Đồ Án Chi Tiết Máy: Thiết kế bộ truyền bánh rang trụ răng thẳng (Kèm file cad)

Đồ Án Chi Tiết Máy
I. Tính chọn động cơ điện
1.Công suất:

Pct =

Pt
η

Pt = β.P
β=

T
t
T
t
2,6
4,2
( 1 ) 2 . 1 + ( 2 ) 2 . 2 = (1) 2 .
+ (0,65) 2 .
= 0,74
T1 t ck
T1 t ck
8
8

P = = 11000.0,35/1000 = 3,85 ( kw )
Pt = 0,74.3,85 = 2,8 (kw)
2
η =ηđ .ηk .ηbr
.ηol4

= 0,96.1.0,962.0,994 = 0,85
⇒ Pct = 3,85/0,85 = 4,53 (kw)
2. số vòng quay:
Ut = ubrt2.udd
= 15.4 = 60
n= =

60000.0,35
= 17,6 (v/p)
3,14.380

⇒ n = n.u = 1056 (v/p)

3. chọn động cơ:
Điều kiện Pđc > Pct
Kiểu động cơ`

Công suất KW

nđc ≈ nsb

Vận tốc quay,

η%

Cos

vg/ph

4A132S6Y3 5,5
Ta có: Pđc = 5,5 >

960 v/p 0,8
Pct nđc = 960 v/p

TK Tmm
≥
Tdn T1
4. phân phối tỉ số truyền:
960

u = = 17,6 = 54,5

85

Tmax
Tdn

TK
Tdn

2,2

2

TK/Tdn = 2 > Tmm/T1 = 1,7


mà: u = u.u

Chọn u = 4

⇒ u= =

54,5
= 13,6
4

Bảng 3.1

chọn uh = 14 ⇒ u1 = 4,49 (cấp nhanh)
u2 = 3,12 (cấp chậm)

tính lại
u = = 54,5/14 = 3,9
Δ = (4 – 3,9)/4 = 2,5% < 4% (thỏa mãn)
5. xác định momen, công suất, số vòng quay liên tục:
* công suất:
Plv = 3,85 (kw)
PIII =

Pt
3,85
=
= 3,9 ( kw )
η ot .η k 0,99.1

PII =

PIII
3,9
=
= 4,1 ( kw )
η ol .η br 0,99.0,96

PI =

PII
4,1
=
= 4,3 ( kw )
η ol .η br 0,99.0,96

* số vòng quay:
n = = 960/4 = 240 ( vòng/phút )
n = = 240/4,49 = 53,5 ( vòng/phút )
n = = 53,5/3,12 = 17,1 ( vòng/phút )
* momen:
T = 9,55.10. = 171104 Nmm
T2 = 9,55.10 . = 731869 Nmm
T3= 9,55.10 . = 2178080 Nmm
Tdc = 9,55.10 . = 54714 Nmm
Bảng kết quả:
Trục
Thông số
Tỉ số truyền u
Công suất P(kw)
Số vòng quay n(v/ph)
Momen xoẵnT(N.mm)

Động
cơ
Uđ =
5,5
960
54714

I

II

III

U= 4,49
U = 3,12
4,3
4,1
3,9
240
53,5
17,1
171104
731869 2178070


II Tính Toán Thiết Kế Bộ Truyền
A. Tính bộ truyền đai dẹt (Bộ TRuyền Ngoài).
1. chọn đai:
Chọn loại đai vải cao su

2. đường kính bánh đai:
d 1 = ( 5,2 ÷ 6,4 ).3 T1
(T1 = Tdc)
= 5,2. 3 54714 = 197,4 mm
chọn d1 = 200mm
d2 = d1.ud/(1 – ε) = 200.4/(1 – 0,01) = 808,1mm chọn d2 = 800mm
kiểm nghiệm:
n 2' =
∆n =

(1 − ε ).n1 .d1 = (1 − 0,01).960.200 = 237,6

n 2' − n2
n2

d2

800

.100% =

240 − 237,6
240

(vòng/phút).

.100% = 1 % < 4% (thỏa mãn)

3. khoảng cách trục:
a ≥ (1,5 ÷ 2).(d1 + d 2 ) = (1500 ÷ 2000) (mm)

chọn a = 1500mm

4. chiều dài dây đai:
L = 2a + π(d1 +d2)/2 + (d2 – d1)2/4a
= 2.1500 + 3,14.1000/2 + 6002/(4.1000) = 4630mm
Kiểm tra: lmin ≥ v/i
v = πd1n1/60000 = 3,14.200.960/60000 = 10m/s
lmin ≥ 10/2 = 5m (thỏa mãn)
tăng thêm dây đai lên 250mm để nối đai
5. góc ôm α1:
180 0 − 57 0 .

