tính toán, thiết kế hệ thống truyền động

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG HẢI PHÒNG

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
KHOA CÔNG NGHỆ
Bộ môn : Cơ Khí
Giáo Viên : Nguyễn Thành Long
Sinh viên: Nguyễn Quang Vũ
Lớp: 12Q301A
HẢI PHÒNG: /2014
NỘI DUNG
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐÔNG
1- Động cơ điện; 2- Đai truyền; 3- Hộp giảm tốc; 4- Khớp nối; 5- Tang
và băng tải
Hệ thống truyền động gồm:
- Bộ truyền động đai
- Hộp giảm tốc 2 cấp truyền: cấp truyền nhanh là cặp truyền
bánh răng trụ răng nghiêng, cấp truyền chậm là cặp truyển bánh răng trụ
răng thẳng.
Hệ thống làm việc:
Tang chống và băng tải. Phụ tải không thay đổi hoặc thay đổi
không đáng kể
Lực kéo băng tải: P = 9500 (N)
Vận tốc băng tải: V = 0,35 (m/s)
Đường kính tang chống: D = 280 (mm)
Thời gian làm việc 5 năm ( 1 năm làm 300 ngày, mỗi ngày 2
ca, 1 mỗi ca làm 8 giờ )
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Phần 1: XÁC CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ
TRUYỂN
1: CHỌN ĐỘNG CƠ

2: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
3: BẢNG THỐNG KÊ SỐ LIỆU
Phần 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY
1: THIẾT KẾ BỘ TRUYỂN ĐỘNG ĐAI THANG
2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH
3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM
Phần 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
1: TÍNH ĐƯỜNG KÍNH SƠ BỘ CỦA CÁC TRỤC
1.1: TÍNH GẦN ĐÚNG TRỤC
2: TÍNH CHÍNH XÁC TRỤC
3: TÍNH THEN
Phần 4: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC
1: CHỌN Ổ LĂN
2: CHỌN KIỂU LẮP Ổ LĂN
3: CỐ ĐỊNH TRỤC THEO PHƯƠNG DỌC TRỤC
4: BÔI TRƠN Ổ LĂN
5: CHE KÍN Ổ LĂN
Phần 5: CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC
1: VỎ HỘP
Phần 6: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC
Phần 1: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền
1: Chọn động cơ điện
- Công suất cần thiết : N
ct
=
N = = = 3,325kW
- Hiệu suất truyền động : =
1
Trong đó: = 0,94 hiệu suất bộ truyền đai.
= 0,97 hiệu suất bộ truyền bánh rang.

= 0,996 hiệu suất của một cặp ổ lăn.
= 1 hiệu suất khớp nối.
= 0,94.0,97
2
.0,966
4
= 0,87
N
ct
=
87.0
4.4
= 5.06 kW
N
I
= N
ct
= 4.61
N
II
= N
I
= 4.71
N
III
= N
II
= 4.39
Theo bảng 2P trang 322, ta chọn động cơ điện ký hiệu A02-51-4, công
suất động cơ = 7,5kW, số vòng quay động cơ = 1460 vg/ph. Giá thành

không đắt mà tỷ số truyền chung vẫn có thể phân phối hợp cho các bộ
truyền trong hệ thống dẫn động.
2: Phân phối tỷ số truyền
- Tỷ số truyền động chung: i =
Trong đó: n
t
số vòng quay của tang
V =
1000.60

tt
nD
π
 = =
280.14.3
4.0.1000.60
= 27.30 vg/ph
i =
30.27
1460
= 53.48
i =
trong đó : - tỷ số truyền của bộ truyền đai
- tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp
nhanh
- tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp
chậm
Từ bảng 2-2 trang 32, với tỷ số truyền động i-tb:
Chọn trước = 4
i

bn
i
bt
. = =
4
54
= 13.5
Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc
bằng phương pháp ngâm trong dầu, ta chọn = (1,2 ÷ 1,3).
Lấy = 4,1 do đó =
1.4
5.13
= 3.30
Tra bảng 2-2 trang 32 ta chọn sơ bộ:
-Tỉ số truyền bánh răng 1 cấp i
br
= 4
-Bộ truyền đai thang: i
đ
= 4
n
1
= =
4
1460
= 365 (vòng/phút)
n
2
=
bn

