THIẾT KẾ MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY: Thiết kế bộ truyền đại dẹt

Bộ công nghiệp
Trờng Đại học công nghiệp hà nội
----------------------------Đề thiết kế môn học
chi tiết máy
Sinh viên thiết kế
:Nguyễn Văn Quỳnh
Lớp
: LT TC CĐ M1 K7
Giáo viên hớng dẫn :
Các Số liệu ban đầu

1

5

v
Động cơ điện
Đai
Hộp
Khớp trục
Tang và băng tải

4

3

1
2

+ Lực tiếp tuyến trên băng tải :
P = 3000 N

+ Vận tốc trên tang băng tải :
V = 0,75 m/s
+ Đờng kính tang băng tải :
D = 180 mm
+ Thời gian làm việc của máy:
T = 4 năm
+ Số ca làm việc trong ngày :
C = 3 ca
+ Tính chất tải trọng
:
ổn định, quay một chiều
+ Loại đai
:
Dẹt
Phần 1: chọn động cơ ,phân phối tỷ số truyền :
I/ Chọn động cơ điện
U

U

-

Công suất công tác: N CT =
B

B

P.v
1000
1

-

Trong đó:+P = 3000 N:lực tiếp tuyến trên băng tải
+V =1,00 m/s:vận tốc trên tang băng tải

-

N CT =

-

Công suất yêu cầu: N YC =

B

B

3000.0,75
= 2,25 ( kW )
1000
B

Trong đó:



=

N CT


B

B

đai

.

B

B

băng

.

B

B

ổ lăn

.

B

B

khớp

.

B

B

ổ trợt

B

Tra bảng 1 ta chọn:


B



B



B



B

đai

= 0,96

Hiệu suất bộ tryền đai dẹt

= 0,98

Hiệu suất bộ truyền bánh răng

= 0,99 ì 0,99

Hiệu suất ổ lăn( 2 cặp )

= 0,99

Hiệu suất khớp nối

= 0,98

Hiệu suất ổ trợt

B

br

B

ổ lăn
khớp

B

B

B

ổ trợt

B

= 0,96 .0,98 .0,99 .0,99 .0,99.0,98 = 0,895
Công suất yêu cầu: N YC =
B

B

2,25
N CT
= 2,513 ( kW )
=

0,895

Từ công suất yêu cầu N YC = 2,513 120%N YC = 2,513 x 1.2 = 3,015 ( kW)
*Chọn động cơ điện:
Để đảm bảo điều kiện làm việc tốt và công suất mở máy ta chọn động cơ có
B

B

B

NC 120 %NYC và số vòng quay hợp lí để kích thớc bộ truyền đợc gọn.
- Tra bảng 2 (Tập bảng chi tiết máy) chọn động cơ kiểu A062- 8
Công suất định mức
: N ĐC= 4,5 kW > 120%.NYC
Tốc độ quay
: n ĐC= 730 ( vòng/phút )
B

B

B

B

II/ Phân phối tỉ số truyền
-

Tốc độ quay của bộ phận công tác : nCT =
B

v.60.10 3
.D

Với v= 0,75 m/s
D= 180 mm

-

: nCT =
B

0,75.60.10 3
=79,6 ( vòng/phút )
180.3,14
2


-

Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống : i =

ndc
730
= 9,17
=
79
,
6
nCT

Mà i = i đai . i br
B

B

B

i đai : Tỷ số truyền bộ truyền đai.
B

B

i br : Tỷ số truyền bộ truyền bánh răng.
B

Chọn i br = 3
B

B

i
9,17
=
ibr
3

i đai =
B

B

B

= 3,05

III/ Xác định các thông số trên trục

a, Tính công suất các trục:
Trục I :
Công suất vào và ra : N maxI = N minI = N YC = 2,513 ( kW )
Trục II :
Công suất vào : N maxII = N minI . đai = 2,513 . 0,96 = 2,412 ( kW )
Công suất ra : N minII = N maxII . ổ lăn = 2,412 . 0,99 = 2,387( kW )
Trục III :
Công suất vào : NmaxIII = N minII . br = 2,387 . 0,98 = 2,339 ( kW )
Công suất ra : NminIII = NmaxIII . ổ lăn = 2,339. 0,99 = 2,315 (kW)
B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

BII

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

Trục IV :
Công suất vào : NmaxIV = N minIII . khớp = 2,315. 0,99 = 2,291 ( kW )
B

B

B

B

B

Công suất ra : N minIV = NmaxIV . ổ trợt = 2,291. 0,98 = 2,245 ( kW
* Với N CT = 2,2 (KW) ta có : N = N CT - NIVmin = 2,2 2,198 = 0,002 (KW)
=2(W) < 10(W) . Vậy công suất trên trục IV đảm bảo.
B