( d 2 − d1 )
a

.α1 = 1570 > 1500 (thỏa mãn)

6. xác định tiết diện đai:
A = b.δ = Ft.Kđ/[σF]
Ft = 1000.N/v = 1000.5,5/10 = 550N
Bảng 4.7
Kđ = 1,2
[σF] = [σF]0.Cα.Cv.C0
[σF]0 chọn 1,6
Bảng 4.10
Cα chọn = 1,12
Bảng 4.11
Cv chọn = 1
Bảng 4.12 C0 chọn = 1

⇒ a ≥ 550.1,2/(1,6.1,12) = 327mm2
Bảng 4.8 δ/d = 1/40 ⇒ δ = 5mm


⇒ b = 65mm

Bảng 4.1 chọn B = 63mm
7. tính lực tác dụng:
F0 = σ0.δ.b = 1,8.5.65 = 585N
Fr = 2F0.sin(α/2) = 1146N
Bảng kết quả tính toán:
Đường kính bánh đai nhỏ
d1
Đường kính bánh đai lớn d2
Chiều rộng bánh đai B
Chiều dài đai l
Tiết diện đai b × δ
Lực tác dụng lên trục Fr

200mm
800mm
63mm
4880mm
65 × 5
1146N

B. Tính Bộ Truyền Trong
I. Tính bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
1. chọn vật liệu:
bánh chủ động:

thép 45 tôi cải thiện
HB = 240
σ = 850 Mpa
σch = 580Mpa
2.ứng suất cho phép:

bánh bị động:
thép 45 tôi cải thiện
HB = 125
σb = 750Mpa
σch = 380Mpa

[σH] = σ0Hlim.ZR.Zv.KxH.KHL/SH
[σF] = σ0Flim.YR.YS.KxF.KFc.KFl/SF
Sơ bộ chọn ZR.Zv.KxH = 1
⇒ [σH] = σ0Hlim.KHl/SH
YR.YS.KxF = 1


Bảng 6.2 σ0Hlim = 2HB + 70
520Mpa
σ0Flim = 1,8HB

[σF] = σ0Flim. KFc.KFl/SF
⇒
σ0Hlim1 = 2.240 + 70 = 550Mpa
σ0Hlim2 = 2.225 + 70 =
⇒

σ0Flim1 = 1,8.240 = 432Mpa

σ0Flim2 = 1,8.225 = 405Mpa

SH = 1,1 (bảng 6.2)
SF = 1,75 (bảng 6.2)
KFc = 1
KHl = mH (NHO/NHE)
KFl = mF (NFO/NFE)
mF = mH = 6 (do HB < 350)
NHO = 30.HHB2,4 ⇒ NHO1 = 30.2402,4 = 15475
NHO2 = 30.2252,4 = 13254
NFO = 4.106
NHE = 60c∑(Ti/Tmax)3.ni.ti
NFE = 60c∑(Ti/Tmax)mF.ni.ti
⇒

240

2,6
4,2
+0,653.
) = 2,6.107 > NHO
8
8

240

2,6
4,2
+0,65 6.
) = 2.107 > NFO ⇒

8
8

NHE = 60. 3,12 .12000.(13.

⇒ KHl =1

NFE = 60. 3,12 .12000.(16.
KFl = 1
550.1
= 500Mpa
1,1
432.1
[σF]1 = 1,75 = 247Mpa

520.1
= 473Mpa
1,1
405.1
[σF]2 = 1,75 = 231Mpa
[σH] = ([σH]1 + [σH]2)/2 = 486,5 ≤ 1,25[σH]2 (thỏa mãn)
⇒ [σH]1 =

[σH]2 =

ứng suất quá tải:
[σH]max = 2,8.σch2 = 2,8.380 = 1064Mpa
[σF]1max = 0,8.σch1 = 0,8.580 = 464Mpa
[σF]2max = 0,8.σch2 = 0,8.380 = 304Mpa
3. tính thông số cơ bản của bộ truyền:

• khoảng cách trục:
aw = Ka.(u + 1). 3 ((T1.KHβ)/( [σH]2.u.φba) )
= 180mm
Trong đó: bảng 6.5 Ka = 43 Kd = 67,5
Bảng 6.6 φba = 0,25
φbd = 1
Bảng 6.7 KHβ = 1,15 ( sơ đồ 3)
T = 171104Nmm

chọn aw = 180mm


• modun:
m = (0,01 ÷ 0,02).aw = (0,01 ÷ 0,02).180 = 1,8 ÷ 3,6
bảng 6.8 chọn m = 3mm
• số răng:
chọn trước β = 100
2.180. cos10

z1 = 2.aw.cosβ/(m.(u +1)) = 3.(3,12 + 1) = 28 răng
z2 = u.z1 = 3,12.28 = 90 răng
tính lại cosβ =

m.z
3.118
=
= 0,98 = 100
2.a
2.180

4. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
σH = ZM.ZH.Zε. ((2.T1.KH.(u + 1))/(bw.u.dw12)) ≤ [σH]
ZM = 274 (bảng 6.5)
ZH =
((2cosβb)/sin2atw) =
(2/sin2.20,34) = 1,74
Trong đó:
atw = at = arctan( tanα/cosβ) = 20,34
Zε =
((4 - εα)(1 - εβ/3) + εβ/εα)) = 0,78
Trong đó:
εα = 1,88 – 3,2.(1/z1 + 1/z2) = 1,71
εβ = bw.sinβ/(m.z) = 45.sin110/(3.3,14) = 0,91 < 1 (thỏa
mãn)
KH = KHβ.KHα.KHv = 1,59
trong đó KHβ = 1,02 ( đã chọn ở trên)
KHα phụ thuộc vào vận tốc vòng
Dw1 = 2aw/( um + 1) = 2.357/( 3,21+ 1) = 85,51mm
V = π.dw1.n1/60000 = 3,14.85,51.240/60000 = 1,07m/s
Bảng 6.13 cấp chính xác 9
Bảng 6.14 KHα = 1,13
Bảng P2.3 KHv = 1
Bw = φba.aw = 0,25.180 = 45mm
⇒ σH = 274.1,59.0,78.
((2.171104.1,59.(3,12 + 1))/(45.3,12.85,512)) =
550mm > [σH]
Vậy phải tăng aw lên và tính lại:
Tăng aw lên thành 200mm, các số liệu thay đổi theo
m = 3; z1 = 32; z2 = 96; bw = 50mm; εβ = 0,92; εα = 1,72; Zε = 0,77
KHα = 1,13; KH = 1,58; dw1 = 97; v = 1,12; [σH] = 458Mpa (thỏa mãn)

5. kiểm nghiệm độ bền uốn:


σF1 = 2.T1.KF.Yε.Yβ.YF1/(bw.dw1.m) < [σF1]
σF2 = σF1. YF2/ YF1 ≤ [YF2]
trong đó thì:
Yε = 1/εα = 1/1,72 = 0,58
Yβ = 1 – β0/140 = 1 – 10/140 = 0,93
zv1 = z1/(cosβ)3 = 33,5 zv2 = z2/(cosβ)3 = 100,5
Bảng 6.18 YF1 = 3,8 YF2 = 3,6
KF = KFβ.KFα.KFv = 1,32.1,37.1,06 = 1,92
Trong đó: KFβ = 1,32 bảng 6.7
KFα = 1,37
sơ đồ 3
KFv = 1 + vF.bw.dw1/(2.T1. KFβ.KFα)
VF = δF.g0.v. (aw/u)
= 0,011.73.1,22. (200/3)
= 8m/s
» KFv = 1+ 8.50.97/(2.171104.1,32.1,37) = 1,06
⇒ σF1 = 2.171104.1,92.0,58.0,93.3,8/(50.97.3) = 92,6 < [σF1] (thỏa
mãn)
σF2 = 92,6.3,6/3,8 = 87,7 < [σF2]
kiểm nghiệm quá tải:

(thỏa mãn)

kqt = Tmax/T = 1,7
σHmax = σH.
kqt = 458. 1,7 = 597Mpa < [σH1]max = 1064Mpa (thỏa
mãn)

σF1max = σF1.1,7 = 92,6.1,7 = 157 < [σF1]max = 464Mpa
(thỏa mãn)
σF2max = σF2max.1,7 = 87,8.1,7 = 149 < [σF2]max = 304Mpa
(thỏa mãn)
kích thước tính toán cho bộ truyền:
Khoảng cách trục
Modun
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Số răng
Đường kính vòng chia
Đường kính vòng đỉnh răng
Đường kính vòng chân răng

aw = 200mm
m = 3mm
bw = 50mm
u = 3,21
z1 = 32 z2 = 96
d1 = 97,48mm d2 = 292mm
da1 = 103,48mm da2 =
298mm
df1 = 89,98mm df2 = 284,5mm


II. Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
1. chọn vật liệu:
bánh chủ động:
thép 45
HB = 200

