TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
-----------------------------------Số liệu cho trước:
1.Lực kéo băng tải F = 4330 (N)
2. Vận tốc băng tải v = 0,31 (m/s)
3. Đường kính tang D = 350 (mm)
4. Thời gian phục vụ lh = 21000 giờ
5. Số ca làm việc
soca = 2 ca
6. Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài: 180o- @ = 30o
7. Đặc tính làm việc: êm
PHẦN1. TÍNH ĐỘNG HỌC
1.1 .CHỌN ĐỘNG CƠ
1.1.1. xác định công suất yêu cầu trên trên động cơ
Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết. Nếu gọi

ηC

băng tải,
– hiệu suất chung toàn hệ thống,
PCT
PYC
ηC
=
Trong đó :
Fv
PCT 1000
=
=


•
•

nCT nBT
3
ηC = ΠηCT
η BT = ηOLĐ
ηη
Tv η
K

ηK

= 0,99 - hiệu suất khớp nối

ηOL

= 0,99- hiệu suất 1 cặp ổ lăn
Page 1

PYC

PCT

– công suất trên

– công suất cần thiết, thì :

Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

•
•
•

ηTv
ηĐ
ηC

= 0,75- hiệu suất bộ truyền trục vít

= 0,95- hiệu suất bộ truyền đai
≈
= 0,993.0,75.0,95.0,99 0,684

PYC

PCT
ηC

=
=
1.1.2. xác định số vòng quay yêu cầu của động cơ
Số vòng quay yêu cầu động cơ (sơ bộ) :

n SB = n CT .u SB

n CT

Số vòng quay trên trục công tác là
60.1000.v
nCT =
πD
= = 16,92(vg/ ph)
D. đường kính tang
Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống là

u SB

u SB u SBN u SBH

=
Theo bảng 2.4[1] tr 21
Chọn sơ bộ:

uSBN

tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền ngoài (đai)
=3
tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền trong hộp giảm tốc cấp 1 truyền động trục vít bánh
vít

u SBH

= 28

u SB u SBN u SBH
=

Suy ra:

n SB = n CT .u SB

=3.28= 84
=16,92.84= 1421,3 (vg/ ph)
Page 2


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy
nDB = 1500

Chọn
(vg/ ph)
1.1.3. chọn động cơ điện
Tra bảng phụ lục trong tài liệu [1] chọn động cơ thỏa mãn
1.2. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHO CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỆ
THỐNG
n
uC = ĐC
nCT
Tỷ số truyền chung hệ thống :
n
uC = ĐC
nCT
Tỷ số truyền :
= = 83,92

uC u N .uH

Với

uN
uH

=

–tỷsố truyền của bộ truyền ngoài (đai) hộp giảm tốc
–tỉ số truyền của hộp giảm tốc

Chọn trước:

uH

=20

uN

= = 4,2
1.3. TÍNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC
1.3.1. tính số vòng quay trên các trục
Số vòng quay động cơ:

Số vòng quay trục I:

Số vòng quay trục II:

nĐC

= 1420 (vg/ph)
nĐC 1420
nI uĐ 4,2
=
=
= 338,09(vg/ph)
nI 338,09
nII uH
20
=
=
= 16,9(vg/ph)
Page 3


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

nCT

Số vòng quay trục làm việc:
=
1.3.2. tính công suất trên các trục
Công suất trên trục công tác

Công suất trên trục II:

Công suất trên trục I:

nII
uK

=

16,9
1

= 16,9(vg/ph)

PCT

= (kW)
PCT
1,342
=
PII ηOLη K 0,99.0,99
=
= 1,37(kW)
PII
1,37
=
PI ηOLηTv 0,99.0,75
=
= 1,85 (kW)
PI
1,85
=
PĐC ηOLĐη
0,99.0,95
=
= 1,97 (kW)

Công suất trên trục động cơ:
1.3.3. tính mômen trên các trục
Mô men xoắn trên trục động cơ:
P
1,97
TĐC = 9,55.106. ĐC
nĐC
1420
=9,55.106.
= 13249(N.mm)

