đồ án thiết kế chi tiết máy

Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
MỤC LỤC
Phần Trang số

Tài liệu tham khảo 2
I. Chọn động cơ điện – phân phối tỉ số truyền 4
II. Thiết kế bộ truyền đai phẳng 6
III. Thiết kế các bộ truyền bên trong hộp giảm tốc 10
IV. Tính toán thiết kế trục và then 16
V. Thiết kế gối đỡ trục 26
VI. Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác 29
VII. Dung sai, lắp ghép 33
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 1 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
TÀI LIỆU THAM KHẢO
STT Tên sách Tác giả Xuất xứ ký hiệu
1. Thiết Kế Chi Tiết Máy Nguyễn Trọng Hiệp NXB Giáo Dục [1]
Nguyễn Văn Lẫm
2. Dung Sai Và Lắp Ghép Ninh Đức Tốn NXB Giáo Dục [2]
3. Autocad 2004 Bùi Việt Thái NXB Giáo Dục [3]
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 2 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
Đề bài:
Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải có sơ đồ động học như hình vẽ:
`
1- Động cơ điện
2- Bộ truyền đai
3- Hộp giảm tốc một cấp
bánh răng trụ

4- Khớp nối trục
5- Băng tải
Biết các số liệu sau:
Công suất trên trục trống tải N
m
(kW) Số vòng
quay trong một phút của trục trống tải: n
m
(v/ph)
Biến đề 10:
– N
m
= 8 (kW)
– n
m
= 75(v/ph)
– Điều kiện làm việc: môi trường làm việc có bụi bặm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 1 ca, mỗi ca
8 giờ, thời gian làm việc 10 năm. Tải trọng làm việc dài hạn, ổn định, momen mở máy bằng 1,4
(k=1,4) momen danh nghĩa.
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 3 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
I – CHỌN LOẠI ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1. Chọn loại động cơ:
- Do điều kiện làm việc thực tế, tính kinh tế Nên ta chọn loại động cơ điện xoay chiều không đồng
bộ 3 pha. Theo yêu cầu của đề bài, môi trường làm việc có bụi bặm nên động cơ phải đươc bọc kín
hoặc được che phủ.
1.2. Chọn công suất động cơ
Động cơ làm việc ở chế độ tải trọng làm việc dài hạn với phụ tải không đổi: Nên ta phải chọn công
suất động cơ thỏa mãn:

Ta cần phải chọn công suất động cơ lớn hơn công suất cần thiết (N
đc

≥
N
ct
)
- Gọi : N
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ điện.
N
m
là công suất trên băng tải
N
đc
là công suất của động cơ
+/ Công suất cần thiết :
c
m
ct
N
N
η
=
( CT: 2-1, tr27, [1] )
N
m
= 8 (kW)
ƞ : Hiệu suất truyền động
2

obrđaic
ηηηη
=
Hiệu suất chung của trạm dẫn động:
4
2
321

ηηηηη
=
c
Tra bảng 2-1 trang 27 [1] ta được:
1
η
= 0,95 – hiệu suất bộ truyền đai
2
η
= 0,97 – hiệu suất bộ truyền bánh răng
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 4 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
3
η
= 0,99 – hiệu suất của 1 cặp ổ lăn
=>
c
η
= 0,903
⇒

η
c
=
ct
m
N
N
→ N
ct
=
c
m
N
η
=
903.0
8
= 8, 859 (kW)
+ Hệ số quá tải (K):
N
ct
.K ≤ K
đc
.N
đc
⇒
Với: K= 1,4 ; N= 8,859 (kW)
Tra bảng 2P, tr323,[1] ta chọn động cơ có mã hiệu: A02-71-8 động cơ điện không đồng bộ ba
pha có công suất 13.0 (kw), số vòng quay của động cơ n
đc

=725 (vg/ph). Động cơ được che kín và có
quạt gió. k
đc
=1,1
Với trường hợp điều kiện làm việc với phụ tải không đổi
⇒
Không cần kiểm tra điều kiện quá tải.
Kiểm tra điều kiện mở máy:
N
đc
.
c
mm
đ
M
M
≥
N
ct
.k
⇔
13.1,1
≥
8,859.1,4
⇔
14,3
≥
12,40 (thỏa mãn)
⇒
Điều kiện mở máy thỏa mãn động cơ đã chọn.