σ = 750 Mpa
σch = 450

bánh bị động:
thép 45
HB = 190
σb = 600Mpa
σch = 340

2.ứng suất cho phép:
[σH] = σ0Hlim.ZR.Zv.KxH.KHL/SH
[σF] = σ0Flim.YR.YS.KxF.KFc.KFl/SF
Sơ bộ chọn ZR.Zv.KxH = 1
⇒ [σH] = σ0Hlim.KHl/SH
YR.YS.KxF = 1
[σF] = σ0Flim. KFc.KFl/SF
⇒
Bảng 6.2 σ0Hlim = 2HB + 70
σ0Hlim1 = 2.200 + 70 = 470Mpa
σ0Hlim2 = 2.190 + 70 =
450Mpa
⇒
σ0Flim = 1,8HB
σ0Flim1 = 1,8.200 = 360Mpa
σ0Flim2 = 1,8.190 = 342Mpa
SH = 1,1 (bảng 6.2)
SF = 1,75 (bảng 6.2)
KFc = 1
KHl = mH (NHO/NHE)
KFl = mF (NFO/NFE)

mF = mH = 6 (do HB < 350)
NHO = 30.HHB2,4 ⇒ NHO1 = 30.2002,4 = 107
NHO2 = 30.1902,4 = 8,8.106
NFO = 4.106
NHE = 60c∑(Ti/Tmax)3.ni.ti
NFE = 60c∑(Ti/Tmax)mF.ni.ti


⇒

960

2,6
4,2
+0,73.
) = 7,2.107 > NHO
8
8

960

2,6
4,2
+0,76.
) = 5,6.107 > NFO ⇒
8
8

NHE = 60. 4,49 .12000.(13.

⇒ KHl =1

NFE = 60. 4,49 .12000.(16.
KFl = 1
470.1,1
= 517Mpa
1
360.0,7
[σF]1 = 1,75 = 144Mpa

» [σH]1 =

450.1,1
= 495Mpa
1
342.0,7
[σF]2 = 1,75 = 136,8Mpa

[σH]2 =

ứng suất quá tải:
[σH]1max = 2,8.σch1 = 2,8.450 = 1260Mpa [σH]2max = 2,8.σch2 = 2,8.340
= 952Mpa
[σF]1max = 0,8.σch1 = 0,8.450 = 360Mpa
[σF]2max = 0,8.σch2 = 0,8.340
= 272Mpa
5. tính thông số cơ bản của bộ truyền:
• khoảng cách trục:
aw = Ka.(u + 1). 3 ((T1.KHβ)/( [σH]2.u.φba) )
= 356,7mm

chọn aw = 357mm
Trong đó: bảng 6.5 Ka = 49,5 Kd = 77
Bảng 6.6 φba = 0,3
φbd = 1,2
Bảng 6.7 KHβ = 1,02 ( sơ đồ 7)
T = 731869Nmm
• modun:
m = (0,01 ÷ 0,02).aw = (0,01 ÷ 0,02).357 = 3,57 ÷ 7,14
bảng 6.8 chọn m = 5mm
• số răng:
2.357

z1 = 2.aw/(m.(u +1)) = 5(4,49 + 1) = 26 răng
z2 = u.z1 = 4,49.26 = 117 răng
tính lại aw =

m.z
5.(26 + 117)
=
= 357,5
2
2

(thỏa mãn)

6. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
σH = ZM.ZH.Zε. ((2.T1.KH.(u + 1))/(bw.u.dw12)) ≤ [σH]
ZM = 274 (bảng 6.5)
ZH =
((2cosβb)/sin2atw) =

(2/sin40) = 1,76
Trong đó:


do bánh răng thẳng nên β = 0
atw = at = arctan( tanα/cosβ) = 20
Zε =
((4 - εα)/3) =
((4 – 1,73)/3) = 0,87
Trong đó:
εα = 1,88 – 3,2.(1/z1 + 1/z2) = 1,73
KH = KHβ.KHα.KHv = 1,02.1. 1,24 = 1,26
trong đó KHβ = 1,02 ( đã chọn ở trên)
KHα phụ thuộc vào vận tốc vòng
Dw1 = 2aw/( um + 1) = 2.357/( 5 + 1) = 119mm
V = π.dw1.n1/60000 = 3,14.119.240/60000 =
1,5m/s
Bảng 6.13 cấp chính xác 8
Bảng 6.14 KHα = 1
KHv = 1 + vH.bw.dw1/(2.T1. KHβ.KHα)
= 1+ 39.107.119/(2.731869.1,02.1) = 1,24
Trong đó:
VH = δH.g0.v. (aw/u)
= 0,04.73.1,5. (357/4,49) = 39m/s
Bảng 6.15 δH = 0,04
Bảng 6.16 g0 = 73
Bw = φba.aw = 0,3.357 = 107mm
Dw1 = 2.aw/(um + 1) = 3.357/(5 +1) = 119mm
⇒ σH = 274.1,76.0,87.
((2.731869.(4,49 + 1))/(107.4,49.1192)) = 456mm

