Đồ án môn học Chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3)

ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY
GVHD : PHẠM MINH TUẤN
SVTH : NGUYỄN HOÀNG THI
MSSV : 21103338
ĐỀ TÀI:
Đề số 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Phương án số: 3
hệ thống dẫn động xích tải gồm:
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ.
2- Bộ truyền đai thang.
3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển.
4- Nối trục đàn hồi.
Page | 1
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
5- Bộ phận công tác (xích tải).
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên xích tải: F = 6500 N
Vận tốc xích tải: v = 1,5 m/s
Số răng đĩa xích dẫn: z = 11 răng
Bước xích: p = 110 mm
Thời gian phục vụ: L = 7 (năm)
Quay một chiều, làm việc một ca, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8
giờ, một năm làm việc 240 ngày.
Chế độ tải: T
1
= T T2 = 0.8T T

3
= 0,7T
t
1
= 17 s t2 = 17 s. t
3
= 10 s
Sai số vòng quay trục máy công tác so với yêu cầu ≤ ±5 %
=======================================
===
PHẦN 1 :
XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN
CHO HỆ THỐNG
1. Công suất tương đương (đẳng trị) của động cơ :
a. Công suất đẳng trị trên xích tải:
= = =
ax
.
6500.1,5
9,75 KW
1000 1000
t
m
F v
P
P
dt
= P
max

P
dt
= 9,75
P
dt
= 8,8387 (KW)
b. Hiệu suất của toàn bộ hệ thống:
η
Σ
= η
đ
. η
br1
. η
br2
. η
kn
. (η
ol
)
3
tra bảng 3.3 tài liệu [1] ta có:
Page | 2
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
η
đ
= 0.95 hiệu suất bộ truyền đai
η
br1
= η

br2
= 0.95 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng
nghiêng
η
ol
= 0.99 hiệu suất ổ lăn
η
kn
= 0.99 hiệu suất khớp nối trục.
vậy η
Σ
= 0.8236
c. Công suất đẳng trị trên trục động cơ:
8,8387
10,73
0,8236
dt
ct
P
P
η
Σ
= = =
(KW)
d. Số vòng quay trên trục động cơ:
Số vòng quay của đĩa xích tải ( công thức 2.17 tài liệu [2] )
60000. 60000.1,5
74,38
. 11.110
xt

v
n
z p
= = =
( vòng/phút )
Tỉ số truyền sơ bộ: Tra bảng 2.4 tài liệu [2] ta có:
u
sbđ
= 3, u
sbh
= 12 => u
sbc
= 36
số vòng quay sơ bộ cần thiết của động cơ:
n
sbct
= n
xt
. u
sbc
=74,38.36=2677,68 (vòng/phút )
2. Chọn động cơ :
Động cơ được chọn cần thỏa điều kiện:
10,73 KW
2677,68 v/p
dc ct
dc sb
P P
n n
≥ =



≈ =

Tra bảng P.1.1 tài liệu [2] ta chọn động cơ có số hiệu
4A132M2Y3 có thông số như sau:
- công suất: P = 11 KW
- vận tốc quay: n = 2907 v/p
- hệ số công suất: cosφ = 0,9
- Hiệu suất: η% = 88
3. Phân phối tỉ số truyền:
Động cơ
Số
vòng
quay
Tỷ số
truyền
chung
Tỷ số
truyền
hộp
giảm
tốc
Tỷ số
truyề
n bộ
truyề
n đai
Tỷ số
truyền

bánh
răng 1
Tỷ số
truyền
cặp
bánh
răng 2
4A132M2
Y3
2907 39 13 3 3 4,3
Page | 3
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
4. Công suất, momemt, vận tốc trên các trục:
a. Trục II:
η η
= = =
4,5
4,64
. 0,98.0,99
ct
II
kn ol
P
P
KW
= 55
II
n
v/p
= = =

