Tính toán lựa chọn hộp giảm tốc cho động cơ

PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU.
I. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.
1. Chọn động cơ.
- Công suất trên trục:
N ct =

P ⋅ v 2100 ⋅ 1,36
=
= 2,856( Kw)
1000
1000

- Công suất yêu cầu của động cơ:
N yc =

N ct
ηt

Trong đó: η t = η đ ⋅η br ⋅η ol2 ⋅η hn ⋅η ot
Tra bảng 1 ta có:
η đ = 0,95
ηbr = 0,96
ηol = 0,99
η kn = 0,99
ηot = 0,98

→ ηt = 0,95 ⋅ 0,96 ⋅ 0,993 ⋅ 0,98 = 0,867
→ N yc =

2,856
= 3,29( Kw)

0,867

- Chọn động cơ:

N đc ≥ 120% ⋅ N yc = 3,29 ⋅ 120% = 3,948( Kw)

Tra bảng 3 ta chọn được kiểu động cơ là: A052-6 có:
 N đc = 4,5( Kw)

n = 950(v / p)

2. Phân phối tỷ số truyền.
-Tốc độ quay của trục băng tải.
v=

π ⋅ D ⋅ nbt
60 ⋅ 103 ⋅ v 60 ⋅ 103 ⋅ 1,36
→
n
=
=
= 129(v / p )
bt
60 ⋅ 103
π ⋅D
3,14 ⋅ 200

- Tỷ số truyền chung:
nđc 950
=

= 7,3
nbt 130
Chọn: ibr = 4
itg =

itg = ibr ⋅ iđ

1


→ iđ =

itg
ibr

=

7,3
= 1,825
4

II. Xác định các thông số trên các trục.
1. Trục I.
N1 max = N1 min = N1 = N yc = 3,29( Kw)

M x1 max = M x1 min

N1 9,55 ⋅ 106 ⋅ 3,29
= 9,55 ⋅ 10 ⋅
=

= 33073( N ⋅ mm)
n1
950
6

2. Trục II.

N 2 max = N1 ⋅ η đ = 0,95 ⋅ 3,29 = 3,125( Kw)
N 2 min = N 2 max ⋅ ηol = 3,125 ⋅ 0,99 = 3,09( Kw)

n2 =

n1 950
=
= 520(v / p)
iđ 1,825

M x 2 max =

9,55 ⋅ 106 ⋅ N 2 max 9,55 ⋅ 106 ⋅ 3,125
=
= 57345( N ⋅ mm)
n2
520

M x 2 min =

9,55 ⋅ 106 ⋅ N 2 min 9,55 ⋅ 106 ⋅ 3,09
=
= 56694( N ⋅ mm)

n2
388

3. Trục III.

N 3 max = N 2 min ⋅ ηbr = 3,09 ⋅ 0,96 = 2,97( Kw)
N 3 min = N 3 max ⋅ ηol = 2,97 ⋅ 0,99 = 2,94( Kw)

n3 =

n2 520
=
= 130(v / p )
ibr
4

M x3 max =

9,55 ⋅ 106 ⋅ N 3 max 9,55 ⋅ 106 ⋅ 2,97
=
= 217706( N ⋅ mm)
n3
130

M x3 min =

9,55 ⋅ 106 ⋅ N 3 min 9,55 ⋅ 106 ⋅ 3,09
=
= 226778( N ⋅ mm)
n3

130

4. Trục IV.

N 4 max = N 3 min ⋅ η kn = 2,94.0,99 = 2,97( Kw)
N 4 min = N 4 max ⋅ ηot = 2,9 ⋅ 0,98 = 2,835( Kw)

n4 = n3 = 130(v / p )
i4 =

n3 120
=
=1
n4 120

∆N = N 4 min − N ct = 2,853 − 2,896 = 0,003( Kw) = [ ∆N ] = 10( w) → t / m
M x 4 max =

9,55 ⋅ 106 ⋅ N 4 max 9,55 ⋅ 106 ⋅ 3,05
=
= 223800( N ⋅ mm)
n4
120

2


M x 4 min =

9,55 ⋅ 106 ⋅ N 4 min 9,55 ⋅ 106 ⋅ 2,96

=
= 219132( N ⋅ mm)
n4
129

Bảng số liệu:
Trục

i

n(v/p)

I
II
III
IV

1,825
1,825
4
1

950
520
130
130

N(KW)
Max
Min

3,29
3,29
3,125
3,09
2,97
2,94
3,05
2,85

Mx(N.mm)
Max
Min
33073
33073
57345
56694
217706
226778
22138
21930

PHẦN II: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN.
I. Tính bộ truyền đai.
Đề bài: Thiết kế bộ truyền đai thang truyền dẫn từ động cơ đến
hộp giảm tốc với các số liệu sau:
N = 3,29( Kw)
n1 = 520v / p )

i = 1,825

Bộ truyền làm việc 2 ca, quay 1 chiều, tải trọng truyền không đổi.
Trình tự thiết kế:
1. Bước 1:
Từ N = 3,27( Kw) tra bảng 22 ta chọn đai thang loại Б.
Tra bảng 23 chọn D1 = 140(mm)
→ D2 = i ⋅ D1 = 140 ⋅ 1,825 = 255,5(mm)

