Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải hộp giảm tốc trục vít bánh răng

B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
1


Lời nói đầu

Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn động cơ khí, cụ thể ở đây là
thiết kế hệ dẫn động băng tải, với hộp giảm tốc hai cấp trục vít bánh răng với yêu
cầu về lực cũng nh- vận tốc và các đặc tr-ng khác .
Đồ án môn học chi tiết máy với b-ớc đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế
các chi tiết máy trong lĩnh vực cơ khí nhằm nâng cao kỹ năng tính toán , hiểu sâu hơn
về kiến thức đã học .
Nội dung đồ án môn học chi tiết máy bao gồm .
Tính toán chọn động cơ cho hệ dẫn động băng tải .
Tính toán bộ truyền trong và bộ truyền ngoài .
Thiết kế trục và chọn ổ lăn .
Tính toàn vỏ hộp và các chi tiết khác .
Tính toán bôi trơn .

Đồ án môn học chi tiết máy là tài liệu dùngđể thiết kế chế tạo các hệ dẫn động cơ khí
, nh-ng đây không phải là ph-ơng án tối -u nhất trong thiết kế hệ dẫn động do những
hạn chế về hiểu biết và kinh nghiệm thực tế .

Trong đồ án này có tham khảo tài liệu:
- Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập 1[TL1], 2[TL2] : Trịnh Chất Lê Văn
Uyển.
- Chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp :Tập 1, Tập 2.
- Dung sai và lắp ghép Ninh Đức Tốn.

Nguyễn Tuấn Khoa

C in T 2 K49
HBK H Ni













B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
2
Mục lục
Phần I
I.Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền Trang 3
Bảng số liệu của hộp giảm tốc Trang 4

Phần II :Thiết kế và tính toán các bộ truyền
1.Tính toán bộ truyền xích Trang 4
2.Tính bộ truyền trục vít trong hộp giảm tốcTrang 7
3.Tính bộ truyền bánh răngTrang 11
4.Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốcTrang 16

Phần III :Tính toán thiết kế trục và chọn ổ lăn

1. Tính toán thiết kế trục.Trang 17
2. Chọn ổ lăn.Trang 34

Phần IV :Thiết kế vỏ hộp và bôi trơn hộp giảm tốc Trang41
Phần V : Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai Trang47

Đề 21:
Thiết kế hệ dẫn động băng tải

B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
3
F
V
B
5
4
2 3
1
H
D










1.Động cơ; T
mm
=1,5T
1

;
2.Khớp nối ; T
2
=0,7T
1
;
3.Hộp giảm tốc ; t
1
=5 h;
4.Bộ truyền xích ; t
2
=3 h;
5.Băng tải; t
ck
=8 h;

*Số liệu cho tr-ớc
1.Lực băng tải: F=9000N;
2. Vận tốc băng tải: v=0,48 m/s;
3.Đ-ờng kính tang: D= 320mm;
4.Chiều cao tang : H=750 mm
5.Thời gian phục vụ: I
h
=20000 giờ
6.Số ca làm việc: soca=2;
7.Đặc tính làm việc : va đập vừa;



Phần I:

I / Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền u:
T
T1
T2
t1 t2
tck
mm
t
T
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
4
I.1 /Chọn động cơ:
a/Tính công suất
+/Để đảm bảo cho bộ truyền động băng tải làm việc ổn định và ít rung động ta phải
tính toán và chọn động cơ sao cho vừa đủ công suất không quá thừa nhằm tránh
v-ợt tải và thừa tải quá nhiều .
+/Từ yêu cầu: - Lực kéo băng tải : F=9000 N.
- Vận tốc băng tải : v = 0,48 m/s.
=> Công suất cần thiết trên trục động cơ :
P
ct
=


.
.1000
.
ch

VF

Trong đó:
F=9000 N : lực kéo băng tải.
V=0,48m/s : vận tốc băng tải.

ch
: tổng hiệu suất của các khâu

ch
=
k
.
tv
.
br
.
ot
.
ol
3
.
x
= 0,99.0,82.0,98.0.98.0,992
3
.0,92 =0,700.
=

i
i
i
t
t
P
P
.
2
1
=
899,0
8
3.7,05.1
2


.

=> P
ct
=

.
.1000
.
ch
VF
=
548,5899,0.
700,0.1000
.48,0.9000

(kW)
b/Tính tốc độ sơ bộ của trục động cơ:
Ta có :
n
sb
= n
ct
.u
hộp
.u
ngoài
, theo CT2.16 tr.21[TL1]
n
ct
=
65,28
320.14,3
48,0.1000.60
.

.
1000.60
V
D

(v/ph). Theo bảng 2.4 tr.21[TL1]

Chọn u
tbhop
= 50; u
tbngoai
=2
=> n
sb
=28,65.50.2 = 2865;
Do đó chọn động cơ K160S2 : ( theo bảng P1.1tr.234[TL1])
Bảng thông số động cơ:

N
đc
(v/p)
P(Kw)
Cos

I
k
/I
dn
T
k

/T
dn
2935
7,5
0,93
0,86
7,3
2,2

+/ Kiểm tra điều kiện mở máy :

5,1
5,1
1
1
1

T
T
T
T
mm

Với Động cơ đã chọn có
2,2
dn
k
T
T

5,1
1

T
T
mm
.
Vậy động cơ K160S2 dap ứng đ-ợc yêu cầu công suất, tốc độ và điều kiện mở máy
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
5
I.2/ Phân phối tỉ số truyền (u)
Tỷ số truyền của hệ dẫn động:
u
ch
=
44,102
65,28
2935

tg
dc
n
n

u
ch
=u
hộp
.u

ngoài

Dựa vào bảng 2.4 tr.21[TL1] chọn u
ngoài
= 2,0;
=> u
h
=u
ch
/u
ng
=102,44/2=51,22.
Với hộp giảm tốc Trục vít Bánh răng theo kinh nghiệm ta lấy:
u
br
=(0,05 0,06)u
h
=2,56 3,07 ; chọn u
br
= 3,00 .
=> u
tv
=
073,17
00,3
22,51