6 6
4,64
9,55.10 . 9,55.10 . 805673
55
II
II
II
P
T
n
N.mm
b. Trục sI:
η η
= = =
4,64
4,88
. 0,96.0,99
II
I
br ol
P
P
KW
= = =. 55.3,25 179
I II br
n n u
v/p
= = =
6 6
4,88

9,55.10 . 9,55.10 . 260358
179
I
I
I
P
T
n
N.mm
c. Động cơ:
=
5,5
dc
P
KW
= 716
dc
n
v/p
= = =
6 6
5,5
9,55.10 . 9,55.10 . 73359
716
dc
dc
dc
P
T
n

N.mm
 Bảng số liệu thiết kế bộ truyền cơ khí:
Trục Động cơ Trục I Trục II Trục III
Công suất
(KW)
11,83 11,13 10,47 9,85
Tỉ số truyền 3,25 4,32 2,78
Vận tốc (v/p) 2907 894,46 207,05 74,48
Moment xoắn
(N.mm)
38864 118833 482920
126299
0
Page | 4
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
==========================
=========
Phần 2
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT
1. Thông số thiết kế:
Công suất: P
1
= 5,5 KW
Vận tốc: n
1
= 716 v/p
Moment: T
1
= 73359 N.mm
Tỉ số truyền: u

đ
= 4
Điều kiện làm việc: quay 1 chiều, làm việc 2 ca, va đập
nhẹ.
Ta chọn vật liệu đai là vải cao su.
2. Tính d
1
.
= ÷ = ÷
1
3
3
1
1
5,5
(1100 1300) (1100 1300)
716
P
d
n
= ÷ 217 257
mm
Theo tiêu chuẩn ta chọn d
1
= 225 mm
3. Vận tốc:
Page | 5
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
π
π

= = =
1 1
. .
716. .225
8,435
60000 60000
n d
v
m/s
4. Tính d
2
.
ξ
= − = − =
2 1
. .(1 ) 4.225.(1 0,01) 891d u d
Theo tiêu chuẩn ta chọn d
2
= 900mm
Tính lại tỉ số truyền u:
ξ
= = ≈
− −
2
1
900
4
.(1 ) 225.(1 0,01)
d
d

u
d
5. Tính chiều dài đai L.
- Tính sơ bộ khoảng cách trục:
a > 2(d
1
+ d
2
)=2250 mm
chọn a sơ bộ = 2250 mm
- chiều dài đai:
π
+ −
= + + ≈
2
1 2 2 1
( )
2. 6300
2 4.
d d d d
L a
a
mm
Tăng L thêm 200 mm để nối đai
Vậy L = 6500 mm
- tính lại khoảng cách trục:
π
+ −
= + +
2

1 2 2 1
( )
2.
2 4.
d d d d
L a
a
 a = 2241 mm
kiểm tra:
= = = < = ÷
8,435 1
1,29 [ ] 3 5
6,5
v
i i
L s
Vậy giá trị L thỏa điều kiện làm việc.
6. góc ôm đai.
α π
−
= − =
2 1
1
2,84
d d
a
rad
=
0
162,82

7. chiều dày đai.
δ
δ
≥ ⇒ ≤ =
1 1
25 9
25
d d
Page | 6
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
Chọn
δ
= 7.5
mm
8. bề rộng đai.
δ σ
≥
1
1000
. .[ ]
t
P
b
v
(1)
Trong đó:
α
σ σ
=
0 0

[ ] [ ] . . . .
t t v r
C C C C
Với
σ
0
[ ]
t
=2,17 ( tra bảng 4.7 tài liệu [1] với
σ
0
[ ]
=1,8 Mpa )
α
α
= − − =
1
1 0,003.(180 ) 0,95C
=
1
v
C
( vì v < 10 m/s )
=
1
o
C
( vì hai bánh đai được lắp nằm ngang )
=
0,75

r
C
( làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ )

σ
= =[ ] 2,17.0,95.0,75.1.1 1,546
t
MPa
Thế vào (1) ta có:
≥ =
1000.5,5
56,23
7,5.8,435.1,546
b
mm
Theo tiêu chuẩn ta chọn b = 60 mm
9. Bề rộng bánh căng đai.
Tra bảng 4.5 tài liệu [1] ta có ứng với b = 60 mm thì B =
70 mm
Vậy thiết kế bánh căng đai có bề rộng B = 70mm
10. Tính lực tác dụng.
- Lực căng ban đầu:
σ σ δ
=
0 0 0
F =[ ].A [ ].b. =1,8.7,5.60=810
N
- Lực tác dụng lên trục và ổ lăn:
α
= =

1
0
162,82
F =3.F .sin( ) 3.810.sin( ) 2403
2 2
r
N
Bảng thông số thiết kế bộ truyền đai:
Page | 7
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
P
1
(KW) n
1
(v/p) d
1
(mm) d
2
(mm) a (mm)
5,5 716 225 900 2241
F
r
(N) F
o
(N) B (mm) b (mm)
2403 810 70 60
α
1
(
0

)
u L (mm)
δ (mm)
162,82 4 6500 7,5
==========================
=========
Phần 3:
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG
1. Thông số thiết kế:
vì bộ truyền bánh răng được bôi trơn tốt ( bộ truyền kín ), để
tránh hiện tượng tróc rỗ mặt răng, ta chọn phương án tính
toán thiết kế theo độ bền mỏi tiếp xúc.
Page | 8
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
- Công suất: P = 4,88 KW
- Moment xoắn: T = 260358 Nmm
- Thời gian làm việc tính theo giờ:
= × × × =5 300 2 8 24000
h
L
h
2. Chọn vật liệu
o Bánh răng dẫn là thép C45 tôi cải thiện có:
• độ rắn 250 HB.
• Giới hạn mỏi:
σ
= + = × + =
lim1 1
2 70 2 250 70 570
o

H
HB
Mpa
• Giới hạn mỏi uốn:
σ
= = =
lim1 1
1,8 1,8.250 450
o
H
HB
Mpa
• Hệ số an toàn: S
H
= 1,1
S
F
= 1,75
o Bánh bị dẫn là thép C45 thường hóa,
• độ rắn 235 HB.
• Giới hạn mỏi:
σ
= + = × + =
lim1 1
2 70 2 235 70 540
o
H
HB
Mpa
• Giới hạn mỏi uốn:

σ
= = =
lim2 2
1,8 1,8.235 423
o
H
HB
Mpa
• Hệ số an toàn: S
H
= 1,1
S
F
= 1,75
(bảng 6.13 trang 220 tài liệu [1] )
3. ứng suất cho phép:
a. ứng suất tiếp xúc:
Xác định số chu kì làm việc tương đương N
HE
và hệ số tuổi
thọ K
L
:
o Đối với bánh dẫn:
 
=
 ÷
 
∑
3

1
max
60
i
HE i i
T
N c n t
T
Vì mỗi vòng quay bánh răng chỉ ăn khớp 1 lần nên c = 1
 
= × × × × + × =
 ÷
 
3 3 8
1
15 36
60 1 179 24000 1 0,8 1,69.10
51 51
HE
N
chu kì
Số chu kì làm việc cơ sở N
HO
:
Page | 9
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
N
HO1
= 30HB
2,4

= 30.250
2,4
= 0,17.10
8
chu kì
Vì N
HE1
> N
HO1
do đó
= =
1
6
1
1
1
HO
HL
HE
N
K
N
o Đối với bánh bị dẫn:
 
= × × × × + × =
 ÷
 
3 3 8
2
15 36

60 1 55 24000 1 0,8 0,52.10
51 51
HE
N
chu kì
Số chu kì làm việc cơ sở N
HO
:
N
HO2
= 30HB
2,4
= 30.235
2,4
= 0,15.10
8
chu kì
Vì N
HE2
> N
HO2
do đó
= =
2
6
2
2
1
HO
HL