Theo bảng 23
Chọn: ξ = 0,01

→ D2 = 250( mm)

→ itt =

D2
250
=
= 1,8
D1 (1 − ξ ) 140(1 − 0,01)

→ ∆i =

i − itt
1,825 − 1,82,53
⋅ 100 =
⋅ 100 = 1,36% < −5% → (t / m)
i
2,825

2. Bước 2: Xác định chiều dài dây đai.

Tra bảng 24 với i = 1,825
→ A = 2,4 D1 = 2,4.140 = 336

( D + D2 ) = 2 ⋅ 336 + π (140 + 250) + ( 250 − 140) = 1293(mm)
π
→ L = 2 A + ( D1 + D2 ) + 1
2
4A
2
4 ⋅ 3336
2

2

Tiêu chuẩn L theo bảng 26b ta có: L=1250(mm)
3


Vay chon L = lo +xo=1250+40=12930 Tính lại: Acx
1
2
2
Acx =  2 L − π ( D1 + D2 ) + ( 2 L − π ( D1 + D2 ) ) − 8( D2 − D1 )  =
8



1
=  2 ⋅ 1290 − 250π +
8

( 2.1290 − 3900π ) 2 − 8 ⋅ 2002  = 334(mm)


Nghiệm góc ôm:
α1 = 180 − 57
→ Đảm

D2 − D1
250 − 140
= 180 − 57
= 161 > 120
A
334

bảo điều kiện góc ôm.
3. Bước 3: Điều kiện mỏi đai.
v
U = ≤ [U ] = 10(1 / s )

L
π ⋅ D1 ⋅ n1 3,14 ⋅ 140 ⋅ 950
v=
=
= 6,96(m / s)
60 ⋅ 103
60 ⋅ 103
v 6,96
→U = =
= 5,39(1 / s ) < 10(1 / s)

L 1,29
→ Đảm bảo điều kiện mỏi đai.

4. Bước 4.
z≥

P
F1 ⋅ [ K ]

1000 ⋅ N 1000 ⋅ 3,29
=
= 472( N )
v
6,96
Tra bảng 26: → F = 138(mm2 )
[ K ] = K 0 ⋅ C1 ⋅ C2 ⋅ C3 ⋅ C4
P=

σ 0 = 1,5( N / mm 2 ) đai loại Б → K 0 = 1,88
0,98 − 0,96
Tra bảng 17 → C1 = 0,96 + 10 0,2 = 0,958
1,04 − 1
Tra bảng 18 → C2 = 1,04 − 5 1,9 = 1,024
Tra bảng 19 → C3 = 0,9
C4 = 1
→ [ K ] = 1,67.0,958.1,024.0,9 = 1,47
472
→z≥
= 2,3
138.1,47

→ z = 3 dây < 12 dây → thõa mãn.

Tra bảng 25 với

5. Bước 5: Lực tác dụng lên trục.
T = 2 ⋅ T0 ⋅ z ⋅ sin

α1
α
161
= 2 ⋅ σ 0 ⋅ F1 ⋅ z ⋅ sin 1 = 2 ⋅ 1,5 ⋅ 138 ⋅ 2 ⋅ sin
= 1225( N )
2
2
2
4


II. Tính bộ truyền bánh răng.
Đề bài: Thiết kế bộ truyền bánh nón răng thẳng làm việc trong
hộp giảm tốc (kín) với các số liệu sau:
N = 3,09( Kw)
n1 = 520(v / p )
n2 = 130v / p)
i=4

Tải trọng không đổi, quay 1 chiều.
Trình tự thiết kế:
1.Bước 1: Chọn vật liệu chế tạo.
Tra bảng 6.2 ta chọn được:

Vật liệu làm bánh nhỏ là thép 45.
Vật liệu làm bánh lớn là thép CT5.
Tra bảng 32 ta có:
[σ tx ]1 = 665( N / mm2 )
[σ tx ] 2 = 470( N / mm2 )
[σ 0 ]1 = 164( N / mm 2 )
[σ 0 ] 2 = 155( N / mm2 )
2.Bước 2: Tính các kích thước cơ bản.
2


 K⋅N
1,14 ⋅ 106
 ⋅
Lsb = i + 1 ⋅ 
 (1 − 0,5ψ L ) ⋅ i ⋅ [σ tx ]  ψ L ⋅ n2
2

3

Trong đó:

i=4
n2 = 130(v / p )

N = 3,09( Kw)
ψ L = 0,33

[σ tx ] = [σ tx ] 2 = 470( N / mm2 )
Chọn: K = 1,5

2


 1,5 ⋅ 3,09
1,14 ⋅ 106
 ⋅
→ Lsb ≥ 4 + 1 ⋅ 
= 158(mm)
 (1 − 0,5 ⋅ 0,33) ⋅ 4 ⋅ 470  0,33 ⋅ 130
→ Lsb = 158(mm)
2

3

Lsb 158
=
= 5,2(mm)
30 30
chuẩn ms theo bảng

→ ms =

Tiêu

27 ta có:
5

ms = 6(mm)