B

B

B

B

B

B

b, Tính tốc độ quay trên các trục:
Trục I
n I = n ĐC = 730 ( vòng/phút )
Trục II
B

n II =
B

B

B

B

B

nI
= 239,34 ( vòng/phút)
idai

Trục III
n III =
B

B

n II

= 79,78 ( vòng/phút)
ibr
3


Trôc IV
n IV = n III = 79,78 ( vßng/phót )
c, TÝnh m« men xo¾n trªn c¸c trôc:
Trôc I :
B

B

B

B

M xmaxI = M xminI =9,55 . 106 .
B

B

B

B

N YC
2,513
≈ 32875,547 ( N.mm )
= 9,55 . 106 .

ndc
730

Trôc II :

M xmaxII = 9,55 . 106 .

N max II
2,412
≈ 96242,165 ( N.mm )
= 9,55 . 106 .
n II
239,34

M xminII = 9,55 . 106 .

N min II
2,387
≈ 95244,631 ( N.mm )
= 9,55 . 106 .
nII
239,34

B

B

B

B

TrôcIII
M xmaxIII = 9,55 . 106 .
B

B

N max III
2,339
≈ 279988,09 ( N.mm)
= 9,55 . 106 .
n III
79,78

9,55 . 106 .

N min III
2,315
≈ 277115,191 ( N.mm )
= 9,55 . 106 .
79,78
nIII

M xmaxIV = 9,55 . 106 .

N max IV
2,291
≈ 274242,291 ( N.mm )
= 9,55 . 106 .
n IV

79,78

M xminIV = 9,55 . 106 .

N min IV
2,245
≈ 268735,898( N.mm )
= 9,55 . 106 .
n IV
79,78

M xminIII =
B

B

Trôc IV :
B

B

B

B

B¶ng sè liÖu

i
Trôc I

N(kw)
Max
Min
2,513

2,513

M(Nmm)

n(v/ph)

Max

Min

32875,547

32875,547

Id =3,05
4

730


Trục II
Ibr=3

Trục III

Ik=1

Trục IV

2,412

2,387

96242,165

95244,631

239,34

2,339

2,315

279988,09

277115,191

79,78

2,291

2,245

274242,291

268735,898

79,78

Phần 2: thiết kế các bộ truyền :
I/ Thiết kế bộ truyền đai
1. Đề bài :
Thiết kế bộ truyền đai dẹt với công suất truyền N YC = 2,513 kW , n dc = 730
( vòng/phút ), tỉ số truyền idai = 3,05. Tải trọng ổn định , đai làm việc ba ca .
2. Bài giải :
Bơc 1: Chọn loại đai
Với NYC=2,513 kW chọn loại đai dẹt , đai vải cao su loại A chiều dày một lớp là
1,5 mm
Bớc2 :
Đờng kính bánh đai nhỏ :
B

D 1 =Dmin = ( 1100 ữ 1300 )
B

B

3

B

B

N YC
( mm ) = ( 1100 ữ 1300 )

ndc

3

B

2,513
730

= ( 166,09 ữ 196,29 )
Bảng 15 :Quy chuẩn
Chọn D 1 = 200 ( mm )
B

B

.D1 .n1 .D1.ndc 3,14.200.730
=
=
60.103
60.10 3
60.10 3

Nghiệm vận tốc : v =

v = 7,64 < [v] = (25 ữ 30) ( m/s ) Thoả mãn
Đờng kính bánh đai lớn :
D 2 = i . D 1 = 3,05 . 200 = 610 ( mm )
Quy chuẩn D 2 = 600 mm
Vậy D 1 = 200 mm

D 2 = 600 mm
Nghiệm sai số tỉ số truyền :
Có ilý thuyêt =iđai =3,05
B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

i TT =

B

B

D2

D1 (1 )

=

600
3,03
200(1 0,01)

Đai vải cao su có = 0,01 = 1%
5

7,64 ( m/s )


ilt iTT
3,05 3,03
.100% =
.100% = 0,65% < [ i ] = -5%
ilt
3,05

. Do đó i =
Thoả mãn

Vậy chọn D 1 = 200 mm
D 2 = 600 mm
Bớc 3
Xác định khoảng cách giữa hai trục (A) và chiều dài đai (L) :
Chọn A = Amin = 2 . ( D 1 + D 2 ) = 2 . ( 200 + 600 ) = 1600 ( mm )
A=1,60 m