1.3 Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền chung của bộ truyền i
c
=
m
đc
n
n
Trong đó n
đc
: tốc độ quay của động cơ
n
m
: tốc độ quay của máy công tác
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 5 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
⇒
i
c
=
75
725
=9,67
Mặt khác, i
c
tb
=i
đ
tb

.i
br
tb

i
đ
tb
: tỉ số truyền trung bình bộ truyền đai
i
br
tb
: tỉ số truyền trung bình bánh răng trụ răng thẳng
Ta chọn trước tỉ số truyền bộ truyền đai. Tra bảng 2-2 [1] ta được : Với bộ truyền đai dẹt
thường i = 2-4
→
Chọn i
đ
tb
= 3
=>
323,3
3
67,9
==
tb
br
i
- Số vòng quay các trục:
 Trục I:
225

3
725
1
===
tb
đ
đc
i
n
n
(v/ph)
 Trục II:
75
3
225
1
1
===
tb
br
i
n
n
(v/ph)
- Công suất trên các trục:
 Trục I:
33,8
311
==
ηη

ct
NN
(kW)
 Trục II:
8
311
==
ηη
br
NN
(kW)
- Mômen xoắn trên các trục:
M
1
= 9,55.10
6
.
I
I
N
n

=353562,2(N.mm)
M
2
= 9,55.10
6
.

II

II
N
n

= 1018666,7 (N.mm)
- Đối với máy công tác :
N
m
= N
III
.
.
KN
o
η η
= 7,34.0,99.1 = 8(kw)
n
m
= n
III
= 75 (vg/ph)
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 6 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
M
m
= 9,55.10
6
.
m

m
n
N

=1018666,7 (N.mm)
M
đc
= 9,55.10
6
.
N
ct
n
dc

= 116694,4 (N.mm)
Trục
T.số
Động
cơ
Trục I Trục II
Máy công
tác
N (KW)
8,859 8,33 8 8
i
3,3223 3 1
n (v/ph)
725 225 75 75
M

x
(N.mm) 116694,4 353562,2 1018666,7 1018666,7
II. Tính toán các bộ truyền đai phẳng
2.1, Chọn loại đai
Chọn loại đai vải cao su, làm việc thích hợp ở chỗ ẩm ướt
2.2, Xác định đường kính bánh đai
2.2.1, Tính đường kính bánh đai nhỏ
Đường kính bánh đai nhỏ được tính theo công thức Xavêrin:

1
3
1
1
(1100 1300) ( )
N
D mm
n
= ÷
trong đó: N
1
= N – công suất trên trục dẫn, kW;
n
1
– số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn.
D
1
= (162,21
÷
191,71) (mm)
Tra bảng 5.1 trang 85 [1] ta chọn: D

1
= 180 (mm)
Vận tốc vòng dây đai:
83,6
1000.60
725.180.14,3
1000.60

11
≈==
nD
v
π
(m/s)
Thỏa mãn
=≤
max
vv
( )
3025 ÷
(m/s).
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 7 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
2.2.2.Tính đường kính bánh đai lớn
Với đai vải cao su => Lấy hệ số trượt
02,0=
ξ
( ) ( )
4,56802,01.180.

225
725
1.
1
2
1
2
≈−=−=
ξ
D
n
n
D
(mm)
Tra bảng 5.1 trang 85 [1] lấy D
2
= 630 (mm)
Số vòng quay thực trong 1 phút của bánh bị dẫn
( ) ( )
203725.
630
180
.02,01 1'
1
2
1
2
≈−=−= n
D
D

n
ξ
(v/ph)
Tỷ số truyền: i =
57,3
203
725
2
1
==
n
n
2.3.Định khoảng cách trục A và chiều dài đai L
Từ điều kiện hạn chế số vòng chạy u của đai trong 1 giây (để đai có thể làm việc được tương
đối lâu), tìm được chiều dài tối thiểu L
min
của đai
Theo 5-9 [1] ta có:
max
min
u
v
L =
trong đó
53
max
÷=
u
. Lấy u
max

= 3
⇒
2766,2
3
83,6
min
==L
(m) = 2276,6(mm)
Tính khoảng cách trục A theo L
min
(Theo công thức 5-2 trang 83 [1]):
( ) ( )
[ ]
( )
8
822
2
12
2
2121
DDDDLDDL
A
−−+−++−
=
ππ
= 2204,22 (mm)
KiÓm tra ®iÒu kiÖn: A
≥
2(D
2

