ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
NHẬN XÉT CỦA
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
..........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................

........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................

1


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

NHẬN XÉT CỦA
GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN.
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................

........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
……………………………………………………………………………………............................
........................................................................................................................................
…………………………………………………………………………………….........................

2


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

MỤC LỤC
PHẦN I : TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI........................................6
PHẦN II : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN........................7
1. Chọn động cơ..................................................................................................7
2. Phân phối tỉ số truyền.....................................................................................8
PHẦN III : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG
1. Chọn dạng đai.....................................................................................................10
2. Tính đường kính bánh đai nhỏ............................................................................10
3. Tính đường kính bánh đai lớn.............................................................................10
4. Xác định khoảng cách trục a và chiều dài đai l .................................................11
5. Tính góc ơm đai nhỏ...........................................................................................12
6. Tính số đai z ......................................................................................................12

7. Kích thước chủ yếu của bánh đai........................................................................13
8. Lực tác dụng lên trục Fr và lực căng ban đầu Fo.................................................13
9. Xác định các thông số của bộ truyền đai bằng Inventor………………………14
PHẦN IV : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

19

1. Tính tốn cấp chậm...............................................................................................19
2. tính tốn cấp nhanh...............................................................................................34
PHẦN V : TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN..............................44
1. Thiết kế trục

......................................................................................................44

2. tính then

......................................................................................................86

PHẦN VI : CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI TRỤC..................................................105
1. Chọn ổ lăn

......................................................................................................105

2. Khớp nối trục ......................................................................................................116
PHẦN VII : THIẾT KẾ VỎ HỘP…………………………………………………..118
1.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc.....................................................................................118
PHẦN VIII : BÔI TRƠN BÁNH RĂNG ................................................................119
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………….120

3



ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

LỜI NĨI ĐẦU

Đồ án chi tiết máy là một trong những đồ án quan trọng nhất của sinh viên ngành cơ khí
chế tạo máy. Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinh viên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp
ghép và cơ sở thiểt kế máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học
và tạo cơ sở cho các đồ án tiếp theo.
Xích tải là một trong các phương pháp nâng chuyển được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ
khí nói riêng và cơng nghiệp nói chung
Trong mơi trường cơng nghiệp hiện đại ngày nay, việc thiết kế hệ thống dẫn động xích tải
sao cho tiết kiệm mà vẫn đáp ứng độ bền là hết sức quan trọng.
Được sự phân công của Thầy Nguyễn Mạnh Tiến , nhóm chúng em thực hiện đồ án Thiết
kế hệ dẫn động xích tải để ơn lại kiến thức và để tổng hợp lý thuyết đã học vào một hệ thống cơ
khí hồn chỉnh.
Do yếu tố thời gian, kiến thức và các yếu tố khác nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong
nhận được những nhận xét quý báu của các thầy.
Xin cám ơn các thầy hứơng dẫn và các thầy trong Khoa Cơ khí đã giúp đỡ chúng em hoàn
thành đồ án này!
SVTH:
Phan Văn Thắng

4


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Phương án: 15
5
3

T
2
T

T

1

2

4
1

t

1

t

2

t


1. Động cơ điện
2. Bộ truyền đai thang
3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục
4. Nối trục đàn hồi
5. Xích tải
Số liệu thiết kế:
Lực vịng trên xích tải: F = 9000N
Vận tốc xích tải: v = 0.9 m/s
Số răng đĩa xích tải dẫn: z = 11
Bước xích tải: p = 110 mm
Thời gian phục vụ: L = 6 năm
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ
(1 năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T1 = T; T2 = 0,9T;
t1= 36s ; t2 = 15s

5


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH` TẢI
Xích tải là một loại của bộ truyền xích nó được sử dụng rất rộng rãi trong cuộc sống và
trong sản xuất với hiệu suất cao, không sảy ra hiện tượng trượt, khả năng tải cao, có thể
chịu được quá tải khi làm việc chính vì thế nó rất được ưa chuộn trong các băng chuyền
trong sản xuất. Dưới đây là hình ảnh về ứng dụng xích tải trong sản xuất:


Phần II: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.

