60

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

bánh dẫn
Dn1 = D1 + 2h0
Bánh bị dẫn
Dn2 = D2 + 2h0
Các kích thước t, S và c ( xem bảng 10-3)

212
412
t=26
S=17
c=6

7. Tính lực căng ban đầu đối với mỗi đai
[công thức (5-25)]
S0=σ0.F (N )

276


Lực tác dụng lên trục R [ công thức (5-26)]
1
R  3S0 Z sin

2.2.

1625,6

2 (N)

THIẾT KẾ BỘ TRUYÊN XÍCH

Chọn loại xích ống con lăn vì thông dụng, giá thành rẻ hơn xích răng, bánh xích
xích ống dễ chế tạo hơn bánh xích xích răng; không yêu cầu bộ truyền phải làm việc
êm, không ồn.
Theo (bảng 6-3) với tỷ số truyền i = 2, chọn số răng đĩa dẫn Z 1 = 27. Số răng đĩa
bị dẫn Z2 tính theo ( công thức 6-5)
Z2 = i.Z1= 2. 27 = 54
Tìm bước xích t.
-

Hệ số điều kiện sử dụng của xích :
k = kđkAkokđckbkc
Trong đó :
kđ =1,2 – tải trọng va đập
kA = 1 – hệ số xét đến chiều dài xích. Xét A = (30 50)t
ko = 1 – góc nghiêng nhỏ hơn 60 độ
kđc = 1,25 – trục không điều chỉnh
kb = 1,5 – bôi trơn định kỳ


GVHD: Bùi Văn Hữu

8

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

kc = 1,25 – bộ truyền làm việc 2 ca
k = 1,2.1.1.1,25.1,5.1,25 = 2,81
-

Hệ số răng đĩa dẫn
kz = 0,926
trong đó: kz là hệ số răng đĩa dẫn.
Z01: số răng đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở.
( Lấy Z01=25)

-

Hệ số vòng quay đĩa dẫn
kn = = 1,1
trong đó: kn là hệ số vòng quay đĩa dẫn.
n01 là số vòng quay đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở.
(Lấy n01 = 800 vòng/ph)


-

Công suất tính toán công thức (6-7)
Pt = P.k.kZ.kn = 7,355. 2,81.0,926. 1,1 = 21,05 kW

Tra bảng (6-4) với n01 = 800 vg/ph chọn được xích ống con lăn 1 dãy có bước
t= 19,05 mm, diện tích bản lề F = 105,8 mm2, công suất cho phép N = 14,1 kW.
Với loại xích này theo bảng 6-1 tìm được kích thước chủ yếu của xích, tải trọng
phá hỏng Q = 25000 N, khối lượng một mét xích q = 1,52 kg.
Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện (6-9).
n1 ngh
trong đó : ngh là số vòng quay giới hạn.
Theo bảng (6-5), với t = 19,05 mm và số răng đĩa dẫn Z 1 = 27 ; số vòng quay
giới hạn ngh của đĩa dẫn có thể đến 1550 vg/ph. Như vậy điều kiện (6-9) được thỏa
mãn (n1 = 730 vg/ph).
-

Định khoảng cách trục A và số mắc xích X.

Tính theo số mắt xích, công thức (6-4)

2

27  54
�54  27 � 1
X 
 2.40  �
�.  120,96
2

� 2 � 40

GVHD: Bùi Văn Hữu

9

SVTH: Đinh Tấn Thiệt
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

(Lấy A=40t)
Lấy số mắt xích X = 122
Kiểm nghiệm số lần va đập trong một giây, công thức (6-16)
u = = = 10,77
Theo bảng (6-7) số lần va đập cho phép trong một giây u = 10,77, u≤ [u] nên
điều kiện được thỏa mãn.
Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn theo công thức
(6-3)
A = [X - + ]771,975 mm
Để xích khỏi chịu lực căng quá lớn, phải rút bớt khoảng cách trục A một khoảng

A  (0,002 �0,004) A

Cuối cùng lấy A= 771,975-0,003.771,975=770 mm
Tính đường kính vòng chia của đĩa xích, công thức (6-1)
Đường kính vòng chia đĩa dẫn


Đĩa bị dẫn

Tính lực tác dụng lên trục, công thức (6-17)

Trong đó hệ số kt = 1,15

2.3.