.
Chn u
br

=17,0.
=> Tính chính xác u
ng
= u
ch
/u
h
=u
ch
/(u
tv
.u
br
) = 102,44/(3,0.17,0) = 2,009.
I.3/ Tính công suất,số vòng quay, mômem xoắn trên các trục
+/Tính công suất trên các trục:
P
ct
= P
tg
=
)(32,4
1000
48,0.9000
1000
.
KW
VF

P
3
=
)(791,4
92,0.98,0
32,4
.
KW
P
tx
tg



P
2
=
)(929,4
992,0.98,0
791,4
.
3
KW
P
olbr



P
1

=
)(059,6
992,0.82,0
929,4
.
2
KW
P
oltv



P
đc
=
)(170,6
992.0.99,0
059,6
.
1
KW
P
olk



+/Số vòng quay trên các trục
n
1
= n

dc
= 2935 (v/ph)


n
2
= n
1
/u
tv
=2935/17,00 =172,65 (v/ph)
n
3
= n
2
/u
br
=172,65/.3,00 =57,55 (v/ph)
n
ct
= n
3
/u
x
=57,55/2,01 =28,63 (v/ph)
+/Mômen xoắn trên các trục
T=
)/(
)(.10.55,9
6

fvn
kwP
(Nmm)
T
tg
=
1441005
63,28
32,4.10.55,9
6

(Nmm)
T
3
=
795031
55,57
791,4.10.55,9
6

(Nmm)
T
2
=
272644
65,172
929,4.10.55,9
6

(Nmm)

T
1
=
19715
2935
059,6.10.55,9
6

(Nmm)
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
6
Bảng thông số:
Trục

Trụcđ/c

Trục 1

Trục 2

Trục 3

Trục ct

P(kw)
6,170
6,059
4,929
4,791

4,32
u

17,00
3,00
2,01

n (v/f)
2935
2935
172,65
57,55
28,63
T(Nmm)

19.715
272.644
795.031
1.441.005

II/ Tính toán thiết kế các bộ truyền
II.1/ Thiết kế bộ truyền ngoài (xích)
a/Chọn loại xích
Vì tải nhỏ , va chạm va ,vận tốc thấp chọn xích con lăn.
b/Xác định các thông số của xích và bộ truyền:
Theo bảng 5.4 tr.80[TL1] với u=2,01 chọn số răng xích Z
1
=25
=> Z
2

=2,01.25=50,25.
Lấy Z
2
=50 < Z
max
=120 .
Theo CT 5.13 tr.81[TL1] , công suất tính toán :
+/ P
t
=P.K.K
z
.K
n
;
Trong đó :
P = P
3
=4,791 (Kw) : công suất cần truyền.
K
z
=
1
25
25
1
01

Z
Z
: hệ số răng.

K
n
=
869,0
55,57
50
1
01

n
n
: hệ số vòng quay.
Theo CT5.4 tr.81[TL1],ta có:
K = K
o
. K
a
. K
đc
. K
đ
. K
c
. K
bt

= 1.1.1,1.1,3.1,25.1,3 =2,113;
Theo bảng (5.6) tr.82[TL1]
K
o

=1 : hệ số ảnh h-ởng vị trí bộ truyền (đ-ờng nối 2 tâm đĩa xích .
nằm nghiêng 1 góc <60
0
so với ph-ơng nằm ngang).
K
a
=1 : hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích (chọn a=40p).
K
đc
=1,1 : hệ số kể dến ảnh h-ởng của việc điều chỉnh lực căng xích .
(điều chỉnh đ-ợc bằng con lăn căng xích).
K
đ
=1,3 : hệ số tải trọng động (va đập vừa).
K
c
=1,25 : hệ số kể dến chế độ làm việc (2 ca).
K
bt
=1,3 : hệ số kể dến ảnh h-ởng của việc bôi trơn (có bụi chất
l-ợng bôi trơn đạt yêu cầu).
=> P = 4,791.2,113.1.0,869 = 8,795 (kW);
Vì công suất khá lớn nên chọn bộ truyền xích 2 dẫy với K
d
=1,7 =>
P

t
=P
t

/K
d
=8,795/1,7=4,821(kW).
Theo bảng( 5.5) với n
01
=50 (v/f) ,chọn bộ truyền xích 2 dẫy có p=31,75mm có
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
7
[P] = 5,83 > P
t
= 4,821(kW) đồng thời p < p
maz
=50,8 (mm). (theo bảng 5.8
tr.81[TL1]).
+/ Khoảng cách trục:
a = 40.p = 40.31,75=1270 (mm)
Theo (5.12) Số mắt xích
x =
a
p
ZZ
ZZ
p
a
4
.)(
2
2
2

2
21
21





=
;90,117
1270.14,3.4
75,31
.)2550(
2
5025
80
2
2




chọn x
c
=118 ;
&/Tính lại khoảng cách trục
a
*
=

2
12
2
2121
2).(5,05,025,0

ZZ
ZZXZZXp
CC
=
=

);(66,1271
14,3
25
275.5,011875.5,011875,31.25,0
2
2
mm


















Để xích làm việc không quá căng cần giảm 1 l-ợng
a

((= 0,002 0,004) a)

Lấy
a

=0,003.a
*
= 3,81 mm;
Vậy khoảng cách trục là a=a
*
-
a

=1267,85 mm;
+/ Số lần va đập của xích :
Theo (5.14 )
i =
813,0
118.15
55,57.25
15
11

x
nZ
< [i] =20(1/s) theo (B5.9) tr.85[TL1]
c/ Kiểm nghiệm xích về độ bền:
Theo (5.15) tr.85[TL1] , ta co:
s =
vtd
FFFK
Q

0
.