6


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

1. Chọn động cơ
1.1. Xác định tải trọng tương đương
Công suất ứng với tải lớn nhất:
F .v
9000.0,9
P = 1000 = 1000 = 8,1 (kw)
Công suất tương đương:
2

3.4

 1

2

T1 � �T2 �
�
�T �t1  �T �t2
 P. � � � �
t1  t2


Ptđ
T1
T
 1 ; 2  0,9
T
Với: T

Thay số vào ta được:

Ptđ

 8,1

(36  15.0,92 )
36  15
= 7,87 (kw)

1.2. Xác định công suất cần thiết
Hiệu suất bộ truyền theo bảng 3.3
Chọn:

- Hiệu suất của bộ truyền đai (để hở):

ηd = 0,95

- Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (được che kín):
- Hiệu suất của cặp ổ lăn:

br  0,96


ηol = 0,993

- Hiệu suất của khớp nối trục:
- Hiệu suất của toàn bộ hệ thống η :
η = ηd.ηbr2.ηol6.ηkn = 0,84 = 84%.
Cơng suất cần thiết:

Pct 

Ptd 7,87

 9,37
 0,84
(kW)

3.11

 1

Số vịng quay của xích tải khi làm việc:

nlv 

60000.v 60000.0,9

 45
z. p
11.110
vòng/phút


5.10 

1

7


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Chọn tỉ số truyền sơ bộ hệ thống
utsb = uhsb.uđsb

2.15

 2

Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ
nsb = utsb.nlv = 65.45 = 2925 (vịng/phút)

2.18[2]

Chọn động cơ có số vịng quay đồng bộ nđb = 3000 (vòng/phút) (2p = 2 )
Động cơ loại K chế tạo trong nước, dễ tìm, giá thành không cao.
Dựa vào bảng p1.1[2]: các thông số kĩ thuật của động cơ loại K. Ta chọn được động cơ với các
thông số sau:

Kiểu động cơ
K160M2


Công suất
11

%

Ik
I dn

Tk
Tdn

0,87

6,3

2,1

Vận tốc
quay
2935

Khối lượng
cos 
0,9

(Kg)
110

2. Phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền chung:

ut 

ndc 2935

 65, 22
nlv
45

Mà

ut = ud.uh

Với

ud là tỉ số truyền của đai; uh là tỉ số truyền của hộp giảm tốc

Chọn

ud  4 � uh 

65, 22
 16,3
4

uh = u1.u2 ( u1,u2 là tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm)
Với lược đồ dẫn động như đề cho và dựa vào (Bảng 3.1 trang 43-sách tính tốn thiết kế hệ dẫn
động cơ khí), ta chọn:
=> Unh= 5,23;


Uch= 3,06

Cơng suất trên các trục:

P3 =

Ptd
7,87
=
= 7,949(kW)
ηol .ηkn 0.99.1

P2 =

P3
7, 949
=
= 8, 364(kW)
ηol .ηbr 0.99.0.96

8


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
P1 =

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

P2

8, 346
=
= 8, 782(kW)
ηol .ηbr 0.99.0.96

Số vòng quay trên các trục:
n1 =

ndc
2935
=
= 734(v / ph )
ud
4

n2 =

n1
734
=
= 140(v / ph)
u1 5, 23

n3 =

n2
140
=
= 46(v / ph)
u2 3,06


Mômen xoắn trên các trục:
Tdc = 9,55.106

T1 = 9, 55.106

Pdc
11
= 9,55.106.
= 35792( Nmm)
ndc
2935

P1
8, 782
= 9, 55.106.
= 114262( Nmm)
n1
734

T2 = 9, 55.106.
T3 = 9, 55.106.