+ D
1
)
A
1620
≥
(t/m)
→
lÊy A = 2210 (mm)
Tính lại L (áp dụng công thức 5-1 trang 83 [1]) :
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 8 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
( )
( )
A
DD
DDAL
4
.
2
2
2
12
12
−
+++=
π
= 5694,6 (mm)
Lấy L=6000 (mm) ( theo bảng 5-12, tr.93, [1] )

2.4 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ
Tính góc ôm
1
α
trên bánh nhỏ theo công thức 5-3 trang 83 [1] :
oo
A
DD
12039,16857.180
12
1
>≈
−
−=
α
Điều kiện (5-13) được thỏa mãn
1
α

≥
120

2.5 Xác định tiết diện đai
Để hạn chế ứng suất uốn và tăng ứng suất có ích cho phép của đai, chiều dày đai
δ
được chọn
theo tỷ số
1
D
δ

sao cho
max
11






≤
DD
δδ
; trị số
max
1






D
δ
được tra theo bảng 5-2 trang 86 [1]:
40
1
1
≤
D
δ

=>
5,4
40
180
40
1
===
D
δ
(mm)
Theo bảng 5-3 trang 87 [1]
→
chọn đai vải cao su loại A có chiều dày
5,4
=
δ
(mm)
Xác định bề rộng của đai:
Lấy ứng suất căng ban đầu
2,1
=
o
σ
N/mm
2
Ta có:
40
5,4
180
1

==
δ
D
Tra bảng 5-5 trang 89 [1] ta tìm được:
ο
σ
][
p
=2,25 N/mm
2
Theo bảng 5-6 trang 89 [1]
→
C
t
= 0,9
Theo bảng 5-7 trang 90 [1]
→

96,0
=
α
C
Theo bảng 5-8 trang 90 [1]
→

012,1
=
v
C
Theo b¶ng 5-9 trang 91 [1]

→
C
b
= 1,0
Bề rộng b của đai được tính theo công thức 5-13 [1]:
51,146
].[.
.1000
0
≈≥
bvtp
CCCCv
N
b
α
σδ
(mm)
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 9 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
Tra bảng 5-4 trang 88 [1]
⇒
lấy b =150(mm).
2.6 Định chiều rộng B của bánh đai
Tõ b = 150 mm
→
tra b¶ng 5.10 trang 91 [1] ta ®îc B = 175 mm
2.7 Tính lực căng và lực tác dụng lên trục
Lực căng S
o

được tính theo công thức :
8105,4.150.2,1
===
δσ
bS
oo
(N)
Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức:
2417
2
sin 3
1
==
α
o
SR
(N)
2.8 Bảng kết quả
D
1
D
2
i
đ
L A B b S
o
R
180
(mm)
630

(mm)
3,57
6000
(mm)
2210
(mm)
175(mm)
150
(mm)
810
(N)
2417
(N/mm
2
)
III.Thiết kế bộ truyền bên trong hộp giảm tốc
– Các số liệu tính toán:
+ N = 8,859 (KW)
+ n
1
=
2
n
′
= 225 v/ph.
+ i = 3,223
1, Chọn vật liệu chế tạo bánh răng
– Bánh răng nhỏ ( giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm): thép 50 thường hóa
+ σ
bk

= 600 N/mm
2
.
+ σ
ch
= 300 N/mm
2
.
+ HB = 200
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 10 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
– Bánh răng lớn ( giả thiết đường kính phôi từ 100 đến 300 mm):
Thép đúc 45 thường hóa HB = 170
+ σ
bk
= 480 N/mm
2
.
+ σ
ch
= 240 N/mm
2
.
+ HB = 170
2, Định ứng suất cho phép:
a.Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo công thức 3-3 trang 42 [1] ta tính được số chu kỳ tương đương:
TnuN
tđ

60
=
trong đó:
o u –số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay được 1 vòng (lấy u=1);
o n - số vòng quay trong 1 phút của bánh răng;
o T – tổng số giờ làm việc;
Bộ truyền làm việc trong 10 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 1 ca, mỗi ca 8 giờ tải trọng ổn định
Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn:
7
2
.104,320.8.10.225.301.60
≈=
N
> N
o
=10
7
Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ:
77
21
10.7,2510.8.223,3. ≈== NiN
bn
> N
o
=10
7
Ta thấy:
7
21
10,