B

B

B

B

B

B

B

Tính L : L = 2A +

B

B

B


( D2 D1 ) 2
( D1 + D2 ) +
2
4. A

= 2 . 1,60 +

(0,60 0,20) 2
3,14
+
(0,20 + 0,600)
2
4.1,60

L =3,841 m
Đối đai dẹt khi lam việc cần cộng thêm một lợng l =(100 ữ 400) mm để nối
đai.Chọn l=200mm
L=L+ l=3841 + 200 = 4041 ( mm)
Nghiệm mỏi : U =

9,55
v
=
L 3,841

2,4 ( 1/s ) < [U] = (3 ữ 5 ) ( 1/s ). Đảm bảo về

điều kiện
bền lâu.
Bớc4: Tính góc ôm
600 200
D D1
Góc ôm : = 180o-57o 2
= 180o-57o
A
1600
Đảm bảo điều kiên góc ôm

Bớc5: Tính tiết diện
Đai gồm 3 lớp mỗi lớp dày1,5 mm(bảng 14)
S = 3.1,5 = 4,5 mm
- Nghiệm lại tỷ số truyền
S
S
<
D1
D




S
D

Với T = 4 năm Bảng 16


S
4,5
S
=
=
D1 200
D

1
30

1
=
30

thỏa mãn
6

165o45>[ ] = 150o


S = 4,5 là hợp lý

Tính B: B

P
S .K 0 .C

Trong đó:
1000.2,513
1000.N YC
=
= 263,141 ( N )
9,55
v

P=

Tính K 0 :
Theo bảng 16: Để bộ truyền làm viêc với hiệu suất cao ta chon ứng suất lực căng

0 = 1,8 N/mm2
Đai vải cao su có a = 2,5 ;
W = 10
B

B

B

S
( N/mm2 )
D

[K 0 ] = a W.
B

B

4,5
= 2,27 ( N/mm2 )
200

[K 0 ] = 2,5 - 10.
B

B

B

Tính C

C = C1 . C2 . C3 . C4
- xác định hệ số góc ôm C 1 :
B

B

B

B

B

B

B

B

B

Theo bảng 17:

B

= 170 C1 = 0,97
= 160 C1 = 0,94


0,97 0,94
55 ' =

.9,5 + 0,94 =
C 169
1
10

o

0,9685
- xác định hệ số vận tốc C2
v = 5m / s C 25 = 1,03

1,03 1
9 , 55
Theo bảng 18 :
.4,55 1,0027
C 2 = 1,03 10
5
v = 10m / s C 2 = 1

- xác định hệ số điều kiên làm việc C3
Hộp giảm tốclàm viêc 3 ca ,động cơ quay một chiều ,tải trọng ổn định .Nên theo
C 3 = 0,6
bảng 19
- xác định hệ số vị trí bộ truyền C4
B

B

Bánh đai đặt nằm ngang C 4 = 1
C = 0,9685 . 1,0027.0,9.1 0,874

B

B

B

P
263,141
=
= 28,84 (mm)
4,5.0,874.2,32
S .K 0 .C

Tra bảng 14 Quy chuẩn B = 100 mm thoả mãn B, S thẳng hàng
7


D©y ®ai ®· chän kÝch thíc hîp lý :
S = 4,5 ; B = 100 mm ⇒ F = S . B = 4,5 . 100 = 450 ( mm2 ) .
Bíc 6 :TÝnh lùc t¸c dông lªn trôc :
R® = 3.T0 . sin

α1
α
= 3.σ 0 .B.S . sin 1
2
2
0

=3 . 1,8 . 100 . 4,5.sin 165 45' = 2411,23 ( N )

2

8


II/Thiết kế bộ truyền bánh răng
1. Đề bài: Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng làm việc trong hộp giảm
tốc , truyền công suất N 1 = 2,387 kW tỉ số truyền ibr = 3 , tốc độ quay n = 79,78
vòng/phút . bánh răng quay một chiều, tải trọng không thay đổi .
2. Bài giải:
Bớc 1: Chọn vật liệu: Theo bảng phối hợp cặp vật liệu :
Bánh nhỏ thép 50 (Bánh chủ động)
Bánh lớn thép 45 (Bánh bị dẫn)
Bớc 2: Chọn phơng pháp nhiệt luyện: thờng hoá HB <350 . Tra bảng ứng suất cho
phép:
B

BB

B

[ ] u1 = 166 N/mm2
[ TX ] 1 = 665 N/mm2
[ ] u2 = 164 N/mm2
[ TX ] 2 = 665 N/mm2
Bớc3: Xác định các kích thớc cơ bản: Vì làm việc trong hộp có ngâm dầu nên thờng hỏng vì ứng suất tiếp xúc nên ta tính toán thiết kế theo điều kiện bền tiếp xúc.
- Tính sơ bộ bán kính hai tâm :
B

BB

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

2

A sb ( ibr + 1 ).
B

B

3

105.10 4 K .N1

.
[ TX ].i br A .n2 . '

+ Bánh răng lắp đối xứng nên tạm chọn

K = 1,3

+Tải trọng trung bình chọn

A = 0,35

+ Chọn
+Công suất trục chủ đông
+Vận tốc quay trục bị đông

' = 1,3

N1 = NminII = 2,387 kW
n 2 = nIII = 79,78 ( vòng/phút )
B

B

2

Thay số: Asb ( 3 + 1 ).
B

B

3

105.10 4
1,3.2,387
114 (mm)
.