P2
8,364
= 9,55.106
= 570544( Nmm)
n2
140


P3
7, 949
= 9, 55.106
= 1650282( Nmm)
n3
46

Bảng thông số

Trục
Thông số
Tỉ số truyền
Cơng suất (kW)
Số vịng quay (vg/ph)
Mơmen T (Nmm)

Động cơ

I

II

5,23

3,06

1

8,782


8,364

7,949

2935

734

140

46

35792

114262

570544

1650282

4
11

III

9


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Phần III: Tính tốn, thiết kế bộ truyền đai thang.
1. Chọn dạng đai:
Các thông số của động cơ và tỷ số của bộ truyền đai:

ndc = 2935v / ph

Pdc = 11kW

ud = 4

Theo sơ đồ hình 4.2
ta chọn loại đai là đai hình thang thường loại Ƃ, ta chọn như sau:
(L = 800-6300, d1 = 140-280,  =360)
Thông số cơ bản của bánh đai
Loại đai

bt

Kích thước mặt cắt, (mm)
b
H
y0

Diện tích
A1 (mm2)

Thang, Ƃ
14


17

10,5

4,0

138

2. tính đường kính bánh đai nhỏ

d1 = 1, 2d min = 1, 2.140 = 168mm

trang 152[1]

Với dmin = 140 mm cho trong bảng 4.3[1]
Theo tiêu chuẩn chọn

d1 = 160mm

Vận tốc dài của đai:
v1 =

πd1n
π.160.2935
=
= 24,59m / s < 25m / s
60000
60000


Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép: vmax = 25m/s
3. đường kính bánh đai lớn
Do sự trượt đàn hồi giữa đai và bánh đai nên

v2  v1  1   

v1  v2

và giữa chúng có liên hệ
4.9[1]

Trong đó  là hệ số trượt tương đối, thường  = 0,01 �0,02 ta chọn
ξ = 0, 015

10


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

� Đường kính bánh đai lớn

d 2 = ud .dξ1 (1-

)

= 4.160.(1 - 0, 015) = 630, 4mm

Theo tiêu chuẩn trong bảng 4.21[1] của bánh đai hình thang ta chọn


d 2 = 630mm
-Tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai là:
uttd =

d2
630
=
=4
d (1 - 0,015) 160(1 - 0,015)
= ud

Khơng có sai số của bộ truyền vậy các thông số bánh đai được thỏa mãn
4. Xác định khoảng cách trục a và chiều dài đai l
4.1 Chiều dài đai L
Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a = d2 = 630mm, theo công thức (4.4) chiều dài
đai
d + d 2 (d 2 - d1 )
L = 2.aπ+ 1
+
2
4a

2

160 + 630 (630 - 160)
= 2.630 + π
+
2
4.630


2

= 2589mm
Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn l = 2700
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây theo 4.15 i = v/l = 24,59/2,7 = 9,1/s < 10/s
4.2 Khoảng cách trục a
Xác định lại khoảng cách trục
a

a

k  k 2  8 2
4

kL 

  d1  d 2 
2

Với
k  2700 

  160  630 
 1459, 07 mm
2

11



ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


a

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

d 2  d1 630  160

 235mm
2
2

1459, 07 

 1459, 07

2

 8.2352



4

 689mm

5. Tính góc ơm đai nhỏ
Vì góc ơm bánh đai nhỏ trong trường hợp này ln nhỏ hơn góc ôm bánh đai lớn nên nếu góc
ôm bánh đai nhỏ thõa thì góc ơm bánh đai lớn cũng được thõa

α1 = 180 - 57

d 2 - d1
630 - 160
= 180 - 57
= 133,97 o
a
582

o
Vì α1 > αmin = 120 � thỏa mãn điều kiện khơng trượt trơn.

6. Tính số đai z
Z=
Ta có:
Với:
kW(

Pdc

Pdc

pdc .kd
[ poα] C .Cu 1 .Cz .C

: cơng suất trên trục bánh dẫn trường hợp này cũng chính là công suất động cơ,

=11kW)
Kđ : Hệ số tải trọng động
Theo bảng 4.7 kđ = 1,25


[ po ]

: công suất cho phép

Theo bảng 4.19 [po] = 4kw

Cα

: Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ơm

Với = 134,

C

= 0,87(Bảng 4.15)

C1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai
Theo bảng 4.16 chọn C1 = 1
Cu : hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền
Theo bảng 4.17 với u = 4, Cu = 1,14
Cz : Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng
Pđc/[P0] = 11/4 = 2,75 do đó Cz = 0,95