HE
N
K
N
Xác định giá trị ứng suất tiếp xúc cho phép:
σ
σ
×
×
 
= = =
 
lim1
1 1
0,9
570 0,9
466,36
1,1
o
H
H HL
H
K
S
MPa
σ
σ
×
×
 

= = =
 
lim2
2 2
0,9
540 0,9
441,8
1,1
o
H
H HL
H
K
S
MPa
Đối với bánh răng côn răng thẳng, thì ứng suất tiếp xúc cho
phép khi tính toán chọn theo giá trị nhỏ nhất từ hai giá trị
σ
 
 
1H
,
σ
 
 
2H
Do đó
σ σ
   
= =

   
2
441,8
H H
Mpa
b. ứng suất uốn cho phép.
σ
σ
× ×
 
=
 
0 limF FL FC
F
F
K K
S
(1)
Trong đó: K
FC
= 1 : hệ số xét đến ảnh hưởng khi làm việc
đảo chiều.
Page | 10
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
o số chu kì làm việc tương đương :
 
=
 ÷
 
∑

6
max
60
i
FE i i
T
N c n t
T
o bánh dẫn:
 
= × × × × + × =
 ÷
 
6 6 8
1
15 36
60 1 179 24000 1 0,8 1,235.10
51 51
FE
N
Vì N
FE1
= 1,235.10
8
> N
FO
= 4.10
6
do đó K
FL1

= 1.
o Bánh bị dẫn:
 
= × × × × + × =
 ÷
 
6 6 8
2
15 36
60 1 55 24000 1 0,8 0,38.10
51 51
FE
N
Vì N
FE2
= 0,38.10
8
> N
FO
= 4.10
6
do đó K
FL2
= 1.
Thế các giá trị tìm được vào (1) ta có:
σ
× ×
 
= =
 

1
450 1 1
257,14
1,75
F
MPa
σ
× ×
 
= =
 
2
423 1 1
241,7
1,75
F
Mpa
4. Các thông số bánh răng:
a. Đường kính vòng chia ngoài:
β
ψ ψ σ
=
 
−
 
= =
−
1
3
1

2
2
3
2 2
95
0,85(1 0,5. ) . .
255379.1,281
95 119,5
0,85(1 0,5.0,285) .441,8 .3,25.0,285
H
e
be be H
T K
d
u
Trong đó:
β
H
K
=1,281( tra bảng 6.18 tài liệu [I] )
β β
= + − =1 1,5.( 1) 1,43
F H
K K
ψ
=
0,285
be
Page | 11
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI

b. Tra bảng 6.19 trang 249 tài liệu I
Ta chọn z
1p
= 20 răng, và do H
1
và H
2
đều < 350 HB
Do đó z
1
= 1,6.z
1p
= 32 răng
c. Số răng bánh bị dẫn:
z
2
= u.z
1
= 32.3,25 = 104 răng
d. Môđun vòng chia ngoài:
= = =
1
1
135,4
4,23
32
e
e
d
m

z
Theo tiêu chuẩn ta chọn m
e
= 4, do đó:
= = =
1 1
. 4.32 128
e e
d m z
mm
e. Đường kính vòng chia ngoài bánh bị dẫn:
= = =
2 2
. 4.104 416
e e
d m z
mm
f. Chiều dài côn ngoài:
= + = + =
2 2 2 2
1 2
0,5. . 0,5.4. 32 104 217,6
e e
R m z z
mm
g. Chiều rộng vành răng:
ψ
= = =. 0,285.217,6 62,016
be e
b R

mm
h. Góc mặt côn chia:
δ
= = =
0
1
1 1
17,1
3,25
arctg arctg
u
δ
= − =
0 0 0
2
90 17,1 72,9
i. Đường kính vòng chia trung bình:
ψ
= − = − =
1
.(1 0,5 ) 128.(1 0,5.0,285) 109,76
m e be
d d
mm
= − =
2
416.(1 0,5.0,285) 356,72
m
d
mm

j. Vận tốc vòng:
π
π
= = =
1 1
. .
.109,76.179
1,03
60000 60000
m
d n
v
m/s
k. Môđun vòng chia trung bình:
ψ
= − = − =
.(1 0,5 ) 4.(1 0,5.0,285) 3,43
m e be
m m
Page | 12
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
Chọn m
m
= 4
l. Theo bảng 6.3 tài liệu [1] với v < 2,5 m/s ta chọn cấp
chính xác = 9.
5. Giá trị các lực tác động lên bộ truyền.