Z1 =

2 ⋅ Lsb
ms ⋅ i 2 + 1

=

2 ⋅ 158
= 12,7 (răng)
6 ⋅ 17

→ Z1 = 13 (răng)
Z 2 = i ⋅ Z1 = 4 ⋅ 13 = 52 (răng)

3. Bước 3: Kiểm nghiệm.
a) Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc.
σ tx =

1,14 ⋅ 10
⋅
( L − 0,5 ⋅ b ) ⋅ i
6

(i

2

)

3

2

+1 K ⋅ N
⋅
≤ [σ tx ]
b
n2

Trong đó:
[σ tx ] = 470( N / mm2 )
Lcx = 0,5 ⋅ ms ⋅ Z12 + Z 22 = 0,5 ⋅ 6 ⋅ 132 + 522 = 160(mm)
→ b = ψ L ⋅ Lcx = 0,33 ⋅ 160 = 53(mm)
K cx = K t ⋅ K đ

Tải trọng không đổi

→ Kt = 1

 0,5b 
0,5 ⋅ 53 
 = 5 ⋅ 1 −
mtb = ms ⋅ 1 −
 = 4,17(mm)
L
160


cx 

→ Dtb1 = mtb ⋅ Z1 = 4,17 ⋅ 13 = 54(mm)

vtb1 =

π ⋅ Dtb1 ⋅ n1 3,14 ⋅ 54 ⋅ 520
=
= 1,47(m / s)
60 ⋅ 103
60 ⋅ 103

Tra bảng 6.1 chọn cấp chính xác cho răng thẳng là 9 → cấp chính
xác cho răng nón là 8.
Tra bảng 29: K đ = 1.4
→ K cx = 1 ⋅ 1,4 = 1,4

1,14 ⋅ 106
σ tx =
⋅
(160 − 0,5 ⋅ 53) ⋅ 4

(4

2

)

3

+ 1 2 3,09 ⋅ 1,4
⋅
= 445( N / mm 2 )
53

130

→ σ tx = 445( N / mm 2 ) < [σ tx ] = 470( N / mm 2 )
→ Đảm bảo điều kiện tiếp xúc.

b) Kiểm nghiệm sức bền uốn.
22,5 ⋅ 106
K⋅N
σu =
⋅
≤ [σ u ]
2
ytđ ⋅ mtb ⋅ Z ⋅ b

n


1 1 ϕ = 14 02'
tgϕ1 = = →  1
i 3 ϕ 2 = 7558'

Z tđ 1 =

Z1
13
=
= 13,3 (răng)
cos ϕ1 cos1402'
6

→ Z tđ 1 = 14 (răng)
Z2
52
Z tđ 2 =
=
= 214,44 (răng)
cos ϕ 2 cos 7558'
→ Z tđ 2 = 215 (răng)

Tra bảng 31 ta có:
ytđ 1 = 0,312

0,496 − 0,49
⋅ 19 = 0,49076
150
→ ytđ 1 ⋅ [σ 0 ]1 = 0,312 ⋅ 164 = 51,91
ytđ 2 = 0,49 +

ytđ 2 ⋅ [σ 0 ] 2 = 0,49076 ⋅ 155 = 76,06

→ ytđ 1 ⋅ [σ 0 ]1 < ytđ 2 ⋅ [σ 0 ] 2
→ Tính σ u theo bánh
→ σu =

1.

22,5 ⋅ 10
1,4 ⋅ 3,09
⋅

= 50( N / mm 2 )
2
0,312 ⋅ 4,17 ⋅ 13 ⋅ 53
520
6

→ σ u = 50( N / mm 2 ) < [σ u ] = [σ 0 ]1 = 164( N / mm2 )
→ Đảm bảo an toàn điều kiện uốn.

4.Bước 4: Tính các kích thước khác của bộ truyền.
D1 = ms ⋅ Z1 = 6 ⋅ 13 = 78mm)

D2 = ms ⋅ Z 2 = 6 ⋅ 52 = 312(mm)
D f 1 = D1 − 2,5 ⋅ ms ⋅ cos ϕ1 = 78 − 2,5 ⋅ 6 ⋅ cos1402' = 63,44(mm)
D f 2 = D2 − 2,5 ⋅ ms ⋅ cos ϕ 2 = 312 − 2,5 ⋅ 6 ⋅ cos 7558' = 216(mm)
Dtb1 = mtb ⋅ Z1 = 4,17 ⋅ 13 = 54(mm)
Dtb 2 = mtb ⋅ Z 2 = 4,17 ⋅ 5 = 216(mm)

5. Bước 5: Lực tác dụng lên khớp răng.
P1 = P2 = P =

2 ⋅ M x1 2 ⋅ 9,55 ⋅ 106 ⋅ N 2 ⋅ 9,55 ⋅ 106 ⋅ 3,09
=
=
= 2099( N )
Dtb1
Dtb ⋅ n1
520 ⋅ 54

Pa1 = Pr 2 = P ⋅ tgα ⋅ sin ϕ1 = 2099 ⋅ tg 20 ⋅ sin 1402' = 185( N )

Pa 2 = Pr1 = P ⋅ tgα ⋅ cos ϕ1 = 2099 ⋅ tg 20 ⋅ cos1402' = 741( N )