12


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Z=

Thay các thơng số vào ta có:

11.1, 25
= 3, 65
4.0,87.1.1,14.0,95

� chọn Z = 4

7. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
7.1 Chiều rộng bánh đai
Chiều rộng bánh đai: B = ( z - 1)t + 2e

4.17[2]

Với t và e tra bảng 4.21 ta có
t = 19mm

e = 12,5mm

ho = 4, 2 mm

thay số vào ta được:
B = (4 – 1 ).19 + 2.12,5 = 82mm
7.2 Đường kính ngồi hai bánh đai:

Dn1 = d1 + 2ho = 160 + 2.4, 2 = 168, 4mm
Dn 2 = d 2 + 2ho = 630 + 2.4, 2 = 638, 4mm
8. Lực tác dụng lên trục Fr, và lực căng ban đầu Fo.

Lực căng trên 1 đai:
F0 =

780 pdc .kd
+ Fv
v1.Cα .Z

Với Kd : hệ số tải trọng động
Theo bảng 4.7 chọn Kd = 1,25,

C

= 0,87 (đã tính ở trên)

Fv : lực căng do lực li tâm sinh ra.
Fv  qm v12

qm : khối lượng trên 1m chiều dài đai tra bảng 4.22 ta được
qm = 0,178 kg/m
� Fv = 0,178.24,592 = 107,63 kgm/s2

F0 

780.11.1, 25
 107,63  233 N
24,59.0,87.4

Lực tác dụng lên trục: trục được tính như sau:

13



ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

�
�
α1 �
133,97 �
�
�
�
Fr = 2.Z .Fo .sin �
=
2.4.233.sin
�
�
�
�
�
�= 1716 N
�
�
� 2 �
�2 �

9. Xác định các thông số của bộ truyền đai bằng inventor:
Sau khi khởi động Modul Design Acclerator chọn Design V-Belts Component Generator


Chuyển sang tab Calculation để tính tốn các thông số của bộ truyền đai. Chọn Design number
of belts để tính số đai. Nhập các thơng số P = 11kw và v = 2935 vg/ph cho kết quả tính toán số
đai là z =8.

14


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Sau khi tính được số đai ta quay lại Tab Design để thiết kế pully.

Nhập đường kính pully D = 160mm, số đai. Các thông số khác của pully được cập nhật từ thư
viện khi ta chọn loại đai. Pully số 2 thiết kế dựa vào tỉ số truyền. Nhập tỉ số truyền u=4 các thông
số của pully số 2 được cập nhật.

15


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Sau khi tính tốn sơ bộ xong ta kiểm bền bộ truyền đai. Chuyển Tab Calculation ta chọn Strength
Check. Máy tính thơng báo bộ truyền đai đạt yêu cầu. Ta thu được các kết quả như sau:

16



ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Bảng 2.1: các thông số bộ truyền đai thang

Project Info

Belt Properties

17


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Display name
Size
Number of belts
Wedge angle
Width
Height
Datum width
Datum length
External length
Internal length
Length correction factor
External line offset
Pitch line offset

Minimum recommended pulley datum diameter
Maximum flex frequency
Maximum belt speed
Specific mass
Base power rating

V-Belt ANSI/RMA IP-20
A128
8.000 ul
40.00 deg
12.700 mm
7.938 mm
10.617 mm
3284.220 mm
3301.073 mm
3251.200 mm
1.150 ul
2.682 mm
3.175 mm
76.200 mm
60.000 Hz
30.480 mps
0.104 kg/m
6.456 kW

z
α
b
h
bw

Ld
Le
Li
c3
Hw
a
Dwmin
fmax
vmax
m
PRB

Grooved Pulley 1 Properties

Display name
Size
Type of pulley
Datum diameter
Pitch Diameter
Datum width
Groove angle
Height
Groove depth
Radius External
Radius Internal
X coordinate
Y coordinate
Span length
Number of grooves
Distance from edge