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Trong quá trình làm việc, răng của bánh răng có thể bị hỏng ở mặt răng, bị tróc
rỗ, mòn, hoặc hỏng đến chân dẫn đến gẫy. Nguyên nhân là do tác dụng lâu dài của
ứng suất uốn và ứng suất tiếp thay đổi có chu kỳ gây nên. Ngoài ra răng có thể bị
biến dạng, dễ gẫy giòn lớp bề mặt, hoặc phá hủy tỉnh ở chân răng. Vì vậy, khi thiết
kế bánh răng cần tính toán theo các tiêu chí sau:
Độ bền tiếp xúc

GVHD: Bùi Văn Hữu

10
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

Nhóm 86

Độ bền uốn
Kiểm nghiệm chân răng về độ quá tải

Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
Thông số :
-

Công suất : P = 7,355 kW

-

Tốc độ quay trục dẫn : n1 = 365 vg/ph

-

Tốc độ quay trục bị dẫn : n2 = 93,59 vg/ph

-

Tỷ số truyền : i = 3,9

-

Bộ truyền làm việc 2 chiều; làm việc trong 5 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi
ngày 16 giờ.

2.3.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên cấp nhanh
2.3.1.1.

Chọn vật liệu

Đây là bộ truyền chịu tải trung bình nên chọn vật liệu có độ rắn bề mặt 350 HB.
Trong quá trình làm việc, số chu kỳ chịu tải của bánh nhỏ lớn hơn số chu kỳ chịu tải

của bánh lớn, vì vậy, để đảm bảo chạy mòn tốt nên chọn vật liệu làm bánh nhỏ tốt
hơn vật liệu bánh lớn và độ rắn của bánh nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh lớn khoảng
25 ÷ 50 HB. Ta có bảng vật liệu làm bánh răng như sau:
Bảng 2.2. Thông số vật liệu chế tạo bánh răng bộ truyền cấp nhanh

Bánh nhỏ
Bánh lớn

2.3.1.2.

Nhãn hiệu Đường kính Giới
hạn
thép
phôi (mm)
bền kéo bk
(N/mm2)
45 thường < 100
600
hóa

Giới
hạn Độ
chảy
ch HB
2
(N/mm )
300
220

35 thường 100 – 300

hóa

260

500

rắn

190

Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

GVHD: Bùi Văn Hữu

11
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

-

Nhóm 86

Ứng suất tiếp xúc cho phép
[]tx = []Notxk’N

Trong đó:
-


[]Notx - Ứng suất tiếp xúc cho phép N/mm2 khi bánh răng làm việc lâu dài
k’N – Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc.
6

k’N =

No
N tđ

-

N0 – Số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc

-

Ntđ – số chu kỳ tương đương
Ntđ = 60u(

-

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn
Ntđ2 = 5.300.16.60.93,59(0,83.1 + 13.6 + 0,93.1) = 97,59.107

-

Số chu kỳ tương đương bánh nhỏ
Ntdd1 = 5.300.16.60.365(0,83.1 + 13.6 + 0,93.1) = 380,58.107

-


Vì Ntđ2 và Ntdd1 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở No = 107 nên k’N = 1

-

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[]tx1 = 2,6.220 = 572 N/mm2

-

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[]tx2 = 2,6.190 = 494 N/mm2

-

Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là []tx2 = 494 N/mm2.

-

Ứng suất uốn cho phép

-

Vì băng tải làm việc 2 chiều nên ứng suất uốn cho phép là
 1 ''
KN
nK

[]u =

Trong đó:

-

-1

– giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng

GVHD: Bùi Văn Hữu

12
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

-1

Nhóm 86

= (0,40,45)bk (đối với thép)

-

n – hệ số an toàn, n = 1,5 (vì thép đúc thường hóa)

-

– hệ số tập trung ứng suất ở chân răng (đối với bánh răng bằng thép thường
hóa và tôi cải thiện thì = 1,8).

-


K N'' - hệ số chu kỳ ứng suất uốn

K N'' 

-

6

No
N tđ

Số chu kỳ tương đương của 2 bánh
= 60.5.300.16.365(0,86.1 + 16.6 + 0,96.1) = 357,07.107
= 60.5.300.16.93,59(0,86.1 + 16.6 + 0,96.1) = 91,56.107

-

''
Ta có và đều lớn hơn No = 5.106 nên K N = 1.

-

Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ :

-

Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn :

2.3.1.3.


Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K

Chọn K = 1,3.

2.3.1.4.

Chọn hệ số chiều rộng bánh răng

2.3.1.5.