III. Tính trục và chọn ổ.
A. Tính trục (II).
1. Tính sơ bộ.
d sbII ≥ 3

M x II max

0,2 ⋅ [τ ]
M x II max = 56694( N ⋅ mm)

Với
[τ ] = 15 ÷ 17 → chọn [τ ] = 15( N / mm 2 )
7


56694
= 26,6mm)
0,2 ⋅ 15
d sbII = 30(mm)

→ d sbII ≥ 3

Chọn
→ chọn ổ lăn là ổ đỡ chặn bi cầu.
Tra bảng 59:hạng trung:
Chọn ổ có ký hiệu 46306 với:

d = 309mm)


 Bô = 19( mm)

- Tính chiều dài trục.
lmo
B
+ l3 + l4 + ôII
2
2
l3 = 25 ÷ 30(mm) → chọn l3 = 25(mm)
LIIng =

l4 = 10 ÷ 20(mm) → chọn l4 = 15(mm)
lmo = 1,5 ⋅ d sbII = 1,5 ⋅ 30 = 45(mm)
45
19
+ 15 + 25 +
= 72(mm)
2
2
B
B
LIItrg = ôII + l2 + a + ⋅ cos ϕ1
2
2
a = 10 ÷ 12(mm) → chọn a = 10(mm)

→ LIIng =

l2 = 10 ÷ 15(mm) → chọn

Ta có:

l2 =15( mm)

cos ϕ1 = cos14 02' = 0,97
19
53
LIItrg = + 15 + 10 + ⋅ 0,97 = 60(mm)
2
2
LII ' = ( 2,5 ÷ 3)d sbII = (2,5 ÷ 3) ⋅ 30 = (75 ÷ 90)(mm)


LII ' = 90(mm)
→ LII = LIIng + LII ' + LIItrg = 72 + 60 + 90 = 222(mm)

Chọn:

2. Tính gần đúng.

M x max = 56694( N ⋅ mm)
P1 = 2099( N )
Pr1 = 741( N )
Pa1 = 185( N )
Rđ = 1225( N )
Dtb = 54(mm)

a) Vẽ biểu đồ: M uđ ; M un ; M z .
Chia các lực ra làm 2 mặt phẳng:


   
+ Mặt phẳng đứng gồm: (YA , YB , Pa1 , Pr1 , Rđ ) ≈ 0

8


+ Mặt phẳng ngang gồm: ( X A , X B , P1 ) ≈ 0
Xác định các phản lực trong mặt phẳng đứng.


∑m (F ) = R


A

đ

→ YB =

⋅ 72 + 90 ⋅ YB − 150 Pr1 +

150 ⋅ Pr1 − 72 ⋅ Rđ −







Dtb
⋅ Pa1 = 0
2

Dtb
⋅ Pa1 150 ⋅ 741 − 72 ⋅ 1225 − 185 ⋅ 54 / 2
2
=
= 199,5( N )
90

90

D
∑ mB F = −60 ⋅ Pr1 + 2tb ⋅ Pa1 − 90 ⋅ YA + 162 ⋅ Rđ = 0
D
− 60 ⋅ Pr1 + tb ⋅ Pa1 + 162 ⋅ Rđ
− 60 ⋅ 741 + 27 ⋅ 185 + 162 ⋅ 1225
2
→ YA =
=
= 1766.5( N )
90
90
Thử lại: ∑ Y = YA + YB − Rđ − Pr1 = 1766.5 + 199.5 − 1225 − 741 = 0 → (t / m) .

( )

Xác định
phản lực trong mặt phẳng ngang:



∑ m ( F ) = −90 ⋅ X
A

B

+ 150 ⋅ P1 = 0

150 ⋅ P1 150 ⋅ 2099
→ XB =
=
= 3498,6( N )
90
90

∑ mB F = 60 ⋅ P1 + 90 ⋅ X A = 0

( )

− 60 ⋅ P1 − 60 ⋅ 2099
=
= −1399,3( N )
90
90
tra: ∑ X = X A + X B − P1 = −1399 + 3498 − 2099 = 0 → (t / m).

→ XA =

Kiểm

Vẽ biểu đồ moomen uốn.
M Dđ = 0

M Ađ = − Rđ ⋅ 72 = −1225 ⋅ 72 = −88200( N ⋅ mm)
M Bđ = −162 ⋅ Rđ + 90 ⋅ YA = −162 ⋅ 1225 + 90 ⋅ 1766 = −39465( N ⋅ mm)

9


M Ctr = − Rđ ⋅ 222 + 1450YA + 60 ⋅ YB = −1225 ⋅ 222 + 150 ⋅ 1766 + 60 ⋅ 199 = 4995( N ⋅ mm)
M Cph = 0
M An = M Cn = 0
M Bn = 90 ⋅ X A = 90 ⋅ 1766 = 158985( N ⋅ mm)
MZ =

Dtb
54
⋅ P1 =
⋅ 2099 = 56673( N ⋅ mm)
2
2

Tính đường kính tại một số điểm.
M tđD
dD ≥
0.1 ⋅ [σ −1 ]
3

Tra bảng 45 cho thép 45 ta có: σ B = 600( N / mm2 )
Tra bảng 47 dựa vào thép cacbon và σ B = 600( N / mm2 ) ta có:

10


[σ −1 ] = 55( N / mm 2 )
M tđD = M Z = 56673( N / mm 2 )
→ dD ≥ 3

56673
= 21,7(mm)
0,1 ⋅ 55

Tại D lắp đai có then nên phải tăng
d D = 21,7 + 21,7 ⋅ 4% = 22,568(mm)
dA ≥ 3

M tđA
0,1 ⋅ [σ −1 ]

M tđA =

(M )

đ 2
u

→ dA ≥ 3
dB ≥ 3
M tđB =

dD

lên 4%.

