Tải bản đầy đủ (.doc) (45 trang)

Đồ án môn học chi tiết máy

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (392.51 KB, 45 trang )


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
I)Chọn loại động cơ điện
Chọn động cơ điện một chiều :Các yếu tố cần xác định
• Công xuất động cơ :P
đc
(kw)
• Tốc độ động cơ :n
đc
(vòng/phút)
• Tỉ số quá tải :T
k
/T
dn
.
• Đường kính trục của động cơ
1)Xác định công xuất đặt trên trục động cơ : Pđc > Pyc.

Pyc được xác định từ biểu thức :P
yc
= P

= P
ct
×β

1000
ct
F v
P
×


=
=
7500 0,65
1000
×
= 4,875 kw

Hệ số tải trọng tương đương là:
β =
1
1
( )
n
i i
i
ck
P t
P t
=
×

β =
2 2
1 2 2
1 1
( ) ( )
mm mm
ck ck ck
T t
t T t

P t t T t
× + + ×
       β =  
2 2
3 1 1
1,5 0,7
28800 2 2
× + + ×
β = 0,863.
Hiệu suất của động cơ là:
n
η = ∏ η
i
= η
0l
³ × η
ot
× η
x
× η
kn
× n
br
³
i=1
Trong đó :(Các hiệu xuất được tra từ tài liệu TTTKHDĐCK I)
η
0l
là hiệu xuất ổ lăn chọn η
0l

= 0,99
η
ot
là hiệu suất ổ trượt chọn η
ot
= 0,98
η
x
là hiệu xuất của bộ truyền xích chọn η
x
= 0,97
η
kn
là hiệu xuất khớp nối chọn η
kn
= 0,99
n
br
là hiệu xuất của bộ truyền bánh răng chọn n
br
= 0,97
Do đó
η = 0,99³ × 0,97 × 0,98 × 0,97³ × 0,99 = 0,825.
P
yc
=
4,875 0,863
0,825
×
= 5,099 kw.

2)Xác định tốc đọ đông bộ của động cơ điện
n
sb
= n
ct
× u
sb
.
n
ct
được xác định từ biểu thức

n
ct
=
60000 v
Z P
×
×
=
60000 0,65
17 65
×
×
= 35,29
Tỉ số truyền sơ bộ của hệ là
u
sb
= u
sbh

× u
sbbtn
.
Chọn u
sbbtn
= 2 và U
sbh
= 20.Do đó u
sb
= 20×2 = 40.
Vậy n
sb
= 35,29 × 40 = 1411,6 (vòng/phút).
Hệ số quá tải của động cơ là k = T
mm
/T
1
= 1,5T
1
/T
1
= 1,5.
Kết luận
Chọn động cơ điện một chiều có:
• Công xuất động cơ :P
đc
= 7,5 (kw)
• Tốc độ động cơ :nđc = 1425 (vòng/phút)
• Tỉ số quá tải :T
k

/T
dn
= 2
• Hệ số cosβ = 0,85.
2) Phân phối tỉ số truyền :
a)Tỉ số truyền chung là u
ch
=
dc
ct
n
n
= u
h
× u
ng
.
chọn u
ng
= 2 ta có u
ch
=
dc
ct
n
n
=
1425
35,29
= 40,378 .

u
h
=
ch
ng
u
u
40,378
2
=
= 20,19.
u
h
= u
1
× u
2
(chọn u
1
>u
2
).
b)Phân phối tỉ số truyền
Do hộp giảm tốc khai triển phân đôi cáp chậm (chọn theo kinh nghiệm ).
u
1
= (1,2 ;1,3)u
2
chọn u
1

= 1,2u
2
.
u
h
= u
1
× u
2
= 1,2 (u
2
)² = 20,19
Do đó u
2
= 4,1 và u
1
= 4,92.Ta tính lai u
ng
theo công
u
ng
=
1 2
ch
u
u u×
=
40,378
4,1 4,92×
= 2.

Tính toán các thông số của động cơ :

1000
ct
F v
P
×
=
=
7500 0,65
1000
×
= 4,875 kw

3
4,875
0,98 0,97
ct
x ot
P
P
η η
= =
× ×
= 5,128 kw.

3
2
2 2
5,128

0,97 0,99
br ol
P
P
η η
= =
× ×
=5,505 kw.

2
1
5,505
0,97 0,99
br ol
P
P
η η
= =
× ×
= 5,732 kw.

'
1
dc
ol kn
P
P
η η
=
×

=
5,732
0,99 0,99×
= 5,849 kw.
Tính ni:
n
1
= n
đc
= 1425 (vòng/phút).
n
2
=
1
1
1425
4,92
n
u
=
= 289,63 (vòng/phút).
n
3
=
2
2
289,6
4,1
n
u

=
= 70,64 (vòng/phút).
n
ct
=
3
70,64
2
ng
n
u
=
= 35,29 (vòng/phút).

Tính các mô men xoắn trên các trục
Trên trục động cơ
T
đc
= 9,55 × 10^6 ×
dc
dc
P
n
= 9,55×10^6 ×
5,849
1425
= 39198,56 Nmm
Trên truc 1
T
1

= 9,55 × 10^6 ×
1
1
P
n
= 9,55×10^6 ×
5,733
1425
= 38418,5 Nmm
Trên truc 2
T
2
= 9,55 × 10^6 ×
2
2
P
n
= 9,55×10^6
5,505
289,63
= 181517Nmm
Trên truc 3                          
T
3
= 9,55 × 10^6 ×
3
3
P
n
= 9,55 × 10^6 ×

5,128
70,64
= 693267,3 Nmm
Trên truc công tác
T
ct
= 9,55 × 10^6 ×
ct
ct
P
n
= 9,55×10^6 ×
4,875
35,29
=1318127,1 Nmm
Thông số Động cơ Trục 1 Truc 2 Truc 3 Công tác
Công suất
P’(kw) 5,849 5,732 5,505/2 5,128 4,875
Tỉ số truyền u u
k
= 1 u
1
= 4,92 u
2
= 4,1 u
x
= 2
Số vòng quay
n (v/p) 1425 1425


289,6 70,64 35,29
Mômen xoắn
T(Nmm) 39198,56 38418,5 181517/2

693267,3 1318127.1

II) Tính toán các thông số cho bộ truyền ngoài – Bộ truyền xích.
Yêu cầu :Bộ truyên làm việc hai ca ;
Thời gian phục vụ là Lh=20000 giờ;
Đặc tính làm việc :Va đập nhẹ
Các thông số cho trước:
Công suất trên trục 3 là P = 5,128 kw (lấy từ bảng thông số trên)
Tỉ số truyền là u = 2
Số vòng quay của đông cơ n = 70,64 (vòng/phút)

1) Chọn loại xích
Vì vận tốc không cao nên ta chọn loại xích con lăn
2) Xác định các thông số của xích và bộ truyền
Theo bảng 5.4 với u = u
ng
= 2 ta chọn số răng đĩa nhỏ là Z
1
= 25
Do đó số răng đĩa lớn là Z
2
= uZ
1
= 2×25 = 50 răng < Z
max
= 120

Tỉ số truyền thực của bộ truyền là u = Z
1
/Z
2
= 50/25 = 2;
3)Theo công thức (5.3) (TK1) công suất tính toán là
P
t
= K . K
z
. K
n
. P
Trong đó :
P
t
công thức tính toán;
K hê số điều kiện sử dụng xích
K
z
hệ số răng đĩa dẫn Kz = Z
01
/Z
1
= 25/25 = 1
K
n
hệ số vòng quay K
n
=n

01
/n
1
=50/70,64 =0,708
(chọn n
01
=50(v/p)
Theo công thức (5.4) và bảng 5.6 ta có
K = K
a
. K
đ
. K
o
. K
đc
.K
c
. K
b
.
K
đ
hệ số xét đến dặc tính của tải trọng lấy K
đ
= 1,2(va đập nhẹ)
K
a
hệ số xét đến chiều dài xích lấy K
a

= 1
(vì lấy khoảng cách trục a = 40p)
K
o
hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền K
o
= 1
(Đường nối hai tâm đĩa xích so với đường nằm ngang<60°)
K
đc
hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng của xích Kđc = 1
(bộ truyền có thể điều chỉnh được)
K
bt
hệ số đièu kiện bôi trơn K
b
= 1,3

(môi trường làm việc có bụi bôi trơn đạt yêu cầu )
K
c
=1,25 (Do bộ truyền làm việc hai ca)
Vậy
K =1× 1×1,2×1×1,3×1,25 = 1,95.

