Đồ án nguyên lý chi tiết máy

GVHD :

Chương 1 :

Chọn động cơ
và phân phối tỷ số truyền

II) Chọn động cơ :
1.1.1 Cơng suất cần thiết :
Công suất trên trục công tác(xích tải):
P.V
2600.1,1
=
= 2.86 KW
1000
1000
N
a. Công suất cần thiết: N CT = η .
Ta có: η = η1 .η 2 .η 3 .η 4

N=

η1 = 1 Hiệu suất khớp nối.
η 2 = 0,995 Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.
η 3 = 0,97
Hiệu suất bộ truyền bánh răng .
η 4 = 0,95
Hiệu suất bộ truyền xích.
⇒ η = 1.0,995 4.0,97 2.0,95 = 0,88
N 2.86
⇒ N ct =

=
= 3.25KW
η 0,88

b. Công suất đònh mức: Nđm > Nct
Nếu chọn động cơ có số vòng quay lớn thì tỷ số truyền động chung tăng dần, tăng
kích thước và giá thành thiết bị tăng vì vậy ta cần tính tốn kinh tế cụ thể để chọn
động cơ điện có số vòng quay sao cho giá thành hệ thống truyền động là nhỏ nhất.
Ở đây ta chọn động cơ điện ký hiệu A02-41-4, cơng suất động cơ
có số vòng quay nđc= 1450 vòng/phút. Hiệu suất: 86%.

Nđc=4KW và

II )Phân phối tỷ số truyền
• Tỷ số truyền động chung i:

i=

n dc
nt

_ nđc = 1450 vg/ph

nt : số vòng quay của tang

Người thực hiện :

1

GVHD :

nt =

60.1000V 60.1000.1,1
=
= 53vg / ph
D
.400

i=

ndc
1450
=
=27,358
nt
53

ic = ix .i h = ix.ibn1.ibn2
ibn : T s truyn ca bỏnh rng nghiờng

M

theo tiờu chun ix = (3 6)
chn ix= 3,5
ih =

27,358
=7,81

3,5

M ibn1=(1,2 1,3 )ibn2
ibn1=2,45
ibn2= 3,19

Kim tra li :
ic= ix.ibn1.ibn2 =3,5.3,19.2,45=27,354
i = i ic = 27,358 24,354 .100 =0,4 3%

Bng thng kờ cỏc s liu tớnh c
Trc

ng c

I

II

III

IV

Thụng s
i

ibn1=2,45

1

ibn2=3,19

ix=3,5

n(vong/phut)

1450

1450

592

186

53

N(KW)

4

3,8

3,5

3,1

3,25

Chng 2 :
Ngửụứi thửùc hieọn :

Tớnh toỏn thit k
2


GVHD :

các bộ truyền

PHẦN I: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH

1) Chọn loại xích :Chọn xích ống con lăn gọi tắt là xích con lăn. Giống xích ống nhưng ở
ngồi ống có lắp thêm con lăn, nhờ đó có thể giảm ma sát trượt giữa ống và răng đĩa xích
bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa.
2) Chọn số răng của đĩa xích :
Số răng đĩa xích càng ít, đĩa bị động quay càng bị mòn nhanh, va đập của mắt xích vào răng
đĩa càng tăng và xích làm việc càng ồn. Vì vậy khi thiết kế cần đảm bảo số răng nhỏ nhất của
đĩa xích.
Theo bảng (6_3)/105 sach thiết kế chi tiết máy(Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm) :
Với ix= 3,5
Chọn số răng đĩa xích nhỏ Z1 = 24
Số răng đĩa xích lớn Z2 = ix.Z1 = 3,5.24 = 84
Đối với xích ống con lăn Zmax = 120
Vậy Z2 < Zmax
3) Xác định bước xích :
Bước xích t được xát định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề.
Hệ số điều kiện sử dụng (công thức: (6-6)/105 sách TKCTM)
k = k d .k A .k.0 k dc .k b .k c

Trong đó : kd = 1: hệ số xét đến tính chất của tải trọng ngồi ( va đập nhẹ ).

kA = 1 : hệ số xét đến chiều dài xích ( Chọn A = 40 ).
k0 = 1 : hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền ( đường nối hai tâm đĩa xích
làm với đường nằm ngang một góc nhhỏ hơn 60 0 ).
kdc = 1 : hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích ( điều chỉnh 1
trong 2 đĩa xích ).
Kb = 1,5 : hệ số xét đến điều kiện bơi trơn ( bơi trơn định kỳ ).
kc = 1,25 : hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền (làm việc 2 ca ).
Như vậy
k = 1,5 . 1,25 =1,875
Cơng suất tính tốn của bộ truyền (cơng thức 6-7 sách TKCTM trang 106) :.