i
n
1
=
1.4
365
= 89.02 (vòng/phút)
n
3
= 30 (vòng/phút)
3: BẢNG THỐNG KÊ SỐ LIỆU
Trục
Thông số
Trục động
cơ
I II III
i i
đ = 4
i
bn
= 4,1 i
bt
= 3.30
n (vg/ph) 1460 365 89,02 30
N ( kW ) 7.5 4.61 4.71 4,39
Phần 2: Tính toán và thiết kế các chi tiết máy
1: Tính toán thiết kế bộ truyền động đai
Thiết kế bộ truyền đai thang
1.1: Chọn loại đai
- Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động và moomen

xoắn giữa các trục với nhau. Đai được mắc lên 2 bánh với lực căng ban
đầu F
0
, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và
bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi
- Ở đây ta chọn loại đai vải cao su vì đai vải cao su gồm nhiều lớp
vải và cao su có độ bền mòn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hưởng bởi sự thay
đổi nhiệt độ và độ ẩm lên thường được sử dụng rộng rãi.
- Dựa vào công suất của cơ cấu tra bảng 5-11 trang 92 sách thiết kế
chi tiết máy ta chọn loại đai kích thước B
Các thông số của kích thước đai B:
a
0
= 11 (mm), h = 8 (mm), a = 13 (mm), h
0
= 2.8 (mm),
F = 81 (mm
2
)
a
ao
h
ho
Ðai hình thang
a) - Đường kính bánh đai nhỏ D
1
:
- Chọn D1 = 140 mm theo bảng 5-14 và 5-15 trang 93
- Vận tốc của đai
V = điều kiện V

đ
( 30 35 m/s )

V = = =
1000.60
1460.140.14.3
= 10.7 > 5 m/s nằm trong phạm vi cho
phép
b) - Đường kính bánh đai lớn
Đường kính bánh đai lớn:
D
2
= D
1
.i(1 - )
=140.4.(1 - 0,02) = 548.8
Trong đó: i- tỉ số truyền
= 0,02 hệ số trượt
Chọn đường kính D
2
theo tiêu chuẩn D
2
= 560 mm dựa theo bảng
5-15 trang 93
Kiểm tra lại số vòng quay n
2
:
n
2
= (1 - ). .n = (1 - 0,02 ).

560
140
.1460= 357.7 ( vòng/phút)
so sánh n
1
và n
2
sai khác từ (3 5)% lên chấp nhận được
c) Xác định khoảng cách trục A
- Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện
0,55(D
1
+ D
2
) + h A 2(D
1
+ D
2
)
Trong đó: h- chiều cao của tiết diện đai
Chọn A theo tỉ số truyền i và đường kính D
1
dựa vào bảng 5-
16 trang 94
A D
2
= 560
d) Xác định chiều dài dây đai
- Theo khoảng cách trục A đã chọn ta có
L = 2A + . ( D

2
+ D
1
) +

= 2.560 + . (560 + 140) +
( )
560.4
140560
2
−
= 2298.3 (mm)
Tra bang 5-12 trang 92 ta chọn chiều dài tiêu chuẩn: L =2360 (mm)
- Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây:
U = =
2360
10.88,5
3
= 2,50 U
max
= 10
- Khoảng cách trục A:
A =
= 593
- Khoảng cách trục A thoả mãn điều kiện
0,55.(D
1
+D
2
) + h A 2.(D

1
+ D
2
)
0,55.(140+560) + 8 A 2.(140+560)
393 A 1400
e) Góc ôm
- Góc ôm trên bánh đai nhỏ được tính theo công thức:
= - . = -
593
140560 −
. =
o
139
Thoả mãn điều kiện
f) Xác định số đai cần thiết
- Số đai Z được tính theo công thức:
Z
Trong đó: P- công suất trục bánh đai
V: vận tốc đai m/s
- hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, tra bảng 5-18 trang 95
- hệ ssos xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng, tra bảng 5-6 trang 95
- hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, tra bảng 5-19 trang 95
- ứng suất có ích cho phép tra bảng 5-17 trang 95
- Các hệ số: = 0,89
= 0,9
= 1
= 1,7
V=10,7
- Số đai Z =