Mô men xoắn trên trục I:
P
1,85
TI = 9,55.106. I 9,55.106.
nI
338,08
=
= 52257(N.mm)
Mô men xoắn trên trục II:
P
1,37
TII = 9,55.106. II 9,55.106.
nII
16,9
=
= 774171(N.mm)
Mô men xoắn trên trục công tác:
P

1, 342
TCT = 9,55.106. CT 9,55.106.
nCT
16,9
=
= 758349(N.mm)
1.3.4. lập bảng các thông số động học
Page 4


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

TRỤC
T.SỐ
TST
n(vg/ ph)
P(kW)
T(N.mm)

ĐỘNG CƠ
4,2
1420
1,97
13249

I

II
20

338,09
1,85
52257

1
16,9
1,37
774171

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
A. Tính toán bộ truyền ngoài.
Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang:
Thông số đầu vào
2. 1. chọn loại đai và thiết diện đai.
4.1
ĐT
[ 1]
59
Tra bảng
với các thông số
Chọn tiết diện đai thang thường loại A
2. 2. chọn đường kính hai bánh đai d1 và d2

Page 5

CÔNG TÁC
16,9
758349

Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

B

4.13
[ 1]
63

Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho trong bảng
Vận tốc đai:
π .d1.n1 3,14.125.1420
v=
=
= 9, 29
60.1000
60000

d1=125 (mm)

(m/s)
= 25 (m/s). cho nên đường kính d1 phù hợp với điều kiện

Do v = 9,29(m/s) < vmax
làm việc của bộ truyền.
Đường kính bánh đai lớn được xác định bởi công thức:
d 2 = d1.u.(1 − ε )
(1 − 0,02)
=125.4,2.
= 514,5(mm)
Trong đó

ε

=0,02 là hệ số trượt
4.21
B
[ 1]
d 2 = 500(mm)
63
Theo bảng
chọn đường kính tiêu chuẩn
Như vậy tỷ số truyền thực tế :
d2
500
ut =
=
d1 (1 − ε ) 125.(1 − 0,02)
= 4,08
Sai lệch tỷ số truyền:
∆u =

ut − u
4,08 − 4,2
.100% =
.100% = 2,86% < 4%
u
4,2
=> thỏa mãn

2. 3.Xác định khoảng cách trục a:

Dựa vào

ut

B

4.14
[ 1]
60

=4,08 tra bảng
,ta chọn
⇒ asb = 0,95.d 2 = 0,95.500 = 475(mm)

a
= 0,95
d2

Chiều dài đai L:

Page 6


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

L = 2asb + π

d1 + d 2 d 2 − d1
+

2
4asb

L = 2.475 + 3,14.

125 + 500 500 − 125
+
= 1931, 4(mm)
2
4.475

Chọn tiêu chuẩn: L= 2000 (mm)
i=
Số vòng chạy của đai trong 1(s) là :
Tính chính xác khoảng cách trục a:

λ + λ 2 − 8∆ 2
a=
4

λ = L −π
∆=

v 9, 29
=
L 2,0

= 4,645

( m / s) < imax = 10(m / s)

,trong đó

d1 + d 2
125 + 500
= 2000 − 3,14.
= 1018,75(mm)
2
2

d 2 − d1 500 − 125
=
= 187,5(mm)
2
2

Suy ra

1018,75 + 1018,752 − 8.187,52
a=
= 472,14(mm)
4

α1

Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ :
o
57ο (d 2 − d1 ) 180ο − 57 (500 − 125) = 134,73ο > 120o
ο
α1 = 180 −

472,14
a
=
=> thỏa mãn
2. 4. tính số đai Z:
P.K
d
Z=
[Po ]Cα C CuC z
L
,trong đó:
P= 1,97 (kW)