+ M Z2 = 88200 2 + 566732 = 104838( N ⋅ mm)

104838
= 26,71(mm)
0,1 ⋅ 55

M tđB
0,1 ⋅ [σ −1 ]

(M ) + (M )
đ 2
u

→ dB ≥ 3

n 2
u

1733336
= 26,71(mm)
0,1 ⋅ 55

dC ≥ 3

M tđC
0,1 ⋅ [σ −1 ]

M tđC =

(M )

→ dC ≥ 3

+ M Z2 = 394652 + 1589852 + 566732 = 173336,5( N ⋅ mm)

đ 2
u

+ M Z2 = 49952 + 566732 = 56892( N ⋅ mm)

56892
= 21.78(mm)
0,1 ⋅ 55

Tại C lắp bánh răng có then nên phải tăng
→ d C = 21,78 + 14,78 ⋅ 4% = 22,65(mm)

Quy chuẩn d theo bảng 48 ta có:
d D = d C = 30(mm)
d A = d B = 35(mm)

3. Tính chính xác.
a) Tính chính xác tại D lắp đai ( d D = 30(mm) )
τ −1
nD = nτ =
≥ [ n] = 1,5 ÷ 2,5
k

τ

ετ

τ a +ψ τ ⋅τ m

Tra bảng 48 ta có:

11

dC

lên 4%.


W0 = 4,97 ⋅ 103 ( mm3 )
Wu = 2,32 ⋅ 103 (mm3 )
b⋅h = 8⋅7

Tra bảng 49 dựa vào thép cacbon và

ψ τ = 0,05

σ B = 600( N / mm 2 ) ta

Tra bảng 50 ta có: ετ = 0,75
Tra bảng 52 dựa vào σ B = 600( N / mm2 ) ta có:
Tra bảng 53 ta có:

có:

kτ = 1,5

kτ
= 2,05
ετ

Vì trục quay 1 chiều nên có:
τa =τm =

τ max
MZ
56673
=
=
= 5,7( N / mm 2 )
3
2
2 ⋅ W0 2 ⋅ 4,97 ⋅ 10

Ta có: τ −1 = (0,2 ÷ 0,3)σ B = ( 0,2 ÷ 0,3) ⋅ 600 = (120 ÷ 180) ( N / mm 2 )
Chọn τ −1 = 150( N / mm 2 )
150
= 12,53
2,05 ⋅ 5,7 + 0,05 ⋅ 5,7
[ n] = 2,5

→ nD = nτ =

Chọn

Do nD > [ n] = 2,5 → an toàn tại D.
b) Tính chính xác tại C lắp bánh răng ( dC = 30mm ) .
n ⋅n
nC = σ τ ≥ [ n] = 1,5 ÷ 2,5
2
2
nσ + nτ

nσ =

nτ =

σ −1
kσ
⋅ σ +ψ σ ⋅ σ m
εσ a
τ −1

kτ
⋅τ a + ψ τ ⋅τ m
ετ

Tra bảng 30 ta có:
W0 = 4,97 ⋅ 103 (mm3 )
Wu = 2,32 ⋅ 103 (mm3 )
b⋅h = 8⋅7

Tra bảng 49 dựa vào thép cacbon và

ψ τ = 0,05

ψ σ = 0,1

Tra bảng 50 ta có:

12

σ B = 600( N / mm 2 ) ta

có:


ετ = 0,75
ε σ = 1,49

Tra bảng 52 ta có:

kτ = 1,5
kσ = 1,49

Lập tỷ số then:
kσ 1,49
=
= 1,73
ε σ 0,86
kτ
1,5
=
=2
ετ 0,75

Tra bảng 53 ta có:
kτ
= 2,52
ετ
kσ
= 3,36
εσ
P
185,2
σ m = a1 =
= 0,2( N / mm 2 )
2
F − Ft 3,14 ⋅ 30 8 ⋅ 7
−
4
2
C
M
4995
σa = u =
= 2,15( N / mm 2 )
Wu 2,32 ⋅ 103

Vì trục quay 1 chiều có:
τa =τm =

Ta có:

τ max
MZ

56673
=
=
= 5,7( N / mm 2 )
2
2 ⋅ W0 2 ⋅ 4,97 ⋅ 103

τ −1 = 150( N / mm 2 )

σ −1 = ( 0,4 ÷ 0,5) ⋅ σ B = ( 0,4 ÷ 0,5) ⋅ 600 = 250( N / mm 2 )
250
nσ =
= 34
2,52 ⋅ 3,8 + 0,27 ⋅ 0,1
150
nτ =
= 9,24
2,52 ⋅ 5,7 + 0,05 ⋅ 5,7
Chọn [ n] = 2,5
9,24 ⋅ 23,85
Ta có: nC = 23,852 + 9,242 = 8,26
→ nC = 8,26 > [ n] = 2,5 → an toàn tại C.

