Thiết kế cơ khí hệ thống truyền động băng tải

Thy giỏo hng dn : c Nam
Thiết kế hệ dẫn động băng tải
F
V
B
5
4
2 3
1
H
D
Mục lục
Phần 1 : Tính toán động học
1.Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền Trang 2
Bảng số liệu của hộp giảm tốc Trang 4
Phần 2 :Thiết kế và tính toán các bộ truyền
1.Tính toán bộ truyền xích Trang 5
2.Tính bộ truyền trục vít trong hộp giảm tốc Trang 8
3.Tính bộ truyền bánh răng Trang 14

Phần 3 :Tính toán thiết kế trục và chọn ổ lăn
1. Tính toán thiết kế trục.Trang 20
2. Chọn ổ lăn Trang 32
Phần 4 :Thiết kế vỏ hộp và bôi trơn hộp giảm tốc Trang 39
Phần 5 : Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai Trang 43
Phần 1 :Tính toán động học.
1.Chọn động cơ
+/Xác định công suất đặt trên trục động cơ:
P
đ/cơ
> P

y/cầu
Ta có:
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
1
T
T1
T2
t1 t2
tck
mm
t
T
Thy giỏo hng dn : c Nam
P
c/tác
=
1000
.vF
=
1000
75,0.5000
= 3,75 (kW)
F : lực kéo băng tải F= 5000 N
v :vận tốc băng tải v= 0,75m/s

:hiệu suất truyền động


x
4

olbrtvnt
=
Trong đó:

nt

: hiệu suất nối trục

tv

:hiệu suất của một bộ truyền trục vít-bánh vít
br

:hiệu suất của một cặp bánh răng
ol

:hiệu suất của một cặp bánh răng
x

:hiệu suất của một bộ truyền xích
Dùng bảng 2.3 ta có:
nt

=0,99
tv

=0,78
br

=0,97

ol

=0,993
x

=0,93
=>
=

0,99 . 0,78 . 0.97 . 0,993
4
. 0,93=0,70
P
cầnthiết
=

.1000
.vF
=
36,5
70,0.1000
75,0.5000
=
kW
Ta có : P
y/cầu
= P
cầnthiết
.

: hệ số làm việc nhiều tải khác nhau
=

=








2
0i
ck
i
2
1
i
t
t
.
T
T
.
P
i
: tải trọng thứ i có công suất P
i

P
1
: công suất lớn nhất
t
ck
: thời gian làm việc trong một chu kì
t
i
: thời gian làm việc ứng với tải trọng thứ i
T
mm
= 1,5T
1
T
2
= 0,8T
1
t
1
= 4h t
2
= 4h t
ck
=8h;
ck
1
2
1
1
ck

2
2
1
2
t
t
.
T
T
t
t
.
T
T








+

=
=
8
4
.1
8
4
.8,0
2
+
=0,90
P
y/cầu
=5,36 . 0,90=4,82 kW
+/Xác định tốc độ động cơ điện
Ta có : n
sb
= n
ct
. u
sb

n
ct
: số vòng quay trên trục công tác
n
ct
=
D.

v.60000

v : vận tốc băng tải
D :đờng kính tang tải D = 320mm
=> n
ct
=
320.14,3
75,0.60000
= 44,78 (vg/ph)
u
sb
:tỉ số truyền sơ bộ của toàn bộ truyền
u
sb
= u
h
. u
n
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
2
Thy giỏo hng dn : c Nam
u
n
: tỉ số truyền ngoài (xích)
Tra bảng 2.4:
u
h
=40 u
n

= 1,6
( u
n
nhỏ vì bài cho v = 0,75 m/s lớn quá , do đó n
sb
sẽ lớn và không có động cơ nào
thỏa mãn . Ta lấy u
h
là giá trị nhỏ nhất của tỉ số truyền trong bộ truyền trục vít bánh
răng , do đó tỉ số truyền của xích sẽ nhỏ u
n
= 1,6)
=>u
sb
= 1,6 . 40 = 64

=>n
sb
= 44,78 . 64 = 2866 (vg/ph)
Điều kiện chọn động cơ điện:
P
đcơ
> P
y/cầu
n
sb


n
đồng bộ

2
T
T
dn
k
=
Chọn động cơ 4A100L2Y3 có P = 5,5 (kW) , n
đcơ
= 2880 (vg/ph) , T
k
/T
dn
= 2;
thỏa mãn yêu cầu.
2.Phân phối tỉ số truyền
Tỷ số truyền của hệ dẫn động:
u
ch
=
==
78,44
2880
ct
dc
n
n
64,31
u
ch
=u

hộp
. u
ngoài
u
ngoài
= 1,6 (trờng hơp đăc biệt);
=> u
h
=u
ch
/u
ng
=64,31/ 1,6 = 40,19.
Theo hình 3.24 với c= 2,4 ta tra đợc tỉ số truyền u
1
của bộ truyền trục vít _bánh răng
là u
1
= 9 ( Kinh nghiệm )
=> u
2
=
9
19,40
= 4,44
Tính lại tỉ số truyền của xích u
x
=
21
.uu

u
ch
=
44,4.9
31,64
= 1,61
3. Tính công suất, số vòng quay, mômem xoắn trên các trục
+/Tính công suất trên các trục:
P
ct
= P
tg
=
)(75,3
1000
75,0.5000
1000
.
KW
vF
==
P
3
=
)(93,3
97,0.98,0
75,3
.
KW
P

tx
tg
==

P
2
=
)(08,4
992,0.97,0
93,3
.
3
KW
P
olbr
==


P
1
=
)(27,5
992,0.78,0
08,4
.
2
KW
P
oltv
==

P
đc
=
)(36,5
992.0.991,0
27,5
.
1
KW
P
olk
==

+/Số vòng quay trên các trục
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
3
Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
n
1
= n
dc
= 2866 (v/ph)

n
2
= n
1
/u
tv

=2866 / 9 = 318,4 (v/ph)
n
3
= n
2
/u
br
= 318,4/.4,44 = 71,7 (v/ph)
n
ct
= n
3
/u
x
= 71,7/1,6 = 44,8 (v/ph)
+/M«men xo¾n trªn c¸c trôc
T=
)/(
)(.10.55,9
6
fvn
kwP
(Nmm)
T
tg
=
799386
78,44
75,3.10.55,9
6

=
(Nmm)
T
3
=
523452
7,71
93,3.10.55,9
6
=
(Nmm)
T
2
=
122374
4,318
08,4.10.55,9
6
=
(Nmm)
T
1
=
17560
2860
27,5.10.55,9
6
=
(Nmm)
4.B¶ng th«ng sè:

Trôc Trôc®/c Trôc 1 Trôc 2 Trôc 3 Trôc ct
P(kw) 5,36 5,27 4,08 3,93 3,75
u 9 4,44 1,61
n (v/f) 2880 2860 318,4 71,7 44,78
T(Nmm) 17860 17560 122374 523452 799386
PhÇn 2 :ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n c¸c bé truyÒn
Thiết kế bộ truyền xÝch:
Số liệu cho trước :
-C«ng suất trªn trục dẫn : P
3
=3,93 (kW)
-Số vßng quay của trục dẫn : n
3
= 71,7 (vg/ph)
-Tỉ số của bộ truyền xÝch : u
ng
= 1,61
1.Chọn loại xÝch:
V× tải trọng nhỏ ,vận tốc thấp nªn trọn loại xÝch con lăn
2.X¸c định c¸c th«ng số z
1
, z
2
.
Chọn z
1
sao cho z
1
= 29 - 2u
≥

19
Lấy z
1
= 25 răng.
=>z
2
= u.z
1
= 1,61 . 25 =40,25 .LÊy z
2
= 40
3. Chọn bước xÝch p theo c«ng thức :
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49
4
Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
P
t

≤
[P].
C«ng suất tÝnh to¸n:
P
t
= P
3
. k . k
z
. k
n

Trong đã:
+) k : hệ số sử dụng.
k = k
đ
. k
a
. k
o
. k
đ
c
. k
b
. k
c
-k
đ
: hệ số tải trọng động
L m vià ệc ªm => k
đ
= 1
-k
a
: hệ số xÐt đến chiều d i xÝchà
Chọn a = 40t =>k
a
= 1
-k
o
: hệ số xÐt đến c¸ch bố trÝ bộ truyền k

o
= 1
-k
đ
c
: hệ số xÐt đến khả năng điều chỉnh lực căng xÝch
k
đ
c
= 1,1 (dïng đĩa căng xÝch hoặc con lăn căng xÝch)
- k
b
: hệ số xÐt đến điều kiện b«i trơn
Chọn chất lượng b«i trơn 2 =>k
b
=1,3
-k
c
: hệ số xÐt đến chế độ l m vià ệc của bộ truyền
L m vià ệc 2 ca : k
c
= 1,25
=>k = 1 . 1,1 . 1,1 . 1,3 . 1,25 = 1,7875
+)k
z
: hệ số răng k
z
=
1
25

2525
1
==
z
+)k
n
: hệ số vßng quay chọn n
01
= 50 (vg/ph)
k
n
=
697,0
7,71
50
3
01
==
n
n
Vậy P
t
= P
3
. k . k
z
. k
n
= 3,93 . 1,7875 . 1 . 0,697 = 4,90(kW)
Theo bảng:

81
5.5
ta chọn p = 31,75 mm
thỏa m·n P
t
= 4,90 (kW) < [P]=5,83(kW)
Ta chọn lại với bước xÝch nhỏ hơn , 2 d·y xÝch . Khi đã bước xÝch được chọn phải
thỏa m·n điều kiện:
P
d
=
d
t
K
P
≤
[P]
Với xÝch 2 d·y th× K
d
= 1,7 (xÝch 2 d·y)
=> P
d
=
9,2
7,1
9,4
=
kW
Theo bảng
81

5.5
=> p = 25,4
Thỏa m·n P
d

≤
[P] =3,2 kW
4.X¸c định a:
a
s
ơ
bộ
= 40.p = 40 . 25,4 = 1016 mm
Số mắt xÝch theo c«ng thức:
x
2
12
21
)(
2
)(.2
zz
zz
t
a
−+
+
+=
a
p

4
2
π
=
6,112
1016.14,3.4
4,25
)2540(
2
4025
4,25
1016.2
2
=−+
+
+
Chọn số mắt xÝch x = 112(mắt xÝch)
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49
5
Thy giỏo hng dn : c Nam
a
[ ]

+++=
2
12
2
2121
)(
2)(5,0)(5,0.25,0

zz
zzxzzxt
cc

[ ]

+++=
2
2
14,3
)2540(
2)4025(5,0112)4025(5,01124,25.25,0
=1008 mm
xích không chu lc cng quá ln ta gim bt

a = ( 0,002
004,0ữ
) a
Chn
a
= 0,003.a = 0,003 . 1008 =3,024
=>a = 1005 mm
5. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
ng suất tiếp xúc trên mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện:

H1
=

+
d
vddtr
kA
EFKFk
.
) (
.47,0
[
H
]
-[
H
] :ứng suất tiếp xúc cho phép
-k
r
=0,42 :hệ số ảnh hởng của số răng đĩa xích phụ thuộc vào Z (bảng trang
87)
-K
đ
=1 : hệ số tải trọng động (bảng5.6 tr.82[TL1])

-k
d
=1,7 :hệ số phân bố không đều tải trọng không đều cho các dẫy (2dẫy
xích)
- F
vđ
=13.10

-7
.n
1
.p
3
.m :lực va đập trên m dãy xích
=13.10
-7
. 71,7 . 25,4
3
. 2 = 3,05 (N)
-E=2,1.10
5
MPa :môđun đàn hồi ca thộp
-A=306 mm
2
:diện tích chiếu của bản lề (bảng5.12 tr.87[TL1])
-v
759,0
60000
7,71.5,25.25
60000

11
===
ntz
(m/s)
Lc vũng F
t

===
759,0
93,3
1000.1000
3
v
N
5178(N)
=>
H1
=
441
7,1.306
10.1,2).05,31.5178.(42,0
.47,0
5
=
+
MPa < 600 (MPa)
Theo bảng 5.11 Thép 45 tôi cải thiện đạt ứng sut tip xỳc cho phép []=550Mpa
a 1 cú
[ ]
HH


1
=550 MPa
ĩa 2:
H2
<

H1
< 550 (MPa) => cng thoả mãn.
6. Kiểm nghiệm xích về độ bền:
Theo (5.15) tr.85[TL1] , ta cú:
s =
vtd
FFFK
Q
++
0
.

Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
6
Thy giỏo hng dn : c Nam
Q: tải trọng phá hỏng (N);
Theo (b5.2) tr.78[TL1]:
+) Q =113400N ; q=5kg;
+) K
đ
=1,7
+) F
t
: lực vòng F
t
= 5178N

+) F
0
= 9,81.k

f
.q.a : lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra
Với :
-a :khoảng cách trục
-k
f
: hệ sốphụ thuộc vào độ võng của xích và vị trí bộ truyền
k
f
=4 (b truyn nghiêng 1 góc dới 40 độ)
-q = 5 kg
=>F
o
= 9,81 . 4 . 5 . 1,005 = 197,181 N.
+) F
v
: lực căng do lực li tâm sinh ra F
v
= q.v
2
=>F
v
= 5 . 0,759
2
= 2,88 (N)
Vậy thay số s =
6,12
88,2181,1975178.7,1
113400
=

++
Theo bảng 5.10 với n=71,7 vg/ph , [s]

7,5
s >[s] Bộ truyền đảm bảo đủ bền
7.Xác định lực tác dụng lên trục:
F
r
= k
x
. F
t
=1,15 . 5178= 5955 (N);
(do k
x
=1,15 với bộ truyền nghiêng1 góc nhỏ hơn 40 độ)

Bảng các thông số:
CS cho phép : [P]=3,2KW
(2dẫy xích)
Khoảng cách trục:
a =1005mm
Bớc xích: p = 25,4 mm Đờng kính đĩa xích:
d
1
/d
2
=202,6/323,7 mm
Số dãy xích: m =2 Số răng đĩa xích: z
1

/z
2
=25/40
Số mắt xích: x=112
Chiều rộng đĩa xích (tr20.tl2)
b
m
= 0,9B- 0,15=0,9.35,46- 0,15
=31,76 mm
8.Đờng kính đĩa xích
mm
z
p
d 6,202
)25/180sin(
4,25
)/sin(
1
1
===

mm
z
p
d 7,323
)40/180sin(
4,25
)/sin(
2
2

===

d
a1
= p [0.5 + cotg(
1
/ z

)]
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
7
Thy giỏo hng dn : c Nam
=25,4[0,5 + cotg(180/25)] = 213,7 mm
d
a1
= p [0.5 + cotg(
2
/ z

)]
=25,4[0,5 + cotg(180/40)] = 335,4 mm
d
f1
= d
1
2 . r = 202,6 2 . 8,029 = 186,54 mm
Vi r = 0,5025.d
l
+ 0,05
=0,5025.15,88 +0,05 (d

l
= 15,88 theo bng
78
1.5
)
d
f2
= d
2
- 2 . r = 323,7 - 2 . 8,029 = 307,6 mm
Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít
Số liệu cho trớc:
T
2
= 122374 Nmm
n
1
= n
trucvít
= 2866(vg/ph)
u
1
= 9
1.Tính sơ bộ vận tốc trợt
v
sb
= 4,5.10
-5
. n
1

.
3
2
T

=4,5.10
-5
.2866 .
3
122374
=6,4> 5m/s
-Theo (B7.1 tr.147[TL1] ) ,với v
sb
>5 m/s chọn đồng thanh thiếc để chế tạo bánh vít
(Mác pOH

)
-Trục vít làm bằng thép 45 tôi bề mặt đạt độ rắn HRC45.
2.Theo bảng 7.1 với pOH

đúc li tâm

b
=290 (MPa ) ,
ch
= 170 (MPa);
+/ứng suất tiếp xúc cho phép:
[
H
]=[

HO
].K
HL
( theo công thức7.2);
Trong đó:
[
HO
] :ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 10
7
chu kỳ
[
HO
]= 0,9
b
= 0,9.290 = 261(MPa);
K
KL
:hệ số tuối thọ
K
KL
=
8
7
10
HE
N
;
Với N
HE
:số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng:

N
HE
= 60.









ii
Max
i
tn
T
T

2
4
2
2
= 60.

i
i
i
Max
i
i
t
t
n
T
T
t
2
4
2
2
= 60.
9
2866
.19000(0,8
4
. 0,5 +1 . 0,5) = 256.10
6

N
HE

> 25.10
7
=>N
HE
=25.10
7

Vậy K
KL
=
8
7
7
10.25
10
=0,669;
=>[
H
] =261 . 0,669 = 175 (MPa);
+/ứng suất uốn cho phép:
[
F
] = [
F0
].K
FL
;
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
8
Thy giỏo hng dn : c Nam

[
F0
] :ứng suất uốn cho phép ứng với 10
6
chu kỳ do bộ truyền quay
một chiều nên
Với bộ truyền làm việc 1 chiều:
[
F0
] =0,25.
b
+0,08.
ch
= 0,25.290+0,08.170 = 86,1(MPa);
K
FL
:hệ số tuổi thọ
K
FL
=
9
6
10
FE
N
;
Với N
FE
= 60.

ii
Max
i
tn
T
T

2
9
2
2
=60.

i
i
i
Max
i
i
t
t
n
T
T
t
2
9
2
2
=
= 60 .
9
2866
. 19000.(0,8
9
. 0,5 + 1
9
. 0,5) =206.10
6
K
FL
=
9

6
6
10.206
10
= 0,55.
=> [
F
] =86,1 . 0,55 = 48 (Mpa);
3.Tính thiết kế
+/Các thông số cơ bản của bộ truyền:
- Khoảng cách trục:
a
W
= (Z
2
+q)
3
2
2
2
.
.
].[
170
q
KT
Z
H
H

+) Do vận tốc lớn nên chọn Z
1
=2 => Z
2
= u
tv
.Z
1
=9 . 2 = 18
+) Chọn sơ bộ K
H
= 1,2 :hệ số tải trọng
+) Tính sơ bộ theo công thức thực nghiệm
q= 0,3 . 18 = 5,4

Theo bảng (7.3 ) chọn q=6,3;
T
2
= 122374 Nmm .Mômen xoắn trên bánh vít
a
W
= ( 18+6,3 )

3
2
3,6
2,1.122374
.
175.8
170






=99,13(mm);
chọn a
W
=100 mm;
+) Mô đun dọc của trục vít:
m =2.a
W
/(Z
2
+q) = 2.100/(6,3+18) = 8,23.
Chọn m = 8 , theo tiêu chuẩn (bảng 7.3 tr.150[TL1]);
+) Tính lại khoảng cách trục :
a
w
= m . (Z
2
+q)/2 = 8.(6,3+18)/2 = 97,2 mm.

Lấy a
w
=100
+) Hệ số dịch chỉnh:
x=
m
a
WƯ
- 0,5(q+Z
2
) =
8
100
- 0,5(6,3 + 18) = 0,35
(thỏa mãn dịch chỉnh);
4.Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc:
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
9
Thy giỏo hng dn : c Nam
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng bánh vít của bộ truyền phải thoả mãn điều
kiện:

H
=
q
KT
a
qZ
Z
H

W
.
.
170
2
3
2
2








+

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

;
+)Góc vít lăn:

N
=arctag
xq
Z
2
1
+
= arctag
35,0.23,6
2
+
=15,9
0
;
+)Đờng kính trục vít lăn:
d
W1
= (q+2x) m = (6,3 + 2.0,35).8 = 56
v
s
=
0
9,1560000.cos
.56.286614,3
= 8,73 (m/s)>5(m/s);
Theo bảng 7.6 chọn cấp chính xác 7 .