Page 7


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

B

4.19
[ 1]
62

công suất cho phép:tra bảng
được
4.7
B
[ 1]
55

Tra bảng
được hệ số tải trọng động=1,25
4.15
B
[ 1]
Cα
61
Tra bảng
được hệ số ảnh hưởng góc ôm
=0,89
L 2000
4.16
=
B
[ 1]
L
61
o 1700
Tra bảng
với
=1,18 được hệ số ảnh hưởng chiều dài đai:
CL = 1,03

B
Tra bảng

B
Tra bảng
đai:0,95
Ta có:

Z=

4.17
[ 1]
61
4.18
[ 1]
61

được hệ số ảnh hưởng tỷ số truyền:

được hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng các dây

P.K đ
1,97.1,25
=
= 1,24
[ Po ] Cα CL Cu Cz 2,0.0,89.1,03.1,14.0,95

Lấy Z=2 vậy cần dùng 2 đai cho bộ truyền
2. 5. thông số cơ bản của bánh đai:
Chiều rộng bánh đai:
B = ( Z − 1)t + 2e

B

Cu = 1,14

4.21
[ 1]

63

Tra bảng
ta được:
B = ( Z − 1)t + 2e (2 − 1).15 + 2.10
=
=35 (mm)
Đường kính ngoài của bánh đai:
Page 8


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

d a1 = d1 + 2ho = 125 + 2.3,3 = 131,6(mm)

d a 2 = d 2 + 2ho = 500 + 2.3,3 = 506,6(mm)

Đường kính đáy bánh đai:
d f 1 = d a1 − H = 131,6 − 12,5 = 191,1( mm)

d f 2 = d a 2 − H = 506,6 − 12,5 = 494,1( mm)
2. 6. xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
780.P.K d
+ Fv
v.Cα z
Lực căng ban đầu: Fo=
m

v

m

9, 292

2

Với đai A:q =0,105 (Kg/m) nên F =q .v =0,105.
= 9,06 (N)
Do đó
780.P.K d
780.1,97.1,25
+ Fv
+ 9,06 = 125,21( N )
v.Cα z
9,29.0,89.2
Fo=
=
Lực tác dụng lên trục bánh đai:
 134,73ο 
α 
Fr = 2.F0 .z.sin  1 ÷ = 2.125, 21.2.sin 
÷ = 462,26( N )
2
2
 


2. 7. tổng hợp các thông số của bộ truyền đai:
Thông số
Tiết diện đai

Đường kính bánh đai nhỏ

Ký hiệu
-----------------d1

125 (mm)

Đường kính bánh đai lớn

d2

500 (mm)

Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ

d a1

131,6 (mm)

Đường kính đỉnh bánh đai lớn

da 2

506,6 (mm)

Đường kính chân bánh đai nhỏ

df1

191,1 (mm)

Page 9

Giá trị
…


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

Đường kính chân bánh đai lớn

df2

494,1 (mm)

Góc chêm rãnh đai

ϕ

….

Số đai
Chiều rộng bánh đai
Chiều dài đai
Khoảng cách trục

Z
B
L
a

Góc ôm bánh đai nhỏ

α1

2
35 (mm)
2000 (mm)
475 (mm)
134,73ο

Fo

125,21 (N)

Fr

462,26 (N)

Lực căng ban đầu
Lực tác dụng lên trục
B. Tính toán bộ truyền trong hộp.
 Tính toán truyền động trục vít - bánh vít.
Thông số đầu vào:
T2 = TII = 774171( N .mm )

n1 = nI = 338, 09 ( v / ph ) ; n2 = nII = 16,9 ( v / ph )

u = uTV = 20
 L = 21000 ( h )

 h

1. Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít:
a. Xác định sơ bộ vận tốc trượt:
vs = 4,5.10−5.n1 3 T2 = 4,5.10−5.338, 09 3 774171 = 1,397 ( m / s )

b. Xác định vật liệu:
Với vs= 1,397 (m/s) < 2(m/s)→ Chọn vật liệu răng bánh vít là gang xám
mềm.
Tra bảng B7.1/146[1] với:
Vật liệu bánh vít: là gang xám mềm.
• Ký hiệu: GX 18-36
• Cách đúc: Dùng khuôn cát
• σb = 180 (MPa)
Page 10