= = =
1

1
1
2.
2.255379
4653,4
109,76
t
m
T
F
d
N
α
= = =
1
1
4653,4
4952,04
os( ) os(20)
t
n
F
F
c c
N
α δ
= = =
1 1 1
. . os 4653,4. (20). os(17,1) 1618,83
r t

F F tg c tg c
α δ
= = =
1 1 1
. ( ).sin( ) 4653,4. (20).sin(17,1) 498
a t
F F tg tg
N
6. Kiểm nghiệm ứng suất.
a. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc.
Với v = 1,03 m/s, cấp chính xác 8, tra bảng 6.17 tài liệu
[1] ta có :
K
HV
= K
FV
= 1,08
Ứng suất tiếp xúc:
ε
σ
+
=
2
1
2
1
2 . . 1
. .
0,85. . .
H

H H M
m
T K u
Z Z Z
d b u
Trong đó: K
H
= K
Hv
. K
Hβ
= 1,281.1,08 = 1,38. Hệ số tải
trọng tính
Z
M
= 275 Mpa
1/2
cặp bánh răng bằng thép.
Z
H
= 1,76 khi α=20
0

Z
ε
= 0,96 khi ε=1,2
Thế các giá trị vào 2 ta có:
ứng suất tiếp xúc:
σ
+

= =
2
2
255379. 3,25 1
1,76.275.0,96 301,39
0,85.109.76 .62,016.3,25
H
Mpa
Vậy
σ σ
= <
301,39 [ ]=441,8
H H
nên bánh răng đủ bền tiếp xúc.
7. Kiểm nghiệm ứng suất uốn.
a. Số răng tương đương:
Page | 13
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
δ
= = =
1
1
1
32
33,48
os( )
os(17,1 )
v
o
z

z
c
c
δ
= = =
2
2
2
104
353,69
os( )
os(72,9 )
v
o
z
z
c
c
b. Hệ số dạng răng:
= + = + =
1
1
13,2 13,2
3,47 3,47 3,86
33,48
F
v
Y
z
= + = + =

2
2
13,2 13,2
3,47 3,47 3.5
353,69
F
v
Y
z
c. Tỉ số so sánh độ bền uốn:
σ
= =
1
1
[ ]
257,14
66,62
3,86
F
F
Y
σ
= =
2
2
[ ]
241,7
69,06
3,5
F

F
Y
Vì
σ σ
<
1 2
1 2
[ ] [ ]
F F
F F
Y Y
nên ta tính toán độ bền uốn theo bánh răng
dẫn
ứng suất uốn:
σ
=
. .
0,85. .
F t F
F
m
Y F K
b m
Với K
F
= K
Fv
. K
Fβ
= 1,43.1,08 = 1,54. Hệ số tải trọng tính

σ
= = =
. .
3,86.4653,4.1,54
131,19
0,85. . 0,85.62,016.4
F t F
F
m
Y F K
b m
Vậy
σ σ
= <
131,19 [ ]=257,14
F F
nên bánh răng đủ bền uốn.
8. Thông số thiết kế bộ truyền bánh răng côn, răng thẳng.
Công suất trên trục bánh răng dẫn P
1
(kW) = 4,88
Số vòng quay trục bánh răng dẫn n
1
(v/ph) = 179
Mômen xoắn trên trục bánh răng dẫn T
1
(Nmm) = 260358
Page | 14
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng nón

răng thẳng
u
br
= 3,25
Tổng số giờ làm việc L
h
(giờ) = 24000
Vật liệu bánh dẫn - Độ rắn HRC = 250
Vật liệu bánh dẫn - Giới hạn bền
σ
b
(MPa) = 1,8
Vật liệu bánh dẫn - Giới hạn chảy
σ
ch
(MPa) =
Vật liệu bánh bị dẫn - Độ rắn HRC = 235
Vật liệu bánh bị dẫn - Giới hạn bền
σ
b
(MPa) =
Vật liệu bánh bị dẫn - Giới hạn chảy
σ
ch
(MPa) =
Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán
[σ
0H
](MPa) = 441,8
Ứng suất uốn cho phép tính toán