Vậy

P
t
= K . K

z
. K
n
. P (P là công suất trên đĩa dẫn)
Công suất tính toán
P
t
= 1,95 . 1 . 0,708 . 5,128 = 7,079 kw
Theo bảng 5.5(TK1) với n
01
= 50 vòng/phút ta chọn
xích 2 dãy có bước xích p = 38,1,thỏa mãn điều kiện bền mòn
P
t
≤ [P ] = 10,5 kw.
4)Định sơ bộ khoảng cách trục a = 40t = 40 . 38,1 = 1524 mm
Tinh số mắt xích theo công thức 5.5(TK1)
X = 0.5(Z
1
+Z
2
)+2a/p+(Z
2
_Z
1
)².p/(4
π
².a)
X = 0,5(25+50)+2.1524/38,1+(50-25)^2.38,1/(4×3,14².1524)
X = 117,89 Lấy số mắt xích la X = 118

Tính chính xác khoảng cách tục a theo công thức 5.13(TK1)

a = 0,25p{X-0,5(Z
1
+Z
2
)+
2 2
[ ]0,5( 1 2)] 2[ ( 2 1) /X Z Z Z Z
π
− + − −
}

a = 0,25.38,1.{118-0,5.75+
2 2
[118 0,5(25 50)] 2[(50 25) /3,14− + − −
]}
a = 1509,6 mm
Để xích khỏi chịu lực căng quá lớn,ta rút bớt khoảng cách a một lượng là
Δa= 0,002a = 0,002×1509,6 = 3,02
Vậy lấy a = 1506,58mm.
Số lần va đập của xích:Theo (5.14)
i = Z
1
×n
1
/(15X) = 25×70,64/(15×118) = 0,99
5)Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
Theo (5.15) s = Q/(K
đ

× F
t
+ F
0
+ F
v
)
Theo bảng 5.2 tải trọng phá hỏng Q = 127000 N 9vì p = 38,1)
Kđ la hệ số tải trọng động lấy Kđ = 1,2
(Tải trọng mở máy =1,5 tải trọng danh nghĩa)
F
t
= 1000P/v (N) :lực vòng.
v = Z
1
×p×n/6000 = 25×38,1×70,64/6000 = 1,12(m/s).
F
t
= 1000P/v = 1000×5,025/1,12 = 4486,6
F
v
= qv² = 5,5×1,2² = 7,92 (N).(q là khối lương 1m xích bảng5.2)(TK1).
F
0
= 9,81K
f
.q.a = 9,81×4×1,50658 = 59,12(N).
Trong đó K
f
= 4(bộ truyền nghiêng góc <60°)

Do đó s = 127000/(1,2×4486,6+59,12+7,92) = 23,3.
Theo bảng 5.10 với n=50(v/p),[s] = 7 vậy s > [s].
bộ truyền xích đảm bảo đủ bền
6)Tính đường kính các đĩa xích công thức(5.17) và bảng 13.4.
Đường kính vòng chia
d
1
=
sin( / 1)
p
Z
π
=
38,1
sin( / 25)
π
= 298,76 mm
d
2
=
sin( / 2)
p
Z
π
=
38,1
sin( /50)
π
= 606,78 mm
Đường kính vòng đỉnh

d
a1
=
[ ] = 0,5+cotg( /Z1)] = 38,1[0,5+cotg( /25)p
π π
320,62 mm.
d
a2
=
= [0,5+cotg( /Z2)] = 38,1[0,5+cotg( /50)] p
π π
624,63 mm.
Đường kính vòng chân răng.
d
f1
= d
1
– 2r = 298,76 - 2×11,22 = 274,34 mm.
d
f2
= d
2
– 2r = 624,63 - 2×11,22 = 602,19 mm.
Với r = 0,5025d1 + 0,05 = 0,5025 × 22,23 + 0,05 = 11,22 mm
d
1
= 22,23 tra từ bảng 5.2 theo bước xích
7)Kiểm nghiệm độ bền đĩa xích theo công thức (5.18).
σ
H1

=
0,47 ( ) /( )Kr FtKd Fvd E AKd+ ≤
[ σ
H
]
Trong đó với Z
1
= 25,K
r
= 0,42 ,E =
5
2,1.10
MPa ,A = 672 mm²
σ
H1
=
5
0,47 0,42(4486,6.1 5,078)2,1.10 /(672.1)+
= 360,87 MPa
K
đ
= 1,7 ( xích 2 dãy ), lực va đập trên một dãy xích là theo (5.19).
Ta có F

=
7 3
13.10 np

=
7 3

13.10 .70,64.38,1 .1

,7 = 8,633 (N).
Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt 210 HB sẽ đạt đựơc
ứng suất cho phép σ
H
= 500 MPa đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa
tương tự σ
H2
< [σ
H
] (với cùng vật liệu và nhiệt luyện )
8)Tính lực tác dụng lên trục theo công thức(12-16).Lấy hệ số k
t
= 1,1
Lực vòng xác định theo công thức (5.20)
F
r
= K
x
.F
t
= 1,05×4486,6 = 4710,93Nmm
Trong đó với bộ truyền nghiêng 1 góc lớn hơn 40°,K
x
= 1,05.
III)Tính toán các thông số bánh răng trụ răng thẳng trong hộp giảm tốc
1) chọn vật liệu :
Chọn vật liệu hai bánh rằng là như nhau .
Bánh răng nhỏ làm bằng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt là

HB241…285.Có
1
850
b
MPA
σ
=

1
580
ch
MPA
σ
=
.
Bánh lớn là thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt là HB192…240 có

2
750
b
MPA
σ
=

2
450
ch
MPA
σ
=

2)Xác định các ứng suất
Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180 3

0
lim
2 70
H
HB
σ
= +
,
1,75s
H
=
,
0
lim
1,8
F
HB
σ
=
,
1,75
F
s =
Chọn độ rắn bánh nhỏ là
245
1
HB =

độ rắn bánh lớn là
2
230HB =
khi đó
ta có

0
1
lim1
2 70
H
HB
σ
= +
= 2 × 245 + 70 = 560 MPa

0
1
lim1
1,8
F
HB
σ
=
= 1,8 × 245 = 441 MPa

0
2
lim2
2 70

H
HB
σ
= +
= 2 × 230 + 70 = 530 MPa

0
2
lim2
1,8
F
HB
σ
=
= 1,8 × 230 = 414 MPa
Theo 6.5 thì
2,4
H0
N 30HB=
Do đó ta có :

2,4 2,4
H01 1
N 30 30 245 1,6.10HB= = × =
,
2,4 2,4 7
H02 2
N 30 30 230 1,39.10HB= = × =
.
Theo 6.7