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

• σbu = 360 (MPa)
Chọn vật liệu trục vít là: Thép 20
2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít []
a. Ứng suất tiếp xúc cho phép
7.2
[ 1]
148

vs = 1,397(m / s) →

Theo bảng

với
[]= 148,09(MPa)
b. Xác định ứng suất uốn cho phép []
Ta có :
[σF]= 0,12. σbu = 0,12.360 = 43,2 (MPa)
Vậy: [ σF]= 43,2 MPa
c.Ứng suất cho phép khi quá tải:
Bánh vít làm bằng gang xám mềm
[σ H ]max = 1,5.[σ H ] = 1,5.148, 09 = 222,135( Mpa)

[σ F ]max = 0, 6.σ b = 0, 6.180 = 108( Mpa)

3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
2

 170  T2 .K H
aw = ( Z 2 + q). 3 
.
,
 Z .[ σ ] ÷
÷
q
 2 H 

với:
KH- Hệ số tải trọng. Chọn sơ bộ KH=1,2
⇒
Chọn số mối ren trục vít Z1= 2 Z2= u.Z1=20.2= 40
Chọn Z2= 40
Tỉ số truyền thực tế:

Z
40
ut = 2 =
= 20
Z1
2
Sai lệch tỉ số truyền:
Vu =

ut − u
20 − 20
.100% =
.100% = 0
u
20

%

q - hệ số dường kính trục
Page 11


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

≥
q 0,25.Z2= 0,25.40= 10; Tra bảng
q= 10
T2 - Môment trên trục bánh vít(trục II):
Do vậy:

B

7.3
[1]
150

, chọn q theo tiêu chuẩn

2

2

 170  T2 K H
 170  774171.1, 2
aw = ( Z 2 + q ). 
= (40 + 10). 3 
= 212,3( mm)
÷.
÷.
q
10
 40.148, 09 
 Z 2 .[σ H ] 
3

Chọn aw= 215 (mm)
4. Xác định mô đun:
m=

2.aw

2.215
=
= 8, 6(mm)
q + Z 2 10 + 40

B

7.3
[1]
150

Tra bảng
,chọn m theo tiêu chuẩn: m= 10
5. Tính chính xác khoảng cách trục aw
aw =

m( Z 2 + q ) 10.(40 + 10)
=
= 250( mm)
2
2

Chọn aw= 250 (mm).
6. Xác định chính xác hệ số dịch chỉnh
Hệ số dịch chỉnh:
x=

aw
250
− 0, 5.( q + Z 2 ) =

− 0,5.(10 + 40) = 0 ⇒ x < 0, 7
m
10

thỏa mãn

7.Xác định các hệ số và một số thông số động học:
Tỉ số truyền thực tế: ut=20

Góc vít lăn:

 Z1 
 1 
γ w = arc tg 
÷ = arc tg 
÷ = 11,31°
 10 + 2.0 
 q + 2.x 

Đường kính vòng lăn của trục vít:

d w1 = ( q + 2.x).m = [ 10 − 2.0 ] .10 = 100( mm)

d w2 = 2.aw − d w1 = 2.250 − 100 = 400(mm)

Page 12


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

vs =

π .d w1.n1
π .100.338, 09
=
= 1,8
60000.cos γ w 60000.cos11, 31o

Vận tốc trượt:
=> Vật liệu đã chọn thích hợp
8. Kiểm nghiệm răng bánh vít:
a. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

3
 Z 2 + q  T2 K H
≤ σ 

÷
 H
÷
a
q
 w 

170
σ =
H Z
2

KH

- Hệ số tải trọng:

KHβ

(m/s) < 2m/s

K H = K H β .K Hv

, trong đó:

- Hệ số tập trung tải trọng trên chiều rộng vành răng:

Tải trọng không đổi (các bộ truyền 1 cấp) →
K HV −

KH β

=1

Hệ số tải trọng động:
B

Với vs = 1,8 (m/s) tra bảng
B

7.6
[1]
153

ta được: CCX của bộ truyền trục vít bằng 9.