B. Tính trục III.
1. Tính sơ bộ.
d sbIII = 3

M x III max
0,2 ⋅ [τ ]

13


Với

M x III max = 217706( N .mm )

[τ ] = 15 ÷ 17 chọn [τ ] = 15
217706
= 41,7( mm)
0,2 ⋅ 15
d sb = 45

→ d sbIII = 3

Chọn
→ chọn ổ lăn là ổ đỡ chặn bi cầu.
Tra bảng 59 ta có:
Chọn ổ có ký hiệu 46309 với

d = 45mm

 Bô = 25mm

Tính chiều dài trục:
LIIItrg

BôIII
l
D

+ l2 + a + moIII + tb1
2
2
2
2
a = 10 ÷ 15mm → chọn a = 10mm
l2 = 10 ÷ 15mm → chọn l2 = 10mm
lmoIII = 1,5 ⋅ d sb = (1,5 : 16) ⋅ 45 = (67,5 : 72)(mm)
=

Dtb1 = 54,21(mm)
LIIItrg

25
70 54,21
+ 10 + 10 +
+
= 91mm)
2
2
2
2
L
D
54,21
Y = IIItrg + tb1 = 91 +
= 118(mm)
2
2
2

L
D
54,21
X = IIItrg − tb1 = 91 −
= 64(mm)
2
2
2
B
l
LIIIng = ôIII + l3 + l4 + moIII
2
2
l3 = 25 ÷ 30mm → chọn l3 = 25mm
=

l4 = 10 ÷ 30mm → chọn l4 = 10mm
19
70
→ lIIIng = + 25 + 10 +
= 80(mm)
2
2

2. Tính gần đúng.

M x max = 217706( N .mm)
P2 = 2099( N )
Pr 2 = 185( N )
Pa 2 = 741( N )

Dtb 2 = 216(mm)

Chia các lực ra làm 2 mặt phẳng:
Mặt phẳng đứng gồm: (YE , YF , Pa 2 , Pr 2 ) ≈ 0
14


Mặt phẳng ngang gồm: ( X E , X F , P2 ) ≈ 0
Xác định các phản lực trong mặt phẳng đứng:

∑m

E

( F ) = 182 ⋅ Y

F

− 118 ⋅ Pr 2 − Pa 2 ⋅

→ YF = 560( N )

∑m

F

( F ) = −182 ⋅ Y

Dtb 2
=0

2

+ 64 ⋅ Pr 2 − Pa 2 ⋅

E

→ YE = −375( N )

Dtb 2
=0
2

Kiểm tra: ∑ Y = YE + YF + Pr 2 = −375 + 560 − 185 = 0 → (thoã mãn).
Xác định các phản lực trong mặt phẳng ngang:

∑m

( F ) = −118 ⋅ P + 182 ⋅ X

∑m

( F ) = −182 ⋅ X

E

→ X F = 1360( N )
F

2

E

F

=0

+ 64 ⋅ P2 = 0

64 ⋅ P2 64 ⋅ 1936
=
= 739( N )
182
182
tra: ∑ X = X E + X F − P2 = −739 − 1360 + 2099 = 0 → thoã

→ XE =

Kiểm
Vẽ biểu đồ mômen uốn:
M Hđ = M Eđ = M Fđ = 0

M Gt = − X E ⋅ 118 = −118..375 = − − 44250( N .mm)
M Gph = 64 ⋅ YF = 64 ⋅ 560 = 35840( N .mm)
M Hn = M En = M Fn = 0
M Gn = 146 ⋅ X E = −739.118 = −87202( N .mm)
M z = M X III max = 217706( N .mm)

15

mãn

+ Tính đường kính trục tại một số điểm.
M tđH
dH ≥
0,1 ⋅ [σ −1 ]
3

Tra bảng 45 ta có: σ B = 600( N / mm 2 )
Tra bảng 47 ta có: [σ −1 ] = 55( N / mm2 )
M tđH = M z = 217706( N .mm )
→ dH = 3

217706
= 34.06( mm )
0,1 ⋅ 55

Tại H lắp khớp nên có then phải tăng

16

dH

lên 4%.


d H = 34,4 + 34,4 ⋅ 4% = 35,8( mm )
M tđE
0,1 ⋅ [σ −1 ]

dE = dF ≥

M tđE = M z = 217706( N .mm )
→ dE = dF ≥ 3
dG ≥ 3

217706
= 34,06( mm )
0,1 ⋅ 55

M tđG
0,1 ⋅ [σ −1 ]

M tđG = M z2 + M uđ + M un = 2177062 + 442502 + 872022 = 241335( N .mm )
2

dG ≥ 3

2

241335
= 35,27( mm )
0,1 ⋅ 55

Tại G lắp bánh răng nên có then phải tăng
→ d G = 35,27 + 35,27 ⋅ 4% = 36,68( mm )
Quy chuẩn d theo bảng 48 ta có:

dG

lên 4%.