[σ
0F
](MPa) = 241,7
Chọn hệ số tải trọng tính
K
H
β
= 1,281
Chọn hệ số bề rộng bánh răng
ψ
be
= 0,285
Đường kính vòng chia ngoài bánh dẫn
d
e1
tính toán
d
e1
≥ (mm) =119,5
Chọn số răng Z
1p
Z
1p
(răng) = 20
Số răng bánh dẫn Z
1
(răng) = 32
Số răng bánh bị dẫn Z
2
(răng) = 104

Mô đun ngoài tiêu chuẩn m
e
(mm) = 4,23
Đường kính vòng chia bánh dẫn d
e1
(mm) = 128
Đường kính vòng chia bánh bị dẫn d
e2
(mm) = 416
Sai số tỉ số truyền cả hệ thống
∆u (%) = 0
Đường kính trung bình bánh dẫn d
m1
(mm) =109,76
Đường kính trung bình bánh bị dẫn d
m2
(mm) = 356,72
Góc đỉnh nón chia bánh dẫn
δ
1
(độ) = 17,1
Page | 15
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
Góc đỉnh nón chia bánh bị dẫn
δ
2
(độ) = 72,9
Chiều dài đường sinh mặt nón chia R
e
(mm) = 217,6

Bề rộng bánh răng b (mm) =62
Cấp chính xác chế tạo CCX = 9
Lực vòng trên bánh dẫn F
t1
(N) = 4653,4
Lực dọc trục trên bánh dẫn F
a1
(N) = 498
Lực hướng tâm trên bánh dẫn F
r1
(N) = 1618,83
=============================
Phần 4:
THIẾT KẾ TRỤC
1. Thiết kế trục I.
a. Thiết kế sơ bộ:
o Trục I truyền moment xoắn từ bánh đai đến bánh dẫn của hộp giảm tốc
một cấp, có bánh đai và bánh răng côn răng thẳng ở ngoài, cặp ổ lăn ở
giữa.
Page | 16
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
o Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu là thép C35 có:
ứng suất cho phép
[σ] = 65 Mpa; [τ] = 20 Mpa
Giới hạn bền = 560 MPa, giới hạn chảy = 320 MPa
= 280 Mpa; = 140 Mpa
o Khoảng cách trục theo chiều dài.
Tra bảng 10.2 tài liệu [1] với T = 260358 N.mm ta chọn:
f = 80 mm khoảng cách giữa bánh đai với ổ lăn 1.

e = 95 mm khoảng cách giữa 2 ổ lăn.
u = 85 mm khoảng cách giữa ổ lăn 2 và bánh răng.
x = 10 mm
w = 40 mm bề rộng ổ lăn.
b. Phân tích lực tác dụng lên trục I:
Page | 17
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
Trong đó:
o Moment xoắn: T
1
=260358 N.mm
o Lực tác dụng lên lên bánh đai: F
r
= 2403 N
o Lực tác dụng lên bánh răng:
• Lực tiếp tuyến: = 4653,4 N
• Lực hướng tâm: = 1618,83 N
• Lực dọc trục: = 498 N
• Moment uốn:
1
1 1
128
. 498. 31872 N.mm
2 2
e
a a
d
M F= = =
 Tính toán sơ bộ đường kính trục
[ ]

3
3
5 5.260358
D 35,14 mm
30
T
τ
≥ = =
c. Tính toán độ bền:
o Trong mặt phẳng oyz:
Page | 18
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
1
1
0 .75 .95 .(95 80) 0
.75 .(95 80)