1.89,0.9,0.7,1.7,10
5,7.1000
=6,35
chọn Z = 6
g) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
- Chiều rộng bánh đai
B = (Z - 1).t +2S
Trong đó t, s và h
o
tra bảng 10-3 trang 257
t = 16, s = 10, h
o
= 3,5
Vậy chiều rộng bánh đai là: B = (Z - 1).t +2S
= (6 - 1).16 + 2.10 = 100 (mm)
- Đường kính ngoài của bánh đai
+ Bánh dẫn: D
n1
= D
1
+2.h
o
= 140 + 3,5.2 = 147 (mm)
+ Bánh bị dẫn: D
n2
= D
2
+ 2.h
o
= 560+ 3,5.2 = 567 (mm)

h) Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
- Lực căng ban đầu đối với mỗi đai
S
o
= .F
Trong đó: = 1,2 N/ ứng suất căn ban đầu,
F- diện tích 1 đai,
S
o
= .F = 1,2.81= 97,2 (N)
- Lực tác dụng lên trục
R = 3S
o
Zsin = 3.97,2.6.sin
2
139
0
= 1639 (N)
Thông số Trị số
Đường kính bánh đai nhỏ: D
1
140 (mm)
Đường kính bánh đai lớn: D
2
560 (mm)
Khoảng cách trục A 560 (mm)
Chiều dài dây đai: L 2360 (mm)
Góc ôm:
139
0

Số đai: Z 6
Chiều rộng đai: B 100 (mm)
Lực căng ban đầu: S
o
97,2 (N)
Lực tác dụng lên trục: R 1639 (N)
2) Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh ( bộ truyền bánh răng
nghiêng)
2.1) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng
- Bánh nhỏ dùng thép 45 thường hoá
- Bánh lớn dùng thép 35 thường hoá
Tra bảng 3-8 trang 40 ta có
- Thép 45: = 600 N/
= 300 N/
HB = 190 ( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100N/ )
- Thép 35: = 480 N/
= 240 N/
HB = 160 ( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 300 500 mm)
2.2) Định ứng suất cho phép
Theo công thức 3-3 trang 42 số chu kì làm việc tương đương của bánh
răng: N
tđ
= 60.u.T
h
.n
Trong đó: n- số vòng quay trong 1 phút của bánh răng
T- Tổng số giờ làm việc
u- số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng quay 1 vòng
- Số chu kì làm việc của bánh lớn:
N

2
= N
tđ
= 5.300.2.80.60.27=38,88.
- Số chu kì làm việc của bánh nhỏ
N
1
= iN
2
= 3,30.38,88. = 128,3.
Tra bảng 3-9 chọn số chu kì cơ sỏ N
o
= . Vì N
1
và N
2
N
o
Ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K
N
= 1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
= 2,6. HB = 2,6.190 = 494 N/
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
= 2,6. HB = 2,6. 160 = 416 N/
Để xác định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số
tập trung ứng suất ở chân răng K = 1,8 ( vì là phôi rèn, thép thường hoá),
giới hạn mỏi trong chu kì mạch động tra trong sổ tay hoặc lấy gần đúng
(0,4 0,45)
Giới hạn mỏi của thép 45 là:

= 0,43.600 = 258 N/
Giới hạn mỏi của thép 35 là:
= 0,43.480 = 206,4 N/
- Vì bánh răng quay một chiều theo công thức 3-5 có Ứng Suất Uốn:
Bánh nhỏ: = =
= = 143,3 N/
Trong đó: n- hệ số an toàn, thép thường hoá n = 1,5. Tôi n = (1,8 )
- hệ số tập trung ứng suất, đối với thép thường hoá = 1,8
Bánh lớn: = =
= = 115 N/
2.3) Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K = 1,3
2.4) Chọn Hệ số chiều rộng bánh răng = 0,3 theo trị số trang 44
2.5) tính khoảng cách trục A: lấy = 1,25
A ( i 1)
A (4,1 + 1).
105.25,1.4,0
5.4.3,1
.
1,4.16,4
10.05,1
3
6