Q: tải trọng phá hỏng (N);
Theo (b5.2) tr.78[TL1]:
Q =177 kN=177000N ; q=7,3kg; K
đ
=1,2 do T
mm
/T
1
=1,5;
F
t
: lực vòng
F
t
=1000.P/v; ( với v=
;761,0
60000
55,57.75,31.25
60000

11

ntZ
)
=
86,6292

761,0
791,4.1000

( N);
F
0
= 9,81.K
f
.q.a : lực căng do trọng l-ợng nhánh xích bị động sinh ra
= 9,81.2.7,3.1,268=181,61(N) với K
f
=2 (đ-ờng nối 2 tâm đĩa xích
nghiêng 1 góc 40
0
so vói ph-ơng nằm ngang );
F
v
:lực căng do lực li tâm sinh ra
F
v
= q.v
2
: lực căng do lực li tâm sinh ra
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
8
=7,3.0,761
2
=4,23 (N)
=> s =

88,22
23,461,18186,6292.2,1
177000


>8,5=[s] (theo bảng5.10tr.86[TL1])
Vậy xích đủ bền.
d/ Đ-ờng kính đĩa xích
Theo CT 5.17 tr.86 [TL1] &bảng 13.4 [TL2]
d
1
=p/sin(
1
/ Z

) = 31,75/sin(
25/

) = 253,32 mm;
d
2
=p/sin(
2/Z

) = 31,75/sin(
50/

) = 505,65 mm ;
d
a1

=p.(0,5+cotg(
1
/ Z

) = 31,75.(0,5 + cotg (
)25/

= 267,20 mm;
d
a2
= 520,53 mm;
d
f1
=d
1
-2r =253,32 - 2.9,62 = 234,08 mm; d
f2
=486,41 mm;
do r = 0,5025.d
l

+0,05 =9,62; d
l

=19,05 mm (theo bảng 5.2)
e/ Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện

H1
=

d
vddtr
KA
EFKFK
.
) (
.47,0
[
H
]
[
H
] :ứng suất tiếp xúc cho phép
K
r
=0,42 :hệ số ảnh h-ởng của số răng đĩa xích phụ thuộc vào Z (bảng
trang 87)
K
đ
=1,3 :hệ số tải trọng động (bảng5.6 tr.82[TL1])
K
vđ
=13.10
-7
.n
1
.p
3

.m :lực va đập trên m dãy xích
=13.10
-7
.57,55.31,75
3
.1,7=4,07.
K
d
=1,7 :hệ số phân bố không đều tải trọng không đều cho các dẫy (2dẫy
xích)
E=2,1.10
5
MPa :môđun đàn hồi
A=446 mm
2
:diện tích chiếu của bản lề (bảng5.12 tr.87[TL1])
=>
H1
=
6,458
7,1.446
10.1,2).07,43,1.86,6292.(42,0
.47,0
5


MPa < 600 (MPa)
Theo bảng 5.11 Thép 45 tôi cải thiện đạt ứng sứât cho phép []=600MPa. Vậy dùng
xích 2 dãy đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa xích .
ĩa 2:

H2
<
H1
< 600 (MPa) => cng thoả mãn.

f/Xác định lực tác dụng lên trục:
F
r
=K
x
.F
t
=1,05.6292,86= 6607,50 (N);
(do K
x
=1,05 với bộ truyền nghiêng 1 góc 40
0
so với ph-ơng nằm ngang)

Bảng các thông số:
CS cho phép : [P]=5,83KW
(2dẫy xích)
Khoảng cách trục:
a =1267,85 mm
B-ớc xích: p = 31,75 mm
Đ-ờng kính đĩa xích:
d
1
/d
2

=253,32 /505,65 mm
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
9
Số dãy xích: m =2
Số răng đĩa xích: z
1
/z
2
=25/50

Số mắt xích: x=118
Chiều rộng đĩa xích (tr20.tl2)
b
m
= 0,9B- 0,15=0,9.35,46- 0,15
=31,76 mm

II.2/ Bộ truyền trục vít bánh vít
a/Chọn vật liệu
+/Tính sơ bộ vận tốc tr-ợt
v
sb
= 8,8.10
-3
.(P
1
.u.n
1
2

)
1/3
=8,8.10
-3
.(6,059.17.2935
2
)
1/3
=8,46> 5m/s
(do n
1
=2935 v/ph; T
2
=272644 (Nmm) theo mục I)
-Trục vít làm bằng thép C chất l-ợng tốt (thép 45 tôi bề mặt đạt độ rắn HRC45). -
Theo (B7.1 tr.147[TL1] ) ,với v
sb
>5 m/s chọn đồng thanh thiếc để chế tạo bánh vít
(Mác pO 5-5-5)
-Theo bảng 7.1 với pO 5-5-5 đúc trong khuôn kim loại:

b
=200-250 (MPa ),
ch
=80-100 (MPa);
+/ứng suất tiếp xúc cho phép:
[
H
]=[
HO

].K
HL
( theo công thức7.2);
Trong đó:
[
HO
] :ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 10
7
chu kỳ
[
HO
]=(0,75-0,9)
b
= 0,9.240=216(MPa);
K
KL
:hệ số tuối thọ
K
KL
=
8
7
10
HE
N
;
Với N
HE
:số chu kỳ thay đổi ứng suất t-ơng đ-ơng:
N

HE
= 60.









ii
Max
i
tn
T
T

2
4
2
2
= 60.

i
i
i
Max
i
i
t
t
n
T
T
t
2
4
2
2

= 60.172,65.20000(1.5/8+0,7
4
.3/8) =148,14.10
6

Vậy K
KL
=
8
6

7
10.14,148
10
=0,714;
=>[
H
] =216.0,714 = 154,22 (MPa);
+/ứng suất uốn cho phép:
[
F
] = [
F0
].K
FL
;
[
F0
] :ứng suất uốn cho phép ứng với 10
6
chu kỳ do bộ truyền quay
một chiều nên
[
F0
] =0,25.
b
+0,08.
ch
= 0,25.240+0,08.90 = 67,2(MPa);
K
FL

:hệ số tuổi thọ
K
FL
=
9
6
10
FE
N
;
Với N
FE
= 60.









ii
Max
i
tn
T
T

2

9
2
2
=60.










i
i
i
Max
i
i
t
t
n
T
T
t
2
9
2
2

=
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
10
= 60.172,65.201000.(1.45/8+0,7
9
.3/8) =132,62.10
6

K
FL
=
9
6
6
10.62,132
10
= 0,581.
=> [
F
] =67,2.0,581 =39,04 (Mpa);
+/ứng suất quá tải:
[
H
]
max
=4
ch
=4.90 =360 (MPa);
[

F
]
max
=0,8
ch
=0,8.90 =72 (MPa);
b/ Tính toán truyền dộng trục vít về độ bền
+/Các thông số cơ bản của bộ truyền
- Khoảng cách trục:
a
W
= (Z
2
+q)
3
2
2
2
.
.
].[
170
q
KT
Z
H
H