=>
o
NNN

→
ta lấy
1
'
=
N
k
.
⇒
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
 Bánh nhỏ:
546210.6,2.6,2][
11
===
HB
tx
σ
(N/mm
2
)
 Bánh lớn:
442170.6,2.6,2][
22
===
HB
tx

σ
(N/mm
2
)
→
Ta lấy giá trị nhỏ:
2
][
tx
σ
để tính toán sức bền
b.Ứng suất uốn cho phép
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 11 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
Vỡ N
1
>N
c
=5.10
6
=>
1
''
=
N
k
N
2
>N

c
Theo cụng thc 3-5 trang 42[1]
[ ]



Kn
k
Kn
k
Kn
k
NNno
u
.
5,1
.
.].6,14,1[
.
.
''
1
''
1
''
.
=
ữ
==
Trong ú:

+/
1

l gii hn mi un trong chu k i xng. i vi thộp
( )
bk

45,04,0
1
ữ

-Bỏnh nh:
279620.42,0
1
==


(N/mm
2
)
-Bỏnh ln:
5,247550.45,0
1
==


(N/mm
2
)
+/

''
N
k
l h s chu k ng sut un.
+/ n l h s an ton, ly n = 1,5 ( Rng thng húa)

ng sut un cho phộp:
i vi bỏnh rng nh:
155
8,1.5,1
1.279.5,1
.
5,1
][
'
1
===




kn
k
N
n
(N/mm
2
)
i vi bỏnh rng ln:
5,137

8,1.5,1
1.5,247.5,1
.
5,1
][
'
1
===




kn
k
N
n
(N/mm
2
)
3.Chn s b h s ti trng K
Chn K
sb
= 1,3
4Chn h s chiu rng bỏnh rng
3,0==
A
b
A

5, Xác định khoảng cách trục A

Bộ truyền kín nên ta dùng công thức tính bánh răng theo điều kiện sức bền tiếp xúc :
Lê Minh Thuật CKDL54 - 12 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
( )
[ ]
2
6
3
2
2
1,05.10 .
1
.
A
tx
K N
A i
i n


ì ì
ữ
ữ
ì

( CT 3-9,Tr.45,[1])
Trong đó :

A

= 0,3 ; i = i
nh
=3,223; n
2
= 225 (v/p); N = 8,859 (kW)
Hệ số tải trọng K = 1,3
Thay số ta có :
=> A 191,116(mm) => chn A = 192(mm)
6, Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng
Vận tốc vòng của bánh răng trụ
( )
07,1
1.1000.60
5,01 2
2
1
=
+

=
i
nL
v
L

(m/s)
Vỡ vn tc vũng v < 3(m/s), ta chn cp chớnh xỏc ca bỏnh rng l cp 9 ( bng 3-11,tr.46,[1]
7, Xác định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A
Hệ số tải trọng K đợc tính theo công thức : (CT 3-19,tr.47,[1])
K = K

tt
. K
đ
Hệ số tập trung tải trọng K
tt
= 1 vì tải trọng không thay đổi và bộ truyền có khả năng chạy mòn ( HB
350 và v 15 m/s )
Hệ số tải trọng động K
đ
. Giả sử
2,5.
sin
n
m
b


; với cấp chính xác 8; vận tốc vòng v = 1,62 (m/s),
cng mt rng HB < 350 => K

= 1,45(Tra bng 3-13,tr.48,[1])
K = 1ì1,45 =1,45
( Chờnh lch so vi K s b, nờn ta iu chnh li tr s khong cỏch trc A)
A = A
sb
.
3
sb
k
k

( CT 3-21,tr.49,[1])
12,199
3,1
45,1
.192
3
== A
(mm)
8, Xác định modul, số răng và góc nghiêng của răng
- Cụng thc xỏc nh mụun ca bỏnh rng: ( CT 3-22,tr.49,[1])
( )
Am .03,002,0
ữ=
=
( )
9824,39912,1 ữ
(mm).
Lê Minh Thuật CKDL54 - 13 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
Theo bng tiờu chun ( bng 3-1,tr.49,[1]) ta chn m = 2 (mm)
Tớnh s rng:
+ S rng ca bỏnh rng nh:
47
)1223,3.(2
12,199.2
)1.(
2
1
=