= 178 (mm)
2.6) Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
- Vận tốc vòng:
V = =
( )
11.4.1000.60
365.178.14,3.2
+
=1.7 m/s tra bảng 3-11
Với vận tốc này có thể chế tạo bánh răng theo cấp chính xác 9.
2.7) Định chính xác hệ số tải trọng K
- Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng HB < 350 lên
K
tt
= 1. Giả sử b > , với cấp chính xác 9 và vận tốc vòng 1,7 m/s tra
bảng 3-14 ta được K
đ
= 1,2
- ở đây tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng < 350HB
nên K
t t
- Hệ số tải trọng K:
K = K
tt
.K
đ
= 1.1,2 = 1,2
- Vì trị số K không chênh lệch nhiều lên không cần tính lại A. Ta chọn A
= 180
2.8) Xác định môđun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng bánh

răng
- Xác định môđun: m = (0,01 ).A
= (0,01 .180 = 1,87 3,6 mm Lấy m
n
= 3
- Sơ bộ chọn góc nghiêng: = ; cos = 0,985
- Tổng số răng của 2 bánh:
Z
t
= Z
1
+ Z
2
=
3
985,0.180.2
= 118,2
Lấy Z
t
= 118
- Số răng bánh nhỏ:
Z
1
= =
1,5
118
= 23 > 13 thỏa mãn điều kiện là lớn hơn chỉ số
giới hạn ( 3-15 )
Lấy Z
1

= 23
- Số răng bánh lớn:
Z
2
= i.Z
1
= 4,1.23 = 94,3 răng
Lấy Z
2
= 94
- Tính chính xác góc nghiêng theo công thức 3-28 trang 50:
Cos = =
180.2
3).9423( +
= 0,975
= 12
0
50’
- Chiều rộng bánh răng:
b = .A = 0,3.180 = 54 (mm)
Lấy b = 55 mm
Chiều rộng B thoả mãn điều kiện: b > =
'5012sin
3.5,2
0
= 34 (mm)
2.9) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
- Tính số răng tương đương của bánh nhỏ
Z
td1

= =
( )
3
975,0
23
= 25
- Tính số răng tương đương của bánh lớn
Z
td2
= =
( )
3
975,9
94
= 101
- Hệ số dạng răng tra bang 3-18
+ Bánh nhỏ Y
1
= 0,429
+ Bánh lớn Y
2
= 0,517
+ Lấy hệ số = 1,5
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tồn tại chân răng bánh nhỏ.
= =
54.5,1.365.23.3.429,0
61,4.2,1.10.11,19
2
6
= 40.2()

<
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tồn tại chân bánh răng lớn.
= . = 40,2.
517,0
429,0
= 33,3 ()
<
2.10) Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
- Mô đun pháp m
n
=3mm
- Số răng Z
1
=23 , Z
2
=94
- Góc ăn khớp = 20
0
- Góc nghiêng = 12
0
50’
- Đường kính vòng chia (vòng lăn)
d
1
= =
975.0
23.3
= 70,76 (mm)
d
2

= =
975.0
94.3
= 290 (mm)
- Đường kính vòng đỉnh răng:
D
e1
= d
1
+2.m
n
= 70,76+2.3 = 76,76 (mm)
D
e1
= d
2
+2.m
n
= 290+2.3 = 296 (mm)
- Đường kính vòng chân răng:
D
i1
= d
1
-2,5.m
n
= 70,76-2,5.3 = 63,26 (mm)
D
i2
= d

2
-2,5.m
n
= 290-2,5.3 = 282,5 (mm)
Bảng thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Thông số Giá Trị
Môđun = 3 (mm)
Số răng Z
1
= 23 răng, Z
2
= 94 răng
Góc ăn khớp =
Góc nghiêng
12
0
50’
Chiều rộng răng B = 55 (mm)
Khoảng cách trục A = 180 (mm)
Đường kính vòng chân răng D
i1
= 63,26 (mm), D
i2
= 282,5
(mm)
Đường kính vòng đỉnh răng D
e1
= 76,76 (mm), D
e2
= 296 (mm)