N t = N. k. k z . k n ≤ [ N ]

Z o1 25
=
≈ 1.
(chọn Z01=25)
Z1
24
n o1 200
=
= 3,8 . ( chọn no1 = 200 vg/ph)
▪Hệ số số vòng quay đóa dẫn: kn =
n IV
53

▪Hệ số số răng đóa dẫn: kz =

Nt = N. k. kz. kn=3,1.1,875.1,0.3,8=22,1 KW

Tra bảng (6 – 4/103 TKCTM ) với no1 = 200 v/ph chọn được xích con lăn 1 dãy có t=38,1
mm , Công suất cho phép: [ N ] = 36,3 KW

Người thực hiện :

3


GVHD :

Với loại xích này tra bảng (6_1) , tìm được kích thước chủ yếu của xích:
▪Tải trọng phá huỷ: Q =100 000 N
▪Khối lượng 1 mét xích: q = 5,5 kg.
∗Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện (6_9): n1 ≤ n gh ( n1 =53 vg/ph, ngh =550vg/ph)
4) Khoảng cách trục và số mắt xích :
Tính số mắt xích :
2

Z + Z2
A  Z − Z1  t
X= 1
+ 2. +  2
 .
2
t  2.π  A
2

24 + 84 2.40  65 − 26  38,1
+
+

= 141,9
 .
=> X =
2
38,1  2.3,14  40

▪Chọn X = 142
▪Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây:
u=

Z1 .n 1 24.200
=
= 2,25
15.X 15.142

Tra bảng 6-7 sach TKCTM trang 109, số lần va đập cho phép trong một giây là 25 nên và
[u]=20 cho nên thoả điều kiện u ≤ [u]
▪Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn: Công thức (6-3) sach
TKCTM/102.
2
2 
Z1 + Z 2
Z1 + Z 2 
t 

 Z 2 − Z1  
A = X−
+ X −
 − 8.


4
2
2 
2.π  




2
2
38,1 
24 + 84
24 + 84 
 84 - 24  

A=
142 −
+ 142 −

 − 8.
4 
2
2 
2.3,14  




= 1636 mm

Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh xích khỏi bò căng quá, cần giảm khoảng cách
trục A một khoảng :
ΔA = 0,003.A = 4 mm .
 Lấy A = 1632 mm
5) Tính đường kính vòng chia của đóa xích
Đóa dẫn :

d C1 =

t
38,1
= 293 mm
0 =
180
180 0
sin
sin
Z1
24

Người thực hiện :

4


GVHD :

Đóa bò dẫn :

d C1 =

t
38,1
= 1024 mm
0 =
180
180 0
sin
sin
Z2
84

6) Tính lực tác dụng lên trục
R=

6.10 7.k t .N
Z1 .t.n

6.10 7 .1,05.3,1
=
= 1068( N) .
24.38,1.200

PHẦN II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
1) Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh :( Bánh răng nghiêng )
a) Chọn vật liệu :
- Bánh nhỏ : thép 45 thường hoá, σb = 600 N/mm2, σch = 300 N/mm2, HB = 190.
(giả thiết phôi rèn đường kính phôi dưới 100 mm)
- Bánh lớn : thép 35 thường hoá, σb = 480 N/mm2, σch = 240 N/mm2, HB = 160.
(giả thiết phôi rèn đường kính phôi từ 300 - 500 mm)

b) Định ứng suất cho phép
• Ứng suất tiếp xúc cho phép :
- Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn :
 Mi
 M max