Distance between grooves
Power ratio
Power
Torque

Dd
Dp
bw
α
c
h
R1
R2
x
y
Lf
ng
Se
Sg
Px
P
T

Grooved Pulley
Custom
DriveR
160.000 mm
166.350 mm
10.617 mm
34.00 deg

4.200 mm
16.000 mm
0.000 mm
0.000 mm
-100.000 mm
0.000 mm
933.666 mm
8.000 ul
12.500 mm
19.000 mm
1.000 ul
11.000 kW
35.790 N m

18


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Speed
Arc of contact
Force on input
Force on output
Resultant axle load
Static tensioning force
Friction factor

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
n 2935.000 rpm
β
150.07 deg

F1 1278.497 N
F2
848.206 N
Fr 2057.596 N
Fv 2054.595 N
fg
0.350 ul

Grooved Pulley 2 Properties

Display name
Size
Type of pulley
Datum diameter
Pitch Diameter
Datum width
Groove angle
Height
Groove depth
Radius External
Radius Internal
X coordinate
Y coordinate
Center distance
Span length
Number of grooves
Distance from edge
Distance between grooves
Power ratio
Power

Torque
Speed
Theoretical transmission ratio
Transmission ratio
Arc of contact
Force on input
Force on output
Resultant axle load
Static tensioning force
Friction factor

Dd
Dp
bw
α
c
h
R1
R2
x
y
C
Lf
ng
Se
Sg
Px
P
T
n

iT
i
β
F1
F2
Fr
Fv
fg

Grooved Pulley
Custom
DriveN
659.050 mm
665.400 mm
10.617 mm
34.00 deg
4.200 mm
16.000 mm
0.000 mm
0.000 mm
866.434 mm
0.000 mm
966.434 mm
933.666 mm
8.000 ul
12.500 mm
19.000 mm
1.000 ul
10.753 kW
140.295 N m

731.894 rpm
4.000 ul
4.010 ul
209.93 deg
848.206 N
1278.497 N
2057.596 N
2054.595 N
0.350 ul

19


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Strength check

Power
Torque
Speed
Efficiency torque factor
Efficiency
Belt slip
Arc of contact correction factor
Service factor
Resultant service factor
Length correction factor
Number of belts correction factor

Number of pulleys correction factor
Modify friction with speed factor
Tension factor
Belt Speed
Belt flex frequency
Number of belts required
Effective pull
Centrifugal force
Belt installation tension
Maximum tension in belt span

P
11.000 kW
T
35.790 N m
n
2935.000 rpm
ηt
0.980 ul
η
0.978 ul
s
0.003 ul
c1
0.923 ul
c2
1.400 ul
cPR
4.486 ul
c3

1.150 ul
c4
0.900 ul
c5
1.000 ul
fmod
0.012 s/m
k1
1.300 ul
v
25.564 mps
fb
15.568 Hz
zer
2.496 ul
Fp
430.292 N
Fc
544.625 N
Ft
132.919 N
Ftmax 159.812 N

Phần IV :Thiết kế bộ truyền bánh răng.
1. Tính toán cấp nhanh (bánh răng nghiêng)
1.1 Chọn vật liệu:
dc
Đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ, hai cấp, chịu công suất tương đối lớn ( Pdm = 11kW

),nên cần chọn vật liệu nhóm II.Bánh răng được tơi thể tích, tơi bề mặt, thấm cacbon,thấm

nitơ.Do độ rắn cao nên phải cắt răng trước khi nhiệt luyện, sau khi nhiệt luyện phải dùng các
nguyên công tu sửa đắt tiền như mài, mài nghiền v.v..Răng chạy mòn rất kém nên phải nâng cao
độ chính xác chế tạo, nâng cao độ của trục và ổ.Chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau

20


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Bánh
HRCσ50...59,

nhỏ
b1

Bánh
HRCσ50...59,

:

Thép
2

N= 1000
mm σ/

lớn:
b2

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI


,

N= mm
800

2

40X
,

thấm

thấm

N= mm
800

/

ch 2

cacbon

đạt

độ

rắn

độ


rắn

2

/

ch1

Thép

N= 1000
mm σ/

40X

cacbon

đạt

2

1.2 Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép:
1.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Sơ bộ chọn