665
.3
79
,
78
.
1
,
3
.
0
,
35

Lấy Asb = 114 mm
-Tính moduyn
m n = (0,01 ữ 0,02 ).A sb = (0,01 ữ 0,02 ).114 = ( 1,14 ữ 2,28 )
Chọn m n theo tiêu chuẩn (bả ng 27) mn = 2 mm
B

B

B

B

B

B

B

B

2 Asb . cos
2 Asb
2.114. cos 12 0
- Số răng bánh răng: Z 1 =
=
=
m s (ibr + 1)
mn (i + 1)
2.(3 + 1)
B

B

Chọn Z 1 = 28 răng
Z 2 = i . Z 1 = 3 . 28 = 84 ( răng )
B

B

B

B

B

B

9

27,8 ( răng )


mn .( Z 1 + Z 2 )
2.( 28 + 84)
=
2 cos
2. cos 120
109,55( mm )

- Tính chính xác khoảng cách hai tâm: A cx =

B

Bớc 4: Nghiệm an toàn:
+) Tính hệ số tải trọng Kcx = K T . K đ
B

B

B

B

B

- Ta có: b = A . ACX = 0,35 . 109,55 38,4 ( mm ) Chọn b = 40 ( mm )
B

B

Hệ số K T : Tải trọng ổn định , độ cứng HB <350
Bánh răng có khả năng chạy mòn:
KT = 1
B

B

B

B

Hệ số K đ :
B

B

Vận tốc của bộ truyền: v =

.D1 .nII
60.10 3

với nII =239,34
D1 =ms.Z1 =

mn .26
cos

3,14.239,34.2.28
0,430(m/s )
cos 12 0.100.103
Theo bảng bổ sung(6-1) Chọn cấp chính xác: 9
Tra bảng 30 K d = 1,2
Vậy K = 1 . 1,2 = 1,2
v =

B

B

+) Nghiệm sơ bộ tiếp xúc

B

TX

B

4
= 105.10 .

Acx .ibr

(ibr + 1) 3 K .N1
.
[ TX ]
b
n1 . '

Trong đó : N1 = NminII = 2,387 kW
n2 = nIII = 79,78 (vòng/phút )
b =40
Acx = 109,95
Thay số:

B

TX

B

105.10 4
.
109,55.3

=

(3 + 1) 3 1,2.2,387
2
.
= 671,6 ( N/mm )
40
79,78.1,3

Vậy TX < [ TX ] = 665 ( N/mm2 ) Thoả mãn sức bền tiếp xúc
+) Nghiệm sức bền uốn:
Số răng tơng đơng:
B

B

B

B

10


- Z td1 =
B

B

Z1
28
=
= 29,9 răng
3
(cos12) 3
cos

H bảng 31
- Z td2 =
B

B

Z td = 28 y = 0,412
0,417 0,412
.1,8 0,4165
y1 = 0.412 +
Z td = 30 y = 0,417
2

Z2
84
89,75răng
=
3
(cos 12) 3
cos

Z td = 80 y = 0,480
0,482 0,48
.0,1397 = 0,480
y 2 = 0.48 +
Z td = 100 y = 0,482
20

Hệ số dạng răng:

y 1. [ U1] = 0,4165 . 166 69,13
y 2 . [ U2 ] = 0,480 . 164 78,72

Tính tích số :

B

B

Vì : y 1. [
B

B

B

U1

] < y 2. [
B

B

B

B

B

B

B

B

B

U2

B

] nên bánh răng dẫn nguy hiểm hơn bánh răng bị động .