d H = d E = d F = 40( mm )
d G = 45( mm )

3. Tính chính xác.
a. Tính chính xác tại H lắp khớp có
τ −1
nH = nτ =
≥ [ n] = 1,5 ÷ 2,5
k

d H = 40( mm )

⋅τ a + ψ τ ⋅τ m

τ

ετ

Vì tại H lắp khớp có then nên ta bảng 48 ta có:

(

W0 = 10740 mm3

(

Wu = 7800 mm3

)

)

Tra bảng 49 dựa vào thép cacbon và σ B = 600( N / mm 2 ) ta có: ψ τ
Tra bảng 50 dựa vào d H = 40mm và thép cacbon có: ετ = 0,73
Tra bảng 52 dựa vào σ B = 600( N / mm 2 ) có: kτ = 1,5
kτ
1,5
=
= 2,05
ετ 0,73
kτ
có: ε = 2,52
τ

Lấp tỷ số then:
Tra bảng 53

Vì trục quay 1 chiều có:

τ max
Mz
217706
=
=
= 10.1( N / mm 2 )
2
2 ⋅ W0 2 ⋅ 10740
τ −1 ( 0,2 ÷ 0,3)σ B = (120 ÷ 180 ) N / mm 2

τa =τm =

Ta có:
→ chọn τ −1 = 150( N / mm 2 )

17

= 0,05


150
= 5.7
2,52 ⋅ 10.1 + 0,05 ⋅ 10.1
[ n] = 2,5

nH = nτ =

Chọn
Do nH = 5,7 > [ n] = 2,5 → an toàn tại H.
b. Tính chính xác tại G lắp bánh răng có
n ⋅n
nG = σ τ ≥ [ n] = 1,5 ÷ 2,5
2
2

d G = 45mm

nσ + nτ

σ −1

nσ = kσ
⋅ σ +ψ σ ⋅τ m

εσ a

Trong đó: 
τ −1
nτ =
kτ

⋅τ a + ψ τ ⋅τ m

ετ

 Wu = 7,8 ⋅ 103 mm3

3
3
Tra bảng 48 ta có:  W0 = 16,74 ⋅ 10 mm
b ⋅ h = 14 ⋅ 9


(

(

)

Tra bảng 49 dựa vào thép cacbon và
ψ σ = 0,1

ψ τ = 0,05

Tra bảng 50 dựa vào
ετ = 0,71

ε σ = 0,83

Tra bảng 52 dựa vào

d G = 45mm

σ B = 600( N / mm 2 )

 kσ 1,49
 ε = 0,83 = 1,8
 σ

 kτ = 1,5 = 2,1
 ετ 0,71

Tra bảng 53 dựa vào

d G = 45mm

σ B = 600( N / mm 2 )

có:

kσ = 1,49

kτ = 1,5

Lập tỷ số then:

)

có:

kσ
= 3,36
εσ
kτ
= 2,52
ετ

18

có:

có:


σm =

(

Pa

741
=
= 0,48 N / mm 2
2
F − Ft 3,14 ⋅ 45 14 ⋅ 9
−
4
2

MG
σa = u =
Wu

(M ) + (M )
đ 2
u

Wu

n 2
u

=

)

44250 2 + 872022
= 12,53 N / mm 2
3
7,8 ⋅ 10

(

Vì trục quay 1 chiều có:
τa =τm =

τ max
Mz
217706
=
=
= 6,5( N / mm 2 )
3
2
2 ⋅ W0 2 ⋅ 16,74 ⋅ 10

τ −1 = ( 0,2 ÷ 0,3)σ B = (120 ÷ 180) N / mm 2

Chọn τ −1 = 150( N / mm2 )
σ −1 = ( 0,4 ÷ 0,5)σ B = ( 240 ÷ 300) N / mm 2
Chọn σ −1 = 250 N / mm2
250
= 5,9
3,36 ⋅ 12,65 + 0,1 ⋅ 0,44
150
nτ =
= 8,7
2,5 ⋅ 6,7 + 0,05 ⋅ 6,7
5,9 ⋅ 8,7
→ nG =

= 4,88
5,9 2 + 8,7 2
→ nσ =

Chọn [ n] = 2,5
Do nG = 4,88 > [ n] = 2,5 → an toàn tại G.
C. Chọn ổ cho trục II.
n = 520( v / p )
Pa1 = 185( N )
d = 35( mm )
T = 4 (năm)
Làm việc 2 ca/ngày, tải trọng ổn định.
Bài làm.
Pa1

RB

RA
A

B
SA

SB

a). Tải trọng hướng tâm.
19

)

RA =

X A2 + YA2 = 1399,32 + 1766,52 = 2252( N )

RB = X B2 + YB2 = 3498,32 + 199,52 = 3503( N )

Chọn ổ đỡ chặn thanh lăn nón.
Tra bảng 60 chọn ổ loại nhẹ.
Ta chọn ổ có ký hiệu: 7207 với

d = 35mm

β = 13°50'