( )
3
60 / . .
HE i Max i i
N T T m t=

va
( )
3
1
2
1
60 .
/ .
i
HE i i Max
i
c n
t
N T T T
t
u
=


do đó
ta có

( )
7

3 3
2
60 1425
1 0,5 0,7 0,5 20000 29,3 10
4,92
HE
N
×
= × × + × × = ×
.
Do
2 2HE HO
N N≥
nên
2
1
HL
K =

1 1HE HO
N N≥
nên
1
1
HL
K =
Theo (6.1a) sơ bộ xác định được
[ ]
0
lim

. /
H H HL H
K S
σ σ
=
[ ]
1
560 1
509
1,1
H
MPa
σ
×
= =

[ ]
2
530 1
481,8
1,1
H
MPa
σ
×
= =
(n là vận tốc vòng trên trục một ) với cấp nhanh dùng bánh răng thẳng và
tính ra
HE
N

đều lớn hơn
HO
N
nên
1
1
HL
K =
do đó
[ ] [ ]
,
2
481,8
H H
MPa
σ σ
= =
Theo (6.7)
( )
6
max
60. . / . .
FE i i i
N c T T n t=

nên ta có:

( )
6 6 7
2

60 1
1 0,5 0,7 0,5 1425 20000 19,4.10
4,92
FE
N
×
= × + × × × =

2FE FO
N N≥
nên
2
1
FL
K =
tương tự
1
1
FL
K =
:
Do đó theo (6.2a) với bộ truyền ngoài quay một chiều thì
1
FC
K =
ta được

σ
(
.

FC
K
là hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải)
.
FL
K

HL
K
là hệ số tuổi thọ.

[ ]
1
441/1,75 252
F
MPa
σ
= =
,
[ ]
2
414 1 1/1,75 236,5
F
MPa
σ
= × × =
ứng suất tải cho phép Theo (6.10) va (6.11) là:

[ ]
2

max
2,8.
H ch
σ σ
= =
2,8 × 450 = 1260 MPa

[ ]
1 1
max
0,8.
F ch
σ σ
= =
0,8 × 580 = 464 MPa

[ ]
1 2
max
0,8.
F ch
σ σ
= =
0,8 × 450 = 360 MPa
II) Tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.
a)Xác định sơ bộ khoảng cách trục
[ ]
1
3
w1 1

2
1
1
( 1)
H
a
H ba
T K
a K u
u
β
σ
×
= +
× ×Ψ
Theo bảng 6.6 ta chọn
ba
Ψ
= 0,3 với răng thẳng ta có
a
K
= 49,5 theo (6.14)
ta có

bd
Ψ
= 0,5.0,4.(3,484+1) = 0,898 ta tra
H
K
β

theo phương pháp nội suy
ta được

H
K
β
= 1,02 với
1
u
= 20,19/4,92 = 4,1 Do đó
3
w1
2
38418,5 1,02
49,5(4,92 1)
481,8 4,92 0,3
a = =
×
+
× ×
142,6 lấy
w1
a
= 144mm
b) Xác định các thông số ăn khớp
m = (0,01
÷
0,02)
w1
a

= 1,44
÷
2,88 chọn m = 2 (theo tiêu chuẩn)
Xác định số răng của các bánh:

1
w1
1
2
( 1)
Z
a
u m
= =
×
+ ×
2 144
(4,92 1) 2
=
×
+ ×
24,3 chọn
1
Z
= 24 răng

2 1 1
Z u Z= ×
= 4,92
×

24 = 118,08 chọn
2
Z
= 118 răng
Tính lại khoảng cach trục
2 1
w1
( )
2
m Z Z
a
+
= =
2 (24 118)
2
=
× +
142 do đó tỉ số
truyên khi tính lại là
1
u
=
118
24
= 4,916 lấy
w1
a
= 144 mm do đó cần dich
chỉnh để tăng khoảng cách trục từ 142 mm lên 144 mm
Tính hệ số dịch tâm theo (6.22) ta có

w1
2 1
0,5( )
a
y Z Z
m
== − +
144
0,5(24 118)
2
=− +
1.

1000
y
t
y
k
Z
=
=
1000 1
(118 24)
×
+
= 7,04.
Theo bảng 6.10 ta có
x
k
= 0,3538 do đó theo 6.24 hệ số giảm đỉnh răng là



1000
x t
y
k Z×
∆ =
=
0,3538 (118 24)
1000
=
× +
0,05.
Theo 6.25 tổng hệ số dịch chỉnh là
t y
x y= + ∆ =
1+0,05 = 1,05.
Theo 6.256 hệ số dịch chỉnh b ánh 1 là
1 2 1
0,5( ( ) / )
t t
x x Z Z y Z= − − ×

1
x
= 0,5 [1,05-(118-24)
×
1/142) = 0,194
v à
2

x
=
1 t
x x− =
1,05 – 0,194 = 0,856
Theo (6.27) góc ăn khớp là:
tw
w1
os
os
2
t
Z m c
c
a
α
α
× ×
=
×
=
(118 24) 2 os20
2 144
c+ × ×
×
=
0,9329.do do đ ó
tw
α
=

0
22,08
Ki ểm nghi ệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo (6.33) ta có
1 1
2
w 1 w1
2. ( 1)
H
H m H
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ
× × +
= × × ×
× ×
trong đó
b
tw
2 os
sin 2
H
Z
c
β
α
=
×

=
2 1
sin(2 22,08)
H
Z = =
×
×
1,69
1
3
274
m
Z MPa=
với bánh răng thắng ta dùng (6.34) để tính
Z
ε
ta có
4
3
Z
α
ε
ε

=
4 1,719
3
=

= 0,872 trong đó

α
ε
=
1 1
1,88 3,2( ) 1,719
118 24
α
ε
= − − =
Đường kính vòng lăn bán nhỏ là
w1
w1
1
2
1
a
d
u
×
=
+
=
2 144
4,916 1
×
+
= 55,43 mm
Theo (6.40)thì
w1
60000

d n
v
π
× ×
=
=
1425 55,43
60000
π
× ×
= 4,136 (m/s).
Theo bảng (6.13) ta chọn cấp chính xác là 8 do đó theo bảng (6.16) ta có
o
g
= 53
Theo (6.42) thì
w1
1
H H o
a
v g v
u
δ
= × × ×
=
144
0,006 56 4,136 8,14
4,916
× × × =
Trong đó g

o
= 0.006tra bảng (6.15) do đó
w w1
1
1
2
H
Hv
H H
v b d
K
T K K
β α
× ×
= +
× × ×
ta chọn
0,3
ba
ψ
=
thì
w
b
= 0,3
×
144 = 43,2với bánh răng trụ răng thẳng thì
H
K
α

= 1
Hv
K
=
1
8,14 43,2 55,43
2 38418,5 1,02 1
+
× ×
× × ×
= 1,25
V ậy
H Hv H H
K K K K
α β
= × × =

1,25 1,02 1,275× =

Thay gia trị vừa tính được vào 6.33 ta được
1 1
2
w 1 w1
2. ( 1)
H
H m H
T K u
Z Z Z
b u d
ε

σ
× × +
= × × ×
× ×
2
2 38418,5 1,275 (4,916 1)
1,69 274 0,872
43,2 4,916 55,43
H
σ
=
× × × +
× × ×
× ×
= 380,5 MPa
Theo 6.1v ới v = 3,45 (m/s)thì
v
Z
=
0,05
0,925 v×
0,05
0,925 3,45= ×
= 0,98408
lấy
v
Z
= 1
với cấp chính xác động học là 8 ta chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là
8khi đó cần gia công đạt độ nhám là

z
R
= 10…40do đó
0,9
r
Z =
với
a
d
<700
mm thì
1
xh
K =
do đó theo (6.1)va (6.1a)
[ ] [ ]
,
H H v r xH
Z Z K
σ σ
= × × ×
= 481,8
×
0,987
×
0,9
×
1 = 427,4 MPa
Như vậy
H