< [σH] ok
5. kiểm nghiệm độ bền uốn:
σF1 = 2.T1.KF.Yε.Yβ.YF1/(bw.dw1.m) < [σF1]
σF2 = σF1. YF2/ YF1 ≤ [YF2]
trong đó thì:
Yε = 1/εα = 1/1,73 = 0,578
Yβ = 1 (răng thẳng)
Bảng 6.18 YF1 = 3,9 YF2 = 3,6
KF = KFβ.KFα.KFv = 1,8.1.2,24 = 2,55
Trong đó: KFβ = 1,8 bảng 6.7
KFα = 1
do là bánh răng thẳng
KFv = 1 + vF.bw.dw1/(2.T1. KFβ.KFα)
VF = δF.g0.v. (aw/u)
= 0,011.73.3,33. (357/4,49)


= 17,3m/s
» KFv = 1+ 17,3.107.119/(2.731869.1,8.1) = 1,08
⇒ σF1 = 2.731869.1,944.0,578.1.3,9/(107.119.5) = 100,75 < [σF1]
ok
σF2 = 100,75.3,6/3,9 = 93 < [σF2]
6. kiểm nghiệm quá tải:

ok

kqt = Tmax/T = 1,7
σHmax = σH.
kqt = 456. 1,7 = 595Mpa < [σH1]max = 1260Mpa ok
σF1max = σF1.1,7 = 100,75.1,7 = 171 < [σF1]max = 360Mpa

ok
σF2max = σF2max.1,7 = 93.1,7 = 158 < [σF2]max = 272Mpa
ok
kích thước tính toán cho bộ truyền:
Khoảng cách trục
Modun
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Số răng
Đường kính vòng chia
Đường kính vòng đỉnh răng
Đường kính vòng chân răng

Tính trục
1. chọn vật liệu:
Thép 45 tôi cải thiện σb = 750Mpa
2. xác định sơ bộ đường kính trục:

aw = 357mm
m = 5mm
bw = 107mm
u = 4,49
z1 = 26 z2 = 117
d1 = 130mm d2 =
585mm
da1 = 140mm da2 =
595mm
df1 = 117,5mm df2 =
572,5mm

d k ≥ 3 Tk / 0,2[τ ]

chọn [τ]1 = 15

T1 =

171104Mpa
[τ]2 =20

T2 =

[τ]3 = 30

T3 =

731869Mpa
2178070Mpa
Thay số vào d1 = 38,5 chọn 40mm
d2 = 56,8 chọn 60mm
d3 = 71,3 chọn 75mm
3. khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
* chiều rộng ổ lăn:
b01 = 23mm
tra bảng 10.2
b02 = 31mm
b03 = 37mm
* chiều dài mayo bánh đai:
Lm12 = (1,2 …1,5).d1 = 48…60 chọn lm12 = 50mm
Lm13 = 50mm

Lm22 = (1,2…1,5).d2 = 72…90
chọn lm22 = 75mm
Lm23 = 80mm
Lm24 = 75mm
Lm32 = (1,2…1,5).d3 = 90…112,5 chọn lm32 = 90mm
* khoảng công xôn chìa ra:
Lc33 = 0,5(lm33 + b03) + k3 + hn
= 0,5(90 + 37) +15 +20 = 98,5mm
Lc12 = 0,5(lm12 + b01) + k3 +hn
= 0,5.(50 + 23) +15 +20 = 71,5mm
* khoảng cách gối đỡ chi tiết (xem hình vẽ):
Bảng 10.4:
Trục 2( trục trung gian):
L22 = 0,5.(lm22 + b02) + k1 + k2
= 0,5.(75 +31) + 10 +10 = 73mm
L23 = l22 + 0,5.(75 + 80) + 10
= 73 +0,5.( 75 + 80) +10 + 160,5mm


L24 = 2.l23 – l22
= 2.160,5 – 73 = 248mm
L21 = 2.l23 = 2.160,5 = 321mm
Trục 3( trục ra):
L32 = l23 = 160,5mm
L31 = l21 = 321mm
L33 = 2.l32 + lc33
2.160,5 + 98,5 = 419,5mm
Bảng kết quả:
Trục1