Ntđđ2 =60.u. ∑ 

m
. .ni .Ti
 2

== 60.592.300.5.12(13.0,7+0,83.0,3)=545,75.106
Trong đó : u=1 :Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng.
nII :Số vòng quay trong một phút của bánh răng lớn.
T :Tổng thời gian làm việc.
−
Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ :
6
Ntđ1 = i. Ntđ2 =2,45.545,75.10 =1337,106.106
Vì N1,N2 đều lớn hơn số chu kỳ sơ sở của đường cong mõi tiếp xúc và đường cong uốn nên
khi tính ứng suất cho phép của bánh răng nhỏ và bánh răng lớn lấy
K N' =K N'' =1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn :( bảng 3-9, sách TKCTM trang 43)
2
+ Bánh lớn : [σ tx 2 ] = 2,6.HB = 2,6.170 = 442 N / mm .
2
+ Bánh nhỏ : [σ tx1 ] = 2,6.HB = 2,6.200 = 520 N / mm .
c) Ứng suất uốn cho phép:

- Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn :
 Mi
 M max

Ntđđ2 =60.u. ∑ 

m
. .ni .Ti
 2

== 60.592.300.5.12(16.0,7+0,86.0,3)=497,83.106

Người thực hiện :

5


GVHD :

Trong đó : u=1 :Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng.
nII :Số vòng quay trong một phút của bánh răng lớn.
T :Tổng thời gian làm việc.
−
Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ :
6
Ntđ1 = i. Ntđ2 =2,45. 497,83.10 =1219,69.106
Lấy hệ số an tồn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất chân răng là k σ = 1,8 (phơi rèn thép
thường hóa ), giới hạn mỏi của thép 45 là:
σ −1 = 0,43.σ b = 0,43.600 = 258 N / mm 2
Giới hạn mỏi của thép 35:

σ −1 = 0,42.σ b = 0,43.480 = 206,4 N / mm 2
Vì bánh quay 1 chiều :
1,5.258
= 143 N / mm 2
1,5.1,8
1,5.206,4.1
= 115 N / mm 2
- Bánh lớn [σ ]u 2 =
1,5.1,8

- Bánh nhỏ [σ ]u1 =

d) Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K=1,3
e) Chọn hệ số chiều rộng răng ψ A =

b
= 0,3
A

f) Khoảng cách trục A: ( công thức 3-10), Lấy θ’=1,25
A ≥ (ibn + 1).3 (
(2,45 + 1).3 (

1,05.10 6 2 KN
) .
=
[σ ]tx ibn ψ A n 2 .θ '

1,05.10 6 2
1,3.3,8

) .
= 95,05mm
442.2,45 0,4.1,25.592

Lấy A=95mm
g) Vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng:
Vận tốc vòng (công thức 3-17)
V =

2π.A.n1
2.3,14.95.592
=
= 1,7m/s
60.1000.(i + 1 ) 60.1000.( 2,45 + 1 )

 Với V=1,7m/s theo bảng 3-11 sách TKCTM trang 46, chọn cấp chính xác chế tạo

bánh răng là cấp 9.
h) Xác định hệ số tải trọng K
K = K tt .K d

Ktt :hệ số tập trung tải trọng. Do tải trọng hầu như khơng đổi và độ rắn của bánh răng
HB<350, vận tốc vòng v<15 m/s. Nên chọn Ktt=1.

Người thực hiện :

6


GVHD :

Kd :hệ số tải trọng động.
Giả sử : b >

2,5.mn
với cấp chính xác 9 và vận tốc v trong khoảng (3 – 8).
sin β

Tra bảng (3 – 14 )[B(3 – 14 ),(2)].Tìm được Kd=1,4
Do đó : K=1.1,4 =1,4
Vì khơng chênh lệch nhiều so với dự đốn nên có thể khơng tính lại khoảng cách trục A và
có thể lấy A = 95 mm.
i) Xác định mơdun, số răng, góc nghiêng của răng và bề rộng bánh răng pháp:
• mn = (0,01 ÷ 0,02).A = (0,9 ÷ 1,8)mm
Lấy mn = 1,5(mm). (Bảng 3-1)
• • Chọn sơ bộ góc nghiêng β = 10o ; cosβ = 0,985 .
•Tổng số răng 2 bánh :
2. A. cos β 2.95.0,985
=
= 124,7 ≈ 125
Zt = Z1+Z2 =
m
1,5
n

Số răng bánh nhỏ : Z 1 =

Zt
125
=

= 36,2 lấy Z1 = 36
i + 1 2,45 + 1

Số răng Z1 thoả mãn điều kiện là lớn hơn trị số giới hạn cho trong bảng (3 – 15 ).
Số răng bánh lớn : Z2 = i. Z1 =2,45.36= 89
• Tính chính xác góc nghiêng : cos β =