Do vận tốc lớn nên chọn Z
1
=2; =>Z
2
= u
tv
.Z
1
=17.2 = 34;
K
H
= 1,1 1,3 :hệ số tải trọng
q >(0,25 -0,3).Z
2
= 8,5 10,2 :hệ số đ-ờng kính trục vít
Chọn sơ bộ K
H
= 1,1 ;
Theo bảng (7.3 ) chọn q=12,5;
a
W
=(34+12,5)
3

2
5,12
1,1.272644
.
22,154.34
170






=136,36(mm);
chọn a
W
=135 mm;
- Mô đun dọc của trục vít
m =2.a
W
/(Z
2
+q) = 2.135/(34+12,5) = 5,8.
Chọn m = 6,3 theo tiêu chuẩn (bảng 7.3 tr.150[TL1]);
- Tính lại khoảng cách trục :
a
w
= m(Z
2
+q)/2 = 146,47 mm.Lấy a
w

=145.
- Hệ số dịch chỉnh:
x=
m
a
WƯ
- 0,5(q+Z
2
) =
3,6
145
- 0,5(12,5+34) = - 0,23 (- 0,7 ;0,7) .
(thỏa mãn dịch chỉnh);
+/Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng bánh vít của bộ truyền phải thoả mãn điều
kiện:

H
=
q
KT
a
qZ
Z
H
W
.
.
170
2

3
2
2










[
H
] theo (7.19)
- Tính lại vận tốc tr-ợt
v
s
=
W
1W1
60000.cos
.n.d


;
- Góc vít lăn:
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49

11
=arctag
xq
Z
2
1

= arctag
23,0.25,12
2

=9,43
0
;
-Đ-ờng kính trục vít lăn:
d
W1
=(q+2x)m = (12,5 2.0,23).6,3 = 75,85 mm;
v
s
=
0
43,960000.cos
5.75,85.29314,3
= 11,81 (m/s)>5(m/s);
Vậy chọn vật liêu thoả mãn;
- Hiệu suất của bộ truyền:
= 0,95.

W
W
tg
tg
= 0,95.

98,043,9
43,9
tg
tg
= 0,86 ( Theo bảng 7.4 tr.152[TL1]
,với v
s
=11,81 (m/s) -> góc ma sát: = 0,90
0
)
K
H
: hệ số tải trọng
K
H
= K
H
. K
HV
;
K
H

:hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng;
K
HV
:hệ số tải trọng động
K
H
= 1+















Max
m
T
T
Z
2
2
3

2
1.


T
2m
=T
2i
.t
i
n
2i
/t
i
.n
2i

= T
2Max
(1.5/8+0,7.3/8) = 0,8875 T
2Max

K
H
= 1+

8875,01.
125
34
3

= 1,0022
(Với q=12,5 theo bảng (7.5 ) =>hệ số biến dạng của trục vít: =125)
K
HV
=1,1 theo (b7.7 tr153[TL1]) với v
s
= 11,81 (m/s);
=>K
H
= 1,0023.1,1 =1,102;
Vậy
H
=
5,12
102,1.272644
145
5,1234
.
34
170
3

=140,78(MPa) <154,22(MPa) = [
H
]
Vậy đảm bảo độ bền tiếp xúc của bánh vít ;
+/ Kiểm nghiện răng bánh vít về bền uốn:
ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh vít phải thoả mãn điều kiện:

F
= 1,4.

n
FF
mdb
KYT


22
2
[
F
];
m
n
:môđun pháp của bánh răng;
m

n
= m. cos
w
=6,3.cos9,43= 6,21;
Đ-ờng kính trục và bánh vít (bảng 7.9 tr.155[TL1])
d
1
=q.m=12,5.6,3= 78,75 mm. Lấy d
1
= 78 mm
d
2
= m.Z
2
= 6,3.34 = 214,2 mm . Lấy d
2
= 215 mm
d
a1
=d
1
+2m = m(q+2) =91,35 mm. Lấy d
a1
= 92 mm
d
a2
= m(Z
2
+2+2x) = 6,3.(34+2-2.0,23)= 223,90 (mm). Lấy d
a2

= 225 mm
d
f1
= m(q-2,4)=6,3.(12,5-2,4) = 62,23 (mm). Lấy d
f1
= 62 mm
d
f2
= m(Z
2
-2,4+2x)=6,3.(34-2,4-2.0,23) = 194,18 (mm). Lấy d
f2
= 195 mm
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
12

K
F
:hệ số tải trọng.
K
F
= K
F
. K
FV
; với K
F
= K
H

= 1,0023; K
FV
= K
Hv
=1,1;
=>K
F
=1,103;
b
2
:chiều rộng vành răng bánh vít
b
2


0,75. d
a1
= 0,75.92= 69 mm; lấy b
2
=60 mm;
Y
F
:hệ số dạng răng
Y
F
=1,63 theo bảng 7.8 với Z
v
=Z
2
/cos

3
=34/cos
3
9,43=35,22 ;
=>
F
= 1,4.
21,6.2,214.65
103,1.63,1.272644
=7,94 < [
F
]=39,04(MPa);
+/ Kiểm nghiệm bánh vít về quá tải:

Hmax
=
H
.
qt
K
= 140,78.
5,1
=172,42 <[
H
]
max
=360(MPa);

Fmax
=

F
.K
qt
= 7,94.1,5 =22,28 < [
F
]
max
= 72(MPa);
c/ Tính nhiệt truyền động trục vít:
Nhiệt độ của dầu trong hộp giảm tốc trục vít phải thoả mãn

t
d
=t
o
+


)1.(.
).1.(1000
1


AK
P
t

[t
d
];

t
o
:nhiệt độ môi tr-ờng xung quanh;
=0,86 (hiệu suất bộ truyền );
P
1
= 6,059 kW (công suất trên trục vít)
K
t
=8 17,5W/(m
2

0
C) :hệ số toả nhiệt chọn
K
t
=15 W /m
2

0
C ;
=0,25 0,3 :hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp
xuống bệ máy
chọn = 0,27 ;
:hệ số kể đến nhiệt sinh ra trong một đơi vị thời gian
do làm việc ngắt quãng
= t
ck
/ (P
i

t
i
/P
1
) = 8/(1.5+0,7.3)=1,13;
A : diện tích mặt thoát nhiệt của hộp giảm tốc (m
2
)
A=A
1
+A
2


20.a
w
2
+0,2(20. a
w
2
) = 504600 mm
2
=0,5046m
2
;
Vậy t
d
=25 +
13,1)27,01.(5046,0.15
059,6).86,01.(1000

=103,1
0
>[t
d
].
Ch-a thỏa mãn về nhiệt độ của dầu bôi trơn.
- Diện tích thoát nhiệt cần thiết:
A>
)]([].3,0)1(7,0[
).1.(1000
1
totdKtqKt
P





K
tq
= 17 ng vi s vũng quay ca qut l n
q
=750 v/ph.
[t
d
] = 90
0
C.