σ
<
[ ]
H
σ
độ bền của bánh răng được thoả mãn
• Kiểm nghiệm bánh rang về độ bề uốn: ứng suất uốn sinh ra tại chân
răng không được vượt quá trị số cho phép
1 ú
w w1
2
b
F
F
T K Y Y Y
d m
ε β
σ
× × × × ×
=
× ×
Trong đó
Y
β
= 1,
1
Y
ε
α
ε

=
1
1,719
=
= 0,582 Hệ số tải trọng
F Fv F F
K K K K
β α
× × =
F
K
β
là hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng tra bảng P.2.3 ta có
F
K
β
= 1,33
F
K
α
= 1,07 là hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các răng
đồng thời ăn
khớp
αβ
FF
wF
Fv
KKT
dbv
K

×××
××
+=
2
1
1
trong đó
w
1
. .
F F o
a
v g v
u
δ
=
với
F
δ

o
g
tra tư
bảng 6.15 và 6.16 ta có
F
δ
= 0,016 và
o
g
= 56

1F
Y

2F
Y
là hệ số dạng răng của hai bánh một và hai
1F
Y
tra theo bảng 6.18 theo
1
1 1
os
v
Z
Z Z
c
β
= =


1F
Y
=1
2F
Y
tra theo bảng 6.18 theo
2
2 2
os
v

Z
Z Z
c
β
= =


2F
Y
=1
F
v
= 0,016
×
56
×
3,45
×
144
4,916
= 13,79
Fv
K
= 1+
13,79 55,43 43,2
2 38418,5 1,33 1,07
× ×
× × ×
= 1,302
F Fv F Fv

K K K K
α β
= × ×
= 1,302
×
1,33
×
1 = 1,7316
Vậy
1
1
1
w w1
2
F
F
F
T K Y Y Y
b d m
ε β
δ
× × × × ×
=
× ×
2 38418,5 1,7316 0,5817 1 1
43,2 55,43 2
=
× × × × ×
× ×
=

16,16 Mpa

1F
δ
=
2F
δ
= 16,16 Mpa

[ ] [ ]
'
F F R S xF
Y Y K
δ δ
= × × ×
với m = 2 thì
S
Y
=1,08-0,0695ln2 = 1,032.

R
Y
= 1(Bánh răng phay
xF
K
= 1 (do
a
d
<400))
Vậy

[ ]
1
F
σ
= 252
×
1,03
×
1
×
1 = 257,5 Mpa

[ ]
2
F
σ
= 236,5
×
1,03 = 243,59 Mpa

1
σ
<
[ ]
1
F
σ
,
2
σ

<
[ ]
2
F
σ
do đó răng đủ bền uốn
• Kiểm nghiệm răng về quá tải
Theo 6.48 với
max
1,5
T
qt
T
K = =
Theo (6.49) ta có
1 ax 1H m H qt
K
δ δ
= ×
= 380,5
×
1,5
= 466 Mpa.
1 ax H m
δ
<
[ ]
axHm
δ
= 1260 MPa

1 ax 1F m F qt
K
δ δ
= ×
= 16,16
×
1,5 = 24,24 Mpa.
1 ax F m
δ
<
[ ]
axFm
δ
= 360 Mpa.
Vậy răng đủ bền khi quá tải
• Các thông số của bộ truyền là
1. Khoảng cách trục là
w
a =
144mm
2. Mô đun pháp m = 2
3. chiều rông vành răng
w
b =
43,2
4. Tỉ số truyền
1
u
= 4,916
5. Góc nghiêng của răng

β
= 0
6. Số răng của các bánh
1
Z =
24 ,
2
Z =
118
7. Hệ số dịch chỉnh
1
x =
0,194 ,
2
x =
0,856
8. Đường kính vòng chia

1 1
d m Z= ×
= 2
×
24 = 48 mm

2 2
d m Z= ×
= 2
×
118 = 236 mm
9.Đường kính vòng đỉnh


1 1 1
2(1 )
a y
d d x m= + + − ∆
= 48+4(1+0,194-0,05) = 52,576 mm

2 1 2
2(1 )
a y
d d x m= + + − ∆
= 236+4(1+0,856-0,05) = 243,224 mm
8. Đường kính vòng chân răng

1 1 1
(2,5 2 )
f
d d x m= − −
= 48-(2,5-2
×
0,194 )
×
2 = 43,776 mm

2 2 2
(2,5 2 )
f
d d x m= − −
=236 -2
×

(2,5-2
×
0,856) = 234,424mm
III) Tính toán thiêt kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
1)chọn vật liệu :
Chọn vật liệu hai cấp bánh rằng là như nhau .
Bánh răng nhỏ làm bằng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt là
HB241…285.Có
1
850
b
MPA
σ
=

1
580
ch
MPA
σ
=
.
Bánh lớn là thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt là HB192…240 có

2
750
b
MPA
σ
=


2
450
ch
MPA
σ
=
2)Xác định các ứng suất
Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180 350

0
lim
2 70
H
HB
σ
= +
,
1,75
H
s =
,
0
lim
1,8
F
HB
σ
=
,

1,75s
F
=
Chọn độ rắn bánh nhỏ là
1
260HB =
độ rắn bánh lớn là
2
245HB =
khi đó
ta có

0
1
lim1
2 70
H
HB
σ
= +
= 2 ×260 + 70 = 590 MPa

0
1
lim1
1,8
F
HB
σ
=

= 1,8 × 260 = 468 MPa

0
2
lim2
2 70
H
HB
σ
= +
= 2 × 245 + 70 = 560 MPa

0
2
lim2
1,8
F
HB
σ
=
= 1,8 × 245 = 414 MPa
Theo 6.5 thì
2,4
H0
N 30HB=
Do đó ta có :

2,4 2,4 7
H01 1
N 30 30 260 1,87.10HB= = × =

,
2,4 2,4 7
H02 2
N 30 30 245 1,6.10HB= = × =
.
Theo 6.7
( )
3
60 / . .
HE i Max i i
N T T m t=


( )
3
1
2
1
60 .
/ .
i
HE i i Max
i
c n
t
N T T T
t
u
=



do đó
ta có

( )
2
7
3 3
60 347,56
1 0,5 0,7 0,5 20000 8,57 10
4,1
HE
N =
×
× × + × × = ×
.
Do
2 2HE HO
N N≥
nên
2
1
HL
K =

1 1HE HO
N N≥
nên
1
1

HL
K =
Theo (6.1a) sơ bộ xác định được
[ ]
0
lim
. /
H H HL H
K S
σ σ
=
[ ]
1
590 1
536,4
1,1
H
MPa
σ
×
= =

[ ]
2
560 1
509
1,1
H
MPa
σ

×
= =
(n là vận tốc vòng trên trục một )
với cấp chậm dùng bánh răng trụ răng nghiêng
Do đó
[ ] [ ] [ ]
2 1
( )
(509 536,4)
522,7
2
H H H
MPa
σ σ σ
= + =
+
=

[ ] [ ]
2
1,25
H H
σ σ
< ×
= 1,25
×
509 = 636,4 Mpa.
Theo (6.7)
( )
6

max
60. . / . .
FE i i i
N c T T n t=

nên ta có:

( )
2
6 6 7
60 1
1 0,5 0,7 0,5 1425 20000 19,4.10
4,92
FE
N =
×
× + × × × =

2FE FO
N N≥
nên
2
1
FL
K =
tương tự
1
1
FL
K =

:
Do đó theo (6.2a) với bộ truyền ngoài quay một chiều thì
1
FC
K =
ta được
(
.
FC
K
là hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải
.
FL
K

HL
K
là hệ số tuổi thọ.)