2.11) tính lực tác dụng lên trục
- Lực vòng:
P = = =
365.71
61,4.10.55,9.2
6
= 3398 (N)
- Lực hướng tâm: =
P
r
= =
'5012cos
20.3398
0
0
tg
= 1268 (N)
- Lực dọc trục:
P
a
= P.tg = 3398.0,203 = 774(N)
3) Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm ( Bộ truyền bánh răng thẳng )
3.1) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng
- Bánh nhỏ: Thép 45 thường hoá + = 580 N/
+ = 290 N/
+ HB = 190 ( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100)
- Bánh lớn: Thép 35 thường hoá + = 480 N/
+ = 240 N/
+ HB = 160 ( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 300
3.2) Định ứng suất cho phép

- Số chu kì làm việc của bánh lớn:
N
2
= 60.u.T.n = 60.5.300.2.8.100 = 144.10
6
-
- Số chu kì làm việc của bánh nhỏ:
N
1
= i.N
2
= 3,3.144. = 475,2.
Vì N
1
và N
2
đều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và
đường cong mỏi uốn ( N
o
= ) nên đối với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy
K
N
= K
N
” = 1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
= 2,6. HB = 2,6.190 = 494 N/
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
= 2,6. HB = 2,6.160 = 416 N/
Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập

trung ứng suất ở chân răng = 1,8 ( vì là phôi rèn, thép thường hoá)
- Giới hạn mỏi của thép 45 là:
= 0,43.580 = 249,4 N/
- Giới hạn mỏi của thép 35 là:
= 0,43.480 = 206,4 N/
- Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:
= =
= = 138,5 N/
- Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:
= =
= = 115 N/
3.3) Sơ bộ chọn hệ số tải trọng: K = 1,3
3.4) Chọn hệ số chiều rộng bánh răng = 0,3
3.5) Tính khoảng cách trục A
A ( i 1)
A (3,3+1).
3
2
6
30.3,0
71,4.3,1
.
3,3.416
10.05,1









= 316 (mm)
3.6) Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng
- Vận tốc vòng
V = =
3.4.1000.60
02.89.316.14,3.2
= 0,68 m/s ( < 3m/s )
Với vận tốc này có thể chế tạo bánh răng theo cấp chính xác 9.
3.7) Định chính xác hệ số tải trọng K
- Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng nhỏ hơn 350
HB nên K
tt
= 1
- Hệ số tải trọng tra bảng 4-11: K
đ
= 1,1
- Hệ số tải trọng: K = K
tt
.K
đ
= 1.1,1 = 1,1
Vì trị số K khác nhiều so với trị số chọn sơ bộ cho nên cần tính lại
khoảng cách trục:
A = 316. = 298 (mm)
3.8) Xác định môđun, số răng và chiều rộng bánh răng
- Xác định môđun: m = (0,01 ).A
= (0,01
÷

0,02).316 = 3,16 6,32
Lấy m
n
= 4 (mm)
- Số răng bánh nhỏ:
Z
1
= =
( )
13,3.4
298.2
+
= 34,6
Lấy Z
1
= 35
- Số răng bánh lớn
Z
2
= Z
1
.i = 35.3,3 = 115
- Chiều rộng bánh răng:
b = .A = 0,4.298 = 119 (mm)
3.9) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
- Tra bảng ( 3-18) ta có :
+ Bánh nhỏ Y
1
= 0,46
+ Bánh lớn Y

2
= 0,517
- Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
= =
108.02,89.35.4.46,0
71,4.1,1.10.1,19
2
6
= 40()
<
- Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn
= . = 40.
517,0
46,0
= 35 ()
<
3.10) Các thông số bộ truyền bánh răng thẳng
- Đường kính vòng chia ( vòng lăn )
d
1
= m.z
1
= 4.35 = 140 (mm)
d
2
= 4.115 = 460 (mm)
- Đường kính vòng đỉnh răng
D
e1
= d

1
+2.m
n
= 140 + 2.4 = 148 (mm)
D
e2
= d
2
+ 2.m
n
= 460 + 2.4 = 468 (mm)
- Đường kính vòng chân răng
D
i1
= 140 - 2,5.4 = 130 (mm)
D
i2
= 460 - 2,5.4 = 450 (mm)
Bảng thông số bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số Giá Trị
Môđun = 4 (mm)
Số răng Z
1
= 35 răng, Z
2
= 115 răng
Góc ăn khớp =
Góc nghiêng 50’
Chiều rộng răng B = 119(mm)
Khoảng cách trục A = 298 (mm)