B

Nghiệm theo bánh răng dẫn :



B

U

B

19,1.10 6.K .N1
. [ U ]
y1 .b.Z1 .n2 .mn2 . ' '

=

lấy ' ' = 1,5
Thay số:

B

U1

B

19,1.10 6.1,2.2,387
=
= 81,67 < 166
0,4165.40.28.239,34.2 2.1,5

(N/mm2)

Thoả mãn sức bền uốn

Bớc 5:Tính các kích thớc cơ bản khác
b = 40 mm

; Acx = 109,55 mm
B

B

d 1 = m s. Z 1 =

mn .Z1
2.28
=
57,2 ( mm )
cos cos 12 0

d 2 = m s. Z 2 =

mn .Z 2
2.84
=
171,7 ( mm )
cos cos 120

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

D e1 = d 1 + 2.m s = d1 +

2m n
2.2
= 57,2 +
0,978
cos

61,28 ( mm )

D e2 = d 2 + 2.m s = d2 +

2m n

2.2
=171,7 +
0,978
cos

175,7 ( mm )

D i1 = d 1 - 2,5.m s = d1 -

2m n
2.2
=57,2 0,978
cos

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

11

53,11 ( mm )


D i2 = d 2 2,5.m n = d2 B

B

B

B

B

B

2m n
2.2
=171,7+
0,978
cos

167,6 ( mm )

Bớc 6: Tính lực ăn khớp
2.M x max II
2.96242,165
=
d1
57,2

P1 = P2 =
B

B

B

B

P r1 = P r2 =
B

B

B

B

3365,11 ( N )

P1 .tg
3365,11.0,364
1252,26 ( N )
=
cos
cos 12 0

P a1 = P a2 = P 1.tg = 3365,11 . tg120 715,27 ( N )
B

B

B

B

B

B

III/ Thiết kế trục và ổ
1, Thiết kế trục III:
A, Đề bài: Tính sức bền cho trục lắp bánh răng và khớp nối nh hình vẽ. Trục lắp
bánh răng nghiêng
Có :
Lực tiếp tuyến
P = 3365,11 ( N )
Lực hớng tâm
P r = 1252,26 ( N )
Lực dọc trục
P a = 715,27 ( N )
B

B

B

B

Truyền momen xoắn : M z = Mxmax = 279988,09 N.mm2
Đờng kính vòng chia của bánh răng: d 2 = 171,7 mm
B

B

B

A

B

B

C

D

Pa2

Pr2
P2

lng

lIII/2

lIII/2

B, Bài giải:
12


Chọn vật liệu làm trục thép 45
Bảng 45 ữ 47 (TBCTM) b = 600 N/mm2

1 = 260 N/mm2

[ 1 ] = 55 N/mm2

Bớc1: Tính sơ bộ:
+ Tính đờng kính trục
dsb 3

Mx
0,2[ ]

có Mx = MxmaxIII = 279988,09 (Nmm )
[ ] = 12 ữ 15 chọn [ ] = 14 (N/mm2)
dsb 3

279988,09
0,2.14

= 46,4

Quy chuẩn dsb =50
Bơc 2 Tính gần đúng :
+ Tính chiều dài trục
LIII = lng + lIII
+ Tính lngoài
Bo III
l
+ m / o III + l3 + l4
2
2
với l3 = 28 ữ 32 mm (khoảng cách từ mép ổ đến hết chiều cao của nắp ổ)
l4 = 10 ữ 20 mm (khoảng cách từ nắp ổ đến mép chi tiết máyquay)
Bổ chiều dày ổ đã chọn ở bảng
l2 : khoảng cách từ mép ổ đến thành trong của hộp

lngoài =

lm/o-III =(1,2 ữ 1,5).dsb =60 ữ 75 .Chọn
lm/o-III =60
a = 10 ữ 20 :khoảng cách từ thành trong của hộp đến mép chi tiết bánh
răng
Từ dsb =50 tra bảng 59 chọn ổ 36210 có
Chọn l3 = 30
l4 = 15
l2 = 12
a= 15
lngoài

=

20
60
+ 30 + 15 +
= 85 mm
2
2
13

Bổ = 20


lIII = l m/ơ-III + 2.l 2 + B ổ-III + 2a = 60 +2.12 + 20 + 2.15 = 134
vậy LIII = 85 +134= 219
sơ đồ hóa lực về tâm :

B

B

B

B

B

B

Tinhtoán Theo phần trên đã tính Pr1 = Pr2 = 1252,26 N
P1 = P2 = 3365,11 N
Pa1 = Pa2 = 715,27 N
+ ma = Pa2 .

d0
171,7
= 715,27 .
= 61405,92 N (d0 : đờng kính vòng chia bánh
2
2

răng bi dẫn)
+ m = mIII = P2 .

d0
171,7
= 3365,11.

= 288894,69
2
2

Tính phản lực tại B & D
14


l III
- ma = 0
2

m D (F ) = - Y B . lIII - P r .
B

YB = B

Pr 2 .

B

B

B

B

l III
+ ma
2

l III

=-

1252,26.