+
=
+
=
im
A
Z
=> chn Z
1
= 47 (rng)
+ S rng ca bỏnh rng ln:
Z
2
= i.Z
1
= 3,223.47=152 => Chn Z
2
= 152 (rng)
Gi thit bỏnh rng khụng dch chnh, gúc n khp
20

=
o

- Tớnh b rng bỏnh rng b
736,5912,199.3,0.
2
===
Ab
A

(mm). Ly b = 60(mm).
B rng bỏnh rng nh c ly ln hn so vi bỏnh rng ln khong (5ữ 10)mm tn cụng gia
cụng, tn vt liu hn na li tin cho vic thỏo lp v tn dng ht kh nng lm vic ca bỏnh
rng.
=> b
1
= b
2
+ 8 = 68 (mm)
9, Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
- Số răng tơng của hai bánh răng
Vỡ bỏnh rng xột l bỏnh rng tr rng thng: Z
t
=Z
Z
1
= 47 (răng) ; Z
2
= 152 (răng)
Hệ số dạng răng tra bảng 3tr18[1]
y
1
= 0,502 y
2
= 0,517
- Kiểm tra sức bn uốn tại chân bánh răng nhỏ
134,155

10.1,19

1
2
1
6
1
==
bnZmy
NK
u

(N/mm
2
)
[ ]
1u


(N/mm
2
) (CT 3-29,tr.51.[1])
- Kiểm tra sức bn uốn tại chân bánh răng lớn
206,138.
2
1
12
==
y
y
uu

[ ]
1u


(N/mm
2
)
Vậy hai bánh răng đủ sức bền uốn.
10, Kim nghim sc bn bỏnh rng khi chu quỏ ti t ngt:
Lê Minh Thuật CKDL54 - 14 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
– Ứng suất uốn cho phép khi chịu quá tải:
+ Đối với bánh răng thép có độ rắn bề mặt HB ≤ 350, ta có:
[σ]
txqt
= 2,5.[σ]
Notx
+ Với bánh răng nhỏ:
[σ]
txqt1
= 2,5.494 = 1235 (N / mm
2
).
+ Với bánh răng lớn:
[σ]
txqt2
= 2,5.416 = 1040 (N / mm
2

).
– Ứng suất uốn cho phép khi chịu quá tải:
+ Công thức tính: [σ]
uqt
= 0,8σ
ch.
+ Bánh nhỏ:
[σ]
uqt1
= 0,8.138,206 = 110,56 (N / mm
2
).
+ Bánh lớn:
[σ]
uqt2
= 0,8.155,134 = 124,1 (N / mm
2
).
– Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc khi chịu quá tải: ta tính cho bánh răng lớn có [σ]
txqt
nhỏ hơn:
+ Ứng suất tiếp xúc của bánh răng lớn:
( )
2
.
6
2
.
1
.

.
10.05,1
nb
NKi
iA
tx
+
=
σ
= 398 (N/mm
2
)
Khi đó ta có: với k
qt
là hệ số quá tải, k
qt
= 1,3
txqt2 tx2 qt
. kσ = σ
= 434,4 (N/mm
2
) < [σ]
txqt2
– Kiểm nghiệm sức bền uốn:
+ Bánh nhỏ:
σ
uqt1
= σ
1
.k

qt
= 3,744 (N/ mm
2
)
+ Bánh lớn:
σ
uqt2
= σ
2
.k
qt
= 0,202 (N/ mm
2
)
→ σ
uqt1
< [σ]
uqt1
; σ
uqt2
< [σ]
uqt2
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 15 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
11, Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
+ Modul : m = 3 (mm)
+ Số răng : Z
1
= 47 (răng) ; Z

2
=152 (răng)
+ Góc ăn khớp
n
= 20
0
+ Đờng kính vòng tròn chia :
d
1
= m.Z
1
= 3.47 = 94 ( mm)
d
2
= m.Z
2
= 3.152 = 304 (mm)
+ Khoảng cách trục A =
199
2
21
=
+ dd
mm)
+ Đờng kính vòng tròn đỉnh răng :
Bỏnh rng nh:
D
e1
= d
1