7.7
[1]
153

Tra bảng
với vs = 1,8 (m/s) và CCX=9 ta được
K H = K H β .K Hv = 1.1,3 = 1,3
Vậy
3

K HV = 1,3

3

170  Z 2 + q  T2 .K H 170  40 + 10  774171.1,3
σH =
=
= 120,59

÷.

÷.
Z 2  aw 
q
40  250 
10

σH <[σH] = 148,09 (MPa) =>Thỏa mãn

b. Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
σF =

[

σF

1, 4T2 .K F .YF
≤ [σ F ]
b2.d 2 .mn

]- Ứng suất uốn cho phép của bánh răng vít: [
Page 13

σF

]=43,2 (MPa)


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

K F β .K Fv

KF =
, - Hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF =
KFβ KH β
=
=1
K Fv K Hv

=

⇒K

F

K F β .K Fv

,

=1,3

= 1.1,3 = 1,3

mn - Mô đun pháp của răng bánh vít:
mn = m.cos γ ≈ m.cos γ w = 10.cos11,31o = 9,8(mm)
YF - Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng bánh vít tương đương Zv:
Z2
Z2
40
Zv =
≈
=
= 42, 42
3
3
3
cos γ cos γ w cos 11,31o
B

7.8
[1]
154

Tra bảng
với Zv = 42,42 ta được YF = 1,52
b2 - Chiều rộng bánh răng vít:
b2 ≤ 0, 75.d a1 = 0, 75.m.(q + 2) = 0, 75.10.(10 + 2) = 90

(mm)

Chọn b2= 90 (mm)
d2 =m.Z2= 10.40 =400(mm)
Thay vào ta có:
1, 4T2 .K F .YF 1, 4.774171.1,3.1,52
σF =
=
= 6, 07 MPa ≤ [σ F ] = 43, 2( MPa)
b2 .d 2 .mn
90.400.9,8

=> Thỏa mãn

9. Tính nhiệt truyền động trục vít:
Ta có nhiệt độ dầu trong hộp phải thỏa mãn điều kiện 7.29[1]:
1000(1 −η ) P
1 ≤ t 
t = to +
d
Kt A(1 +ψ )β  d 

Trong đó:
• [td]: nhiệt độ cao nhất của dầu. Do trục vít đặt dưới bánh vít nên [td] = 90o
• to: nhiệt độ môi trường xung quanh; to=200C
Page 14


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

• A: diện tích bề mặt thoát nhiệt của hộp giảm tốc, m2:
A = A1 +A2 `
Với:
- A1: diện tích bề mặt hộp giảm tốc không có gân:
A120 = 20.2502 = 1250000 (mm2) = 1,25 (m2)
- A2: diện tích tính toán của bề mặt gân:
A2 = 0,15A1 = 0,15.1,25= 0,1875(m2)
• Kt: hệ số tỏa nhiệt. Chọn Kt = 13 W/(m2 oC)
ψ
•
: hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy,
ψ
lấy =0,25
η
•
: hiệu suất bộ truyền được tính theo công thức 7.22[1]:
0,95tg (γ w )
η=
tg (γ w + ϕ )

Theo bảng

7.4
[ 1]
152

với:
• Nhóm vật liệu bánh vít: nhóm III
• Độ rắn mặt ren trục vít: HB < 350
• Vận tốc trượt: vs = 1,8 (m/s)

Ta được:
• Góc ma sát

ϕ = 4,3o

• Hệ số ma sát

η=

f = 0, 074

0,95.tg (γ w ) 0,95.tg (11,31)
=
= 0,68
tg (γ w + ϕ ) tg (11,31 + 4,3)
P1 =

• P1 - C«ng suÊt trªn trôc vÝt:

P2 1,37
=

= 2,01( kW )
η 0, 68

Page 15


Giỏo viờn hng dn : V Lờ Huy

: h s k n s gim nhit sinh ra trong 1 n v thi gian do ti trng
ngt quóng
Do ti trng khụng i nờn =1.
Suy ra:
1000(1 ) P
1 t
t = to +
d
Kt A(1 + ) d



Tho mãn điều kiện về nhiệt,
Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc:
Trong đó:
P1 =

P2 1,37
=
= 2, 01(kW )
0, 68

P - Công suất trên trục vít:
Ktq - Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp đợc quạt: Tra bảng 157[1] với số vòng
quay của quạt nq=338,09 (vg/ph) => Ktq=17
Thay vào ta có:

10. Mt vi thụng s ca b truyn:
ng kớnh vũng chia:

d1 = q.m = 10.10 = 100(mm)

d 2 = m.Z 2 = 10.40 = 400(mm)
ng kớnh vũng nh:
d a1 = d1 + 2m = 100 + 2.10 = 120(mm)

d a 2 = m( Z 2 + 2 + 2.x) = 10.(40 + 2 + 2.0) = 420(mm)
ng kớnh vũng ỏy:

Page 16


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

d f 1 = d1 − 2, 4m = 100 − 2, 4.10 = 76(mm)

d f 2 = m( Z 2 − 2, 4 + 2.x) = 10.(40 − 2, 4 + 2.0) = 376(mm)

Góc ôm:




b2
90


δ = arcsin 
= 51,5o
÷ = arcsin 
÷
 120 − 0,5.10 
 d a1 − 0,5.m 

11.Lực tác dụng
Theo công thức 10.2[1] ta có:
2T
2.774171
Fa1 = Ft 2 = II =
= 3870,85( N )
d2
400

Ft1

Fa 2 Fa1
=
= .tg=3870,85.tg(11,31o+4,3o)=1081,5(N)

Fr1 Fr 2

Fa1.cos ϕ
.tagα .cos γ

cos(γ + ϕ )

=
=
Fa1.cos ϕ
3870,85.cos 4,3o
.tagα .cos γ =
tan 20o.cos11,31o = 1430, 4( N )
o
o
cos(γ + ϕ )
cos(11,31 + 4, 3 )

12. Thông số bộ truyền trục vít
Thông số
Khoảng cách trục
Mô đun
Tỉ số truyền
Số mối ren vít
Số răng bánh vít

Ký hiệu
aw
m
u
Z1
Z2
d1
d2
dw1

dw2
da1

Đường kính vòng chia
Đường kính vòng lăn
Đường kính vòng đỉnh
Page 17

Giá trị
250(mm)
10 (mm)
20
2
40
100(mm)
400 (mm)
100(mm)
400(mm)
120(mm)


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

da2
df1
df2
q
X
δ

420(mm)
76(mm)
376(mm)
10
0
51,5o

Góc vít

γw

11,31o

Chiều rộng bánh vít

b2

90(mm)

Đường kính vòng đáy
Đường kính vòng đáy
Hệ số đường kính
Hệ số dịch chỉnh bánh vít
Góc ôm

PHẦN 3: CHỌN KHỚP NỐI, TÍNH TRỤC, THEN VÀ Ổ LĂN
3.1Chọn khớp nối:
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.
Ta sử dụng khớp nối theo điều kiện:
Tt ≤ Tkncf


cf
 dt ≤ d kn

Trong đó:
dt - Đường kính trục cần nối:
d sb =

3

TII
0, 2.[τ ]

Chọn []=30 MPa
⇒ d sb =

3

TII
774171
=3
= 50,53( mm)
0, 2.[τ ]
0, 2.30

Chọn dt =dsb = 56(mm)
Tt - Mooment xoắn tính toán:
Tt =k.T, với:
B

k - Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng,
T - Môment xoắn danh nghĩa trên trục:
T = TII =774171(Nmm)
Tt =k.T=1,2.774171= 929005,2(Nmm)~ 929(Nm)
Page 18