K
H
: hệ số tải trọng
K
H
= K
H

. K
HV
;

+) K
HV
:hệ số tải trọng động
Với cấp chính xác7 và v
s
= 8,73 theo bảng 7.7
Ta tra theo nội suy K
Hv
:

=


5,712
5,773,8
273,0
1,12,1

1,1
=

x
=>x = 1,127
=>K
Hv
= 1,127
+)K
H

:hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng;
K
H

= 1+

Max
m
T
T
Z
2
2
3
2
1.

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

= T
2Max
(0,8 . 0,5 +1. 0,5) = 0,9 T
2Max
Với q=6,3 theo bảng (7.5 ) => hệ số biến dạng của trục vít: =36

K
H

= 1 +
( )
9,01.
36
18
3







= 1,0125
=> K
H
= 1,0125.1,127 =1,141
Vậy
H
=
3,6
141,1.122374
100
3,618
.
18
170

3






+
=168,4(MPa) <175(MPa) = [
H
]
Vậy đảm bảo độ bền tiếp xúc của bánh vít
5. Kiểm nghiệm răng bánh vít về bền uốn:
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
10
Thy giỏo hng dn : c Nam
ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh vít phải thoả mãn điều kiện:

F
= 1,4.

n
FF
mdb
KYT


22
2
[

F
];
+) m
n
:môđun pháp của bánh răng;
m
n
= m. cos
w
=8 . cos17,6= 7,62
+)K
F
:hệ số tải trọng.
với K
F

= K
H

= 1,0125; K
FV
= K
Hv
=1,127
K
F
= K
F

. K

FV
= 1,0125 . 1,127 =1,141

+) b
2
:chiều rộng vành răng bánh vít

d
a1
= m . (q + 2) = 8. (6,3 + 2) = 66,4
b
2


0,75. d
a1
=>b
2


0,75 . 66,4 = 49,8mm
Lấy b
2
= 50 mm
+)z
v
=

3
2

cos
z
: hệ số răng tơng đơng
tg

=
3175,0
3,6
2
1
==
q
z
=>
=

17,6

=>z
v
=
78,20
6,17cos
18
3
=
Tra bảng ta có Y
F
:hệ số dạng răng
Theo nội suy:

=


2024
2078,20
195,0
98,188,1
98,1
=


F
Y
=>Y
F
= 1,9605.
Thay số ta có:

F
= 1,4.
1,7
26,7.144.50
141,1.9605,1.122374
=
MPa< [
F
]=48(MPa)
Điều kiện bền uốn thỏa mãn.
7. Kiểm nghiệm bánh vít về quá tải:

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

Fmax
=
F
.K
qt
= 7,94.1,5 =22,28 < [
F
]
max
= 72(MPa);
8.Các thông số cơ bản của bộ truyền:
Khoảng cách trục a
w
=100mm
Môđun m =8
Hệ số đờng kính q = 6,3

Tỉ số truyền u = 9
Số ren trục vít và số răng bánh vít z
1
= 2; z
2
= 18
Hệ số dịch chỉnh x = 0,35
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
11
Thy giỏo hng dn : c Nam
Góc vít

= 17,6

Chiều rộng bánh vít b
2
=50 mm
Đờng kính vòng chia:
d
1
= q . m =6,3 . 8 = 50,4 mm
d
2
=m . z
2
=8 . 18 =144 mm
Đờng kính vòng đỉnh:
d
a1
=d

1
+2.m=50,4 +2.8 =66,4mm
d
a2
= m . ( z
2
+ 2 + 2 . x) =8(18+2+2.0,35)=165,6mm
Đờng kính vòng đáy:
d
f1
= m(q-2,4)=8.(6,3-2,4)=31,2 mm
d
f2
= m(z
2
-2,4 + 2.x)=8(18-2,4+0,7)=130,4mm
Đờng kính ngoài của bánh vít :
d
aM2


d
a2
+ 1,5 . m =165,6 + 1,5 . 8 =177,6
7.Tính nhiệt truyền động trục vít:
A


)]([].3,0)1(7,0[
).1.(1000

1
totdKtqKt
P
++



+) :hệ số kể đến nhiệt sinh ra trong một đơi vị thời gian
do làm việc ngắt quãng
= t
ck
/ (P
i
t
i
/P
1
) = 1/(0,8 . 0,5 +0,5 . 1) = 1,11
+)K
t
=8 17,5W/(m
2

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

0
C ;
+) = 0,27 :hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp
xuống bệ máy
+)K
tq
: hệ số tỏa nhiệt của phần hộp đợc quạt
Với n
q
=2866 tra theo nội suy ta có:

=


15003000
15002866
2940
29


tq
K
=>K
tq
= 39
+)t
o
:nhiệt độ môi trờng xung quanh
+)Nhiệt độ cao nhất cho phép của dầu t
d

= 90

+)

: Hiệu suất của bộ truyền
Với v
s
= 8,73 m/s .Theo bảng 7.4 => = 1,6

.95,0=

85,0
)6,19,15(
9,15
=
+tg
tg
+)P
1
:Công suất trên trục vít.
P
1
=
8,4
85,0.9.10.55,9
2866.122374
10.55,9
66
1.2
2

===


u
nT
P
(kW)
Do đó:
A =
[ ]
2
4,0
)2090.(11,1.39.3,0)27.01.(13.7,0
8,4).85,01(1000
m=
++

Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
12
Thy giỏo hng dn : c Nam
Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Số liệu cho trớc:
P
1
= 4,08 kW
n
1
=318,4 (vg/ph)
u =4,44
1.Chọn vật liệu:

+/ Chọn vật liệu của bánh nhỏ :Thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn
HB =241285
b
= 850(MPa)
ch
=580(MPa);
+/ Chọn vật liệu của bánh lớn giống nh vật liệu làm bánh nhỏ
nhng có HB =192240
b
=750(MPa)
ch
=450(MPa)
2.Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện , ta có:

0
Hlim
=2.HB + 70 ; S
H
= 1,1 ;
0
Flim
=1,8 .HB ; S
F
= 1,75;
Chon độ rắn bánh nhỏ là HB
1
= 245
bánh lớn là HB
2

= 230
=>
0
Hlim1
=2 . HB+70 = 2. 245 +70 =560 MPa

0
Flim1
= 1,8 . 245 = 441 MPa

0
Hlim2
=2 . HB+70 = 2. 230 +70 =530 MPa

0
Flim2
= 1,8 . 230 = 414 MPa
Theo 6.5 ta có:
N
H01
=30.HB
HB
2,4
=30 . 245
2,4
= 16.10
6
;
N
H02

=30.HB
HB
2,4
= 30 . 230
2, 4
=13,9.10
6
;
+)ứng suất tiếp xúc cho phép:
Theo 6.5 ta có:
N
HE2
= 60 . c.
( )

iii
tnTT /
3
max
= 60 . c .
.
1
1
u
n
( )