B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
13

A>
)2590(13,1].17.3,0)27,01(15.7,0[
059,6).86,01.(1000


=0,626mm
2
=> A
min
= 0,626mm
2
.

II.3/ Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
a/ Chọn vật liệu:
Để đảm bảo giá thành khi chế tạo , và tính công nghệ ta chọn vật liệu làm
bánh răng giống nh- vật liệu làm trục vít
+/ Chọn vật liệu của bánh nhỏ :Thép C45 th-ờng hóa đạt độ rắn
HB =185
b
=600(MPa)
ch
=340(MPa);
+/ Chọn vật liệu của bánh lớn giống nh- vật liệu làm bánh nhỏ
nh-ng có HB =170
b

=600(MPa)
ch
=340(MPa)
b/ứng suất cho phép
+/ứng suất tiếp xúc cho phép:
[
H
] =
0
Hlim
.K
HL
/S
H
;
Với
0
Hlim
: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở;
S
H
:hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc;

0
Hlim
=2HB+70; S
H
=1,1;(theo bảng 6.2)
K
HL

:hệ số tuổi thọ
-Bánh răng1 :

0
H1 lim
=2.185+70=440(MPa);
K
HL1
=
H
m
HE
HO
N
N
;
m
H
: bậc của đ-ờng cong mỏi m
H
=6 do HB <350;
N
H0
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
N
H0
=30.HB
HB
2,4
=30.185

2,4
=8,3.10
6
;
N
HE
:chu kỳ thay đổi ứng suất t-ơng đ-ơng.
N
HE
= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
3
= =60.c.

i
t
.

i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
3

= 60.1.172,65.20000.(1.5/8+0,7
3
.3/8) = 15,61.10
7
> N
H0
nên
K
HL1

=1;
=>[
H1
] = 440.1/1,1=400(MPa);
- T-ơng tự bánh răng 2:

0
H12 lim
=2.170+70=410(MPa);
N
H0
=30.HB
HB
2,4
=30.170
2,4
=6,8.10
6
N
HE
= 60.c.







ii
i

tn
T
T

max
3

= 60.c.

i
t
.








i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
3

= 60.1.57,55.20000.(1.5/8+0,7
3
.3/8)
=5,20. 10
7
> N
H0
nên K
HE1
=1;
=>[
H2
] = 410.1/1,1=372,72(MPa);
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
14
Do là cặp bánh răng trụ răng nghiêng nên ứng suất tiếp xúc cho phép:
[
H
] =

2
21 HH


=
37,386

2
73,372400


(MPa);
+/ứng suất uốn cho phép:
[
F
] =
0
Flim
.K
FC
. K
FL
/S
F

Trong đó:

0
Flim
:ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở ;
S
F
: hệ số an toàn khi tính về uốn;

0
Flim
=1,8HB; S

F
=1,75; (theo bảng 6.2)
K
FC
:hệ số xét đến ảnh h-ởng đặt tải
K
FC
= 1 (do tải trọng 1 chiều)
Bánh răng 1:

0
F1 lim
=1,8.185=351(MPa);
K
FL1
=
F
m
FE
FO
N
N
;
m
F
:bậc của đ-ờng cong mỏi khi thử về uốn
m
F
=6 do HB <350;
N

F0
=4.10
6
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn;
N
FE
= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
6
=
= 60.c.

i
t
.

i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
6

= 60.1.172,65.20000.(1.5/8+0,7
6
.3/8)
= 13,86.10
7
> N
F0
nên K
FL1
=1;
=>[

F1
] = 351.1.1/1,75=200,57(MPa);
Bánh răng 2:

0
F2 lim
=1,8.170=306(MPa);
N
F0
=4.10
6
; N
FE2
= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
6

= 60.c.

i
t
.








i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
6

= 60.1.57,55.20000.(1.5/8+0,7
6
.3/8) =7,72. 10
7

> N
F0
nên K
FL2
=1;
=>[
F2
] = 306.1.1/1,75=174,86(MPa);
Vậy ứng suất cho phép:
[
H
] = 386,37(MPa);
[
F1
] = 200,57(MPa);
[
F2
] =174,86 (MPa);
+/ứng suất cho phép khi quá tải:
[
H
]
max
=2,8.
ch
=2,8.340=952(MPa);
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
15
[

F1
]
max
=[
F2
]
max
= 2,8.
ch
= 0,8.340 = 272(MPa);

c/Tính toán bộ truyền
+/ Xác định thông số cơ bản
a
w
=K
a
(u+1)

3
2
1

.
baH
H
u
KT

(6.15a);
K
a
= 43 :hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và
loại răng ( theobảng6.5)
u=3,00 : tỷ số truyền của cặp bánh răng;
T
1
=272644(Nmm) :mômen xoắn trên trục chủ động
[
H
] = 386,37(MPa)

ba
=0,25 chọn sơ bộ theo (bảng 6.6)
K
H
:hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc
K
H
=1,037 với
bd
=0,53
ba
(u+1) = 0,53.0,25(3+1)=0,53 theo(bảng6.7sơ đồ 5)
=>a
W
=43(3+1)

3
2
25,0.3.37,386
037,1.272644
= 234,22 mm; chọn a
W
=240 mm
+/Xác định các thông số ăn khớp:
m =(0,01- 0,02)a
W
=2,4- 4,8 mm; chọn m =3 theo tiêu chuẩn
Chọn sơ bộ =15
0
(0
0
<<20
0
=> Z
1
=
mu
a
W
)1(
cos 2


=
3).31(
15cos.240.2

0

=38,63.
Ly Z
1
=39=> Z
2
=u.Z
1
=3.39=117;
Tính lại : cos =
W
a
ZZm
.2
)(
21

=
240.2
)11739(3
=0,975=> = 12,84
0
( tha mãn )

+/Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn điều kiện:

H
=Z

M
. Z
H
. Z

.