H  

 0 H lim

.K HL
SH

6.33[1]

Trong đó:

  H  -ứng suất tiếp xúc cho phép, ( N / mm ) .
2

 0 H lim - ứng suất tiếp xúc cho phép tương ứng số chu kì cơ sở
Theo bảng 6.2 với thép 40X thấm nitơ đat đọ rắn bề mặt HRC 55…67
ứng tiếp xúc cho phép tương ứng số chu kì cơ sở bánh nhỏ

 0 H lim1 = 23.HRC = 23.55 = 1265(Mpa)
ứng tiếp xúc cho phép tương ứng số chu kì cơ sở bánh lớn

 0 H lim 2 = 23.HRC = 23.55 = 1265 (MPa)
SH - Hệ số an toàn tra bảng 6.2
SH = 1,2
KHL – hệ số tuổi thọ phụ thuộc vào NHE, NHO, NFO, NFE
NHE – số chu kì làm việc tương đương của đường mỏi tiếp xúc.
3

�T �
60c ��i �ni ti'
�T �
NHE =

6.36[1]


c – số lần ăn khớp ở trường hợp này c = 1
T – Mô men xoắn lớn nhất trong các mô men Ti
Ti – Mơ men xốn ở chế độ làm việc thứ i
'

t i - thời gian làm việc tính bằng giờ
ni – số vòng quay

21


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
t1
36
tlv  .6.300.2.8  20329
51
t = t1  t2
giờ
'
1

t2
15
tlv  .6.300.2.8  8470
51
t = t1  t2
giờ

'
2

Số chu kì làm việc tương đương bánh nhỏ
NHE1=





60.1.140 13.20329  0,93.8470  22,3.107

chu kì

Số chu kì làm việc tương đương bánh lớn
NHE2=





60.1.46 13.20329  0,93.8470  7,3.107

chu kì

NFE – số chu kì làm việc tương đương của đường cong mỏi uốn
6

�T �
60c ��i �ni ti'

�T �
NHE =
Số chu kì làm việc tương đương bánh nhỏ





60.1.140 16.20329  0,96.8470  20,9.10 7

NFE1 =

chu kì

Số chu kì làm việc tương đương bánh lớn





60.1.46 16.20329  0,96.8470  6,9.107

NFE2 =

chu kì

NHO - số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc.
NHO = 30HB2,4

T220[1]


số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc của bánh nhỏ:
NHO1 = 30.5502,4 =11,3.10

7

chu kì

số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc của bánh lớn:
NHO2 = 30.5502,4 =11,3.10

7

chu kì

NFO - số chu kì làm việc cơ sở của đường mỏi uốn. Đối với tất cả các loại thép thì :
NFO = NFO1 = NFO2 = 4.10
Vì

6

chu kì .

NHE1 > NHO1
NHE2 < NHO2

Nên

NFE1 > NFO1
NFE2 > NFO2


KHL1 = KFL1 = KFL2 = 1, KHL2 = 1,02

Với : KFL, KHL – Hệ số tuổi thọ
Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ:

22


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

  H1  

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

1265
.1  1054
2
1, 2
N/mm

ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn :

H2  

1265
.1, 02  1075
2
1, 2
N/mm


[ H ]  ( H1   H 2 ) / 2  (1054  1075) / 2  1064, 5MPa

Do bánh lớn có ứng suất tiếp xúc cho phép bé hơn nên ta chọn bánh lớn để tính tốn điều kiện
tiếp xúc.
1.2.2 Ứng suất uốn cho phép.
Răng làm việc một mặt (răng chịu ứng suất thay đổi mạch động) nên ứng suất uốn được tính
theo cơng thức sau:

[σF ] =

σ 0 F lim
.K FL .K FC
sF

6.47[1]

K FC : Hệ số xét đến ảnh hưởng khi quay hai chiều đến độ bền mỏi. Ở đây
K FC

quay một chiều nên

= 1.