Xác định khoảng cách trục A
Chọn

GVHD: Bùi Văn Hữu

13
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

-

Nhóm 86

Chọn A = 198 mm

2.3.1.6.
Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo

bánh răng

Với vận tốc 1,62 m/s, dựa vào bảng 3.11 ta chọn cấp chính xác là cấp 9.

2.3.1.7.

Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A

K = Ktt.Kđ
-

Chiều rộng bánh răng b = .A = 0,4.208 = 83,2 mm

-

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ

-

Với ψd1 = 0,98 theo bảng 3.12 tìm được Ktt bảng = 1,10.

-

Tính hệ số tập trung tải trọng thực tế theo công thức:

-

Dựa vào cấp chính xác chế tạo (cấp 9), độ rắn bề mặt 350 HB, vận tốc vòng
1,62 m/s và giả sử


b

2, 5.mn
sin  , theo bảng (3-14), ta chọn được Kđ = 1,2

Suy ra: K = 1,05.1,2 = 1,26
-

Vì trị số K xấp xỉ với trị số K chọn sơ bộ (1,3) nên ta không cần tính lại
khoảng cách trục A
Vậy khoảng cách trục A = 198 mm

2.3.1.8.

Xác định modun, số răng và góc nghiêng của răng

GVHD: Bùi Văn Hữu

14
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

-

Nhóm 86

Modun pháp
mn = (0,01÷0,02).A = (0,01÷0,02).198 = (1,98 ÷ 3,96)

Chọn mn = 2,5 mm

-

Sơ bộ chọn góc nghiêng  = 10o; cos  = 0,985

-

Tổng số răng của hai bánh

-

Số răng bánh nhỏ:

Lấy Z1 = 32 răng.
Số răng Z1 thỏa điều kiện không cắt chân răng và nhọn răng.
-

Số răng bánh lớn
Z2 = Z1.i = 32.3,9 = 125 răng

-

Tính chính xác góc nghiêng 

β = 8⁰6’
-

Chiều rộng bánh răng b thỏa điều kiện


-

Vậy lấy chiều rộng bánh răng b = 83,2 mm

2.3.1.9.

-

Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Số răng tương đương của bánh nhỏ
Ztđ1=Z1=32 răng

-

Số răng tương đương bánh lớn
Ztđ2=Z2=125 răng

-

Dựa vào số răng, tra bảng (3-18) ta được hệ số dạng răng

GVHD: Bùi Văn Hữu

15
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải


Nhóm 86

Bánh nhỏ: y1 = 0,451
Bánh lớn: y2 = 0,517
Chọn
-

Kiểm nghiệm sức bền uốn
Bánh nhỏ:[ CT( 3-33)]

Bánh lớn

-

Vậy răng đủ bền

2.3.1.10.

-

Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột.

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải [CT (3-43)]
Bánh nhỏ
[]txqt1 = 2,5. []Notx1 = 2,5. 572 = 1430 N/mm2
Bánh lớn
[]txqt2 = 2,5. []Notx2 = 2,5. 494 = 1235 N/mm2

-


Ứng suất uốn cho phép khi quá tải
Bánh nhỏ
[]uqt1 = 0,8. ch1 = 0,8. 300 = 240 N/mm2
Bánh lớn
[]uqt2 = 0,8. ch2 = 0,8. 260 = 208 N/mm2

-

Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc khi quá tải (công thức 3.14 và 3.41).
Với hệ số quá tải

GVHD: Bùi Văn Hữu

K qt 

M qt
M

2

16
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

-

Ta


txqt

-

Nhóm 86

có:

< []txqt2 = 1235 N/mm2

Kiểm nghiệm sức bền uốn khi quá tải (công thức 3.34 và 3.42)
Bánh nhỏ
σuqt1 = σu1.Kqt = 47,6.2 = 95,2 N/mm2
σuqt1 < []uqt1 = 240 N/mm2
Bánh lớn
σuqt2 = σu2.Kqt = 41,5.2 = 83 N/mm2
σuqt2 < []uqt2 = 208 N/mm2

2.3.1.11.

Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền (bảng 2-3).