[ ]
1
468/1,75 267,43
F
MPa
σ
= =
,
[ ]
2
441/1,75 252,0

F
MPa
σ
= =
ứng suất tải cho phép Theo (6.10) va (6.11) là:

[ ]
2
max
2,8.
H ch
σ σ
= =
2,8 × 450 = 1260 MPa

[ ]
1 1
max
0,8.
F ch
σ σ
= =
0,8 × 580 = 464 MPa

[ ]
1 2
max
0,8.
F ch
σ σ

= =
0,8 × 450 = 360 MPa
3) Tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
a)Xác định sơ bộ khoảng cách trục
[ ]
'
2
3
w2 2
2
2
2
( 1)
H
a
H ba
a u
u
T K
K
β
σ
×
= +
× ×Ψ
Theo bảng 6.6 ta chọn
ba
Ψ
= 0,3 với răng nghiêng theo (6.5) ta có
a

K
= 43

bd
Ψ
= 0,5.
ba
Ψ
.(
2
u
+1) = 0,5
×
0,3
×
(4,1+1) =0,675 s
ta tra
H
K
β
theo phương pháp nội suy ta được

H
K
β
=1,11 với
2
u
= 20,19/4,92=4,1
Dođó

w1
3
2
90758,5 1,11
43(4,1 1)
522,7 4,1 0,3
a = =
×
+
× ×
146,77 lấy
w2
a
= 160mm
b) Xác định các thong số ăn khớp
m = (0,01
÷
0,02)
w2
a
= 1,6
÷
3,2 chọn m = 2 (theo tiêu chuẩn) và
chọn sơ bộ
0
30
β
=
Do đó
osc

β
= 0,86602
Xác định số răng của các bánh theo (6.31)

w2
1
2
2 os
( 1)
a c
Z
u m
β
× ×
= =
+ ×
2 160 os30
(4,1 1) 2
c
=
× ×
+ ×
27,16 chọn
1
Z
= 27 răng

2 1 1
Z u Z= ×
= 4,1

×
27 = 110,7 chọn
2
Z
= 111 răng
Tính lai khoang cach trục
2 1
w1
( )
2
m Z Z
a
+
= =
2 (27 111)
2
=
× +
138 do đó tỉ số
truyên khi tính lại là
2
u
=
27
111
= 4,1
Tính lại
osc
β
=

1 2
w
( )
2
m Z Z
a
+
=
2(27 111)
2 160
+
×
= 0,8625


0
30 24'
β
=

Kiểm nghi ệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo (6.33) ta có
'
2 2
2
w 1 w2
2. ( 1)
H
H m H
T K u

Z Z Z
b u d
ε
σ
× × +
= × × ×
× ×
trong đó
Theo (6.35) g óc ăn khớp là:
tw
20
arctg( ) 22,88
0,8625
o
t
tg
α α
= = =

do đó
t
os
b
tg c tg
β α β
= ×
= cos (22,88)
×
tg(30,4) = 0,54



b
β
= 28,4

b
tw
2 os
sin 2
H
c
Z
β
α
×
=
=
2 os28,4
sin(2 22,88)
c
=
×
×
1,567

1
3
274
m
Z MPa=

với bánh răng nghiêng ta dùng (6.34) để tính
Z
ε
ta có

1
Z
ε
α
ε
=
1
1,544
=
= 0,805 trong đó
α
ε
=
1 2
1 1
1,88 ( ) osc
Z Z
β
 
− − × =
 
 

1 1
1,88 3,2( ) 0,8625 1,544

27 111
α
ε
 
 
 
= − − × =

w
sin
0,3 160 sin30,4
2
b
m
β
β
ε
π π
×
= =
×
× ×
×
= 3,866
Đường kính vòng lăn bán nhỏ là
w2
w2
2
2
1

a
d
u
×
=
+
=
2 160
4,1 1
×
+
= 62,7 mm
Theo (6.40)thì
w2 2
60000
d n
v
π
× ×
=
=
289,83 62,7
60000
π
× ×
= 0,95 (m/s).
Theo bảng (6.13) ta chọn cấp chính xác là 9 do đó theo bảng (6.14) với cấp
chính xác la 9 và v<2,5(m/s)ta có
H
K

α
= 1,13.Theo bảng 6.16 thi
o
g
= 73 và
H
σ
= 0,002(theo 6.15)
Theo (6.42)
w2
2
H H o
a
v g v
u
δ
= × × ×
=
160
0,002 73 0,95 0,866
4,1
× × × =
theo
(6.41)
do đó
w w2
2
1
2
H

Hv
H H
v b d
K
T K K
β α
× ×
= +
× × ×
ta chọn
0,3
ba
ψ
=
thì
w
b
= 0,3
×
160 = 48
Hv
K
=
1
0,866 48 62,7
2 90758 1,13 1,11
+
× ×
× × ×
= 1,01

H H H Hv
K K K K
α β
= × × =
1,11
×
1,01
×
1,13 = 1,27
Thay gia trị vừa tính được vào 6.33 ta được
'
2 1
2
w 1 w1
2. ( 1)
H
H m H
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ
× × +
= × × ×
× ×
2
2 90759,5 1,27 (4,1 1)
1,567 274 0,805
48 4,1 62,7
H

σ
=
× × × +
× × ×
× ×
= 425,65 Mpa
*)Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo 6.1v ới v = 1,29<5 (m/s)thì
v
Z
= 1
với cấp chính xác động hoc là 9 ta chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là
8khi đó cần gia công đạt độ nhám là
a
R
= 2,5…1,25do đó
0,95
r
Z =
với
a
d
<700 mm thì
1
xh
K =
do đó theo (6.1)va (6.1a)
[ ] [ ]
'
H H v r xH

Z Z K
σ σ
= × × ×
=
522,7
×
1
×
0,95
×
1 = 496,56 MPa
Như vậy
H
σ
<
[ ]
H
σ
độ bền của bánh răng được thoả mãn
• Kiểm nghiệm bánh rang về độ bề uốn: ứng suất uốn sinh ra tại chân
răng không được vượt quá trị số cho phép
2 F1
1
w w2
2
b
F
F
T K Y Y Y
d m

ε β
σ
× × × × ×
=
× ×
Trong đó
Y
β
= 1,
1
Y
ε
α
ε
=
1,544
1
=
= 0,647 Hệ số tải trọng
F Fv F F
K K K K
β α
× × =
F
K
β
là hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng có
F
K
β

= 1,228(tra
theo nội suy )

F
K
α
là hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các răng đồng
thời ăn
khớp .Theo bảng 6.14 với v<2,5(m/s) ma cấp chính xác là 9 do đó
F
K
α
=
1,37

αβ
FF
wF
Fv
KKT
dbv
K
×××
××
+=
2
1
1
trong đó
w

1
. .
F F o
a
v g v
u
δ
=
với
F
δ

o
g
tra tư
bảng
6.15 và 6.16 ta có
F
δ
= 0,006 và
o
g
= 73

F
v
= 0,006
×
73
×

0,95
×
160
4,1
= 2,599
Fv
K
= 1+
2,599 48 62,7
2 90758,5 1,228 1,37
× ×
× × ×
= 1,025
F Fv F Fv
K K K K
α β
= × ×
= 1,37
×
1,025
×
1,228 = 1,724
Với
0
30,4
β
=
thì
Y
β

= 1-30,4/140 = 0,783
Với
α
ε
=1,544 thì
1
Y
ε
α
ε
=
=
1
1,544
= 0,647
Số răng tương đương là

