Đồ án thiết kế trục vít bánh vít

Lời nói đầu
Tính toán thiết kê hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương
trình đào kỹ sư cơ khí nhằm giúp Sinh Viên (Học Viên) có được những kiến thức cơ sở về
kết cấu máy.
Nội dung đồ án là thiết kế một hệ dẫn động băng tải với các thông số về thời gian làm
việc, tải trọng, điều kiện làm việc Với mục đích đó yêu cầu người học viên cần sử dụng
tổng hợp các kiến thức được học về: Nguyên lý máy, Cơ lý thuyết, Chi tiết máy, Sức bền
vật liệu, Vật liệu học, và các công cụ khác như Kỹ năng sử dụng các phần mềm trợ giúp
thiết kế như: Maple, Mechanical Desktop, AutoCAD, Matlab, để có thể nâng cac năng
suât tính toán.
Với mục đích và yêu cầu này trong đồ án em đã thiết kế được Hệ dẫn động băng tải với
kết cấu như bản vẽ chế tạo. Trong quá trinh tĩnh toán các kết quả đã được đưa vào thử lại
trên phần mềm trơ giúp thiết kế cơ khí Mechanical Desktop 6.0. tuy nhiên do mới làm
quen với việc hoạt động độc lập trong tính toán thiết kế nên chắc chắn đồ án không thể
tránh khỏi những sai sót nhỏ. Em rất mong được sự chí bảo của các thầy giáo cũng như
các bạn để đồ án đạt được tính thực tế cao nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !
Nqày 12 tháng 04 năm 2003 Học viên
Dương Văn Thạch
TÍNH CHỌN ĐỘNG cơ VÀ CÁC THAM số CHUNG
I/ Các thông số chung.
+ Thời gian làm việc của các bộ truyền và động cơ: tz =
7x2x26x12x14 = 61152 h Công suất trên trục băng tải:
p
= =
3700.1,05
=
3
885 N
1000 1000 +Trons đó : F - Lực kéo băng tải. (N)
V- Vận tốc băng tải (m/s)

+ Mômen xoắn của băng tải khi làm việc toàn tải:
T = T{= =
4286x300
= 642.9 Nm
2x10 — 2x10
+ TỐC độ quay băng tải:
_ 60000xu _ 60000x1,05
cc ũ7n
, ,
n
lv
= —-— = = 66 879 v/ph
1
ttxD 3,14x300
+Trong đó :
V: vận tốc băng tải (m/s)
D: đườns kính tang quay (mm)
+ Hiệu suất làm việc của các bộ phận của hệ thống và hệ thốn
2
:
- Hiệu suất của khóp nối : ĩ]
k
=1
- Hiệu suất của bộ truyền đai : % = 0,95
- Hiệu suất bộ truyền trục vít -bánh vít: TỊ
lv
= 0,87
- Hiệu suất ổ lăn : ĩ]
ô
= 0,99

=> Hiệu suất hệ thống : rị - ĩf
k
x TỊ
d
X ĩ]
lv
x rf
ô
ĨJ = \ X 0,95 X 0,87 X 0,99
4
= 0,794 II/ Tính chọn
động cơ điện.
ì đẳng trị băng tải: k.P\+t
2
.P
2
2

=
|o,5.t.P
2
+ 0,5i.(Q>8.P)
2

=
0
)
949P
3518
kw

V
V
CHƯƠNG i
+ Công suất đẳng trị băng tải:
r
Pđtbt —
+ Công suất đẳng trị động cơ:
V III/ Chọn động cơ.
V Động cơ cần chọn phải đảm bảo yêu cầu sau:
V v
dc
> %* = 4,4312 KW
V Tra bảng và căn cứ vào chế độ tải trọng & hoạt động chọn loại động cơ:
V 4A100L2Y3
V Số liệu động cơ
V Kiểu
Đ/C
V 'Pđ
c
V n
đc
V *ĩdf
c
V T /
T
V T
K
AT
dn
V &

dđfc
V 4A10
0L2Y3
V 5,5
KW
V 288
0v/ph
V 87,
5 %
V 2,2 V 2,0 V 28
mm
V
V IV/ Kiểm tra động cơ.
V
V
V => Động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện làm việc. V/ Phân phối
tỷ số truyền.
V Tính tỷ số truyền toàn bộ hệ thống.
V 2922
V Uỵ= — = = 43,6
V 67
V n
bị
0 /
V 2. Tính tỷ số truyền của từng bộ truyền.
V Chọn tỷ số truyền của bộ truyền đai : u
ể
=3,5 tỷ số
truyền của bộ truyền trục vít : u
tv