Đường kính vòng chân răng D
i1
= 130 (mm), D
i2
= 450 (mm)
Đường kính vòng đỉnh răng D
e1
= 148 (mm), D
e2
= 468 (mm)
3.11) Tính lực tác dụng lên trục:
- Lực vòng: P = = =
02,89.140
71,4.10.55,9.2
6
= 7218 (N)
- Lực hướng tâm: Pr = P.tg
α
= 7218.0,364 = 2627 (N)
Phần 3. Tính toán thiết kế trục và then
1) Tính đường kính sơ bộ của các trục
d C: hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, đối với đầu
trục vào và trục truyền chung có thể lấy C = 120
- Trục I: d
1
= 120.
3
365
61,4
= 28 (mm)

- Trục II: d
2
= 120.
3
02,89
71,4
= 45 (mm)
- Trục III: d
3
= 120.
3
30
39,4
= 63 (mm)
Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng, ta lấy trị số d
2
= 45 (mm) để chọn
loại ổ bi đỡ cỡ trung bình. Tra bảng 14P ta có chiều rộng ổ B = 25 (mm)
2) Tính gần đúng trục
- Để tính các kích thước chiều dài của trục tham khảo bảng 7-1 ta chọn
các kích thước sau:
+ Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp a = 10 (mm)
+ Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên của ổ lăn l
2
=
10 (mm)
+ Chiều rộng ổ B = 25 (mm)
+ Chiều cao của lắp và đầu bulông l
3
=15 (mm)

+ Khoảng cách từ lắp đến ổ đến mặt cạnh l
4
= 15(mm)
+ Khoảng cách giữa 2 bánh răng trên trục C
1
= 10 (mm)
+ Chiều rộng bánh đai B
đ
= 86 (mm)
+ Chiều rộng bánh răng cấp nhanh B
r1
=56(mm)
+ Chiều rộng bánh răng cấp chậm B
r2
= 108 (mm)
- Tổng hợp các kích thước trên ta có:
a = l
2
+ a
1
+ = 65.5(mm) b = +C
1
+ = 92(mm)
c = + a
1
+ +l
2
=65,5mm) l = + l
4
+ l

3
+ = 86(mm)
- Khoảng cách giữa hai gối trục :
a+b+c = 65.5+65,5+92 = 223
- Khoảng cách giữa trục I và II:
A
2
+ A
3
= 180+298 = 478
- Mô men xoắn trục III
M
x
= 9,55.10
6
.
30
39,4
=1397.10
3
- Mô men xoắn ở đai ra :
M = 1397.10
3
.1,2 = 1677.10
3
Tra bảng (9-2/224) ta được đường kính khớp nối D = 200 mm
Có : D+D’’ = 200+567=767
Với D: đường kính khớp nối
D’’ đường kính bánh đai bị dẫn
Để có thể làm việc được thì A

2
+ A
3
>
2
1
( D+D’’)
478 >
2
1
767

P4
P3
Pr3
Pr2
P2
Pa2
Rd
Pr4
2.1) Trục I
- Các lực tác dụng trục I: R
đ
= 1639 (N) Pr
1
= 1268 (N)
P
1
= 3398 (N) Pa
1

= 774 (N)
l = 86 (mm) (a+b) = 157,5 (mm)
C = 61 (mm) d
1
= 70,76 (mm)
(a+b+c) = 223 (mm)
- Tính phản lực ở các gối trục:
mA
y
= R
đ
.1 + Pa
1
.Pr
1
(a+b) + R
By
(a+b+c) = 0
R
By
=
R
By
=
5,65925,65
2
76,70
.77486.16395,157.1268
++
−−

= 141(N)
R
Ay
= R
đ
+ Pr
1
- R
By
= 1639+1268-141 = 2766 (N)
mA
x
= P
1
(a+b) - R
Bx
(a+b+c) = 0
R
Bx
= =
223
5,157.3398
= 2400 (N)
R
Ax
= P
1
- R
Bx
= 3398 – 2400 = 998 (N)