+ 2.m = 94+2.2= 98 (mm)
Bỏnh rng ln:
D
e1
= d
2
+ 2.m = 304+2.2=308 (mm)
+ Đờng kính vòng tròn chân răng
D
i1
= d
1
-2,5.m = 94-2,5.2=89 (mm)
D
i2
= d
2
-2,5.m =304-2,5.2= 299 (mm)
+ B rng ca bỏnh rng:
Bỏnh rng nh: b
1
= 60 (mm)
Bỏnh rng ln: b
2
= 68 (mm)
12, Lực tác dụng lên trục
- Lực vòng :
6,7522
.
.10.55,9.2

2
11
6
1
===
nd
N
d
M
P
x
(N)
- Lực hớng tâm :
273820.7522. ===
o
r
tgtgPP

(N)
IV. Thiết kế tính toán trục và then
4.1, Thiết kế trục
4.1.1 Chọn vật liệu
Chọn vật liệu làm trục là thép 45
4.1.2, Tớnh s b ng kớnh trc:
Lê Minh Thuật CKDL54 - 16 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
ng kớnh s b trc c xỏc nh theo cụng thc 7-2 trang 114 [1]
3
n

N
Cd ì
Trong đó :
D - ng kớnh trc (mm)
N - Công suất truyền (kW)
n - Số vòng quay trong 1 phỳt ca trục (vg/ph)
C - Hệ số tính toán phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, khi tính đờng kính đầu trc vào hộp giảm tốc
và trục truyền chung có thể lấy C = 130 ữ 110. Ta lấy C = 120
Đối với trục I : d
1
39,99 (mm) Chọn d
1
= 40 (mm)
Đối với trục II : d
2
56,910 (mm) Chọn d
2
= 57 (mm)
Ly d
tb
= d
II
= 50 (mm) chn bi c trung bỡnh. Tra bng 14P
[ ]
1
ta c b rng B = 27
(mm)
4.1.3 Tính gần đúng trục :
Chọn các kích thớc theo bảng 7-1,tr118[1]
+ Khe hở giữa các bánh răng : c = 10 (mm)

+ Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp : = 10 (mm)
+ Khe hở từ thành trong của hộp đến mặt bên của ồ lăn l
2
= 10 (mm)
+ Chiều rộng ổ B
o
= 27 (mm)
+ Chiều cao của nắp và đầu bulông l
3
= 16 (mm)
+ Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt bên bánh đai l
4
= 15 (mm)
+ Chiều rộng bánh đai B

= 50 (mm)
+ Chiu rng bỏnh rng: b
br
= 68 (mm)
Từ các kích thớc trên ta có :
)(5,69
2
1
2
1
43
mmBllB
o
=+++=
a=

)(5,67
2
1
2
1
12
mmblB
bo
=+++
a=b=67,5 (mm)
Lê Minh Thuật CKDL54 - 17 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
Cỏc lc ó tớnh c t phn trc:
đ
R
= 817,58 (N); P
1
= P
2
= 7522,6 (N) ; P
r1
= P
r2
= 2738 (N)
Cỏc lc tỏc dng lờn trc I:
đ
R
= 817,58 (N); P
1

= 7522,6 (N); P
r1
= 2738 (N)
L = 69,5 (mm), a = b = 67,5 (mm)
- Tớnh cỏc phn lc cỏc gi :

1
.
d r
D
R l P
Y
a b

=
+
= - 948,098 (N)
=> Chiu Y
D
cú chiu ngc vi chiu hỡnh v
Y
)(5,2607
.).(
1
N
ba
bPbalR
r
D
=

+
+++
=
X
)(3,3761
5,675,67
5,67.6,7522
)(
.
1
N
ba
aP
B
=
+
=
+
=
X
)(3,3761
1
NXP
BD
==
- Tính mômen uốn tại các tiết diện nguy hiểm:
+ ở tiết diện 1-1:
M
).(81,56821.
11

mmNlR
du
==

- ở tiết diện 2 - 2
2 2
2 2u uy ux

= +
= 261829,25 (N.mm)
Trong đó M
uy
= Y
D
.b = 253887,75 (N.mm)
M
ux
= X
D
.b = 63996,615 (N.mm)
- Đờng kính trục đợc tính theo công thức :
[ ]
3
1,0

td
d


Với vật liệu thép 45 tra bảng 7_ 2[1] ta có : [] = 50 N/mm

2
+ Đ ờng kính trục tại tiết diện 1-1 : cú M
x
= 353562,2 (N.mm)
Lê Minh Thuật CKDL54 - 18 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
Biểu đồ mômen trục I
M
22
.75,0
11
xutd
MM +=
−
=306193,94 (N.mm) = 306194(N.mm)
d
3
11
][1,0
σ
td
M
=
−
)(42,39 mm≥
+ §êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn 2 - 2 :
M
22
.75,0