= 12,30 => Tỷ số
truyền của hệ thống :
V u = u
ằ
X u
tv
= 43,063
V VI/ Tính toán các số liệu khác.
1. Đánh sô trục. ( hình vẽ dưới đây)
V_ ^ /~ HGJ
V OHHTI^ /X
V
1.
V
V
V 2. Tính toán trên trục.
V + Trục 0:
- ''Am
x
V
K
xr
ì
6
= 4,387 KW n
0
= A2
&
=255ớ v/p/7
V T

ỡ
= 9,55X 10
6
x (¡ữ Ịn
0
= 14546,5 Nmm + Trục
I:
V fpi =
<
P
Í
'X rị
K
X rỊ
đ
= 4,126 KW /
2
; = ÌĨỊ lu
đ
=
822,86v/ph T, = 9,55.10
ỏ
x rpjn
t
= 47,884 Nmm + Trục II:
V % =
r
Pi
xr
ÌTv X Vò = 3,555 KW

V n
u
- tĩị/u
TV
= 66,877 v/ph
V T
n
= 9,55.10
6
x <p
n
ln
n
= 507445 Nmm
• Kết luận:
V ^\
Truc
V T/
V Đ
/cơ
V 0 V I V II
V
r
Pi
V 5,
5
V 4,
387
V 4,1
26

V 3,5
55
V Uị
V 3,5 12,304
V "i V 2
880
V 28
80
V 82
2,857
V 66,
877
V T
«
V xo
V 1
4546,
5
V 14
546,5
V 47
884
V 50
7445
V
V CHƯƠNG II:
V THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
V I/ Chọn loại đai.
V Dựa vào điều kiện làm việc của đai chọn:
V Đai thang - Vải cao su - Tiết diện o.

V II/ Tính toán thiết kế.
1. Chọn đường kính bánh đai nhỏ.
100mm Chọn hệ số
trượt £=0,02
V => Đường kính đai lớn d,= dị.u
đ
.(l- £,) = 357,143 mm
V Theo TCVN 2332-78 & TCVN 2342-78 chọn đường kính bánh đai lớn d
2
= 355 mm
2. Kiểm tra tỷ số truyền thực tế.
V u
t
= —ậ— =3,625
V à
r
ạ-ệ)
V Au =
1
ẢZ^jL
=

3,57
% <
4
%
3. Vận tốc của đai.
V
V
4. Chọn sơ bộ đường kính của trục.

V = 0,975 => ạ„
in
= 0,975d, = 346,125 mm
V
' 2
V => Chiều dài đai: L = 2.a + 0,5.7i.(dị + do) + a.(d, -
dj)
2
/4 = 1453,566 mm
V
V
V a
5. Các hệ số.
- Hệ số tải trọng k
đ
= : k
đ
= 1,1
- Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của góc ôm (Bảng4.15) : c
a
= 0,9
- Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của chiều dài dai (Bảng 4.16): : c
a
= 0,9
- Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của tí số truyền(Bảng 4.17): : C
u
= 0,9
- Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đều của tải trọng(Bảng 4.18):
V Ca=ố,9
V-Công suất cho phép của một dây đai (Bảng 4.19)

V[PJ =1,654 KW
14. Số dây đai cần thiết.
Vz = = 2 , 8 5 1 => Chọn z = 3
c. c.c.c, [Po]
15. Lực căng ban đầu của một đai.
V
780
rp +q
m
.v
2
= 05,628 N
VF =
V o£
a
.C
t
Z
V
16. Tác dụng lên trục
V :
17. Tính ứng suất uốn.
V
V = 90.^ =3,78 Mpa 100
V
18. Tính ứng suất do lực li tâm.
V
V
V
V