2
1
1

)1.( 2
WW
H
dub
uKT
[
H
];
Z
M
= 274MPa
1/3
: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh
răng ăn khớp (theo bảng6.5);
Z
H
=1,724 :hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (theo bảng6.12)
Z

: hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng
Z

= 1/

=
73,1
1
= 0,76
(do

=b
w
.sin/(m) = 0,25.240.sin12,84
0
/(3,14.3) =1,41 >1,



= [1,88 3,2(
1
1
Z
+
2
1
Z
)].cos
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy

Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
16
= [1,88 3,2(
39
1
+
117
1
)].cos12,84
0
=1,73)
b
w1
= 0,25a
w
=0,25.240 = 60 mm;
d
w1
=2.a
w
/(u+1) =2.240/(3+1) =120 mm;
K
H
:hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
K
H
= K
H
. K
H

. K
HV
;
K
H
:hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng
K
H
=1,027 (theo bảng6.7 với
bd
=b
w
/d
w1
=0,53)
K
H
: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho
các đôi răng đồng thời ăn khớp
K
H
= 1,13(với v=.d
w1
.n
1
/60000 = 1,08 (m/s) theo bảng 6.14)
K
HV
:hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

K
HV
=1,01(theo bảng p2.3 ).
=>K
H
=1,172.
=>
H
= 274.1,724.0,76.
2
120.3.60
)13.(172,1.272644.2
= 356,53MPa .
- Tính chính xác [
H
]= [
H
]Z
R
Z
V
K
xH
= [
H
].1.1.1= 386,37MPa, do h s xột n
nham ca mt rng l m vic :Z
R
= 0,95 vi R
a

<2,51,25 m; h s xột n nh hng
ca vn tc vũng Z
V
= 1 vi v <5m/s; h s xột n nh hng ca kớch thc bỏnh
rng K
xH
= 1 do d
a
< 700 mm.
Mặt khác :
H
HH


]'[
=
53,356
53,35605,367
=2,95% < 10 % .
=> Không thừa bền.
Vậy điều kện bền tiếp xúc thoả mãn.
+/Kiểm nghiệm về độ bền uốn
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất sinh ra tại mặt răng không đ-ợc v-ợt quá
giá trị cho phép:

F1
=

mdb
YYYKT

WW
FF

2
1
11

[
F1
]
m=3
b
w
=60 mm
d
w1
= 120mm
=> d
w2
=u.d
w1
=3.120=360mm
=> d
a1
=d
1
+ 2.(1+x)m=120+2.3=126mm
d
a2
=d

2
+ 2.(1+x)m=360+2.3=366mm
d
f1
=d
1
-(2,5-2x)m=120-2,5.3=112,5mm
d
f2
=d
2
-(2,5-2x)m=360-2,5.3=352,5mm
Y

=1/

=1/1,73 = 0,58.
Y

=1-
0
/140 = 0,91: h s k n nghiêng ca rng.
Y
F1
,Y
F2
:hệ số dạng răng của bánh 1 và 2
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
17

Y
F1
= 3,69 (do Z
v1
=

3
1
cos
Z
=
03
84,12cos
39
= 42,07)
Y
F2
= 3,60 ( do Z
v2
= 126,23) theo b6.18
K
F
: hệ số tải trọng khi tính về uốn;
K
F
=K
F
.K
F
.K

Fv
=1,07.1,37.1,04 = 1,52;
do K
F
=1,07 (b6.7); K
F
=1,37 (b6.14); K
Fv
=1,04 ( theo bảng p2.3)
=>
F1
=
3.120.60
69,3.91,0.58,0.52,1.272644.2
= 74,73 <[
F1
] =200,57(MPa);

F2
=
F1
.Y
F2
/Y
F1
= 72,91 < 185,14(MPa);
Vậy điều kiện bền uốn đ-ợc thoả mãn;
+/Kiểm nghiệm độ quá tải

Hmax

=
H
.
qt
K
= 356,53 .
5,1
=436,66<[
H
]
max
=952(MPa);

F1max
=
F1
.K
qt
= 74,73.1,5 =113,0< [
F1
]
max
= 272(MPa);

F2max
=
F
.K
qt
= 72,91.1,5 =109,4< [

F2
]
max
= 272(MPa);
Đảm bảo điều kiện quá tải đủ bền;

Bảng thông số cơ bản của bộ tuyền trong HGT
Bộ truyền trục vít
Bộ truyền bánh răng
K/c trục (mm)
a
W
=145
a
W
=240
Môdun
m =6,3
m=3
Tỷ số truyền
u = 17
u=3
Chiều rộngvành răng (mm)
b
2
=65
b
W
= 60
Góc nghiêng của răng

=12,84
0

Hệ số dịch chỉnh
x=- 0,23

x
1
= 0; x
2
= 0
Số răng
Z
1
/Z
2
=2/34
Z
1
/Z
2
=39/117
Đ-ờng kính vòng chia(mm)
d
1
/d
2
= 78,75 /214,2
d

1
/d
2
=120/360
Đ-ờng kính đỉnh răng (mm)

d
a1
/d
a2
= 90 /225
d
a1
/d
a2
=126/366
Đ-ờng kính chân răng (mm)
d
f1
/d
f2
=62 /198
d
f1
/d
f2
= 112/352,5
Đ-ờng kính ngoài bánh vít
d
aM2

d
a2
+1,5m
=233,35 chọn d
aM2
=230

Chiều dài phần cắt ren trục vít

b
1
>(11+0,06Z
2
)m=82.15
lấy b
1
= 85(bảng 7.10)




II.4/ Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc.
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
18
Để thoả mãn điều kiện bôi trơn hộp giảm tốc
a
wtv
+d

f1tv
/2d
f2br
/2
Với a
wtv
=145 mm d
f1tv
=62 mm d
f2br
=352,5mm
a
wtv
+d
f1tv
/2 =145+62/2=176 d
f2br
/2=352,5/2=176,25mm
Vậy hộp giảm tốc thoả mãn điều kiện bôi trơn.