L12 = 73mm

l13 = 248mm

l11 = 321mm

Trục 2

L22 = 73mm

l23 = 160,5mm

l24 = 248mm l21 = 321mm

Trục 3

L32 = 160,5mm l31 = 321mm

4. Xác định lực tác dụng lên trục:

l33 = 419,5mm


Trục 1: tức là đối với 2 bánh răng nghiêng
Ft1 = Ft2 = 2.T1/dw1 = 2.171104/97 = 3528N
Fr1 = Fr2 = Ft1.tanα/cosβ = 3528.tan20/cos10 = 1304N
Fa1 = Fa2 = Ft1.tanβ = 3528.tan10 = 622N
Trục 2 đối vớ bánh răng thẳng
Ft1 = Ft2 = 2.T1/dw1 = 2.731869/130 = 11260N
Fr1 = Fr2 = Ft1.tanα/cosβ = 11260.tan20/cos10 = 4161N

Lực dọc trục trong trường hợp này bằng 0
Dựa vào hình vẽ và lực đã tính ta có kết quả:
Trục 1:
Fx12 = Ft1 = 3528N
Fx13 = Ft1 = 3528N


Fy12 = -Fr1 = -1304N
Fy13 = -Fr1 = -1304N
Fz12 = -Fa1 = -662N
Fz13 = Fa1 = 622N
Trục 2:
Fx22 = -Ft2 = -3528N
Fx23 = -Ft1 = -11260N
Fx24 = -Ft2 =
11260N
Fy22 = Fr2 = 1304N
Fy13 = -Fr1 = -4161N
Fy32 = Fr2 =
4161N
Fz22 = Fa2 = 662N
Fz13 = 0
Fz32 = 0
Trục 3:
Fx32 = Ft2 = 11260N
Fy32 = Fr2 = 4161N
Fz32 = 0
Cuối cùng lực từ khớp nối tác dụng lên trục:
Fx33 = (0,2…0,3).2.T3/dt = -7260N
(dt = 120 tra bảng 15.10)

5. vẽ biểu đồ momen để xác định đường kính trục:
Trục 1:
∑Fx = -Flx10 + Fx12 + Fx13 – Flx11 = 0
∑Fy = Fy12’ –Fy12 –Fy13 + Fly11 + Fly10 = 0
∑Mx = Fy12’.lc12 + Fy12.l12 + Fy13.l13 – Fly11.l11 = 0
∑My = Fx12.l12 + Fx13.l13 – Flx11.l11 = 0
Thay số vào và tính ra ta được kết quả
Flx10 = 3528N
Flx11 = 3528N
Fly10 = 97N
Fly11 = 1559N
Trục 2:
∑Fx = Flx20 – Fx22 – Fx23 – Fx24 + Flx21 = 0
∑Fy = Fly20 + Fy22 – Fy23 + Fy24 + Fly21 = 0
∑Mx = Fy22.l22 – Fy23.l23 + Fy24.l24 + Fly21.l21 = 0
∑My = -Fx22.l22 – Fx23.l23 – Fx24.l24 + Flx21.l21 = 0
Thay số và tính ra ta được kết quả:
Flx20 = 11052N
Flx20 =
7264N
Fly20 = 776,5N
Fly21 =
776,5N
Trục 3:
∑Fx = -Fx30 + Fx32 – Flx31 – Fx33 = 0
∑Fy = -Fly30 + Fy32 – Fly31 =0
∑Mx = Fy32.l32 – Fly31.l31 = 0
∑My = Flx31.l31 + Fx33.l33 – Fx32.l32 = 0
Thay số và tính ra ta được kết quả:
Flx30 = 3402N

Flx31 = 15118N


Fly30 = 2080,5N

Fly31 = 2080,5N

6. xác định đường kính các doạn trục:
Trục 1:
MtdA =
(MxA2 + MyA2 + 0,75.MzA2) = 256662Nmm
DA = MtdA/(0,1.[σ]) = 36mm
chọn σ = 55
Tương tự ta có kết quả
MtdB = 307486Nmm
dB = 38mm
MtdC = 423426Nmm
dC = 45mm (đã chọn)
MtdD = 318221Nmm
dD = 40mm (đã chọn)
MtdE = 0
dE = 38mm (đã chọn)
Trục 2:
MtdA = 0
dA = 50mm (đã chọn)
MtdB = 926332Nmm
dB = 55mm
MtdC = 1059447Nmm
dC = 70mm
MtdD = 811891Nmm

dD = 55mm
MtdE = 0
dE = 50mm
Trục 3:
MtdA = 0
dA = 80mm (đã chọn)
MtdB = 2923225Nmm
dB = 85mm
MtdC = 2940595Nmm
dC = 85mm
MtdD = 2852298Nmm
dC = 80mm
7. kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:
Trục 1: kiểm nghiệm tại C:
S=