V
V
V
V
V
V
V
V Với tuổi thọ như vậy ,trons thời gian làm việc của hệ thống số lần phải thay đai là:
or
,
F
r
= 2.F
0
.Z.sin( ^-) = 605,57 N
= F.ĨLL =
ơ„ = E.
ơ
v
= — = 6,193 Mpa
A
A v.b
tr
2h ơ
max
= Ơ
K
+ ơ
u
= 3,78 + 8,548=

12,33 Mpa lại có u = 3,5 & ơ
K
/ơ
u
> 0,5 => v
u
= 2 ơy =
9 MPa, m = 11
ỊQ\
3600{v/L)Z
b
10
7
.2
19. ứng suất kéo & tuổi thọ của đai.
• Vß^ + ơ
v
= 6,850 Mpa
3600.(i^Z?).3
1,6
= 3959.375 h
y
2.h
IO
3
F .
__ o
+
+ a,
=

b
ư
.h
F
tu =
V
ơ
Max J
11
t
-
(
^
)
'
V Số lần thay đai =
61152
»15 lần.
V 3959,375
V 20. Tính bề rộng bánh đai.
V B = ( Z-1) t + 2.e = 2.12 + 2.8 = 40 mm
V bộ truyền trục vít- bánh vít
V I/ Chọn vật liệu.
V Vận tốc trượt sơ bộ
V Vj
b
= 4,5.1 Ó'
4
.n
tv

. =4,5.10‘
4
.822,86. ^507,445 =2,95 m/s < 5 m/s => Vật
liệu bánh vít: Đồng thanh nhôm- sắt( Khôns thiếc )
V Vật liệu trục vít : Thép 45, tôi bề mặt đạt HRC45 II/ Xác
định các ứng suất cho phép:
1. Bánh vít đồng thanh nhôm- sắt, đúc li tâm có:
V ơ
b
= 600 MPa, ơ
ch
= 200 MPa
2. Với cặp vật liệu trục vít- bánh vít như trên theo bảng 7.2 ta có:
V [ơ]
H
= 181,5 MPa
3. Bộ truyền quay hai chiều nên:
V [G]
FO
= 0,16.ơ
b
= 166 MPa
V
K
ÍỊ-"
J78
V Với NFE = 60.66,877.61152.(1 -0,5 + 0,8
9
.0,5) = 1,4.10“
V => MF = KFL-MFO = 46,24 MPa

4. Các giá trị ứng suất cho phép:
V [ơ]
Hm
ax =2.ơ
ch
= 400 MPa [ơ]
F
max
=0,8.ơ
ch
= 160 MPa
V III/ Tính thiết kế.
1. khoảng cách trục:
V 170 ,2 T
2
.K
h
V a
w
> (z
2
+ q).3 ( ý.
V
z
2-fJh q Trong đó:Hệ số tải trọng: K
H
= 1,2;
V Z| = 4 => Z
2
= u

tv
.z, = 49,216 chọn Z
2
= 49 Ĩ]
TV
=
0,9;
V Mô men xoắn trên trục bánh vít: T
2
=50744(N.mm)
V q = 0,3-Z
2
= 15 Theo TCVN trong bảng 7.3 => a
w
=
157,72 m
2. Modul của trục vít:
CHƯƠNG III:
2. a _
V m = ——— = 5 mm
V q + z
2
V Chọn modul tiêu chuẩn m = 5 mmm
a
w
= — .(q + Z
2
) = 160 min
V
3. Hệ số dịch chỉnh:

V X = ^ - - .(q + z
2
) = — - (15 +
49) = 0 mm
V m 2
V IV/ Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
1. Vận tốc trượt.
V v
s
=
7i.d
w
.nj/60000.cos(Ỵ
w
)
V trong đó:
V Yw = arctg
Z
'
= 14,931°
V
q +
2.X
V d
w

= ( q + 2.x).m =
75 mm => v
s
=

3,34 m/s < 5 m/s
Bộ truyền đảm
bảo.
2. Hiệu suất thực của bộ truyền.
V rj =
0,95.tg(y
w
)/tg(y
w
+
<p)
V (p :
góc ma sát
được tra
trong ( bảng
7.4) v
s
=
3,34 m/s =>
(Ọ =2,478°
V => 7j
tv
= 0,808
4. Hệ số kể tải trọng (Theo công thức 7-24)
V K-II
=
K-HP •
K-HV
V Th
eo bảng 7-