1
1
3
os
v
Z
Z
c
β
=
=
3
27

0,8625
= 42,081 răng

2
2
3
os
v
v
Z
Z
c
β
=
=
3
111
0,8625
= 172,9998 răng
Theo bảng (6.18) ta có
1F
Y
= 3,694 ,
2F
Y
= 3,6
với m=2mm thì
s
Y
= 1,08-0,0695ln2 = 1,0318 và

r
Y
= 1 (bánh răng phay )
xF
K
= 1(do
a
d
<400mm)thay các giá trị vưà tính vào ta có

1
2
1
w w2
2
F
F
F
T K Y Y Y
b d m
ε β
δ
× × × × ×
=
× ×
2 90758,5 1,724 0,783 0,647 3,694
48 62,7 2
=
× × × × ×
× ×

=97,29
Mpa
Theo (6.2) và (6.2a) có
[ ] [ ]
'
1 1F F R s xF
Y Y K
σ σ
= × × × =
267,43.1.1.1,0318=275,93MPa
Tương tự ta có :
[ ]
'
2F
σ
=257,95MPa
Thấy
1F
σ
<
[ ]
1F
σ
[ ]
2
2 1 2
1
97,29
3,6
. 94,81

3,694
F
F F F
F
Y
Y
σ σ σ
= = <=
Vậy răng thỏa mãn điều kiện bền uốn.
• Kiểm nghiệm răng về quá tải
Theo 6.48 với
max
1,5
T
qt
T
K = =
1 ax 1H m H qt
K
δ δ
= ×
= 425,65 x
1,5
= 521,3 Mpa.
1 ax H m
δ
<
[ ]
axHm
δ

= 1260
MPa
Theo (6.49) ta có
1 ax 1F m F qt
K
δ δ
= ×
= 97,29
×
1,5 = 145,93 Mpa.
1 ax F m
δ
<
[ ]
1 axF m
δ
= 464 Mpa.
2 ax 2F m F qt
K
δ δ
= ×
= 94,81
×
1,5 = 142,2 MPa
2 ax F m
δ
<
[ ]
2 axF m
δ

= 360 MPa
Vậy răng đủ bền khi quá tải
• Các thông số của bộ truyền là
1. Khoảng cách trục là
w
a =
160mm
2. Mô đun pháp m = 2
3. chiều rông vành răng
w
b =
48
4. Tỉ số truyền
2
u
= 4,1
5. Góc nghiêng của răng
β
=
30
o
24’
6. Số răng của các bánh
1
Z =
27 ,
2
Z =
111.
7. Hệ số dịch chỉnh

1
x =
0 ,
2
x =
0
8. Đường kính vòng chia

1
1
os
m Z
d
c
β
×
=
=
2 27
62,608
0,8625
mm
×
=


2
2
os
2 111

257,3913
0,8625
m Z
d mm
c
β
×
= =
×
=

9.Đường kính vòng đỉnh

1 1
2
a
d d m= +
= 62,608+2
×
2 = 66,608 mm

2 2
2
a
d d m= +
= 257,3913+4 = 261,3913 mm
8. Đường kính vòng chân răng

1 1
2,5

f
d d m= −
= 62,608-2,5
×
2 = 57,608 mm

2 2
2,5
f
d d m= −
= 257,3913- 2,5
×
2 = 252,3913mm
*) Kiểm nghiệm về điều kiện bôi trơn
Ta có c =
2
1
d
d
=
261,3913
236
= 1,107 vậy bánh răng thỏa mãn điều
kiện về bôi trơn
IV) Tính toán thiết kế trục
1) Chọn vật liệu: chọn vật liệu ché tạo trục là thép 45 tôi cải thiện
có σ
b
= 600 MPa,ứng suất xoắn cho phép [τ] = 8 20MPa
2) Tính sơ bộ đường kính trục

M« men xo¾n trªnc¸c trôc lµ
Trôc 1 cã T
1
= 38418,5 Nmm
Trôc 2 lµ T
2
’ = 90758,5 Nmm
Trôc 3 lµ T
3
= 693267,3 Nmm
Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức (10.9)[1] :
d
k

3
k
]0,2[
T
τ
với k = 1, 2, 3
T
1
= 38418,5 Nmm

d
1

3
38418,5
0,2.20

= 21,25 mm lÊy d
1
= 25mm
T
2
=90758,5 Nmm

d
2

3
90758,5
0,2.20
= 28,3 mm lÊy d
2
= 30 mm
T
3
= 693267,3 Nmm

d
3

3
693267,3
0,2.20
= 55,75 mm lÊy d
3
= 60 mm


Chọn sơ đường kính các trục là:
d
1
= 25 mm; d
2
= 30 mm; d
3
= 60 mm

Chiều rộng ổ lăn tương ứng b
01
= 17 ;b
02
= 19 ; b
03
= 31
3 )Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
Theo ct(10.10)[1] chiều dài moay ơ đĩa xích va chiều dài moay ơ
bánh răng trụ là:
l
m
=(1,2 1,5)d
theo ct(10.12)[1]chiều dài moay ơ nửa khóp nối là :
l
m
=(1,4 2,5)d

Trục 2

22

l
= 0,5(
22m
l
+
0
b
) +
1 2
k k+

1
k
là khoảng cách từ măt mút của chi tiết quay đến thành trong của ổ
hoặc khoảng cách giữa hai chi tiết quay
2
k
khoang cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp
Ta chọn
1 2
10, 10k k= =
Chọn
22 2
1,4
m
l d= ×
= 1,4
×
30 = 42mm


22
l
= 0,5(
22m
l
+
0
b
) +
1 2
k k+
= 0,5(42+19)+10+10 =
50,5mm
l
m22
= l
m23
= l
m24
= 42 mm

23
l
= 0,5(
22m
l
+
23m
l
) +

22
l
+
1
k
+k
2
= 50,5+0,5(42+42)+10 +10=
112,5mm
24
l
= 2
23
l
-
22
l
= 2 x 112,5 – 50,5 = 174,5mm
 Truc1
Ta có
12 23
112,5l l mm= =

11 11 0 1
0,5( )
c m
l l b k= + +
với
11m
l

là chiều dài nửa khớp nối
Chọn
11m
l
= 2
×
1
d
= 2
×
25 = 50mm

13 11 11c
l l l= + =
225+ 43,5 =268,5 mm

11 11 0 1
0,5( )
c m
l l b k= + +
= 0,5(50+17) + 10 = 43,5mm


 Trục 3
Chiều dài moay ơ đĩa xích là :
l
m33
=(1,2 1,5)d
3
chän: l

m34
= 1,4
×
55 = 77mm
chiều dài moay ơ bánh răng trụ là :
chọn: l
m31
= l
m23
=77 mm
+ l
32
= l
22
= 51 mm
+ l
31
= l
21
= l
11
= 225 mm
+ l
33
= l
24
=174,5mm

l
c33

= 0,5(l
m34
+ b
03
) + k
3

Chọn: k
3
= 8mm ;

l
c33
= 0,5(77+31)+9 = 63 mm


l
34
= l
31
+ l
c33
=225+63=288 mm
4 )Xác định phản lực tại các gối đỡ
a)tÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì trªn trôc I:
*Các lực ăn khớp trên các bánh răng là
+lực vòng F
t1
=
1

1
2T
d
=
2 38418,5
48
×
=1601 N
+lực hướng tâm F
r1
=F
t1
.tg
tw
α
=1601.tg22,08
0
=649,4 N
+ lực do khớp nối tác dụng nên trục là Fn = (0,2…0,3)2T1/Dt
Với
t
D
là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối
trục vòng đàn hồi tra bảng ta được
t
D
= 120 mm do đó
0,6 38418,5
120
n

F
×
=
= 192,4(N)
*phương và chiều của các lực như hình vẽ :
Theo phương trình cân bằng lực và mô men ta có