./.
3
max

TTt
ii

i
i
t
t
=60 . 1. m,6,1.10
7
Do đó K
HL2
= 1
N
HE1
= N
HE2
. u > N
HO1

=>K
HL1
= 1
Nh vậy sơ bộ ta xác định đợc:
[
H
] =
0
Hlim
.K
HL

/S
H
=>[
H1
] =
1,1
1.560
= 509 MPa
[
H2
] =
1,1
1.530
= 481,8 MPa
Do đó ta có: [
H
] = ([
H1
] + [
H2
]).
2
1
= (509 + 481,8) .
2
1
= 495,4 MPa
+/ứng suất uốn cho phép:
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
13

Thy giỏo hng dn : c Nam
N
FE2
= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
6
=
= 60.c.

i
t
.

i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
6
= 60. 1 .
44,4
4,318
.19000.(0,8
6
. 0,5 + 0,5 . 1)= 5,1.10
7
= N
FE2
> N
F0
=4.10
6
nên K
FL2

=1
N
FE1
= u . N
FE2
=>N
FE1
> N
FO
Do đó K
FL1
= 1
Vậy theo công thức 6.2a ( bộ truyền quay 1 chiều K
FC
= 1)
[
F
] =
0
Flim
.K
FC
. K
FL
/S
F

[
F1
] =

75,1
1.1.441
= 252 MPa
[
F1
] =
75,1
1.1.414
= 236,5 MPa
+/ứng suất cho phép khi quá tải:
[
H
]
max
=2,8.
ch2
= 2,8 . 450 = 1260 (MPa)
[
F1
]
max
=0,8.
ch1
= 0,8 . 580 = 464(MPa)
[
F1
]
max
=0,8.
ch2

= 0,8 . 450 = 360(MPa)

3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
a
w
=K
a
(u+1)
[ ]
3
2
1

.
baH
H
u
KT



(6.15a);
+)K
a
= 43 :hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và
loại răng ( theo bảng 6.5)
+)u=4,44 : tỷ số truyền của cặp bánh răng
+)T
1
=122374 (Nmm) :mômen xoắn trên trục chủ động

+)[
H
] = 495,4(MPa)
+)
ba
= 0,3 chọn sơ bộ theo (bảng 6.6)
+)K
H

:hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc
Theo bảng 6.7 chọn K
H

ứng với sơ đồ 5 (bánh răng phân bố không đối xứng)
Mặt khác :
bd
=0,5 .
ba
. (u+1) = 0,5 . 0,3 . (4,44+1)=0,816
Theo bảng 6.7 => Tra theo nội suy :

=


8,01
8,0816,0
08,0
05,107,1
05,1

=



H
K
=> K
H

= 1,0516
a
W
=43. ( 4,44 + 1)
3
2
3,0.44,4.4,495
0516,1.122374
= 171,4 mm
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
14
Thy giỏo hng dn : c Nam
Chọn a
W
= 175 mm
4.Xác định các thông số ăn khớp:
+) Theo (6.17) m =(0,01- 0,02) . a
W
= ( 0,01
ữ
0,02 ) . 175 = 1,75 3,5 ( mm)

Chọn m =2,5 theo tiêu chuẩn
+)Chọn sơ bộ =10
0
(0
0
<<20
0
)
+)Theo 6.31 Số răng bánh nhỏ
Z
1
=
mu
a
W
)1(
cos 2
+

=
5,2).44,41(
10cos.175.2
0
+
=25,3
Ly Z
1
=25
Số răng bánh lớn Z
2

= u . Z
1
= 4,44 . 25 = 111
Do vậy tỉ số truyền thực : u
m
=
44,4
25
111
=
Tính lại : cos =
W
a
ZZm
.2
)(
21
+
=
175.2
)11125(5,2 +
=0,971
=> = 13,729
0


5.Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc :
Theo (6.63) ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc:

H

=Z
M
. Z
H
. Z

.

+
2
1
1

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

Theo 6.35
tg

b
= cos


tg
t
.
= cos20,548 . tg13,729 = 0,229
=>
b

= 12.88
Với
t

= a
tw
= arctg ( tg20 / 0,971) = 20,548
=>Do đó theo 6.34
Z
H
=
722,1
548,20.2sin
88,12cos.2
2sin
cos.2

==
tw
b
a

+)Z

: hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng
Theo 6.37do

=b
w
.sin/(m) = 52,5 . sin13,729
0
/( 3,14 . 2,5 )
=1,578 > 1
Với b
w
là chiều rộng bánh răng b
w
=

ba
. a
w
= 0.3 . 175 =52,5
Theo 6.38 ta có với

> 1

Z

= (1/

) =
673,1
1
= 0,773
Với
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
15
Thy giỏo hng dn : c Nam


= [1,88 3,2 (
1
1
Z
+
2
1
Z
)] . cos
= [1,88 3,2(
25
1
+
111
1
)] . cos13,729

0
=1,673
+)Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ
d
w1
=2 . a
w
/ (u+1) =2 . 175 / (4,44+1) =64,34 mm;
+)Theo 6.40 , v =
60000

11
nd
w

=
07,1
60000
4,318.34,64.14,3
=
(m/s)
Với v = 1,07 (m/s) theo bảng 6.13 với cấp chính xác 9 và v <2,5(m/s)
K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho
các đôi răng đồng thời ăn khớp
Theo bảng 6.14 K
H

= 1,13
+)Theo 6.42

=
H
H
. g
o
. v .
u
a
w
-
H

: Hệ số kể đến ảnh hởng của sai số ăn khớp .Theo bảng 6.15
H

= 0,002
-g
o
: Hệ số kể đến sai lệch các bớc răng bánh 1 và 2
Theo bảng 6.16 => g
o
= 73
98,0
44,4
175
.07,1.73.002,0 ==
H

Do đó theo 6.41
+) Hệ số tải trọng động
K
Hv
= 1 +
011,1
2

1
1
=


HH
wwH
KKT
db
Theo 6.39 =>K
H
= K
H

.K
H

.K
HV
= 1,0516 . 1,13 . 1,011 =1,2

Thay các giá trị vào 6.36 ta đợc

H
= 274 . 1,722 . 0,773 .
2
34,64.44,4.5,52
)144,4.(2,1.122374.2 +
= 469 MPa
*)Xác định chính xác ứng suất tiếp cho phép
Theo 6.1 v = 1,07 m/s <5 m/s
=>Z
v
= 1
Với cấp chính xác động học là 9 ,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần
gia công đạt độ nhám R
a
= 2,5.1,25
m
à
,do đó Z
R
= 0,95
Với d
a
< 700mm K
XH
= 1
=>[
H
]

= [
H
] . Z
V
. Z
R
.K
XH
=495,4 . 1. 0,95 . 1 =471 (MPa)
Vậy [
H
] = 469 < [
H
]