7 :Do V
s
=
3,34 m/s
Nên
H
HV
=1,208
V HV
—
V K
H
p=l +
(%)
3
-íl-^ì = 1.005
V “ V
2max y
V 0 :hệ
số
biến
dạng
của
trục
vít
tra
trong
bảng
7-5
0=13

7,5
V T
ĩm
:mô
men xoắn trung
bìnhtrên trục bánh
vít T
2m
=456,7095
N =507,445 N
V ^K
H
=K
H V
.K „p
= 1,214
4. ứng suất tiếp xúc theo công thức 7-
19 :
V
V
5. Kiểm nghiệm độ bền uốn.
V ơp = Ì,4.T
2
.Yp.K
F
/(b
2
.d
2
.m

n
) « [ơ]
V +Chiều rộng bánh vít theo công thức trong bảng 7-9:
V Zj = 4; b
2
<0,67.d
al
=56,95 (d
al
= m.(q + 2) = 5.(15 +2) = 85
mm)
V Chọn b
2
= 56 mm.
V +Z
V
= Z
2
/cos
3
(y) = 49/cos
3
( 14,391) = 53,918 Yp = 1,404
+Kp = K
H
= 1,214
V Mô đun pháp của răng bánh vít: m
n
=m.cos(y
w

)=4,483 Ta có: ơp= l,
4
.T
2
.Yp.Kp/
(b
2
.d
2
.mj *18,22 MPa < [ơ]
F
= 46,24 MPa. => Vậy điều kiện uốn thoả mãn.
6. Kiểm nghiệm độ bền quá tải (theo công thức 7-27 và 7-28) :
V
ơ
Hqt
~
Ơ
H "\Ị~Kqt - \.
ơ
H \m
U
x
ơ
Fqt -
Ơ
F -Kqt
^ [ơ>
\
Max

V theo công thức 7-14 :
V kL =2. ơ
ch
=2.200=400 MPa kL =
0
’
8
-
ơ
ch
=0,8.200=160 MPa
V ơ
Hqt
= 177.397 .VŨ = 209,899 < [cr„ ]„.
V ơ
Fqt
=18,129.1,4 = 25,057 <[o>L,
6. Các thông số cơ bản của bộ truyền.
V
V + Góc ôm + Modul
V + Khoảng cách trục
+ Hệ số dịch chính + Đường
kính vòng chia
V + Đường kính vòng lăn
V + Đường kính vòng đỉnh
V + Đường kính vòng đáy
V s = arcsin
V d
a X
-0,5 m

V m = 5 mm a
w
= 160
mm
V X = 0 lĩim
V d J = q.m = 75 mm d
2
= m.Z
2
= 245 mm d
W
| =75 mm
V d
W2
=245 mm d
a
| = d I +2.m = 85 ram
d
a2
= m(Z
2
+2+2x)= 255 mm dfj = (q - 2,4).m =63 min d
f2
= (q - 2,4 +2x) = 233 mm
V
V + Đường kính ngoài của bánh vít
( z
2
+ q ^
170

ơ„ =
Ĩ&L = 177,397 MPa < [ơ]
H
= 181,5 MPa
<7
b
2
=42,749°
d
a
m 2
< d
a2
+ m = 260 mm
V(chọn d
am2
= 260 mm)
+ Chiều rộng bánh vít b
2
= 56 mm
V + Số răng ' °
= 4,Z
2
= 49
V + Chiều dài phần cắt ren trên trục vít: b| > (11 +0,06.Z
2
)m
=
V Chọn b, =75 mm
7. Tính lực tác dụng lên bộ truyền.