95
2403.75 1618,83.175 31872
4543,7 N
95
A
y r By r a
r r a
By
M F R F M
F F M
R
= ⇔ − + + − =
+ + −

⇔ =
+ −
= =
∑
1
1
0 0

2403 4543,7 1618,83 5327,87 N
y r Ay By r
Ay r By r
F F R R F
R F R F
= ⇔ − + − =
⇔ = + −
= + − =
∑
o Trong mặt phẳng oxz:
1
1
Ax
0 .95 .80 0
.80
4653,4.80
3918,65 N
95 95
B
x Ax t
t
M R F

F
R
= ⇔ − =
⇔ = = =
∑
1
Ax 1
0 0

3918,65 4653,4 8572 N
x Ax Bx t
Bx t
F R R F
R R F
= ⇔ − + =
⇔ = +
= + =
∑
o Vẽ biểu đồ moment với:
Ax
Bx 1
Ax
.75 2403.75 180225 N.mm
.80 31872 1618,83.80 97634,4 N.mm
.95 3918,65.95 372271,85 N.mm
r
a r
By
M F
M M F

M R
= = =
= − = − = −
= = =
Page | 19
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
d. Moment tương đương tại tiết diện nguy hiểm:
 Dựa vào biểu đồ moment ta thấy tiết diền nguy hiểm tại B
Moment uốn tại B:
2 2 2 2
97634,4 372271,85 384862 N.mm
B Bx By
M M M= + = + =
Moment tương đương tại B:
Page | 20
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
2 2 2
2 2 2
0,75
97634,4 372271,85 0,75.260358
446047,67 N.mm
td Bx By
M M M T= + +
= + +
=
Đường kính trục tại B:
3
3
32
32.446047,67

41,19 mm
[ ] .65
td
B
M
d
π σ π
≥ = =
Do tại tiết diện nguy hiểm có lắp ổ lăn nên ta chọn
45 mm
B
d =
Ta chọn các kích thước còn lại như hình:
Kiểm tra lại tiết diện:
• Tại vị trí A:
2 2
3
3
32
32. 180225 0,75.260358
35,63 45 mm
[ ] .65
td
A
M
d
π σ π
+
≥ = = <
• Tại vị trí lắp bánh răng:

2 2
3
3
32
32. 31872 0,75.260358
32,9 40 mm
[ ] .65
td
br
M
d
π σ π
+
≥ = = <
e. Chọn then bằng:
o Thông số cho trước:
• Moment xoắn:
1
260358 NmmT =
• Đường kính trục:
35 mm
d
d =
,
40 mm
br
d =
Page | 21
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
• Chiều dài mayơ:

50 mm
d
l =
,
55 mm
br
l =
• Điều kiện làm việc: tải va đập nhẹ.
o Vật liệu: chọn vật liệu là thép 45 có:
• ứng suất cắt cho phép:
[ ] 90 MPa
c
τ
=
• ứng suất dập cho phép:
[ ] 150 MPa
d
σ
=
o chọn then bằng tại vị trí lắp bánh đai:
chọn then 2 đầu bằng ( vì nếu chọn then 2 đầu tròn
tính không đủ bền ) với các thông số:
b = 10 mm, h = 8 mm, l = 40 mm
kiểm tra ứng suất cắt:
1
2
2.260358
37,194 [ ]
. . 35.40.10
c

d
T
d l b
τ τ
= = = <
Kiểm tra ứng suất dập:
1
2 2.260358
116,23 [ ]
. .0,4. 35.40.0,4.8
d
d
T
d l h
σ σ
= = = <
o then bằng tại vị trí lắp bánh răng:
chọn then 2 đầu tròn với các thông số:
b = 10 mm, h = 8 mm, l = 45 mm
kiểm tra ứng suất cắt:
1
2
2.260358
37,194 [ ]
.( ). 40.45.10
c
br
T
d l b b
τ τ