S σ .Sτ
2

S σ + S 2τ

≥ [s]

Chọn [s] = 2,5
Sσ j

σ −1
=
k σd j .σ a j + ψ σ .σ mj

STj =

τ −1
k τd .τ a + ψ τ .τ m
j

j

σ-1 =0,436. σ b = 0,436.750 = 327 (MPa)
τ-1 = 0,58.σ-1= 189,66 (MPa)
bảng 10.7 ψσ = 0,1 ψτ = 0,05
* trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:

j


σm= 0 ; σa= σmax = Mj/ W
M = 302417Nmm
W = π.d3/32 – b.t.(d – t)2/(2d)
= 3,14.453/32 – 25.5.(45-5)2/(2.45) = 6719
b tra bảng 10.2
lấy = 5
σa= σmax = 32417/6719 = 4,82
* trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:
τm = τa = Tmax / 2 = Tj / 2.Woj
W0j = π.d3/16 – b.t.(d – t)2/(2d) = 15661
Kσd = (Kσ/ εσ + Kx - 1)/ K
Kτd = (Kτ/ετ + Kx - 1)/ k
Bảng 10.8 chọn phương pháp gia công tiện Ra = 2,5…0,63
Bảng 10.9 phương pháp bền bề mặt tôi Kx = 1,1 Ky = 1

Bảng 10.10 εσ = 0,81
ετ = 0,76
Bảng 10.12 trục lắp rãnh then cắt bằng dao phay ngón Kσ = 2,01 Kτ = 1,88
⇒ Kσd = (2,01/0,81 + 1,1 – 1)/1 = 2,58
Kτd = (1,88/0,76 + 1,1 – 1)/1 = 2,57
⇒ sσ = 327/(2,58.4,28) = 29,6
sτ = 189,66/(2,57.21,85 + 0,05.21,85) = 3,3
s = 3,28 > [s] ok
trục 2: kiểm nghiệm tại C:
chọn [s] = 2
σ-1 = 327
ψσ = 0,1
τ-1 = 189,66
ψτ 0,05
* ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:
σm= 0 ; σa= σmax = Mj/ W
M = 1059447Nmm
W = π.d3/32 – b.t.(d – t)2/(2d)
Bảng 10.2 chọn b = 33 t = 5 d = 65
W = 22378
⇒ σa = σmax = 47,34


* ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động
τm = τa = Tmax / 2 = Tj / 2.Woj
T = 1030016
W0j = π.d3/16 – b.t.(d – t)2/(2d) = 49326
⇒ τm = τa = 10,44
Kx = 1,1 Ky = 1
εσ = 0,76

kσ = 2,01
στ = 0,73
kτ = 1,88
⇒ Kσd = (2,01/0,76 + 1,1 – 1)/1 = 2,74
Kτd = (1,88/0,73 + 1,1 – 1)/1 = 2,67
⇒ sσ = 327/(2,74.47,34) = 2,52
sτ = 189,66/( 2,67.10,44 + 0,05.10,44) = 6,68
⇒ s = 2,36 > [σ] ok
Trục 3: kiểm nghiệm tại C:
chọn [s] = 2,5
σ-1 = 327
ψσ = 0,1
τ-1 = 189,66
ψτ 0,05
* ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:
σm= 0 ; σa= σmax = Mj/ W
M = 715254
W = π.d3/32 – b.t.(d – t)2/(2d)
Bảng 10.2 chọn b = 41 t = 5 d = 85
W = 52543
⇒ σa = σmax = 13,6
* ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động
τm = τa = Tmax / 2 = Tj / 2.Woj
T = 3293550
W0j = π.d3/16 – b.t.(d – t)2/(2d) = 112804
⇒ τm = τa = 29,2
Kx = 1,1 Ky = 1


kσ/ εσ = 3,66

kτ / στ = 2,6
Kσd = 3,36 + 0,1 =3,76
Kτd = 2,6 + 0,1 = 2,7
⇒ sσ = 327/(3,76.13,6) = 6,39
sτ = 189,66/(2,7.21,85 + 0,05.21,85) = 3,16
⇒ s = 2,8 > [σ] ok