- Tính mômen uốn ở những tiết diện nguy hiểm.
Ở tiết diện n-n:
M
u n-n
= R
đ
l = 1639.86 = 140954 (Nmm)
Ở tiết diện m-m:
M
u m-m
=
Trong đó: Muy

= Pa
1
. + R
By
C = 36620 (Nmm)
M
ux
= R
Bx
C = 157200(Nmm)
M
u m-m
= =
22
)175200()36620( +
= 161409 (Nmm).
- Tính đường kính trục ở hai tiết diện n-n và m-m theo công thức (7-3)

d
Đường kính trục ở tiết diện n-n
Ở đây: M
td
=
M
x
= =
365
61,4.10.55,9
6
= 120618 ( Nmm)
M
td
=
22
)120618.(75,0)140954(
+
= 175441 (Nmm)
{ = 50 N/ tra bảng 7-2
d
n-n

3
50.1,0
175441
= 33 (mm)
Đường kính trục ở tiết diện m-m:
M
td

=
22
)120618.(75,0)161409(
+
= 192621(Nmm)
d
m-m

3
50.1,0
192621
= 34 (mm)
- Đương kính ở tiết diện n-n lấy = 35 (mm) và đường kính ở tiết diện m-
m lấy = 38 (mm) vì trục có rãnh then.
2.2) Trục II
ux
- Các lực tác dụng: P
2
= 3398 (N) Pr
2
= 1268 (N) d
2
= 290 (mm)
Pa
2
= 774 (N) P
3
= 7218 (N) Pr
3
= 2627 (N)

a = 65,5 (mm) b = 92 (mm) c = 65,5 (mm)
- Tính phản lực ở các gối đỡ:
= Pr
3
a - Pr
2
(a+b) - Pa
2
. + R
Dy
(a+b+c)
R
Dy
= =
223
5,65.2627
2
290
.7745,157.1268 −+
= 627 (N)
R
CY
= P
r3
+ R
DY
- P
r2
= 2627 + 627 - 1268 = 1986 (N)
= P

3
.a + P
2
(a+b) - R
DX
(a+b+c) = 0
R
DX
= =
223
5,157.33985,65.7218 +
= 4520 (N)
R
CX
= P
3
+ P
2
- R
DX
= 7218+3398-4520 = 6096 (N)
- Tính mômen uốn tổng cộng M
u
=
Ở tiết diện e-e:
M
ux
= R
CX
.a = 6096.65,5 = 399288 (Nmm)

M
uy
= R
CY
.a = 1986.65,5 = 130083 (Nmm)
M
u
e-e = =

22
)130083()399288( +
= 419944 (Nmm)
M
tđ
=
M
x
= =
02,89
71,4.10.55,9
6
= 505285(Nmm)
M
tđ
=.
22
)505285.(75,0.)419944(
= 568990 (Nmm)
d
e-e

=
3
50.1,0
657012
= 46 (mm)
Ở tiết diện i-i:
M
uy
= R
DY
.C - P
a2
. = 627.65,5 - 774.
2
290
= -71161 (Nmm)
M
ux
= R
DX
.C = 4520.65,5 = 296060 (Nmm)
M
u
i-i =
22
)71161()296060( −+
= 304492 (Nmm)
M
tđ
=

22
)505285()304492( +
= 589939 (Nmm)
D
i-i
=
3
50.1,0
589939
= 49 (mm)
- Ở hai đoạn trục này đều có làm rãnh then để cố định bánh răng theo
phương tiếp tuyến, vì vậy đường kinhd trục lấy lớn hơn so với tính toán:
d
e-e
= 45 (mm), d
i-i
= 48 (mm)
2.3) Trục III
- Các lực tác dụng: P
4
= 7218 (N) P
r4
= 2627 (N)
a = 65,5 (mm) b = 92 (mm) c = 65,5 (mm)
- Tính phản lực ở các gối trục:
mEy = P
r4
.a - R
FY
(a+b+c) = 0

R
FY
= =
223
5,65.2627
= 772 (N)
R
EY
= P
r4
- R
FY
= 2627 - 772 = 1855 (N)
mEx = P
4
.a - R
FX
(a+b+c) = 0
R
FX
= =
223
5,65.7218
= 2120 (N)
R
EX
= P
4
- R
FX