V + F
t1
= F
a2
= ^- = 1104,61 N
V d
w
\
V + ?a=?rt=— =
2
'
507445
= 4 1 42,408 N
V d
M
245
V + Frì = Fr2 = F,l2- tga
w
V = 4142,408.tg 20° =
1507,71 N Chiều các lực như hình vẽ H2.
V
8. Tính nhiệt truyền động trục vít -
bánh vít.
V Diện tích thoát nhiệt cần
thiết của hộp giảm tốc:
V A >
V Trong đó:
V + (3= —*JẺ— = — = —
= 1,136
V T . 0 , 6 . t

c k
0,7.r.0,4.^ 0,88
V Á T
+
T
V + Chọn: K
t
= 13 W/m
2
.°C; VỊ/ = 0,25
V K
tq
= 21 ; t
d
= 70° ( TV đặt trên bánh vít);
39, = 5,31 KW; 77 = 0,839.
69,7
V
zần thiết của hộp giảm tốc:
1000.(1 - rị)
|o,7.K,.(1 +
r
) + 0,3.K„ \p.(t
d
’
t
o
= 20°;
V => A > 0,852 m
2

.
V CHƯƠNG IV:
V CÁC TRỤC TRUYỀN ĐỘNG
V I/ Tính các lực tác dụng lên trục của bộ truyền.
1. Trục 0:
V + Các lực tác dụng lên trục :
- Lực phụ khớp nối: F
k1
V . Phương, chiều, điểm đặt: như hình vẽ
V . Trị số : F
kl
= (0,2 .0,3). ^2- = 409,775 N (trong đó D
t
là đường kính vòng
V tròn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi, theo bảng 16.10a chọn D
t
=
63 mm )
- Lực do bộ truyền đai tác dụng lên trục F
rđl
V F
rđl
= 2.F
0
.Z.Sin—= 605,57 N + Các lực này có
Phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ
V F
K
V 0
V X

V ^rđo
V
V + Mômen xoắn : T
u
= 14546,5 Nmm + Tốc độ quay: n
0
= 2880 v/ph
V + Bộ truyền được đặt sao cho đường nối tâm 2 bánh đai song song trục ox.
2. Trục I:
V + Các lực tác dụng lên trục:
- Lực bộ truyền đai tác dụng lên trục: F
rđl
. Lực này có phương, chiều, điểm đặt như trên
hình vẽ.
V \7 Âk trì r A*
V . về trị số:
V F :
V rđl
- Lực ăn khớp : gồm 3 thành phần
V
V 97 2 507445
V . Lưc doc truc F , =—- =————=4142,408 N
V
a
' dl 245
V T
9
- mô men xoắn trên trục bánh vít d
2
- đường kính vòn

2
chia bánh
vít ( Khi rời lực F
all
về tâm trục thì ta được lực F
all
và mômen M
all
có chiều cùng chiều với
chiều của lực F
all
và trị số M
al]
= F
all
.d
wl
/2 = 155328 Nmm).
z
y
Cí
.
F
rđl
= 2.F
0
.Z.Sin —= 506,57 N
V 2.507445
V . Lực vòng F
u

= F
ar
tg(ỵ + ạ>)*F
ai
.tg(ỵ) =
— = 1104,61 N
V góc vít y = arctg[Zi/(q+2x)] =14,931
0
V . Lưc hướng tâm F
rll
=
F
“
iX0S(p
tga.COSF\tgcc =1507,731 N
V cos(/ + (p)
V (p :góc ma sát : (Ọ ~ 0
V a :góc prôfin trong mặt cắtdọc của trục vít : a = 20°
- Mômen trục Tị = 47884 Nmm
- Tốc độ quay của trục n, = 822,86 v/plĩ
V + Các lực này có điểm đặt, phương, chiều như hình vẽ.
3. Trục II.
V + Các lực tác dụng lên trục:
- Lực phụ khớp nối F
Kr
V F
K2
= “L= (0,2 0,3)
2 507445
=3382,97 N ( theo bảng 16-10 : D, =90 mm )

- Lực ăn khớp : gồm 3 thành phần
V . Lực vòng F
t2]
= F
al
=4142,408 N
V . Lực dọc Vục F
a
2
i
=
F
t
i 104,61 N ( Khi rời lực F
a2l

về tâm trục thì ta được lực F
a2l
và mômen M
a21
có chiều cùng chiều
V vớichiều của lực F
a21
và có trị số M
a2l
= F
a21
. d
w2
/2