134
+ 61405,92
= -1084,38 ( N ) chiều của YB
2
134

ngơc lại so với giả thiết
m B (F ) = Y D . 134+ P r2 . 70,5 - ma = 0
B

B

B

B

ma Pr 2 .70,5 61405,92 1252,26.70,5
=
= - 200,5 (N ) chiều của YD ngơc
134
134
lại so với giả thiết
YD =
B

Thử lại : Y B + Y D = 1084,38 + 200,5 = 1284,88 = P r2 (Đúng)
B

B

B

B

B

B

Tính XB &XD
Trong mặt phẳng ngang xBz có tảI trọng đối xứng
3365,11
XB = XD = P2 =
= 1682,555(N)
2
2

Vẽ biểu đồ nội lực
Biểu đồ nội lực theo phơng thẳng đứng : Mx
Mômen uốn đứng : M udD = M udB = 0
C
M ud
trai = -Y B . 70,5 = -1084,38.70,5= -76448,79 ( N.mm )
B

B

M udC phai = -Y D . 62,5 =- 200,5.62,5 = -12531,25 ( N.mm )
B

B

Vẽ biểu đồ mômen uốn đứng .

+ Biểu đồ mômen uốn ngang trong mặt phẳng ngang: M
C
M un
= XB . 70,5 = 118620,12 ( N.mm )

Vẽ biểu đồ mômen uốn ngang .

+ Biểu đồ mômen xoắn: MZ
M Z = MxmaxIII = 279988,09 (N.mm)
Vẽ biểu đồ mômen xoắn
*Tính đờng kính tại các mặt cắt nguy hiểm :
B

B

15


-Tại A : có lắp khớp
M tdA
0,1.[ 1 ]

dA 3
B

B

M tđA = M Z = 279988,09 (N.mm)
B

B

B

B

Tra bảng : [ 1 ] = 40
dA 3

279988,09
0,1.40

dC 3

M tdC
0,1.[ 1 ]

B

B

41,21 ( mm )

-Tại C :
B

B

2
2
2
M udC
+ M unC
+ M ZC

M tđC =
B

B

=

76448,79 2 + 118620,12 2 + 279988,09 2

( N.mm )

dC
B

B

3

313541,832 = 42,79 ( mm )
0,1.40

-Tại B & D là các ổ lăn:
dB = dD =

Mz
42,21
0,1.[ 1 ]

3

Vị trí lắp bánh răng và khớp có lắp then phải tăng 4%
d C = 42,79 + 0,04 . 42,79 = 46 ( mm )
B

B

d A = 42,21 + 0,04 . 42,21 = 42,85 ( mm )
B

B

Để kết cấu hợp lý quy chuẩn đờng kính:
d C = 55 ; d D = d B = 50 ; d A = 45 vai trục 65 mm
Vẽ kết cấu trục
Bớc 3, Tính chính xác trục
+ Nghiệm hệ số an toàn mòn cho các tiết diện nguy hiểm

- Nghiệm tại mặt cắt C: uốn và xoắn đồng thời
B

B

B

B

B

B

B

B

16

313541,832


n=

TÝnh

Kτ
.τ a +ψ τ .τ m
ετ

m

C 2
( M udC ) 2 + ( M un
) =

B

τ −1

Mu
Wx

σ a = σ max =

B

nτ =

Kσ
;
.σ a + ψ σ .σ m
εσ

σa , σ

Mu =

nσ2 + nτ2

σ −1

nσ =

Cã :

nσ .nτ

(76448,79) 2 + (118620,12) 2

= 141121,04 ( N.mm )
Tra b¶ng trôc cã r·nh then → d c = 55 mm → B = 18 mm
H = 11 mm
B

B

⇒ W0 = 30,8.103 mm3

Wx =Wu
W u tra b¶ng 48 → W u = 14,51 ( cm3 ) = 14,51.103 (mm3)
B

B

B

B

⇒ σa =

σm =

Ftruc

141121,04
=9,725( N/mm2 )
3
14,51.10

Pa 2
715,27
Pa 2
2
= π .d
B.H = 3,14.55 2 18.11 = 0,31
− Fthen / 2
−
−
4
2
4
2

τa =τm =

M Z = 279988,09 = 4,54 ( trôc quay mét chiÒu )
2.30,8.10 3
2.W0

Tra b¶ng 45 :
→ σ −1 = 260 N/mm2 , σ b = 600 , τ −1 = 160 N/mm2

Tra b¶ng: K σ , K τ :
B¶ng 52 K σ = 1,49 ; K τ = 1,5
B¶ng 50

:

ε σ = 0,78 ; ε τ = 0,67

17


→

Kσ
1,49
=
= 1,91
0,78
εσ

Kτ
1,5
=
= 2,2
0,67
ετ

;