= 7218 - 2120 = 5098 (N)
- Tính mômen uốn ở tiết diện chịu tải lớn nhất:
Mu =
M
ux
= R
EX
.a = 5098.65,5 = 333919 (Nmm)
M
uy
= R
EY
.a = 1855.65,5 = 121502 (Nmm)
Mu =
22
)121502()333919( +
= 355337 (Nmm)
M
tđ
=
M
x
= =
30
39,4.10.55,9
6
= 1397483 (Nmm)
M
tđ
=

22
)1397483.(75,0)355337(
+
= 1441951 (Nmm)
D
III
=
3
50.1,0
1441951
= 66 (mm)
- Lấy D
III
= 65 (mm) Đường kính ngõng trục (mm), đường kính đầu
trục ra
3) Tính chính xác trục
- Tính chính xác trục theo công thức (7-5)
n =
- Vì trục quay nên ứng suất uốn biến đổi theo chu kì đối xứng:
= = = ; = 0
=
- Bộ truyền làm việc một chiều nê ứng suất tiếp biến đổi theo chu kì
mạch động
= = =
=
- Giới hạn mỏi uốn và xoắn:
= 0,45. = 0,45.600 = 270 N/
= 0,25. = 0,25.600 = 150 N/
=
W = 3660 ( tra bảng 7-3b)

M
u
= 7870 Nmm
= = 32 N/
= =
W
o
=

16740
M
x
= 120618 Nmm
=
16740.2
120618
= 3,6 N/
- Chọn hệ số và theo vật liệu, đối với thép cacbon trung bình 0,1 và
0,05
Hệ số tăng bền = 1
Chọn các hệ số , , ,
+ Theo bảng 7-4 lấy = 0,82; = 0,70
+ Theo bảng 7-8 tập trung ứng suất do rãnh then = 1,5; = 1,42
- Tỉ số = = 1,8
= = 2
- Tập trung ứng suất do lắp căng, với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra
trên bề mặt ghép 30 N/, tra bảng 7-10 ta có = 2,6
= 1 + 0,6
= 1 + 0,6(2,6 - 1) = 1,96
- Thay các trị số trên vào công thức tính và :

= = 3,2
= = 7,6
n = = 2,9 > [n]
Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5
4) Tính then
- Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến, nói cách khác là để
truyền mômen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta
dùng then.
4.1) Trục I:
- Đường kính trục I để lắp then d =35 mm
Tra bảng 7-23 ta chọn thông số then: b = 10, h = 8, t = 4,5 t
1
= 3,6, k =
4,2 Chiều dài then l = 0,8l
m
(l
m
- chiều dài mayơ)
- Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức (7-11)
= []d N/
Ở đây M
x
= 120618 Nmm
D = 35 mm
K = 4,2 mm
L = 0,8.1,4.35 = 40 mm
- Tra bảng 7-20 ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu thép
CT6 có [ ] = 150 N/
=
40.2,4.35

120618.2
= 40 N/ < [ ]
- Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo công thức 7-12
=
Tra bảng 7-21 có [] =120 N/, ở đây b = 12 (mm)
=
40.12.35
120618.2
= 14 N/ < []
4.2) Trục II:
- Đường kính trục II để lắp then d
i-i
= 45 mm, d
e-e
= 48 mm
Tra bảng 7-23 ta chọn thông số then: b = 14, h = 9, t = 5, t
1
= 4,1, k = 5
- Tại d
i-i
M
x
= 508285 Nmm
D = 45 mm
K = 5mm
L = 0,8.1,4.45 = 51
- Kiểm nghiệm sức bền:
Ứng suất dập sinh ra:
= =
51.5.45

508285.2
= 88 []d N/
Ứng suất cắt sinh ra:
= =
51.14.45
508285.2
= 31 N/ < []
- Tại d
e-e
: chiều dài then l = 0,8.1,4.48 = 54 ta chọn l = 55
Ứng suất dập sinh ra:
= =
55.5.48
508285.2
= 77 []d N/
Ứng suất cắt sinh ra:
= =
55.14.48
508285.2
= 27 N/ < []
4.3) Trục III:
- Đường kính trục III để lắp then d = 65