=135314,725 MPa).
V . Lực hướng tâm F
r
2
,= F
rl
=1507,731 N . Mômen
trục T
2
= 507445 Nmm . Tốc độ quay n
2
= 66,877 v/ph +
Các lực này có điểm đặt, phương, chiều như hình vẽ.
4. Trục III.
V Các lực tác dụng lên trục:
- Lực phụ khớp nối F
K2
- Lực của băng tải tác dụng lên trục bộ truyền.
V II/ Tính sơ bộ kết cấu đường kính trục và then.
V Theo công thức
V d
K
> 3/-^ y 0,1 .[r]
V Chọn vật liêu trục là: Thép 45 tôi cải thiện
V________________________________________________________________________có ơ
b
= 750
MPa, ơ
ch
= 450 MPa, độ rắn 45HRC , [x]=( 15___________________30) chọn

V [X] =
16 MP + Trục
0:
V I 14547
V d
n
>
3
——— = 15,567 mm. Chọn tmc có phần đầu nối với trục động cơ qua
V 0,21.16
V khớp nối có đường kính d
kn
= 0
(k
= 28 mm .Còn đường kính trục ở tiết diện lắp ổ thì
V chọn d
ol
=30 mm.chọn lOđườns; kính tại tiết diện lắp bánh đai là d
0đ
= 35 mm +
Trục I:
V
V = 24,64 mm. Chọn sơ bộ d| = 25 mm.
V
V + Trục II:
V d > (507445 _ 54 127 mm. Chon sơ bô cU = 55 mm.
V
2
V 0,1.16 V V 2
V III/ Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ.

1. Chiều rộng ổ \ản.(theo bảng 10-2)
- Trục 0 : d
0
| = 30 mrn => b
0
= 21 mm
- Trục I: dị = 25 mm bị = 17 mm
- Trục II: d
2
= 55 mm => b
2
= 29 mm
2. Chiều dài moay ơ các tiết máy truyền động trên trục.
- Trục 0:
V Chiều dài moayơ nửa khớp nối ( Khớp nối vòng đàn hồi) h
0)
= 2.d
0l
= 56 mm Chiều dài moayơ bánh đai
V h
02
= 1,5. d
G
, = 52,5 ram
- Trục I: Chiều dài moayơ bánh đai h,j = 1,5. d,= 37,5 mm
- Trục II:
V Chiều dài moayơ bánh vít
V h
21
= 1,5. d

2
= 1,5. 55 = 82,5 mm
Chiều dài moayơ khớp nối
V h
22
= 2. d
2
= 2. 55 = 110 mm
- Trục III: Chiều dài moayơ băng tải h
23
= 1,5. d
2
= 1,5. 55 = 82,5 mm
5. Các khoảng cách, kị- 15mm; k
2
= 10 mm; k
3
= 5 mm; h
n
= 20 mm
- Trục 0: l
c02
= 0,5.( h
0l
+ b
0
) + k
3
+ h
n

= 63,5 mm
101= 2.1
02
= b
0
+ l
0b
+ 2.(kị +k
2
) = 123,5 mm
V Trục I: l
l2
= l
cl2
= 0,5.( h
n
+ bị) + k
3
+ h
n
= 52,25 mm
V ■lĩ = ¿,'„2=260 mm
V Với d
am2
là đường kính ngoài của bánh vít.
V 1,3= l
n
/2 = 130 mm.
- Trục II: 1
22

= 0,5. (h
?l
+ b
2
) + kị + k, = 80,75 mm
47884
0,1.16
d, >
V Ỉ2I = 2.1
22
= 161,5 mm; l
c22
- 0,5.(b
2
+ h
22
) + h
n
+ k
3
= 94,5 mm 1
23
=
1
2
| + l
c22
= 256 mm
V
V

V IV. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục của hộp giảm tốc.
1. Trục I:
V a/ Sơ đồ trục, chi tiết quay và lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục được vẽ như
trên hình vẽ. b/ Tính phản lực các gối tựa.
V Lực từ bộ truyền đai tác dụng lên trục :
V F
rđ
|= 2.F
0
.Z.Sin —= 506,57 N
V + Xét các lực trong mặt phẳng xoy: viết phương trình cân bằng lực và phương
V
V
V trình cân bằng mômen cho các lực tác dụne lên trục ta được:
V F
yb
=
653,687 N F
ỵa
=
853,865 N
V + Xét các lực trong mặt phẳng oxz: viết phương trình cân bằng lực và phương trình
cân bằng mômen cho các lực tác dụng lên trục ta được:
V F
xA
= 138,28 N F*B= 459,76
N Các lực này có điểm đặt, phương, chiều như trên hình vẽ c/ Vẽ biểu
đồ mômen uốn M
x
, My và mômen xoắn T. ( hình vẽ )