16.1
[2]
58

ta lấy k=1,2


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

B

Tra bảng

16.10a
[2]
68

với điều kiện:

Tt = 929( Nm) ≤ Tkncf

cf
dt = 56( mm) ≤ d kn

Ta được kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi,mm:
T

d

D

dm

L

l

d1

Do

100
0

56

21
0

95

17
5

11
0

10
0

16
0

8

B

160b
[2]
69

Kích thước của vòng đàn hồi: Tra bảng

Z

nmax

B

B1

l1

D3

l2

285
0

6

70

40

36

40

với

Tkncf = 1000( Nm)

ta được:

T,Nm

dc

d1

D2

L

l1

l2

l3

h

1000

18

M12

25

80

42

20

36

2

* Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
σd =

2kT
2.1, 2.774171
=
= 2, 24 MPa < [σ d ] = 4 MPa
Z .D0 .d c .l3 8.160.18.36

* Điều kiện sức bền uốn của chốt:
σu =

kTl0
1, 2.774171.52
=
= 64, 7 MPa < 80MPa
3
0,1.d c .Do .Z
0,1.183.160.8

lo = l1 +

l2
20
= 42 +
= 52
2
2

Với
III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
1.Tính sơ bộ trục:

+ Sơ đồ đặt lực chung :
Page 19


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

o
x
n2

y

Ft1
Fr2

ff

Fa1

Ft2

Fr
Fa2

Fr1

n1

1.1 Chọn vật liệu:
Dùng thép C45 có tôi cải thiện.

Ứng suất bền:

σ b = 600( MPa)

Ứng suất xoắn cho phép:
1.2 Lực tác dụng lên trục:

[τ ] = 15...30MPa

 Lực do bộ truyền trục vít tác dụng lên:

 Fa1 = Ft 2 = 3870,85 N

 Ft1 = Fa 2 = 1081,5 N
 F = F = 1430, 4 N
r2
 r1
 Lực do bộ truyền đai tác dụng lên trục theo kết quả phần 2 :
Fr = 462, 26( N )

Page 20

z


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

Ft =

 Lực vòng trên khớp nối:

Lực khớp nối tác dụng lên:

2Tt 2.774171
=
= 9677,14( N )
Do
160

Fkn = 0, 2.Ft = 0, 2.9677,14 = 1935, 43 N

1.3 Xác định sơ bộ đường kính trục:
Theo công thức

10.9
[1]
188

dI ≥

3

TI
0, 2.[τ ]

d II ≥

3

TII
0, 2.[τ ]

ta có:

τ

Trong đó: [ ]: ứng suất xoắn cho phép. Chọn trục I
[τ ] = 30( MPa )

Trục II
TI:Momen xoắn trên trục vít.
TII:Momen xoắn trên trục bánh vít
Vậy:
dI ≥

d II ≥

3

3

TI
52257
=3
= 25,9(mm)
0, 2.[τ ]
0, 2.15

TII
774171
=3

= 50,53(mm)
0, 2.[τ ]
0, 2.30

d I = 30(mm)
Chọn sơ bộ:

d II = 60(mm)

1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục:
- Chiều rộng ổ lăn bo theo bảng

10.2
[1]
189

ta có:

Page 21

[τ ] = 15( MPa )


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

boI = 19( mm)
d I = 30mm
⇒

d II = 60mm boII = 31(mm)

 Chiều dài mayo nửa khớp nối:

lm12 = (1, 4 ÷ 2,5) d I = (1, 4 ÷ 2,5).30 = (45 ÷ 75)( mm)
lm12 = 70(mm)

Lấy
 Chiều rộng mayo bánh vít:
lm 22 = (1, 2 ÷ 1,8).d II = (1, 2 ÷ 1,8).60 = 72 ÷ 108(mm)
lm 22 = 75(mm)

Lấy
 Chiều rộng may ơ nửa khớp nối của vòng đàn hồi:
lm 23 = (1, 4 ÷ 2,5).d II = (1, 4 ÷ 2,5).60 = (74 ÷ 150)( mm)
lm 23 = 80(mm)