11
xutd
MM +=
−
=402876,2 (N.mm)
⇒d
3
22
50.1,0
2,402876
≥=
−
43,2 (mm)
+ §êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn D :
M
tdD
= 0 ⇒ d
B
> 0
+ §êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn A :
M
2
.75,0
xtd
M=
=306193,8
⇒d
42,39≥
A
(mm)

LÊy d
1-1
= d
D
= 40 (mm) (vì lắp ổ lăn) ; d
2-2
= 45 (mm) ; d
A
= 40 (mm)
* Tính trục II :
P
2
= 7522,6 (N); P
r2
= 2738 (N); a = b = 67,5 (mm)
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 19 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
Biểu đồ mômen trục II
Tính các phản lực ở gối đỡ:
Y
1369
2
2
===
r
FE
P
Y
(N)

X
2
2
P
X
FE
==
=
3,3761
2
6,7522
=
(N)
- M«men uèn tæng t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm :
Tiết diện 3-3:
M
22
33
uxuyu
MM +=
−
=
22
).().( aXaY
EE
+
=270181,7
270182≈
(mm)
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 20 -

4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
M
7,1018666=
x
(N.mm)

M
22
.75,0
3333
xutdtd
MM +==

=882 604,87
882605
(N.mm)

33
d
3
50.1,0
33
td
M
= 56,1 (mm)
- Đờng kính trục ở tiết diện E:
M
==
2

.75,0
xtd
M
102 768,4 (N.mm)
d
)(4,27 mm
E

Ta lấy d
3
-
3
= 60 (mm) ; d
E
= d
F
= d
H
30 (mm) (vỡ lp ln)
4.1.4, Tính chính xác trục :
Xác định cụ thể cấu tạo của trục :
- Bán kính góc lợn phần trục mang chi tiết : Tra bảng 7_15 [1]
Trục I & II : d
2-2
= 45 (mm) ; d
3
-
3
= 60 (mm) r = 2,5 (mm)
- Để lắp bánh răng lên trục ta chọn kiểu lắp

6
7
k
H
theo [2]
- Chọn then lắp bánh răng theo bảng 7-24,tr.145, [1]
+ Trục I : d = 45 (mm) Then kiểu 1 :
,914ì=ì hb
t=4,5 t
4;6,3
1
== k
,2
+ Trục II : d = 60 (mm) Then kiểu 1: b x h = 18 x11; t=5,5; t
8,6;6,3
1
== k
* Trục I
Kiểm nghiệm tiết diện 2-2 ta dùng công thức : 7-5,tr.120,[1]

[ ]
n
nn
nn
n

+
=
22
.

Trong đó :
[ ]
n
: l h s an ton cho phộp, thng ly n = 1,5 ữ 2,5
ma
k
n








1
+
=

: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (CT 7-6, tr.120, [1])
Lê Minh Thuật CKDL54 - 21 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
ma
k
n

1
+
=

: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp (CT 7-7,tr.120,[1])
Theo đề bài trục 1 quay một chiều nên ứng suất uốn biến đổi theo chu kỳ đối xứng còn ứng xuất
xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên ta có :
0
max
minmax
22
0;
W
M
W
M
x
ma
m
u
a
===
====

Theo bảng 7-3a,tr.121,[1]
W=
d
tdtbd
.2
)(.
32
23



=
30.2
)5,430.(5,4.10
32
.30
23



=2161,68=2162(mm
3
)
W
16
.
3
d

=

d
tdtb
.2
)(.
2


= 4811,06 = 4811

-1
và
-1
: Giới hạn mỏi uốn và xoắn với chu kỳ đối xứng có thể lấy
( )
b

5,04,0
1
ữ=

Lấy
( )
2
1
/27060045,045,0 mmN
b
=ì==

( )
b

3,02,0
1
ữ=

Lấy
( )
2
1
/15060025,025,0 mmN
b
=ì==


(Vật liệu trục thép 45
b
= 600 N/mm
2
)

)/(105,121
2162
25,261829
2
22
mmN
W

M
u
a
===



)/(75,36
811,2.2
2,353562
.2
2
mmN
W
M
x
a
====


Chọn hệ số

và

theo vậy liệu, đối với thép cacbon trung bình :