Phần III / Tính toán thiết kế trục và chon ổ lăn .
III.1/ Tính toán thiết kế trục:
a/ Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có
b

= 600 MPa.
ứng suất xoắn cho phép [] = 12 20 Mpa
b/ Tính sơ bộ đ-ờng kính trục
+/Với trục 1 là trục vào của hộp giảm tốc ta chọn
1
= 15 MPa
Đ-ờng kính trục đ-ợc xác định:
d
1sb


3
1
1
.2,0

T

,thay số : d
1sb

3
15.2,0
19.715

= 18,73mm
Theo bảng ( P1.4) đ-ờng kính trục động cơ d
đc
=38 mm
d

1sb

(0,8 1,2)d
đc
.
Quy chuẩn d
1sb
= 30 mm
+/Với trục 2 là trục trung gian có khoảng cách giữa các gối đỡ lớn nên ta chọn

II
= 15 MPa
d
2sb


3
2
2
.2,0

T

d
2sb

3
15.2,0
272.644

= 33,13mm
Quy chuẩn d
2sb
= 35 mm
+/Với trục 3 là trục ra của hộp giảm tốc nên chọn
3
= 20 MPa
d
3sb


3
3
3
.2,0

T

d
3sb

3
20.2,0
795031

= 58,37 mm
Quy chuẩn d
3sb
= 60 mm
c/ Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

+/Từ đ-ờng kính sơ bộ theo bảng 10.2 ta chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn:
b
01
= 21 mm b
02
=21mm b
03
= 31 mm;
- Chiều dài mayơ :
Đĩa xích l
m33
=(1,2 1,5)d
3sb
= 75 mm;
Bánh trụ l
m23
=(1,2 1,5) d
2sb
chọn l
m23
= 65 mm
l
m32
= 75 mm
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
19
l
l
11

13
12
l
2
b
o
o
b
n
h
3
k
m12
l
Bánh vít l
m22
=(1,2 1,8) d
2sb
= 55 mm
- Nửa khớp nối l
m12
=(1,4 2,5)d
1sb
=(1,4 2,5).35 = 65 mm;
Theo bảng 10.3 chọn các khoảng cách:
k
1
=8 :Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành
trong của hộp hoặc k/c giữa các chi tiết quay
k

2
=10: Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp
k
3
=12: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ
h
n
=15 :Chiều cao nắp ổ và đầu bulông

+/Trục 1:
l
12
= -l
c12
= -[ 0,5 ( l
m12
+ b
01
) + k
3
+ h
n
]
Với d
1sb
= 35mm
Chọn l
m12
= (1,4 2,5) d
sbI

= (1,4 2,5).30 = 55 mm
l
12
= -[ 0,5 (55 + 21 )+17 + 12+ 15 ] = - 82mm chọn l
12
= -85 mm
Tính khoảng cách giữa hai gối của trục I












l
11
=(0,9 1)d
aM2

Với d
aM2
là đ-ờng kính ngoài bánh vít : d
aM2
=230 mm
Chọn l

11
=210 mm.
l
13
=l
11
/2 =210/2=105 mm.
Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy
Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
20
k
2
1
k
1
k
b
o
o
b
2
k
k
1
m23
l
m22
l
l
c33

l
31
n
h
3
k
l
m35
l
m34
33
l
32
l
l
22
l
23
l
21

+/Trôc 2 cã d
sb3
= 60 mm
l
22
≥ 0,5 ( l
m22
+ b
02

) + k
1
+ k
2

= 0,5(60+21)+8+10=58,5 mm , chän l
22
≥60 mm
l
23
= l
22
+0,5(l
m22
+l
m23
) +k
1

= 60+0,5(60+65) + 8=120,5 mm , chän l
23
≥120 mm
l
21
= l
23
+0,5(l
m23
+b
02

) +k
1
+k
2
=
=120+0,5.(45+21)+8+10 =171 mm , chän l
21
≥170mm
+/Trôc 3
TÝnh l
32
=l
23
≥120mm
l
31
=l
21
≥170 mm
l
33
≥ l
31
+0,5(b
03
+l
m33
)+k
3
+h

n

=170+0,5(31+75)+12+15=250 mm ,LÊy l
33
≥250 mm
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
21
d/ Xác định lực tác dụng lên các trục .
Sơ đồ đặt lực

Fa13
Sơ đồ đặt lực lên các bộ truyền
Ft13
Fr13
Fy
Fr32
Fr23
Fa22
Ft22
Fr22
Ft32
Ft23
Fa23
Fa32
Fx
II
III
I

+/Đối với Trục vít Bánh vít .
F
t2
=F
a1
=2T
2
/d
w2
=2.272644/214,3=2580 N
F
r1
=F
r2
=F
a1
.tg=2580.tg20=939 N
F
t1
=F
a2
=F
a1.
tg(+)=2580.tg(9,43+0,90)=470 N
+/Đối với bánh răng trụ răng nghiêng .
F
t4
=F
t3

= 2.T
2
/d
w3
=2.272644/120=4640 N
Với T
2
=272644 Nmm : Là mô men xoắn trên trục bánh 1 trên trục2
d
w3
=117,5 mm : Là đ-ờng kính vòng lăn bánh 1 trên trục 2
F
r4
=F
r3
=F
t3
.tg
tw
/cos =4640.tg20,56/cos14,02=1794 N.
Do
tw
=
t
=arctg(tg20/cos) =20,56
0

F
a4
=F

a3
=F
t3
.tg =4640.tg14,02=1159N
+/Với bộ truyền xích :
F
t
=1000P/v=1000.4,791/ 0,761 = 6296 N
F
r
=K
x
.F
t
=1,05.6296 = 6610 (N);
+/Đối với khớp nối :
- Chọn khớp nối : Nối trục đàn hồi
Dựa vào mô men xoắn : T
t
=k.T [T]
Do máy công tác là băng tải nên k=1,2 1,5 chọn k=1,5
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
22
T
t
=1,5.19715=29572 Nmm.
- Với đầu trục cần thiết để nối trục d =36 mm. Theo bảng(16.10a) Chọn đ-ợc kích
th-ớc cơ bản của nối trục nh- sau:
D =125 mm D

o
=90 mm D
3
=28 mm
- Tính lực tác dụng lên khớp nối :
F
tk
=2.T
1
/D
o
=2.19715/90=438(N).
F
rk
=0,25.F
tk
=109(N)
e/ Xác định lực trên các gối đỡ:
+/Trên trục 1:
Với số liệu nh- sau: D
0
= 90 là đ-ờng kính vòng tròn qua tâm các chốt của
khớp nối
d =36 là đ-ờng kính sơ bộ của trục trục vít .
Lực trên khớp nối F
rk
=109 N có chiều ng-ợc chiều F
t1
làm tăng ứng
suất và biến dạng trục