( z1 + z 2 )mn 125.1,5
=
= 0,9868
2. A
2.95

⇒ β = 9o18’
• Chiều rộng b của bánh răng:
b = ψ A . A = 0,3.95 = 29 mm lấy b = 30 mm
• Chiều rộng b thoả mãn điều kiện
b>

2,5.mn
2,5.1,5
=
= 23,4 mm
sin β
sin(9,3)

j) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
•Số răng tương đương của bánh nhỏ
Z td 1 =

Z1
24
=
= 37
3
cos β ( 0,986 ) 3

Số răng tương đương của bánh lớn :
Z td 2 =

89

( 0,986) 2

= 92

• Hệ số dạng răng:( bảng 3-18 )
- Bánh nhỏ : y1 = 0,442
- Bánh lớn : y2 = 0,517
•Hệ số lấy θ’’ =1,5 .
⇒ Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng :

Người thực hiện :

7


GVHD :

• Bánh răng nhỏ: σ u1 =

19,1.10 6.K.N
19,1.10 6.1,4.3,5
=
= 98,57N/mm 2
2
''
2
y1 .m n .Z1 .n.b.θ
0,442.1,5 .36.592.1,5.30

σ u1 < [ σ u1 ] = 143 N/mm 2
y

1
• Bánh răng lớn: σ u2 = σ u1 . y =
2

98,57.0,442
= 83,88 N/mm 2
0,517

σ u2 < [ σ u2 ] = 115 N/mm 2

k) Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:
 Môđun pháp mn = 1,5 mm
 Số răng Z1 = 36 răng, Z2 =89 răng
 Góc ăn khớp αn = 200
 Góc nghiêng β =9o18’
 Đường kính vòng chia:

d1 =
d2 =
1

mn .Z 1 1,5.36
=
= 54,77mm
cos β
0,986
mn Z 2 1,5.89
=
= 135,39mm
cos β 0,986
2

lấy d =55 mm, d = 136 mm.
 Khoảng cách trục A = 95mm.
 Chiều rộng bánh răng: b = 30 mm.
 Đường kính vòng đỉnh răng:

D e1 = d 1 + 2m n = 55 + 2.1,5 = 58mm

D e 2 = d 2 + 2m n = 136 + 2.1,5 = 139mm

 Đường kính vòng chân răng:
Di1 = d1 + 2,5mn = 55 + 2,5.1,5 = 58,75mm
Di 2 = d 2 + 2,5mn = 136 + 2,5.1,5 = 139,75mm

l) Tính lực tác dụng lên trục:
2.M X 2.9,55.10 6.N 2.9,55.10 6.3,5

=
=
= 2062( N )
Lực vòng : P =
d
d .n
55.592
P.tgα n 2062.tg 20 o
=
= 760( N )
Lực hướng tâm: Pr =
cos β
0,9868
Lực dọc trục: Pa = P.tgβ = 2062..0,1637 = 338( N )

Người thực hiện :

8


GVHD :

2) Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm
a) Chọn vật liệu :
- Bánh nhỏ : thép 45 thường hoá, σb = 580 N/mm2, σch = 280 N/mm2, HB = 160.
(giả thiết phôi rèn đường kính phôi dưới 100 mm)
- Bánh lớn : thép 35 thường hoá, σb = 480 N/mm2, σch = 240 N/mm2, HB = 160.
(giả thiết phôi rèn đường kính phôi từ 300 - 500 mm)
b) Định ứng suất cho phép
• Ứng suất tiếp xúc cho phép :

- Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn :
 Mi
 M max

Ntđđ2 =60.u. ∑ 

m
. .ni .Ti
 2

== 60.186.300.5.12(13.0,7+0,83.0,3)=171,47.106
Trong đó : u=1 :Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng.
nII :Số vòng quay trong một phút của bánh răng lớn.
T :Tổng thời gian làm việc.
−
Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ :
6
Ntđ1 = i. Ntđ2 =3,19.171,47.10 =546,99.106
Vì N1,N2 đều lớn hơn số chu kỳ sơ sở của đường cong mõi tiếp xúc và đường cong uốn nên
khi tính ứng suất cho phép của bánh răng nhỏ và bánh răng lớn lấy
K N' =K N'' =1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của :( bảng 3-9, sách TKCTM trang 43)
2
+ Bánh lớn : [σ tx 2 ] = 2,6.HB = 2,6.160 = 416 N / mm .
2
+ Bánh nhỏ : [σ tx1 ] = 2,6.HB = 2,6.190 = 496 N / mm .
c) Ứng suất uốn cho phép:
- Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn :
 Mi