=
=


0
0
y
x
m
F
(1) vµ





=
=



0
0
x
y
m
F
(2)
+ Từ hệ (1) ta có : :
F
x10
+F
x11
+ F
n
– F
t2
=0
F
t1
.l
12
– F
x11
.l
11
+ F
n
.l

c11
=0


F
x10
+ F
x11
=1601-192,4
1601.112,5 - F
x11
.l
11
+ 192,4.43,5 = 0


F
x10
= 570,9 N
F
x11
= 837,7 N
+ Từ hệ (2) ta có ::
F
y11
.l11

+ Fr.l
12
=0

F
y10
+F
y11
+F
r1
= 0


F
y11
.225 + 112,5.649,4 = 0
F
y10
+ 649,4 +F
y11
= 0


F
y10
= 324,7N
F
y11
= 324,7N
c)tÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì trªn trôc III:
*các lực ăn khớp trên các căơ bánh răng có phương chiều như hình vẽ
,có độ lớn

Xác định như sau

+lực vòng : F
t4
= F
t4
’=
2
3
22
T
d
=
2 693267,3
240,9638
×
= 5754N
F
t3
= F
t3
' = 5754 N
+lực hương tâm : F
r4
=F
r4
’= F
r3
= F
r3
'
F

r3
= F
r3
' = F
t4
.tg 23,36 = 2473,3 N
+ Các lực dọc trục là F
a3
= F
a3
' = F
t4
.tg32,15 = 3665,7
F
r
là lực do xích tác động nên trục ta có
F
r
= K
x
. F
t4
= 1,15 . 5754 = 6617,1 N

'
sin
rx r
F F
β
= =

6617,1 .sin 30 = 3308,5 (N)

'
os
ry r
F F c
β
= =
6617,1 cos30 = 5730,5 (N)
* theo hình vẽ ta có phương trình cân bằng mô men và lự như sau






=
=


0
0
y
x
m
F
(5) vµ






=
=


0
0
x
y
m
F
(6)
+ Tõ hÖ (6) ta cã :
F
r4
.l
32
+ F
r4
'.l
33
- F
y34
.l
31
+ F
ry
.(l
31

+ l
c33
) = 0
F
y30
- 2F
r4
- F
ry
+ F
y31
= 0



F
y31
.225 =2473,3 (50,5+174,5) + 5730,5 (225+ 63)
F
y30
+ F
y31
= 2. 2473,3 +5730,5


F
y30
= 868,76 N
F
y311

= 9808 N
+ Tõ hÖ (5) ta cã :


F
t4
.l
32
+ F
t4
'.l
33
- F
x31
.l
31
- F
rx
.(l
31
+l
c33
) = 0
F
x30
= 2.F
t4
- F
rx
-F

x31


F
x31
.225 = 5754 (174,5+50,5) - 3308,5(225+63)
F
x30
= 2. 5754- 3308,5 - F
x31



F
x30
= 6686,4 N
F
x31
= 1519,2 N

b)tÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì trªn trôc II:
*các lực ăn khớp trên các cặp bánh răng có phưong chiều như hình vẽ
,có độ lớn
Xác định như sau
+lực vòng : F
t2
= F
t1
=1601 N
F

t3
= F
t3
' = 5754 N
+lực hương tâm : F
r2
=F
r1
=649,4 N
F
r3
= F
r3
' = 2473,3 N
+ Các lực dọc trục là F
a3
= F
a3
' =3665,7

*theo hình vẽ ta có phương trình cân bằng mô men và lực






=
=



0
0
y
x
m
F
(3) vµ





=
=


0
0
x
y
m
F
(4)
+ Từ hệ (4) ta có :
F
y20
+ 2F
r3
- F

r2
+ F
y21
= 0
-F
r3.
l
22
-F
r3
'.l
24
+ F
r2
.l
23
- F
y21
.l
21
= 0


F
y20
+ 2. 2473,3 – 649,4+ F
y21
=0
-F
y21

.225 + 649,4 .112,5 - 2473,3(174,5+50,5) = 0



F
y20
= -2148,6 N
F
y21
= -2148,6 N
+ Từ hệ (3) ta có :
F
x21
.l
21
+ F
t3
(l
22
+l
24
)+F
t2
.l
23
= 0



F

x21
.225 + 1601.112,5 +5754(50,5+174,5) = 0


F
x20
= -6248,5 N
F
x21
= -6248,5 N
.5) VÏ biÓu ®å m«men uèn vµ m«men xo¾n:
a)®èi víi trôc I:
*)Mô men tương đương tại các mặt cắt qua trục một
Tại các mặt căt 10 và 13 có mô men
M
10
= M
13
= 0.
Tại mặt cắt 11 ta có M
x11
= 0
M
y11
= F
n
.l
12
= 192,4.43,5 = 8369,4 Nmm
Do đó M

11
=
2 2
11 11x y
M M+
= 8369,4 Nmm
Tại mặt cắt 12 ta có M
x12
= F
y10
.l
12
= 324,7.112,5 = 36528,75Nmm và
M
y12
= F
x11
.l12 = 837,7.112,5 = 94241,2 Nmm
Do đó M
12
=
2 2
12 12x y
M M+
=
2 2
36528,75 96121,7+
=101073 Nmm
Mô men tương đương tại các mặt cắt là :
M

tđ10
=
2 2
10 1
0,75M T+
=
2 2
0 0,75.38418,5+
= 33326,4Nmm
M
tđ13
= 0

M
tđ11
=
2 2
11 1
0,75M T+
=
2 2
8369,4 0,75 38418,5+ ×
= 34361Nmm
M
tđ12
=
2 2
12 1
0,75M T+
=

2 22
101073 0,75 38418,5+ ×
= 106425 Nmm
*)Tính chính xác đường kính các đoạn trục của trục 1
Ta có d
10

[ ]
10
3
0,1
td
M
σ
=
×

3
33326,4
6,3
=
= 17,4mm và d
13
= 0
d
11
=
[ ]
11
3

0,1
td
M
σ
×
=
3
34361
6,3
= 17,6 mm
d
12
=
[ ]
12
3
0,1
td
M
σ
×

3
106425
6,3
=
= 25,65mm
do yêu cầu về độ bền nên ta chọn đường kính các đoạn trục như sau
d
10

= 20mm ; d
11
= 25mm ; d
12
= 30mm ; d
13
= 25mm
b)®èi víi trôc II:
*)Mô men tương đương tại các mặt cắt qua trục hai
Tại các mặt cắt đi qua các thiết diên 20 và 24 thì mô men là :
M
20
= M
24
= 0
Tại các mặt cắt đi qua các thiêt diên 21 và 23 là :
M
x21
= M
x23
= F
y20
.l
22
= 2148,6.50,5 = 108504,3 Nmm
M
y21
= M
y23
=F

x20
.l
22
= 6248,5.50,5 = 315549,25 Nmm
M
21
= M
23
=
2 2
21 21x y
M M+
=
2 2
108504,3 315549,25+
= 333683,25
Nmm
Tại mặt cắt đi qua thiết diện 24 là :
M
x22
= F
20
.l
23
– F
r3
.(l
23
– l
22

)
= 2148,6 .112,5 – 2473,3(112,5 – 50,5) = 88373 Nmm
M
y22
= F
x20
.l
23
– F
t3
(l
23
– l
22
)
= 6248,5 .112,5 – 5754.62 = 346208,25 Nmm
M
24
=
2 2
22 22x y
M M+
=
2 2
88373 346208,25+
= 357309,3Nmm
Do đó mô men tương đương tại các thiết diện của trục là :
M
tđ21
= M

tđ24
= 0
M
tđ21
= M
tđ23
=
2 2
21 2
0,75.M T+
=
2 2
333683,25 0,75.90758,5+

=342815,3Nmm
M
tđ22
=
2 2
22 2
0,75.M T+
=
2 2
357309,3 0,75.181571+
=390360,4Nmm
*)Tính chính xác đường kính các đoạn trục của trục 2
Ta có d
20
= d
24