V
V d/ Mômen uốn tổng M
kJ
và mômen tương đương M
tđkJ
tại các tiết diện J trên toàn bộ
chiều dài trục k.
V M
tđ
= VM
y
2
+ MỈ+0,75.r
z
2
=
V M
tđC
= M
tđC
= ^0,75.T
iZC
2
= Vo,75.47884
2
= 41468,76 m
V
M
tđA= ^MỈ
A

+ 0,75.T
iZA
2
= 49264,068
V
M
tđD = +
m
ỉd + 0J5.T
iZD
2
= 135496,33 Nm
V MfđB = 0 Đường
kính các đoạn trục:
V
V
V
Jo.i.
V
ơ
V
V
V ^
1
C
—
V 4
1
4
6

8
,
7
6
V 1 49264,068
nr
V d
IA
= 3———^— = 19,85
mm
V
1A
V 0’
1
-
63
V 135496,33
V 0,1.63
^1D
—
= 27,8 mm
V => Căn cứ vào
các yêu cầu về
độ bền, lắp
ghép, công
nghệ và theo
các kích thước
TCVN của trục
và ổ ta chọn các
đường kính như

sau: d
lc
= 20
mm. d
IA
= 25
mm. d
1D
= 40
mm. d
1B
= 35
mm.
V Trục vít có đường kính vòng đỉnh 85 mm do vậy ta chế tạo trục vít gắn liền với trục, và
trục có kết cấu như hình vẽ.
V
V
V
V
V
V
V
3. Trục II.
V (Căn cứ vào hệ các lực tác dụng trên trục vít ta xác định được hệ lực trên trục bánh
vít.Mặt khác trong trường hợp này lực vòng F
(
2 lớn hơn lực hướng tâm nên ta chỉ cần xét
trường hợp lực khớp nối F
kn
2 cùng phương với lực vòng F

a
vì khi đó
V sẽ tạo ra trạng thái nguy hiểm nhất cho trục bánh vít) a/ Sơ đồ trục, chi tiết quay và
lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục được vẽ như trên hình vẽ. b/ Tính phản lực các gối
tựa.
V + Xét các lực trong mặt phẳng oxy: viết phương trình cân bằng
lựcvà phương
V trình cân bằng mômen cho các lực tác dụng lên trục ta được:
V F
Y2A
= 84 N
FY2B= 1591,71 N
V + Xét các lực trong mặt phẳng oxz: viết phương trình cân bằng lực và phương trình cân
bằng mô men cho các lực tác dụng lên trục ta được:
V F
Z2B
= 4050,71 N F
z
Z = 3291,7 N Các lực này có điểm
đặt, phương, chiều như trên hình vẽ c/ Vẽ biểu đồ mômen uốn M
x
, My và mômen xoắn T.
( hình vẽ ) d/ Mômen uốn tổng M
kJ
và mômen tương đương M
tđkJ
tại các tiết diện J trên toàn bộ
hiều dài trục k.
11^1
V M,

d
= + Mị +0,15.Mị (ở đây mô men M
x
đóng vai trò là mô
men xoắn )
V M
tđC
= ^0,15Mị = 439460,24 Nmm
V M
tđD
= ^M
m
2
+M
7JÌ
2
+0,15.Mịn = 561194 Nmm
V M
tđA
= -yjMỈ
À
+0,75.Mị
Á
= 543440,376 Nmm
M
tđB
= 0 Nmm
V Đường kính các đoạn trục:
V V = 24,646 mm =
38,165 mm = 44,66 mm

V M.
V
d2D=
ra = ^’
OD mm
V => Căn cứ vào các yêu cầu về độ bền, lắp ghép, công nghệ và theo các kích thước
V TCVN của trục và ổ ta chọn các đường kính như sau:
V d,
A
= 45
mm. d,
D
= 55
mm. d,
B
= 45
mm d
2C
= 40
mm.
V Và trục có kết cấu như hình vẽ.
M.
6784,1425
TỉTTĩTtt- (Mz)
(T)
^2A
—
0,1
M,
d