§ång thêi tra b¶ng 53 L¾p ghÐp cã ®é d«i C2:
So s¸nh lÊy:

Kσ
= 3,36
εσ

Kσ
K
= 3,36 vµ τ = 2,52
ετ
εσ

ψ τ ;ψ σ tra b¶ng 49

§îc

ψ σ = 0,1
ψτ

Thay sè:

n=

= 0,05

nσ =

260
= 5,86
3,36.13,196 + 0,1.0,42

nτ =

160
= 8,79
2,52.7,08 + 0,05.7,08

5,86.8,79
5,86 2 + 8,79 2

≈ 4,87 > [n] → Tho¶ m·n

18

;

Kτ
= 2,52
ετ


19


+ Nghiệm bền tại mặt cắt A : Chịu mômen xoắn
n =

Trong đó : a = m =

1

K
. a + . m


MZ
( trục quay một chiều )
2.W0

Với M Z = 279988,09 N.mm
Tra bảng 48 Cho đờng kính trục A W 0 = 16,74 . 103 ( mm3 )
B

B

B

a =m =

B

436142,01
13,02 ( N/mm2 )
2.16,74.10 3

Tra bảng 52 và 50 cho K và

K = 1,5 K
= 2,14

= 0,7
Mặt khác tra bảng lắp có độ dôi C2 :
K
= 2,52


Ta có:

So sánh lấy

K
= 2,52


Tra bảng 49 = 0,05
Thay số: n =

160
= 4,78 > [n] Thoả mãn sức bền xoắn tại
2,52.13,02 + 0,05.13,02

A.
d, Tính lực tác dụng lên ổ : R D , R B
B

B

B

B

Có : Y D = 200,5 N
Y B = 1084,38 N
X D = X B = 1682,555
B

B

B

B

B

B

B

B

RD =

X D2 + YD2 = 1694,45 ( N )

RB =

X B2 + YB2 = 2001,71 ( N )

B

B

B

B

2,Thiết kế ổ III
A,Yêu cầu: Tính toán ổ trục quay với tốc độ n = 79,78 vòng/phút . RB = 2001,71 N
20


,RD = 1682,555 N lực Pa = 715,27 N. Đờng kính cổ trục 50 mm . Thời gian làm
việc (1 năm 365 ngày, 1 ngày ba ca, 1 ca 8 giờ ) 4 năm = 35040 giờ. Tải trọng va
đập vừa.
B, Tính toán:
Chọn ổ bi đỡ chặn 36207 có góc

= 120
[C] = 350.000

RB

Pa

RD

SB

SD

*Tính Q của hai ổ:
Tổng lực dọc trục

AB = S B + S D + Pa

AD = S D + S B Pa
SB = 1,3.RB.tg = 1,3.2001,71.tg120 = 553,11( N )
SD = 1,3.RD.tg = 1,3.1694,45.tg120 = 468,1( N )


AB = 553,1 + 468,1 + 715,27 = 630,27 ( N )
AD = 468,1 + 553,1 715,27 = 630,27 ( N )

Vậy ổ D tính nh ổ đỡ
ổ B tính nh ổ đỡ chặn
QD = RD . KV . KT . Kn
QB = ( RB.KV + m. AB ) .KT.Kn
Bạc trong quay KV = 1
Nhiệt độ t0 < 1000c Kn = 1
Tải trọng va đập vừa KT = 1,2
Tra bảng 57 m = 1,5
Thay số QD = 1694,45 .1.1,2 .1 = 2033,34
QB = (2001,71. 1 + 1,5 . 630,27 ) . 1,2 . 1 = 3536,53
Trong đó:

21

So sánh Q của hai ổ ta tính C theo hệ số Qmax
QB > QD C = QB . ( n . h ) 0,3 = 3536,53 . ( 79,78 . 35040 )0,3
= 303748 ( giờ )
2
3

Ta thấy: [ C ] < C < [ C ] ổ đã chọn hợp lí
Tính lại thời gian



h = 1 [C ]
n Q

3, 33

1 350000
=
79,78 3536,53

Vậy thời gian làm việc của ổ III:

3, 33

= 55346,47( giờ )

h = 55346,47 giờ

3, Thiết kế trục II

A, Đề bài: Tính sức bền cho trục lắp bánh răng và bánh đai nh hình vẽ. Trục lắp
bánh răng nghiêng có:
Lực tiếp tuyến
: P1 = 3365,11 ( N )
Lực hớng tâm
: P r1 = 1252,26 ( N )
Lực dọc trục
: P a1 = 715,27 ( N )
Lực dây đai
: Rđ =2411,23 (N)
B