= = = <
−
Kiểm tra ứng suất dập:
1
2
2.260358
116,23 [ ]
.( ).0,4. 40.(45 10).0,4.8
d
br
T
d l b h
σ σ
= = = <
− −
f. Kiểm nghiệm trục:
( Tại tiết diện nguy hiểm )
o Hệ số an toàn khi xét đến ứng suất pháp:
1
.
.
.
a
m
s
K
σ
σ
σ
σ

σ
σ
ψ σ
ε β
−
=
+
Trong đó:
Page | 22
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
•
1
0.5 280
b
σ σ
−
= =
Mpa
•
1,988
K
σ
σ
ε
=
( tra bảng 10.11 sách Trịnh
Chất )
•
0
m

σ
=
Mpa ( vì trục quay nên ứng suất
thay đổi theo chu kì đối xứng)
•
ax
3 3
384862
42,23
W 0,1. 0,1.45
a m
M M
d
σ σ
= = = = =
Mpa
•
0,05
σ
ψ
=
( thép cacbon mềm )
•
1,6
β
=
( trục được tôi bề mặt bằng tần số
cao )
 Hệ số an toàn xét đến ứng suất pháp là:
280

5,336
42,23
1,988.
1,6
s
σ
= =
o Hệ số an toàn khi xét đến ứng suất tiếp:
1
.
.
.
a
m
s
K
τ
τ
τ
τ
τ
τ
ψ τ
ε β
−
=
+
Trong đó:
•
1

0.25 140
b
τ σ
−
= =
Mpa
•
1,596
K
τ
τ
ε
=
( tra bảng 10.11 sách Trịnh
Chất )
•
ax
3 3
0
260358
14,28
W 0,2. 0,2.45
m
T T
d
τ
= = = =
Mpa
Page | 23
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI

•
ax
7,14
2
m
m
τ
τ
= =
Mpa
•
ax
7,14
2
m
a
τ
τ
= =
Mpa
•
0
τ
ψ
=
( thép cacbon mềm )
•
1,6
β
=

( trục được tôi bề mặt bằng tần số
cao )
 Hệ số an toàn xét đến ứng suất tiếp là:
140
19,66
7,14
1,596.
1,6
s
τ
= =
o Hệ số an toàn:
2 2 2 2
.
5,336.19,66
5,15 [ ] (1,5 2,5)
5,336 19,66
s s
s s
s s
σ τ
σ τ
= = = > = ≈
+ +
Các tiết diện còn lại:
Tiết diện M T
K
σ
axm
σ

K
τ
axm
τ
s
σ
s
τ
s
Vị trí lắp
bánh răng
1387
2
26035
8
1,75 4,98 1,5 20,3
4
53,98 7,16 7,1
Vị trí lắp
bánh đai
0 26035
8
1,75 0 1,5 - - - -
g. Kết cấu trục I:
Page | 24
ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI
2. Thiết kế trục II:
a. Thiết kế sơ bộ:
o Trục I truyền moment xoắn từ bánh đai đến bánh dẫn của hộp giảm tốc
một cấp, có bánh đai và bánh răng côn răng thẳng ở ngoài, cặp ổ lăn ở

giữa.
o Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu là thép C35 có:
ứng suất cho phép
[σ] = 65 Mpa; [τ] = 30 Mpa
Giới hạn bền = 560 MPa, giới hạn chảy = 320 MPa
= 280 Mpa; = 140 Mpa
o Khoảng cách trục theo chiều dài.
Đường kính sơ bộ:

[ ]
3
3
5 5.805673
D 58,6 mm
20
T
τ
≥ = =
(1)
Chọn d
br2
= 58 mm
2 2
1,5 87
br
l d mm⇒ = =
0
24
l

B mm=
,
60
nt
B mm=
Tra bảng 10.2 tài liệu [1] với T = 805673 N.mm ta chọn:
x = 10 mm, w = 60 mm
2
w
2. 2. 254
2
l l x
 
⇒ = + + =
 ÷
 
Ta có kích thước sơ bộ trục:
Page | 25