= 0,1 ;

= 0,05

Hệ số tăng bền = 1 (vì không dùng các phơng pháp tăng bền )
Các hệ số : k


; k

;

;

chọn theo bảng :
Theo bảng 7-4,tr.123,[1]) với d = 30 (mm) ta có :


= 0,86 ;

= 0,75 ;
5,1;63,1;75,0 ===


kk
Lê Minh Thuật CKDL54 - 22 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
895,1=



k
2

75,0
5,1
==



k
Theo bảng 7-10,tr.128,[1] với
b
= 600 (N/mm
2
), rãnh then kiểu 1 ta có :
k


= 1,63; k

= 1,5
Tỷ số :
4,2
=



k

Tập trung ứng suất do lắp căng và áp suất bề mặt bằng 30 (N/mm
2
) theo bảng 7-10[1] với d = 35 (mm)
và

b
= 600 (N/mm
2
) ta có :










+= 1.6,01





kk
=1,5
Trong các tỷ số trên ta sẽ chọn tỷ số có giá trị lớn hơn :
2=



k
;
4,2=

k
Thay các gia trị vào công thức ta có :
93,09289,0
0.1,0104,121.4,2
270
=
+
=

n
04,20408,2
0.05,075,36.2
150
==
+
=

n
)5,25,1(][
93,004,2
93,0.04,2
ữ=
+
= nn
1,1=n

Trc khụng bn.

Chn li:
1

=
b

)5,04,0( ữ
chn
5,0
1
=


)/(300600.5,0
2
1
mmN==


)/(180600.3,0
2
1
mmN==


63,1
0.1,0105,121.4,2
300
=
+

=

n
45,2
0.05,075,36.2
180
=
+
=

n
Lê Minh Thuật CKDL54 - 23 -
4/2012
n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy
8,1][97,1
63,145,2
63,1.45,2
==
+
= Nn
* Trục II
Kiểm nghiệm tiết diện 3-3 : tng t tit din 2-2 ta cú
W=18744,54 (mm
)
3
W
)(5,39939
3
mm=

41,14==
W
M
u
a

(N/mm
)
2

)/(75,12
2
mmN
a
=

Theo bảng 7-4,tr.123[1]) ta c :


= 0,78 ;

= 0,67
Theo bảng 7-8[1] với
b
= 600 N/mm
2
, rãnh then kiểu 1 ta có :
k

= 1,6; k

= 1,5;
65,0;76,0 ==


=> Tỷ số :
11,2=



k
;
31,2=



k
Tập trung ứng suất do lắp căng và áp suất bề mặt bằng 30N/mm
2
theo bảng 7-10,tr.128,[1] với d = 60
(mm) và
b
= 600 N/mm
2
ta có :
2,3=

k

32,21.6,01 =








+=





kk
Trong các tỷ số trên ta sẽ chọn tỷ số có giá trị lớn hơn : ;
32,2=



k
;
2,3=

k
Thay các giá trị vào công thức ta có :
855,5=

n
;
98,4=

n
)5,25,1(][
98,4.855,5
98,4.855,5
ữ== nn

][05,6 nn =
Trc bn.
4.2 Tớnh toỏn then:
Lê Minh Thuật CKDL54 - 24 -
4/2012
Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy
Để truyền mômen và chuyển động từ trục chính đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then.
Công thức kiểm nghiệm sức bền dập và sức bền cắt:
x
d d
t
x
c c
t
2M
[ ]

d.k.l
2M
[ ]
d.b.l
σ = ≤ σ
τ = ≤ τ
trong đó, d là đường kính phần trục lắp then (mm)
l
t
là chiều dài tính toán của then (mm)
M
x
là mô men xoắn trên trục (N.mm)
Tra bảng (7-20,tr.142,[1]), với vật liệu làm mayơ là thép, tải trọng tĩnh, dạng lắp cố định, ta tra
được ứng suất dập cho phép [σ]
d
= 150 N/mm
2
.
Theo bảng (7-21,tr.142,[1]), với ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu làm then là thép
45,CT6 ta chọn ứng suất cắt cho phép [τ]
c
= 120 N/mm
2
.
Lª Minh ThuËt CKDL54 - 25 -
4/2012
h
l
k

t
d
1
t
b