B

B

B

Truyền momen xoắn : M Z = MXmãxII = 96242,165 ( Nmm )
Đờng kính vòng chia của bánh răng: d 1 = 66,5 mm
B,Thiết kế : + Chọn vật liệu chế tạo trục:
B

B

B

B

+ Dùng thép 45 có b = 600 N/mm2 1 = 260 N/mm2 [ 1 ] = 55

N/mm2
Bớc1 :
3

Chọn sơ bộ :dsb
Mx = MxmaxII = 96242,165 (Nmm)

Mx
0,2.[ ]

[ ] = 14
d sb 3

96242,165
32,51
0,2.14

Quy chuẩn dsb = 35 . Bảng 59 có BổII = 17
Ta có LII = lng + lII
Với lII = lIII = 134 mm
22


lng =

lm/oII

Bo − II
l
+ l3 + l 4 + m / oII

2
2

chän l3 =30
l4 =15
= (1,2 ÷ 1,5 )dsb = (42 ÷ 52,5) LÊy lm/oII = 60

17
50
+ 30 + 15 +
= 78,5
2
2
LII = 78,5 +134 = 212,5 ( mm )
S¬ ®å hãa lùc vÒ t©m
⇒ lng =

Mz

YB

A

XB

D

B

78,5

D

-Theo phÇn trªn ta cã:

70,5

Pr1 = PR2=1252,26 N
Pa1 = Pa2 = 715,27 N
Rd =2411,23 N
P1 = P2 =3365,11 N

⇒ ma= Pa1.

m = P1.

D

C

70,5

;

66,5
d 01
≈ 23782,72 (Nmm)
=715,27.
2
2

66,5
d 01
≈ 111889,90
=3365,11.
2
2

∗ TÝnh ph¶n lùc t¹i B & D:

+ ∑ m D ( F ) = -yB .141 +Pr1.70,5 –ma + R® .(78,5+134) = 0
YB =

ma − Rd .212,5 − Pr1 .70,5 23782,72 − 2411,23.212,5 − 1252,26.70,5
=141
134
23

D

D


YB =4305,13 (N)
+ m B ( F ) = Rđ.78,5 - Pr1.70,5 ma + YD.134 = 0
YD =

ma + p r1. 70,5 Rd .84
141

=

23782,72 + 1252,26.70,5 2411,23.78,5
-576,22 (N)
134

Nghiệm lại
YD+ YB =-576,22+4305,13 =3728,91 =Rđ+Pr1 (thỏa mãn )
-Tính XB và XD ?
Trong mặt phẳng ngang có tảI trọng đối xứng
XB =XD=

P1 3365,11
=
= 1682,555 (N)
2
2

Vẽ biểu đồ nội lực:

-Biểu đồ mô men uốn đứng :MX
+Tại A và D : MuD= MuA= 0
+ Tại B
+Tại mặt cắt C

MuB= -Rđ.78,5 = -2411,23.78,5 = -189281,55

Muc= -Rđ .(78,5+70,5) +YB .70,5

=-2411,23.149 +4305,13 .70,5
MuctráI =-55761,605 (Nmm)

MucphảI =YD.70,5 =576,22 .70,5 = 40623,51 (Nmm)
+ Biểu đồ mômen uốn ngang:
M yc = X B .70,5 = 1682,555.70,5 = 118620,12( Nmm)

+ Biểu đồ mômen xoắn:
MZ =MmaxII = 96242,165 (Nmm)
24

(Nmm)


Tính đờng kính trục tại các mặt cắt : A, B ,C ,D
- Tại A
dA 3

M tdA
0,1.[ 1 ]
MtdA = Mz = 96242,165 (Nmm)

1 =55 (vì chọn vật liệu là thép 45)
dA 3



-

96242,165
= 25,96
0,1.55

Tại B & D đờng kính bằng nhau

dD = d B 3
MtđB =

M tdB
0,1.[ 1 ]

2
M xB
+ M Z2 = (189281,55) 2 + (196242,165) 2 = 212344,200

dB = dD

3

212344,2
0,1.55

33,79 ( mm )

-Tại C :Lắp bánh răng tồn tại cả 3 thành phần nội lực Mx , My , Mx

dC 3
MtđC =

M tdC
0,1.[ 1 ]

M 2c max + M 2c + M Z2 = (55761,605) 2 + (118620,12) 2 + (196242,165) 2

= 162611,94 ( N.mm )

dC

3

162611,94
= 30,92 ( mm )
0,1.55

-Tại A và C có lắp then đờng kính phải tăng 4%
dA = 4%.30,09 + 30,09 = 31,29 ( mm )
dC = 4%.34,15 + 34,15 = 35,5 ( mm )

Quy chuẩn đờng kính:
dc = 45 mm
dD = dB = 40 mm
dC = 30 mm;
25