= 0
d
21
= d
23
=
[ ]
21
3
0,1
td
M
σ
×
=
3
342815,3
6,3
= 37,89mm
d
22
=
[ ]
22
3
0,1
td
M
σ
×

=
3
390360,4
6,3
= 39,57mm
do yêu cầu về độ bền nên ta chọn đường kính các đoạn trục như sau
d
20
= d
24
= 35mm, d
21
= d
23
= 40mm ; d
22
= 45mm

c)®èi víi trôc III:
*)Mô men tương đương tại các mặt cắt qua trục ba
Tại các mặt cắt đi qua các thiết diên 30 và 34 thì mô men là :
M
30
= M
34
= 0
Tại các mặt cắt đi qua các thiết diên 31:
M
x31
= F

y30
.l
32
= 868,76.50,5 = 43872,4 (N)
M
y31
= F
x30
.l
32
= 6686,4.50,5 = 337663,2 N
T¹i mÆt c¾t 31 cã b¬c nh¶y lµ
M
h
= F
a4
.
2
2
d
=
3665,7 240,96
2
×
= 441643,5 Nmm
M
31
=
2 2
31 31x y

M M+
=
2 2
485516 337663,2+
= 591390
Nmm
Tại các mặt cắt đi qua các thiết diên 32:
M
x32
= F
y30
.l
33
– F
r4
.(l
33
– l
32
) +M
h

= 868,76.174,5 + 2473,3 (174,5 – 50,5) + 441643 = 286553 Nmm
M
y32
= F
x30
.l
33
– F

t4
.(l
33
- l
32
)
= 6686,4.174,5 – 5754(174,5 – 50,5) = 453281 Nmm
M
32
=
2 2
32 32x y
M M+
=
2 2
453281 286553+
= 536261,4 Nmm
Tại các mặt cắt đi qua các thiết diên 33:
M
x33
= F
ry
.l
c33
= 5730,5.63 = 361021,5 Nmm
M
y33
= Fr
x
.l

c33
= 3308,2.63 = 208416,6N
M
33
=
2 2
33 33x y
M M+
=
2 2
208416,6 361021,5+
= 416862Nmm
Do đó mô men tương đương tại các thioết diện của trục là
M
tđ30
= 0;
M
tđ31
=
2 '2
31 3
0,75M T+
=
2 2
591390 0,75 346633,6+ ×
= 663218Nmm
M
tđ32
=
2 2

32 3
0,75M T+
=
2 2
536261,4 0,75 693267,3+ ×
= 805010 Nmm
M
tđ33
=
2 2
33 3
0,75M T+
=
2 2
416862 0,75 693267,3+ ×
=730895Nmm
M
tđ34
=
2 2
34 3
0,75M T+
=
2
0,75 693267,3×
= 600387 Nmm
*)Tính chính xác đường kính các đoạn trục của trục 3
Víi
[ ]
σ

= 50 MPa tra b¶ng 10.5 ta cã
Ta có : d
30
= 0
d
31
=
[ ]
31
3
0,1
td
M
σ
×
=
3
663218
5
= 50,99 mm
d
32
=
[ ]
32
3
0,1
td
M
σ

×
=
3
805010
5
= 54 mm
d
33
=
[ ]
33
3
0,1
td
M
σ
×
=
3
730895
5
= 52,67 mm
d
34
=
[ ]
34
3
0,1
td

M
σ
×
=
3
600387
5
= 49 mm
do yêu cầu về độ bền nên ta chọn đường kính các đoạn trục như sau
d
30
= 50mm ; d
31
= d
32
= 55 mm ; d
33
= 50 mm ; d
34
= 49 mm
*Xuất phát từ các yêu cầu về công nghệ và lắp nghép tachọn đường kính các
đoạn trục như sau
+ trôc I: + trôc II + trôc III
d
10
=20 mm d
20
=35 mm d
30
=50 mm

d
11
=25 mm d
21
=40 mm d
31
=55 mm
d
12
=30 mm d
22
=45 mm d
32
=55 mm
d
13
=25 mm d
23
=40 mm d
33
=50 mm
d
24
=35 mm d
34
= 49 mm
chon then cho c¸c tiÕt diÖn cña truc nh sau
7 )Kiểm nghiệm trục về đọ bền mỏi
1.3.7 Kiểm nghiệm trục về đọ bền mỏi
* Với thép 45 có σ

b
= 600 MPa
Suy ra: σ
-1
= 0,436σ
b
= 0,436.600 = 261,6 MPa
τ
-1
= 0,58σ
-1
= 0,58.261,6 = 151,7 Mpa
Theo bảng 10.7[1]: ψ
σ
= 0,05 ; ψ
τ
= 0
Các trục của hộp giảm tốc đều quay với ứng suất thay đổi theo chu
kì đối xứng do đó σ
m
= 0 trục quay một chiều nên ứng suât xoắn thay
đổi theo chu kì mạch động τ
a
= τ
m
tính theo (10.23) ta có
σ
max
= σ
a

=
1
w
j
M
và τ
a
= τ
m
=
0
2w
T
*) Công thúc kiểm nghiệm trục là
S =
2 2
S S
S S
σ τ
σ τ
×
+

[ ]
S

với
[ ]
S
= 1,5 …2,5

Trong đó
1
d a m
S
k
σ
σ σ
σ
σ σ

=
× + Ψ ×

1
d a m
S
k
τ
τ τ
τ
τ τ

=
× + Ψ ×

d
k
τ

d

k
σ
xác định theo công thức (10.25) và (10.26)

( 1)
x
d
y
k
k
k
k
σ
σ
σ
ε
+ −
=

( 1)
x
d
y
k
k
k
k
τ
τ
τ

ε
+ −
=
Các trục được gia công trenmáy tiện yêu cầu R
a
= 2,5 …0,63 do đó
theo bảng 10.8 hệ số tập trung ứng suất là K
x
= 1,06 do không dùng đến các
phưong pháp tăng bền nên k
y
= 1 >Theo bảng 10.12 dùng dao phay ngón hệ
số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu có σ
b
= 600 Mpa là
k
σ
=
1,76 và
k
τ
= 1,54
Theo bảng 10.10 tra được hệ số kích thước
τ
ε
,
σ
ε
ứng với đường kính
của tiết diện từ đó xác định được

k
σ
σ
ε

k
τ
τ
ε
tại các rãnh then trên các trục
ứng với kiểu lắp đã chọn và từ đường kính các tiết diện tra được tỉ số
k
σ
σ
ε

k
τ
τ
ε
do lắp căng trên cơ sở lấy giá trị lớn hơn trong hai giá trị
k
σ
σ
ε
để tính
d
k
σ
và lấy giá trị lớn hơn trong hai giá trị

k
τ
τ
ε
để tính
d
k
τ
a) trªn trôc I:
theo ct(10.22)[1] ta cã:t¹i thiÕt diÖn 11(l¾p c¨ng ) nªn ta cã
k
σ
σ
ε
= 2,06

k
τ
τ
ε
= 1,64

M
11
=
2 2
11 11x y
M M+
=8639,4 Nmm T1 = 38418,5 Nmm
theo b¶ng 10.6[1] c«ng thøc tÝnh m«men c¶m uèn W

j
:
W
11
=
3
11
.
32
d
π
=
3
.25
32
π
=1534
theo b¶ng 10.6[1] c«ng thøc tÝnh m«men xo¾n W
oj
lµ:

×