 M max

Nđ2 =60.u. ∑ 

m
. .ni .Ti
 2

== 60.186.300.5.12(16.0,7+0,86.0,3)=156,41.106

Người thực hiện :

9


GVHD :

Trong đó : u=1 :Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng.
nII :Số vòng quay trong một phút của bánh răng lớn.
T :Tổng thời gian làm việc.
−
Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ :
6
N1 = i. Ntđ2 =3,19. 156,41.10 =498,96.106
Lấy hệ số an tồn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất chân răng là k σ = 1,8 (phơi rèn thép
thường hóa ), giới hạn mỏi của thép 45 là:
σ −1 = 0,43.σ b = 0,43.580 = 249,4 N / mm 2
Giới hạn mỏi của thép 35:
σ −1 = 0,42.σ b = 0,43.480 = 206,4 N / mm 2
Vì bánh quay 1 chiều :

1,5.249,4
= 138,5 N / mm 2
1,5.1,8
1,5.206,4.1
= 115 N / mm 2
- Bánh lớn [σ ]u 2 =
1,5.1,8

- Bánh nhỏ [σ ]u1 =

d) Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K=1,3
e) Chọn hệ số chiều rộng răng ψ A =

b
= 0,4
A

f) Khoảng cách trục A: ( công thức 3-10), Lấy θ’=1,25
A ≥ (ibn + 1).3 (
(3,19 + 1).3 (

1,05.10 6 2 KN
) .
=
[σ ]tx ibn ψ A n 2 .θ '

1,05.10 6 2
1,3.3,1
) .
= 126mm

416.3,19 0,4.1,25.186

Lấy A=126mm
g) Vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng:
Vận tốc vòng (công thức 3-17)
V =

2π.A.n1
2.3,14..126.186
=
= 0,58m/s
60.1000.(i + 1 ) 60.1000.( 3.19 + 1 )

 Với V=0,58m/s theo bảng 3-11 sách TKCTM trang 46, chọn cấp chính xác chế

tạo bánh răng là cấp 9.
h) Xác định hệ số tải trọng K
K = K tt .K d

Ktt :hệ số tập trung tải trọng. Do tải trọng hầu như khơng đổi và độ rắn của bánh răng
HB<350, vận tốc vòng v<15 m/s. Nên chọn Ktt=1.

Người thực hiện :

10


GVHD :

Kd :hệ số tải trọng động.

Giả sử : b >

2,5.mn
với cấp chính xác 9 và vận tốc v trong khoảng (3 – 8).
sin β

Tra bảng (3 – 14 )[B(3 – 14 ),(2)].Tìm được Kd=1,4
Do đó : K=1.1,4 =1,4
Vì khơng chênh lệch nhiều so với dự đốn nên có thể khơng tính lại khoảng cách trục A và
có thể lấy A = 126 mm.
i) Xác định mơdun, số răng, góc nghiêng của răng và bề rộng bánh răng pháp:
• mn = (0,01 ÷ 0,02).A = (1,26 ÷ 2,52)mm
Lấy mn = 2,5(mm). (Bảng 3-1)
• • Chọn sơ bộ góc nghiêng β = 10o ; cosβ = 0,985 .
•Tổng số răng 2 bánh :
2. A. cos β 2.126.0,985
=
= 99,27 ≈ 99
Zt = Z1+Z2 =
m
2,5
n

Số răng bánh nhỏ : Z 1 =

Zt
99
=
= 23,62 lấy Z1 = 24
i + 1 3,19 + 1

Số răng Z1 thoả mãn điều kiện là lớn hơn trị số giới hạn cho trong bảng (3 – 15 ).
Số răng bánh lớn : Z2 = i. Z1 =3,19.24= 75
• Tính chính xác góc nghiêng : cos β =

( z1 + z 2 )mn 99.2,5
=
= 0,9834
2. A
2.126

⇒ β = 10o26’
• Chiều rộng b của bánh răng:
b = ψ A . A = 0,4.126 = 50,4 mm lấy b = 50 mm
• Chiều rộng b thoả mãn điều kiện
b>

2,5.mn
2,5.1,5
=
= 34 mm
sin β
sin(10,43)

j) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
•Số răng tương đương của bánh nhỏ
Z td 1 =

Z1
24

=
= 25
3
cos β ( 0,9834 ) 3

Số răng tương đương của bánh lớn :
Z td 2 =

75

( 0,9834) 2

= 78

• Hệ số dạng răng:( bảng 3-18 )
- Bánh nhỏ : y1 = 0,442
- Bánh lớn : y2 = 0,517
•Hệ số lấy θ’’ =1,5 .