= 471
Mặt khác :
H
HH


]'[
=
469
469471
=0,43% < 10 % .
=> Không thừa bền.
Vậy điều kện bền tiếp xúc thoả mãn.
6.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
16
Thy giỏo hng dn : c Nam
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất sinh ra tại mặt răng không đợc vợt quá
giá trị cho phép:

F1
=

mdb
YYYKT
WW
FF

2
1
11

[
F1
]
+)Theo bảng 6.7 Hệ số phân bố không đều tải trọng K

F
= 1,122.
+)Theo bảng 6.14 với v < 2,5 m/s Cấp chính xác là 9 ta có K
F

= 1,37
+)K

FV
: Hệ số tải trọng động
v
F
=
u
a
vg
w
oF


= 0,006 . 73. 1,07.
44,4
175
=2,94
Với
Theo bảng 6.15
F

Hệ số kể đến ảnh hởng của sai số ăn khớp
F

= 0,006
Bảng 6.16 g
o
= 73
+)do đó K
FV
= 1 +

FF
wwF
KKT
dbV
2

1
1
= 1 +
026,1
37,1.122,1.122374.2
34,64.5,52.94,2
=
+)K
F
= K
F

. K
F

. K
FV
=1,122. 1,37 . 1,026 = 1,577
Với

=1,673 =>Y

=

==
673,1
11


0,598
+) Với = 13,729
o
=>Y

= 1
=
140
729,13
0,902
+)Số răng tơng đơng
Z
v1
=

3
1
cos
Z
=
03
729,13cos
25
= 27
Z

v1
=

3
2
cos
Z
=
03
729,13cos
111
=121
Theo bảng 6.18 ta đợc :
Tra theo nội suy
=


2530
2527
4,0
9,38,3
9,3
1
=


F
Y

=>Y

F1
= 3,86
Y
F2
= 3,6
+) Với m = 2,5 mm => Y
S
= 1,08 - 0,0695ln(m)
=1,08 - 0,695. ln2,5 = 1,016
+)Y
R
= 1 (bánh răng phay)
+)K
XF
= 1 (d
a
< 400 mm)
Do đó theo 6.2 và 6.2a ta có
[
F1
] = [
F1
] . Y
R
. Y
S
.K
XF
=252 . 1 .1,016 . 1 =256 MPa
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49

17
Thy giỏo hng dn : c Nam
[
F2
] = [
F2
] . 1,016 = 236,5 . 1,016 = 240 MPa
Thay các giá trị vào công thức trên ta có:

F1
=
=
5,2.34,64.5,52
86,3.902,0.598,0.577,1.122374.2
95MPa

F1
< [
F1
] = 256 MPa

F2
=
F1
.
1
2
F
F
Y

Y
= 95 .
86,3
6,3
= 89 MPa

F2
< [
F2
] = 240 MPa
Vậy điều kiện bền uốn đợc thoả mãn
7.Kiểm nghiệm về quá tải
Theo 6.48 với K
qt
=
=
T
T
max
1,5
Do đó :

H1max
=
H
.
qt
K
= 469 .
5,1

= 574 MPa < [
H
]
max
=1260 (MPa);
Theo 6.49

F1max
=
F1
.K
qt
= 95.1,5 =1425 < [
F1
]
max
= 464(MPa);

F2max
=
F
.K
qt
= 89.1,5 =133,5 < [
F2
]
max
= 360(MPa);
Đảm bảo điều kiện quá tải đủ bền
8.Các thông số và kích trớc bộ truyền :

-Khoảng cách trục a
w
=175 mm
-Môđun pháp m =2,5
-Chiều rộng bánh răng b
w
=52,5mm
-Tỉ số truyền u
m
= 4,44
-Góc nghiêng = 13
o
43
-Số răng Z
1
=25 ; Z
2
= 111
-Hệ số dịch chỉnh x
1
= x
2
= 0
-Đờng kính vòng chia
d
1
=

cos
.

1
zm
=
o
72,13cos
25.5,2
=64,3 mm
d
2
=

cos
.
2
zm
=
o
72,13cos
111.5,2
=285,6 mm
-Đờng kính đỉnh răng
d
a1
= d
1
+ 2 . m =64,3 +2 . 2,5 = 69,3 mm
d
a2
= d
2

+ 2 . m =285,6 +2 . 2,5 = 290,6 mm
-Đờng kính đáy răng
d
f1
= d
1
2,5 . m = 64,3 2,5 . 2,5 =58,0 mm
d
f2
= d
2
2,5 . m = 285,6 2,5 . 2,5 =279,4 mm
*) Điều kiện bôi trơn
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
18
Thy giỏo hng dn : c Nam
a
tv
+
2
1f
d



2
4f
d
a
tv

= 100 ; d
f1
= 31,2mm ; d
f4
= 279,4mm
a
tv
+
2
1f
d
= 100 +
2
2,31
= 115,6

=
2
4f
d
7,139
2
4,279
=
Vậy thỏa mãn điều kiện bôi trơn.
Phần 3 :Tính toán thiết kế trục và chọn ổ lăn
Tính toán thiết kế trục
1.Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có
b

= 600 MPa.
ứng suất xoắn cho phép [] = 18 Mpa
2.Tính sơ bộ đờng kính trục
+/Với trục 1 là trục vào của hộp giảm tốc
Đờng kính trục đợc xác định:
d
1sb

[ ]
3
1
1
.2,0

T

,thay số : d
1sb

3
18.2,0
17560,5

= 16,9mm
Trục 1 đợc lắp với trục động cơ qua khớp nối
Theo bảng P1.7 / 242) đờng kính trục động cơ d
đc
=28 mm
d
1sb

= (0,8 1,2) . d
đc
= 22,4
ữ
33,6
Quy chuẩn d
1sb
= 30 mm
+/Với trục 2
d
2sb

[ ]
3
2
2
.2,0

T

d
2sb

3
18.2,0
122374

= 32,4 mm
Quy chuẩn d
2sb

= 35 mm
+/Với trục 3
d
3sb

[ ]
3
3
3
.2,0

T

d
3sb

3
18.2,0
523452

= 52,5 mm
Quy chuẩn d
3sb
= 55 mm
3.Xác định lực tác dụng lên các trục
Ta có sơ đồ đặt lực nh trên
+/Đối với Trục vít Bánh vít .
F
t2
= F

a1
=
2
2
.2
d
T
=
144
122374.2
= 1699 N
F
r1
= F
r2
= F
a1
.
)cos(
cos


+
=
)6,16,17cos(
6,1cos.1699
+
= 1798 N
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
19