-

Modun pháp:

-

Số răng: Z1 = 32; Z2 =125


-

Góc ăn khớp α = 20o

-

Góc nghiêng β = 8⁰6’

-

Đường kính vòng chia (vòng lăn)
dc1 = = = 80,8mm
dc2 = = = 315,7 mm

-

Khoảng cách trục.
A = = = 198,2 mm

-

Chiều rộng bánh răng
b = 83,2 mm

GVHD: Bùi Văn Hữu

17
Lê Nhựt Thanh



Trạm dẫn động băng tải

-

Nhóm 86

Chiều cao răng
h=2,25.mn=2,25.2,5=5,625 mm

-

Đường kính vòng đỉnh răng
De1 = dc1 + 2mn = 80,8 + 2.2,5 = 85,8 mm
De2 = dc2 + 2mn = 315,7 + 2.2,5 = 320,2 mm

-

Độ hở hướng tâm
c = 0,25.mn =0,25.2,5= 0,63 mm

-

Đường kính vòng chân răng
Di1 = dc1 – 2mn – 2c = 80,8 – 5 – 1,26 = 74,54 mm
Di2 = dc2 – 2mn – 2c = 315,7 – 5 – 1,26 = 309,44 mm

Bảng 2.2:

Các thông số bánh răng trụ răng thẳng.


Thông số

Giá trị

Bánh răng nhỏ
Số răng
Z1 = 32
Đường kính vòng chia (vòng dc1= 80,8mm
lăn)
Đường kính vòng đỉnh răng
De1= 85,8 mm
Đường kính vòng chân răng
Di1=74,54 mm
Chiều rộng răng
b = 83,2 mm
Môdum
mn=2,5
Khoảng cách trục
A= 198,25 mm
Chiều cao răng
h=5,625mm
Độ hở hướng tâm
c =0,63 mm
GVHD: Bùi Văn Hữu

Bánh răng lớn
Z2 =125
dc2= 315,7mm
De2= 320,2 mm
Di2= 309,44mm


18
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải

α = 20o
β = 8⁰6’

Góc ăn khớp
Góc nghiên
2.3.1.12.

Nhóm 86

Tính lực tác dụng

Theo công thức (3-50)
-

Lực vòng
P = = = 4965,67 N

-

Lực hướng tâm

-


Pr = = = 2008,2 N

-

Lực dọc trục
Pa = P.tgβ = 4965,67.tg8⁰6’ = 706,7 N

2.3.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm
2.3.2.1.

Chọn vật liệu

Đây là bộ truyền chịu tải trung bình nên chọn vật liệu có độ rắn bề mặt 350 HB.
Trong quá trình làm việc, số chu kỳ chịu tải của bánh nhỏ lớn hơn số chu kỳ chịu tải
của bánh lớn, vì vậy, để đảm bảo chạy mòn tốt nên chọn vật liệu làm bánh nhỏ tốt
hơn vật liệu bánh lớn và độ rắn của bánh nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh lớn khoảng
25 ÷ 50 HB. Ta có bảng vật liệu làm bánh răng như sau:
Bảng 2.2. Thông số vật liệu chế tạo bánh răng bộ truyền cấp nhanh

Bánh nhỏ
Bánh lớn

Nhãn hiệu Đường kính Giới
hạn
thép
phôi (mm)
bền kéo bk
(N/mm2)
45 thường 100-300
580

hóa

Giới
hạn Độ
chảy
ch HB
2
(N/mm )
290
170

35 thường 300-500
hóa

240

GVHD: Bùi Văn Hữu

480

rắn

140

19
Lê Nhựt Thanh


Trạm dẫn động băng tải


2.3.2.2.

-

Nhóm 86

Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

Ứng suất tiếp xúc cho phép
[]tx = []Notxk’N

Trong đó:
-

[]Notx - Ứng suất tiếp xúc cho phép N/mm2 khi bánh răng làm việc lâu dài
k’N – Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc.
6

k’N =

No
N tđ

-

N0 – Số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc

-

Ntđ – số chu kỳ tương đương

Ntđ = 60u(

-

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn
Ntđ2 = 5.300.16.60.31,197(0,83.1 + 13.6 + 0,93.1) = 32,53.107

-

Số chu kỳ tương đương bánh nhỏ
Ntdd1 = 5.300.16.60. 93,59 (0,83.1 + 13.6 + 0,93.1) = 97,59.107

-

Vì Ntđ2 và Ntdd1 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở No = 107 nên k’N = 1

-

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[]tx1 = 2,6.170 = 442 N/mm2

-

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[]tx2 = 2,6.140 = 364 N/mm2

-

Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là []tx2 = 364 N/mm2.


-

Ứng suất uốn cho phép

-

Vì băng tải làm việc 2 chiều nên ứng suất uốn cho phép là
 1 ''
KN
nK

[]u =

Trong đó:
GVHD: Bùi Văn Hữu

20
Lê Nhựt Thanh