sF

- Hệ số an toàn tra bảng 6.2 ta được:

sF


= 1,55

 0 F lim - giới hạn mỏi uốn tra bảng 6.13 ta được:

 OF lim1 = 750 (MPa)

 OF lim 2 = 750 (MPa)

Vậy :

[ σ F1 ] =

σ 0 F lim1
750
.K FL1 .K FC =
.1.1 = 483, 9
2
sF
1, 55
N/mm

σ 0 F lim 2
750
.K FL 2 .K FC =
.1.1 = 483, 9
[σF 2 ] =
2
sF
1, 55
N/mm

1.3 Các thông số bánh răng.
Do các bánh răng không đối xứng các ổ trục nên ta chọn
Với

ψba

ψba

= 0,25 theo 6.6

- hệ số chiều rộng vành răng.

23


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

ψbd = ψba

( u1 +1)
2

= 0, 779

Theo bảng 6.7 ta chọn hệ số phân bố không đều của tải trọng
KHβ = 1,28 ; KFβ = 1,43
1.3.1 Xác định khoảng cách trục aw
Ta xác định độ bền tiếp xúc theo độ bền tiếp xúc của bánh bị dẫn


aw = 43(u1 +1) 3

T1 K Hβ
ψba ( σ H

)

2

u1

= 43 ( 5, 23 +1)

114262.1, 28
3

2

0, 25.( 1064, 5) .5.23

= 123,8mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn aw = 250 mm
1.3.2 Môđun bánh răng.
m=

 0, 01 �0, 02  aw  2,5 �5, 0

Theo tiêu chuẩn chọn m = 3

1.3.3 Số răng của bánh răng.
Chọn sơ bộ = 10 , do đó cos = 0,9848, theo (6.31) số răng bánh nhỏ
2aW .cos
Z1 = m(u  1) = 26,35 .Lấy Z1 = 26

Số răng bánh lớn Z2 = u.Z1 = 5,23.26 = 135,98 .Lấy Z2 = 136
Do đó tỉ số truyền thực tế sẽ là um = 136/26 = 5,23
m( Z1  Z 2 )
3.(26  136)
2
a
2.250
W
Cos =
=
= 0,972

Suy ra = 13,59 = 1325’
1.3.4 Kích thước bộ truyền bánh răng
Chiều rộng bánh răng lớn:

bψ
a
w2 =

ba

w

= 0, 25.250 =mm

62.5

Chiều rộng bánh răng nhỏ:

bw1 = bw2 + 5 = 62, 5 + 5 = 67, 5mm
Đường kính vịng chia:

24


ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

d w1 = 2aw/(um+1) = 2.250/(5,23 + 1) = 80,26 mm
d w 2 = dw1.u = 80,26.5,23 = 419,76 mm
đường kính vịng đỉnh:
d a1 = dw1 + 2.m = 80,26 + 2.3 = 86,26 mm
d a 2 = dw2 + 2.m = 419,76 + 2.3 = 425,76 mm
Đường kính vịng chân răng :
df = dw – 2,5m
df1 = dw1 – 2,5m = 80,26 – 2,5.3 = 72,76 mm
df2 = dw2 – 2,5m = 425,76 – 2,5.3 = 418,26 mm
vận tốc bánh răng:

v

 .d w1nI  .80, 26.734

 3, 08m / s

60000
60000

Theo bảng 6.13[2] ta chọn cấp chính xác của cặp bánh răng là cấp 9
Hệ số tải trọng động theo bảng 6.14 chọn
KHα = 1,16;

KFα = 1,40

1.4 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc.

Z M .Z H .Z
d w1

H 
Với :

2.T1 .K H .  u  1
bw .u

KH – Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH = KH.KH.KHv

1
KHv =

vH .b W .d W1
2.T1 .K H .K H 

vH   H g 0 .v


Trong đó theo bảng 6.15

1
KHv =

aW
250
 0, 004.73.3, 08
 6, 218
um
5, 23

 H = 0,004, theo bảng 6.16 g 0 = 73
6, 218.62,5.80, 26
2.114262.1,16.1, 28 = 1,092

KH = 1,16.1,28.1,092 = 1,621

25