Lực tác dụng lên trục vít F
t1
=470N F
r1
=939 N F
a1
=1442 N
Tính toán lực tác dụng lên các gối đỡ 0,1.
Trên mặt phẳng y0z:
Y= Y
0
+ Y
1
- F
r1
= 0
m
0
= F
a1
.d
1
/2 + l
13
F
r1
- l
11
Y
1

= 0
=> Y
1
= (l
13
F
r1
+ F
a1
.d
1
/2 )/ l
11
=

(105.939+2580.75,85/2)/210

=

936(N)
=> Y
0
= 3 N.
- Trên mặt phẳng x0z:
X=X
0
+X
1
-F
t1

+F
rk
= 0
m
0
=-l
12
F
rk
-l
13
F
t1
+l
11
X
1
=0 =>
X
1
=(l
12
F
rk
+ l
13
F
t1
)/l
11

= (85.109+105.470)/210=279N
=> X
0
= 470 109 279 = 82N
- Trên mặt phẳng x0y chỉ có mô men xoắn
T
1
=19715 Nmm
Do đó ta có biểu đồ mômen (đơn vị Nmm) và kết cấu trục :







78,75
l
12
l
13
l
11
M
x
M
y
T
X
0

Y
0
X
1
Y
1
0
1
F
rk
F
a1
F
t1
F
r1
420
98175
9265
29320
19715
ỉ30 k6
ỉ35 k6
42
42
ỉ35k6
Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy
Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
23

*/TÝnh chÝnh x¸c ®-êng kÝnh trôc 1:
Víi thÐp 45 cã 
b


600MPa ,d
sb1
=36 th× []=60 N.mm
-T¹i mÆt c¾t 0: d
10
=
 

mm
M
td
8,14
60.1,0
19426
.1,0
3
3
0



Trong ®ã M
td0
=
)(1942619715.75,09265.75,0
222
0
2
NTM
y


-T¹i mÆt c¾t 2:
).(1707419715.75,0.75,0
22
22
mmNTM
td




d
12
=
 
2,14
60.1,0
17074
.1,0
3
3
2


td
M
mm
- T¹i mÆt c¾t 3:

)(10438319715.75,02932098175.75,0
2222
1
22
3
NmmTMMM
yxtd


B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
24
d
13
=

9,25
60.1,0
104383
.1,0
3
3
3


td
M
mm
Xuất phát từ độ bền ,tính lắp ghép và tính công nghệ ta chọn đ-ờng kính trên các
đoạn trục nh- sau:
d
10
= d
11
=35 mm d
13
= 37 mm d
12
=30 mm,

+/Trên trục 2:
Với số liệu nh- sau: d
1
=214,2 (mm) là đ-ờng kính của bánh vít
d
2
= 120 (mm) là đ-ờng kính của bánh răng 1 trục 2
Mô men xoắn trên trục 2 T
2
=272644 Nmm
Lực trên bánh vít F
t 2
=2580N F
a 2
=470N F
r 2
=939N
Lực tác dụng lên bánh răng F
t3
=4640 N F
r3
=1794 N F
a3
=1159N

Theo sức bền ta tính đ-ợc các phản lực tại các gối đỡ 0 và 1
-Trên mặt phẳng y0z:
Y=Y
0
+Y

1
-F
r2
-F
t3
=0
m
x
= - l
11
.Y
1
+ l
22
.F
r2
+ d
2
.F
a2
/2+l
23.
.F
t3
=0
=> Y
1
= (l
22
.F

r2
+ d
2
.F
a2
/2+l
23.
.F
t3
)/l
11

=(75.939+214,2.470/2+150.4640)/210=3889(N)
=> Y
0
=939+4640-3889=1690(N)
Trên mặt phẳng x0z:
X=X
0
+X
1
+F
t2
+F
r3
=0
m
Y
=l
11

.X
1
+l
22
.F
t2
-d
3
.F
a3
/2+l
23
.F
r3
=0
X
1
=- (l
22
.F
t2
-d
3
.F
a3
/2+l
23
.F
r3
)/l

11
=-(75.2580-120.1159+150.1794)/210
X
1
= - 1540(N)
=> X
0
= -(X
1
+F
t2
+F
r3
)= -(-1540+2580+1794)= -2834(N)
-Trên mặt phẳng x0y chỉ có mô men xoắn T
2
=272644 Nmm
->Biểu đồ mômen và kết cấu của trục:

ỉ40
D11
k6
ỉ40
D11
k6
X
0
Y
0
F
r2
X
1
Y
1
F
t2
F
a2
F
r3
F
a3
F
t3
z
l
22
l

23
l
21
M
x
M
y
T
126750
177087
212550
224228
100100
272644
12
ỉ40k6
ỉ40k6
ỉ45H7/k6
12
ỉ45H7/k6
Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy
Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
25

*/TÝnh chÝnh x¸c ®-êng kÝnh trôc 2:
Víi d
sb2
=35 mm th× [] = 60Nmm
-T¹i mÆt c¾t 0: d
0
=
 
0
.1,0
3
0



td
M
( do M
td1
=
0
)
-T¹i mÆt c¾t 1:
M
td1
= 0 nªn d
1
= 0
-T¹i mÆt c¾t 2:

2 2 2 2 2 2
2 2 2 2
0,75. 177087 212550 0,75.272644
td x y
M M M T     

=363714 Nmm
d
22
=
 
2
3
3

363714
39,2
0,1. 0,1.60
td
M


mm chän d
2
=40 mm
-T¹i mÆt c¾t 3:

2 2 2
3
252785 224228 0,75.272644 307903
td
M    
Nmm
d
23
=
 
3
3
3
307903
39,5
0,1. 0,1.50
td
M



(mm) chän tiªu chuÈn d
3
=40 mm