Thy giỏo hng dn : c Nam
F
t1
= F
a2
= F
a1
. tg( + )= 1699 . tg(17,6 + 1,6) = 592 N
+/Đối với bánh răng trụ răng nghiêng
F
t1
= F
t2
=
1
2
.2
w
d
T
=
3,64
122374.2
= 3806 N
F
r1
= F
r2
=

cos
.
.
1 twt
tgF
=
729,13cos
548,20.3806 tg
= 1430 N
F
a1
=F
a2
= F
t1
. tg = 3806 . tg13,729 =930 N
4.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
+/Từ đờng kính sơ bộ theo bảng 10.2 ta chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn:
b
0
= 20 mm
- Chiều dài mayơ ở đĩa xích và mayơ bánh răng trụ lắp trên trục 3 là :
l
m
= ( 1,2 1,5 ) . d
3sb
= ( 1,21,5 ) . 55 = 66 82,5 mm;
Chọn l
m

= 73 mm
-Chiều dài mayơ nửa khớp nối ( 1,4 2,5 ) . d
1sb
= (1,4 2,5) . 30 = 4275 mm;
Chọn l
mk
= 50 mm
-Chiều dài mayơ bánh răng trụ trên trục 2
l
mbr
= (1,2 1,5) . d
2sb
= (1,2 1,5) . 35 = 4252,5
Chọn l
mbr
= 53 mm
-Chiều dài mayơ bánh vít
l
mbv
= (1,2 1,8)d
2sb
= (1,21,8). 35 = 4263
Chọn l
mbv
= 50 mm
Theo bảng 10.3 chọn các khoảng cách:
k
1
=12 :Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành
trong của hộp hoặc k/c giữa các chi tiết quay

k
2
=12 :hoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp
k
3
=15 :ảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ
h
n
=18 :Chiều cao nắp ổ và đầu bulông
Từ đó ta có sơ đồ kết cấu động học trang sau
+/Trục 1:
l
12
= -l
c12
= -[ 0,5 ( l
m12
+ b
01
) + k
3
+ h
n
]
l
11
=0,95 . d
am2
= 0,95 . 165,6 = 157,32
Chọn l

11
= 158 mm
l
13
=
2
11
l
=
2
158
= 79mm
l
c12
= 0,5 . (l
m12
+ 2. b
o
) +k
3
+ h
n
=0,5 . (50 + 2. 27) +15 +18 = 85mm
+/Trục 2 ( Lắp bánh răng cấp nhanh )
l
m22
: Chiều dài mayơ lắp trên bánh vít l
m22
= 50
l

m23
: Chiều dài mayơ lắp trên bánh răng l
m23
= 45
l
22
= 0,5 ( l
m22
+ b
02
) + k
1
+ k
2
= 0,5 .( 50 + 27 ) + 12 + 12 = 62,5 mm
l
23
= l
22
+ 0,5 ( l
m22
+ l
m23
) + k
1
= 55 + 0,5 ( 55 + 53 ) + 12=122 mm
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
20
Thy giỏo hng dn : c Nam
l

21
=
2
23m
l
+ l
23
+
2
o
b
+ k
1
+ k
2
=
2
45
+ 122 +
2
27
+12 +12 =182mm

+/Trục 3 (Lắp bánh răng cấp chậm)
Tính l
32
= l
23
= 122mm
l

31
= l
21
=182 mm
l
33
= l
31
+ h
n
+ k
3
+
2
mx
l
=182 +
2
27
+12 +15 +
2
70
=257,5mm
5 .Xác định lực trên các gối đỡ:
+/Trên trục 1:
Lực tác dụng từ khớp F
k
= (0,2
ữ
0,3)F

t
F
t
=
tc
D
T
1
.2
Tra bảng 16.10a_trang 68 Q2 ta có với đờng kính trục động cơ d
đcơ
= 28 ,T =17560
=>D
tc
= 50 mm
Vậy F
k
= (0,2
ữ
0,3) .
50
17560.2
= 141
ữ
211
Lấy F
k
= 176 N
Lực tác dụng lên trục vít F
t1

= 592 N F
r1
=1798 N F
a1
=1699 N
M =
2
.
11
dF
a
=
2
4,50.1699
= 42815 Nmm
Mômen theo trục x:

B
M
= -M F
r .
79 + F
yD
.158 = 0
=>F
yD
=
158
79.
r

FM +
=
158
79.179842815+
= 1170 N
Y= F
yB
+ F
yD
- F
r
=0
=>F
yB
= F
r
- F
yD
= 1798 - 1170 = 628 N
Mômen theo trục y

B
M
=F
k
. 85 + F
t
. 79 - F
xD
. 158 = 0

=>F
xD
=
158
79.85.
tk
FF +
=
158
79.59285.176 +
= 391 N

X
= F
k
+ F
xB
F
t
+ F
xD
= 0
F
xB
=F
t
- F
xD
- F
k

= 592 - 391 -176 = 25 N
Do đó ta có biểu đồ mômen (đơn vị Nmm) và kết cấu trục
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
21
Thy giỏo hng dn : c Nam
*/Tính chính xác đ ờng kính trục 1:
áp dụng công thức tinh mômen tại các tiết diện
M
td
=
222
.75,0
zyx
MMM ++
Với thép 45 có
b


600MPa ,Theo bảng 10.5/195 .Q1
với d
sb1
=30 thì []=63 N.mm
M
tđA
=
2
17560.75,0
= 15207 Nmm
d
A

=
3
].[1,0

tdA
M
=
3
63.1,0
15207
= 13,4 mm
M
tđB
=
22
17560.75,014960 +
= 21332
d
B
=
3
].[1,0

tdB
M
=
3
63.1,0
15207
= 15,1 mm

M
tđC
=
222
17560.75,03088992430 ++
= 98634 Nmm
d
C
=
3
].[1,0

tdC
M
=
3
63.1,0
98634
= 25,02 mm
Dựa theo tiêu chẩn kết hợp với phần tính toán cùng với đảm bảo độ bền ,tính lắp
ghép và tính công nghệ ta chọn đờng kính trục nh sau:
d
A
= 25mm ; d
B
= d
D
= 30mm ; d
C
= 35mm

+/Trên trục 2
M
B
=
2
.
BaB
dF
= 592 .
2
144
= 42624 Nmm
M
C
=
2
.
CaC
dF
= 930 .
2
3,64
= 29899 Nmm
F
rB
= 1798 N ; F
tB
= 1699 N
F
tC

=3806 N ; F
rc
= 1430 N
Mômen theo trục x

A
M
=F
rB
. 62,5 + F
tC
. 122 -F
yD
. 182 + M
B
= 0
F
yD
=
182
122.5,62.
BtCrB
MFF ++
=
182
42624122.38065,62.1798 ++
= 3403

Y
=F

yA
- F
rB
-F
tC
+ F
yD
= 0
=>F
yA
= F
rB
+ F
tC
-F
yD
= 1798 + 3806 3403 = 2204 N
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
22
Thy giỏo hng dn : c Nam
Mômen theo trục y:

A
M
= -F
tB
. 62,5 + M
C
- F
rC

. 122 + F
xD
.182 = 0
=>F
xD
=
182
122.5,62.
rCCtB
FMF +
=
182
122.1430298995,62.1699 +
= 1378 N

X
=F
XA
-F
tB
-F
rC
+ F
XD
= 0
=>F
XA
= F
tB
+ F

rC
- F
XD
=1699 + 1430 - 1378 =1751
Biểu đồ nh hình vẽ
*/Tính chính xác đ ờng kính trục 2:
áp dụng công thức tinh mômen tại các tiết diện
M
td
=
222
.75,0
zyx
MMM ++
Theo bảng 10.5/195 .Q1
với d
sb1
=35 thì []=60 N.mm
M
tđB
=
222
122374.75,05,1094375,180186 ++
= 235956 Nmm
d
B
=
3
].[1,0

tdB
M
=
3
60.1,0
235956
= 34 mm
M
tđC
=
222
122374.75,0112579204180 ++
= 256115 Nmm
d
C
=
3
].[1,0

tdC
M
=
3
60.1,0
256115
= 34,9 mm
Dựa theo tiêu chẩn kết hợp với phần tính toán cùng với đảm bảo độ bền ,tính lắp
ghép và tính công nghệ ta chọn đờng kính trục nh sau:
d
A

= d
D
= 35 mm
d
B
= 38 mm ; d
C
= 40 mm
+/Trên trục 3
h : Đờng kính đỉnh bánh lớn /2 + khoảng cách từ đỉnh bánh răng lớn đến đáy +bề
dày đáy
=> Chọn sơ bộ
h =
2
6,290
+ 14 +14 =173,3 mm
H =H - h =750 - 173,3 =576,7
sin=
a
H
=
1005
7,576
= 0,5738 => = 35
0

Do đó
F
x
= F

r
. cos35
0
= 5955 . cos35
0
= 4878 N
F
y
= F
r
. sin35
0
= 5955 . sin35
0
= 3416 N
Mặt khác :
F
tB
= 3806 N ; F
rB
= 1430 N
M
B
= F
a
.
2
2
d
= 930.

2
6,285
= 132804 Nmm
Mômen theo trục x
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
23
Thy giỏo hng dn : c Nam

A
M
=-F
tB
. 122 +F
yC
. 182 +F
y
.257,5 = 0
=>F
yC
=
182
5,257.122.
ytB
FF
=
182
5,257.3416122.3806
= -2282 N
Đổi lại chiều F
yC

Y
= F
yA
- F
tB
-F
yC
+F
y
= 0
=>F
yA
= F
tB
+ F
yC
-F
y-
= 3806 + 2282 - 3416 = 2672 N
Mômen theo trục y

A
M
= F
rB
. 122 + M
B
- F

xC
.182 + F
x
. 257,5 =0
=>F
xC
=
182
5,257.122.
xBrB
FMF ++
=
182
5,257.4878132804122.1430 ++
= 8590 N

X
=F
xA
- F
rB
+F
xC
-F
x
= 0
=>F
xA
= F
rB

+F
x
- F
xC
= 1430 +4878 - 8590 = - 2282 N
Đổi lại chiều F
xA

*/Tính chính xác đ ờng kính trục 3:
áp dụng công thức tinh mômen tại các tiết diện
M
td
=
222
.75,0
zyx
MMM ++
M
tđB
=
222
523452.75,0278404325984 ++
= 623919 Nmm
d
B
=
3
].[1,0

tdB

M
=
3
50.1,0
623919
= 48,97 mm
M
tđB
=
222
523452.75,0368289257908 ++
= 638478 Nmm
d
B
=
3
].[1,0

tdB
M
=
3
50.1,0
638478
= 49,82 mm
M
tđB
=
2
523452.75,0

= 453323 Nmm
d
B
=
3
].[1,0

tdB
M
=
3
50.1,0
453323
= 44,92 mm
Dựa theo tiêu chẩn kết hợp với phần tính toán cùng với đảm bảo độ bền ,tính lắp
ghép và tính công nghệ ta chọn đờng kính trục nh sau:
d
B
= 55 mm d
C
= d
A
= 50 mm d
D
= 45 mm
6.Kiểm ngiệm hệ số an toàn
Kết cấu trục cần thoả mãn điều kiện :

[ ]
s

ss
ss
s
+
=
22
.


Trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 2,5,
khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5 3.
+) s

, s

- hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trờng hợp ứng suất pháp hoặc ứng
suất tiếp, đợc tính theo công thức sau đây:
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
24
Thy giỏo hng dn : c Nam

ma
k
s





1

+
=


;

ma
k
s





1
+
=

trong đó

-1
,
-1
: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng,vật liệu là thép 45 nên :

-1
= 0,436
b
=0,436 . 600 = 261,6 MPa

-1
=0,58
-1
=0,58 . 261,6 = 152 MPa
+)
a
,
a
,
m
,
m
là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp
tại tiết diện xét.
+/Do trục đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng:

mi
= 0,
aj
=
mạxj
= M
i
/W
i

M
i
: Mômen uốn tổng tại điểm i
+/Do trục quay một chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động:

m
=
a
=
max
/2=T/2.W
0
+/Xác định hệ số kể đến ảnh hởng của trị số trung bình đến độ bền mỏi
Theo bảng 10.7 có

= 0,05

= 0
+/Xác định các hệ số K

dj
, K

dj
với các tiết diện nguy hiểm theo:
K

dj
= ( K

j
/

+ K

x
- 1)/K
y

K

dj
= (K

j
/

+ K
x
1)/K
y

Phơng pháp gia công là tiện Ra = 2,5 0,63 àm. Tra bảng 10.8 (trang 197) K
x

=1,06
K
y
: hệ số tăng bền bề mặt K
y
=1,6 (Tôi bằng dòng điện tần số cao)
K

: hệ số tập trung ứng suất khi uốn
K

: hệ số tập trung ứng suất khi xoắn
+)Trục 1:
Với số liệu nh sau :
d
A
= 30mm ; d
B
= d
C
= 35mm ; d
C
= 40mm
*/Xét các mặt cắt nguy hiểm :
+/Tại trục vít C:
Có d
13
=40 mm Theo bảng (9.1a) ta có
Chọn then bằng với số liệu nh sau :
b=12 mm h=8 mm t
1
=5 mm
Bảng(10-10):tra đợc hệ số kích thớc

= 0,85

=0,78
Thay số K

dC
= ( 1,76/0,85 + 1,06 - 1)/1,6 = 1,11
K

dC
= (1,54/0,78 + 1,06 - 1)/1,6=1,278
Nguyn Vn Hi C in T 2-K49
25