Tính chọn ổ trục
TRỤC 1:
1.chọn ổ lăn:
Với tải trọng nhỏ, chỉ có lực hướng tâm, ta dùng ổ bi đỡ 1 dãy
Chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung 308 (bảng P2.7)
Có đường kính trong d = 40mm
Đường kính ngoài D = 90mm
Khả năng tải động C = 31,9kW
Khả năng tải tĩnh C0 = 21,7kW
2. tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:
* khả năng tải động:
C d = QE . m L
m=3
L = 12000h
QE = m Q mi .L i / ∑ L i
Qi =(X.V.Fri + Y.Fa).kt.kđ = X.V.Fri .kt.kđ
FrB =
(Flx102 + Fly102) = 3529,3N

(do Fa = 0)

FrE =
(Flx112 + Fly112) = 3857N
V = 1 (vòng trong quay)
Kt = 1 (t0 = 1050)
Kđ = 1,5 (va đập vừa)
X = 1 bảng 11.4
⇒ QE = 1.1.3857.1.1,5 = 5786N
QB = 1.1.3529,3.1.1,5 = 5294N
Do QE > QB nên chọn QB để tính
m

QE =

∑(

3
 Q  3 L
 Q2  Lh 2 
1
h1
m

QE = QB . 
+  
Qi L / ∑ Li
 Q1  Lh  Q1  Lh 
⇔

)

= 5786.(13.2,6/8 + 0,653.4,2/8)1/3 = 4460N

1

3


L = Lh.n1.60.10-6 = 12000.240.60.10-6 = 172,8 (tr.vòng)
Hệ số khả năng tải động:
Cd = 4460.172,81/3 = 24,8kN < 31,9kN ok
* khả năng tải tĩnh:
Bảng 11.6 X0 = 0,6
Y0 = 0,5
Q0 = X0.Fr = 0,6.5786 = 3472N
Q1 = Fr = 5786N
Chọn Q =Q1 do to hơn
⇒
Q = 5,786kN < C0 = 21,7kN ok
TRỤC 2:
1. chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung 312
C = 64,1kN C0 = 49,4kN
bảng 2.7
2. tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:
* khả năng tải động:
C d = QE . m L
m=3
L = 12000h
QE = m Q mi .L i / ∑ L i

Qi =(X.V.Fri + Y.Fa).kt.kđ = X.V.Fri .kt.kđ
FrA =
(Flx202 + Fly202) = 11079N
FrE =
(Flx212 + Fly212) = 1063,3N
V = 1 (vòng trong quay)
Kt = 1 (t0 = 1050)
Kđ = 1,5 (va đập vừa)
X = 1 bảng 11.4
⇒ chọn FrA để tính thôi
QA = 1.1.11079.1.1,5 = 16619N
⇒ QE = 16619.(13.2,6/8 + 0,653.4,2/8)1/3 = 12914N
L = Lh.n1.60.10-6 = 12000.53,5.60.10-6 = 38,52 (tr.vòng)
Cd = 12914.38,521/3 = 43614N = 43,614kN < C ok
* khả năng tải tĩnh:
Bảng 11.6 X0 = 0,6

(do Fa = 0)


Y0 = 0,5
Q0 = X0.Fr = 0,6.11079 = 6647N
Q1 = Fr = 11079N
Chọn Q =Q1 do to hơn
⇒
Q = 11,079kN < C0 = 49,4kN ok
TRỤC 3:
1. chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung 310
C = 48kN
C0 = 36kN

bảng 2.7
2. khả năng tải động:
C d = QE . m L
m=3
L = 12000h
QE = m Q mi .L i / ∑ L i
Qi =(X.V.Fri + Y.Fa).kt.kđ = X.V.Fri .kt.kđ
FrA =
(Flx302 + Fly302) = 7839N
FrC =
(Flx312 + Fly312) = 13296N
V = 1 (vòng trong quay)
Kt = 1 (t0 = 1050)
Kđ = 1,5 (va đập vừa)
X = 1 bảng 11.4
⇒ chọn FrC để tính thôi
QC = 1.1.13296.1.1,5 = 19944N
⇒ QE = 19944.(13.2,6/8 + 0,653.4,2/8)1/3 = 15497N
L = Lh.n1.60.10-6 = 12000.17,1.60.10-6 = 12,3 (tr.vòng)
Cd = 15497.12,31/3 = 35,784kN < C ok
* khả năng tải tĩnh:
Bảng 11.6 X0 = 0,6
Y0 = 0,5
Q0 = X0.Fr = 0,6.13296 = 7978N
Q1 = Fr = 13296N
Chọn Q =Q1 do to hơn
⇒
Q = 13,296kN < C0 = 36kN ok

(do Fa = 0)