Hệ số khả năng làm việc: [ C ] = 500000
b). Kiểm nghiệm khả năng làm việc.
2
⋅ [C ] ≤ C ≤ [C ]
3
⇔ 333333 ≤ C ≤ 500000
Trong đó: C = Q ⋅ ( n ⋅ h ) 0,3
Tính QA , QB với β = 13°50'

S A = 1,3 ⋅ RA ⋅ tgβ = 1,3 ⋅ 17717 ⋅ tg13°50' = 720( N )
S B = 1,3 ⋅ RB ⋅ tgβ = 1,3 ⋅ 3503 ⋅ tg13°50' = 1121( N )

Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ:
A

= − S A + S B + Pa1 = −720 + 1121 + 223 = 624( N )

B

= S A − S B − Pa1 = 720 − 1121 − 223 = −624( N )

∑A
∑A

Vậy tính

QB theo
QB = RB ⋅ K v ⋅ K n ⋅ K t

ổ đỡ;

QA

theo ổ đỡ chặn.

QA = ( RA ⋅ K v + m ⋅ ∑ AA ) ⋅ K t ⋅ K n

Tra bảng 56: ( t < 100°C ) → K n = 1
Tra bảng 55: K v = 1
Tra bảng 54: tải trọng va đập nhẹ: K t = 1,1 ÷ 1,2 → chọn K t = 1,1
Tra bảng 57: ổ thanh lăn nón hạng nhẹ 7200 có: m = 1,5
→ QB = 3503 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1,1 = 3853( N )
QA = ( 2252 ⋅ 1 + 1,5 ⋅ 624 ) ⋅ 1 ⋅ 1,2 = 3076( N )
Vậy tính C theo QB vì QB > QA
Tính thời gian làm việc:

h = 4 ⋅ 300 ⋅ 2 ⋅ 8 = 19200 (giờ)
0,3
0,3
→ C = QB ⋅ ( n ⋅ h ) = 3853 ⋅ ( 520 ⋅ 19200) = 48445( N )
→ C = U 48445( N ) < [ C ] = 500000 → thoã mãn.
Vậy ổ đã chọn là hợp lý.
D. Chọn ổ cho trục III.

20


n = 130(v / p )
d = 40mm
Pa 2 = 741( N )
T = 4 (năm)

Làm việc 2 ca/ngày tải trọng ổn định.
Bài làm.
Pa2

RE
E

RF
F

G
SE

SF

a). Tải trọng hướng tâm.
RE =

X E2 + YE2 = 7392 + 3752 = 828( N )

RF =

X F2 + YF2 = 13602 + 560 2 = 1470( N )

Chọn ổ đỡ chặn thanh lăm nón.
Tra bảng 60 chọn ổ loại nhẹ:
Ta chọn ổ có ký hiệu: 7208 với

d = 40mm

β = 14°24'

Hệ số kha năng làm việc: [ C ] = 660000
b). Kiểm nghiệm khả năng làm việc.
2
⋅ [C ] ≤ C ≤ [C ]
3
⇔ 440000 ≤ C ≤ 660000

Trong đó: C = Q ⋅ ( n ⋅ h ) 0,3
Tính QA , QB với β = 14°20'

S E = 1,3 ⋅ RE ⋅ tgβ = 1,3 ⋅ 828 ⋅ tg14°20' = 275( N )
S F = 1,3 ⋅ RF ⋅ tgβ = 1,3 ⋅ 1470 ⋅ tg14°20' = 488( N )

Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ.

∑E
∑E

E

= S F − S E − Pa 2 = 488 − 275 − 741 = −528( N )

F

= S E − S F + Pa 2 = 275 − 488 + 741 = −528( N )

Vậy tính

QE theo
QE = RE ⋅ K v ⋅ K n ⋅ K t

ổ đỡ;

QF

theo ổ đỡ chặn.

QF = ( RF ⋅ K v + m ⋅ ∑ EF ) ⋅ K t ⋅ K n

Tra bảng 56: ( t < 100°C ) → K n = 1
21

Tra bảng 55: K v = 1
Tra bảng 54: K t = 1,1 ÷ 1,2 → chọn K t = 1,2
Tra bảng 57: ổ thanh lăn nón kiểu 7200
→ QE = 828 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1,2 = 993( N )

QF = (1470 ⋅ 1 + 1, ,5.528) ⋅ 1,2 ⋅ 1 = 2714( N )

Vậy tính C theo QF vì QF > QE
Tính thời gian làm việc:
h = 4 ⋅ 300 ⋅ 2 ⋅ 8 = 19200 (giờ)
0,3
0,3
→ C = QF ⋅ ( n ⋅ h ) = 2714 ⋅ (130 ⋅ 19200) = 225311
C = 225311 <
→

2
[ C ] = 440000
3

không thoã mãn.
Tính lại số giờ:
3, 3
3, 3
1  [C ] 
1  66000 
 =
h = ⋅
⋅

= 932104



(giờ)
n  QF 
130  2714 
0,3
→ C = 2714 ⋅ (130 ⋅ 932104) = 656323
2
→ [ C ] = 440000 < C = 656323 < [ C ] = 660000
3
→ thoã mãn.

Vậy ổ đã chọn là hợp lý.

22

→ m = 1,5