Lấy
10.3
[1]
189

Theo bảng
ta có:
- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến thành trong của hộp k1=10
- Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k2 = 10
- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến lắp ổ: k3 =15
- Chiều cao lắp ổ và đầu bu lông: hn =15
 Xét trục I (Trục vít).
l12 = −lc12 = − [ 0,5(lm12 + boI ) + k3 + hn ] = − [ 0,5(40 + 19) + 15 + 15] = −59,5( mm)
=> Chon l12 = −60(mm)

Ta có:
B

Tra bảng

d aM 2 ≤ da 2 + 1,5.m = 420 + 1,5.10 = 435(mm)

,(Do số mối ren vít Z1=2 ).

7.9
[1]
155

Chọn đường kính ngoài của bánh vít:

d aM 2 = 435(mm)

Page 22


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

Bảng 10.4/191 [1]
l11 = (0,9 ÷ 1).d aM 2 = (0,9 ÷ 1).435 = (391,5 ÷ 435)
l13 =

Lấy

l11 = 400( mm)

l11 400
=
= 200(mm)
2
2

 Xét trục II .

l22 = 0,5.(lm 22 + boII ) + k1 + k2 = 0,5(75 + 29) + 10 + 10 = 72( mm)
l21 = 2.l22 = 2.72 = 144(mm)
l23 = l21 + lc 23

Có:

lc 23 = 0,5(lm 23 + boII ) + k3 + hn = 0,5(80 + 29) + 15 + 15 = 84,5(mm)

⇒ l23 = 144 + 84,5 = 228,5( mm)

 Bảng tóm tắt lực tác dụng lên trục và kích thước các đoạn trục.
Thông số

Lực

Momen
Chiều dài
mayo

Chiều dài
đoạn trục

Trục I

Trục II

Fr = 462, 26( N )

Fkn = 1935, 43( N )

 Fa1 = 3870,85( N )

 Ft1 = 1081,5( N )
 F = 1430, 4( N )
 r1

 Fa 2 = 1081,5( N )

 Ft 2 = 3870,85( N )
 F = 1430, 4( N )
 r2

T1 = 52257( Nmm)

T2 = 774171( Nmm)

lm12 = 70( mm)

lm 22 = 75(mm)
lm 23 = 80(mm)

l12 = −60(mm)

l22 = 72(mm)

l11 = 400(mm)

l21 = 144(mm)

l13 = 200(mm)

l23 = 228,5(mm)

Page 23


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

* Sơ đồ xác định khoảng cách:

2. Tính chọn đường kính các đoạn trục
2.1 Trục I
2.1.1 Tính phản lực
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:

Page 24


Giáo viên hướng dẫn : Vũ Lê Huy

o

x

z
y

Ft1
Fa1
2

Fr

3

0

1
Flx11

Flx10
60

Fr1

Fly10
200

n1

Fly11
200

Phương trình cân bằng :
∑ Fx = − Fr.cos 30o + Flx10 − Ft1 + Flx11 = 0

o
∑ Fy = − Fr.cos 60 + Fl y10 + Fr1 + Fl y11 = 0


d w1
o
+ Fr1.l13 = 0
∑ M x (1) = − Fr.cos 60 .(l12 + l11 ) + Fl y10 .l11 + Fa1 .
2

∑ M y (1) = − Fr.cos 30o.(l12 + l11 ) + Flx10 .l11 − Ft1 .l13 = 0
∑ Fx = −462, 26.cos 30o + Flx10 − 1081,5 + Flx11 = 0

o
∑ Fy = −462,26.cos60 + Fl y10 + 1430, 4 + Fl y11 = 0


100
o
+ 1430, 4.200 = 0
∑ M x (1) = −462, 26.cos 60 .(60 + 400) + Fl y10 .400 + 3870,85.
2

∑ M y (1) = −462, 26.cos 30o.(60 + 400) + Flx10 .400 − 1081,5.200 = 0

Page 25