2C
—
0,1.
ơ
V V/ Tính kiểm nghiệm các trục về độ bền mỏi.
V Điều kiện để trục đảm bảo được độ bền mỏi:
V V;, . >u
V AK'
+s
/
- Tính ơ.!,!.,:
V Với vật liệu là Thép 45 tôi cải thiện có ơ
b
= 750 MPa
Nên ơ.ị = 0,436. ơ
b
= 327 MPa T , = 0,58. ơ
b
= 435 MPa =>
theo bảng 10.6 có: y/
ơ
= 0,1 ; ụ/
T
= 0,05.
- Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng,
V M
V
do đÓ ơ
aj =
ơ

n,ax = >
ơ
mj = 0.
V Vì trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó
V
—
0 ’ ^aj - T
Max
— ——
V Oj
- Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục: dựa theo kết cấu của trục
trên hình vẽ và biểu đồ mômen tương ứng có thể thấy các tiết diện sau đây là các tiết
diện cần được kiểm tra về độ bền mỏi: 1A, 1C, 1D, 2A, 2C,2D.
- Chọn kiểu lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh vít, nối trục theo k6 kết
hợp với lắp then. Kích thước của then (tra từ bảng 9.1), trị số của mômen cản uốn và
mômen cản xoắn (tra từ bảng 10.6) ứng với các tiết diện trục như sau:
V _
x
, , K.d] b.t,.(dị-t,)
2
V Có một rãnh then : W
i
= —— —
V
V
V
V 1
A
V 25
V - V -

V 1534 V 3068
V 1
C
V 20 V 6x6 V 3,5 V 640,45
V 1425,4
85
V 1
D
V 40
V - V -
V 6283,2
V 12566,
37
V 2
A
V 45
V - V -
V 8946,2
V 17892,
35
V 2
C
V 40 V 12x8 V 5 V 7611,3
V 16557,
5
V 2
D
V 55 V 16x10 V 6 V 14493
V 30826,
75

V
- Xác định các hệ số K
ơdj
, K
Idj
đối với các tiết diện nguy hiểm:
V + Các trục được gia côns tren máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra =
2,5 - 0,63 |am, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt K
x
= 1,08.
V + Khône dùng các phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền Ky= 1.
V + Theo bảng 10.12, khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại
1
'ãnh then
ứng với vật liệu có ơ
b
= 750 MPa là K
ơ
=1,95; K
T
= 1,8
Tiết
diên
W(mm
3
)
ĐK trục
bxh
W
0

(mm
3
)
V Theo bảng 10.10 tra hệ số kích thước e
ơ
& £
T
ứng với đường kính của tiết diện nguy
V hiểm, từ đó xác định được tỷ số & — và xác định K
ơd
và K
xd
theo công thức
V e
a
e
T
V (10-25 và 10-26)
V K
- + K- X
Vvà K
V Ky
TdJ
Ky
VXác định hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp, ứng suất tiếp lần lượt là s
x
s
ơ
theo
công thức:

V ơdj
V
S
J =
Vơ
V
K
odj°aj +v
0
°mj
V
K
rdj
T
aj + ¥a
T
mJ
V T
/diện
V
d,mm
V
K
V
V
K
R
V
V
Ka„

V
KXH
V
Sa
V
S
T
V s
V 1
A
V
25
V
1,95
V
0,9
V
1,8
V 0
,9
V
2,247
V
2,08
V
5,224
V
15,48
V 4
,949

V 1
C
V
20
V
1,95
V
0,92
V
1,8
V 0
,89
V
2,19
V
2,102
V
4,59
V
7,192
V 3
,89
V I
D
V
40
V
1,95
V
0,85

V
1,8
V 0
,78
V
2,374
V
2,388
V
7,778
V
63,43
V 7
,72
V 2
A
V
45
V
1,95
V
0,83
V
1,8
V 0
,77
V
2,43
V
2,412

V
5,522
V
8,52
V 4
,633
V 2
C
V
45
V
1,95
V
0,83
V
1,8
V 0
,77
V
2,43
V
2,412
V
6,312
V
7,887
V 4
,928
V
+ K Ỉ

K
s„ =