Người thực hiện :

11


GVHD :

⇒ Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng :
•

Bánh răng nhỏ: σ u1 =

19,1.10 6.K.N
19,1.10 6.1,1.3,1
=
= 118N/mm 2
y1 .m 2n .Z1 .n.b.θ '' 0,442.1,5 2.24.186.1,5.50

σ u1 < [ σ u1 ] = 138,4 N/mm 2
y

1
• Bánh răng lớn: σ u2 = σ u1 . y =
2

118.0,442
= 100,45 N/mm 2
0,517

σ u2 < [ σ u2 ] = 115 N/mm 2

k) Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:
 Môđun pháp mn = 2,5 mm
 Số răng Z1 = 24 răng, Z2 = răng
 Góc ăn khớp αn = 200
 Góc nghiêng β =10o26’
 Đường kính vòng chia:
d1 =

mn .Z 1 1,5.24
=

= 60mm
cos β 0,9834

d2 =

mn Z 2 1,5.75
=
= 114mm
cos β 0,9834

 Khoảng cách trục A = 126mm.
 Chiều rộng bánh răng: b = 50 mm.
 Đường kính vòng đỉnh răng:

D e1 = d 1 + 2m n = 60 + 2.2,5 = 65mm

D e 2 = d 2 + 2m n = 114 + 2.2,5 = 119mm

 Đường kính vòng chân răng:

Di1 = d1 + 2,5mn = 60 + 2,5.2,5 = 66,25mm
Di 2 = d 2 + 2,5mn = 114 + 2,5.1,5 = 120,25mm

l) Tính lực tác dụng lên trục:
2.M X 2.9,55.10 6.N 2.9,55.10 6.3,1
=
=
= 5306( N )
d
d .n

60.186
P.tgα n 5306.tg 20 o
=
= 1964( N )
Lực hướng tâm: Pr =
cos β
0,9868
Lực dọc trục: Pa = P.tgβ = 5306.0,1841 = 977( N )

Lực vòng : P =

Người thực hiện :

12


GVHD :

Tính tốn thiết kế trục và then

Chương 3 :

1. Chọn vật liệu
Do hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên ta chon vật liệu là thép C45 với các
thong số như sau:
• σ b = 600 N/mm2
• σ bc = 300 N/mm2
• HB= 170

2. Tính sơ bộ đường kính các trục

 Theo công thức (7-2):
d ≥ C.3

N
n

Trong đó:
C – hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, đối với đầu trục vào và trục truyền
chung có thể lấy C = 120
 Đối với trục I: NI = 3,8 KW, n1 = 1450 vòng/phút
dI = 120.3

3,8
= 16,4 mm lấy dI = 16mm
1450

 Đối với trục II: NII = 3,5 KW, n2 = 592 vòng/phút
dII = 120.3

3,5
= 21,22 mm lấy dII =22 mm
592

 Đối với trục III: NIII = 3,1 KW, n3 = 186 vòng/phút
dIII = 120.3

3,1
= 30mm lấy dIII =30 mm
186

Để chuẩn bò cho bước tính gần đúng trong 3 giá trò d I, dII, dIII ta có thể lấy trò số gần
bằng dII là 22mm để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình. Tra bảng 14P ta được chiều rộng của ổ:
B = 15 mm
* Tính gần đúng trục: tra bảng 7.1 ta có:
- Khoảng cách giữa các chi tiết quay: 10mm
- Khe hở giữa các bánh răng : 10mm
- Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên ổ lăn: 10mm (vì cần làm bạc chắn
mỡ để bảo vệ mỡ trong bộ phận ổ)
- Chiều rộng ổ B = 15mm
- Chiều cao nắp và đầu bulông: = 15mm

Người thực hiện :

13


GVHD :

- Chiều rộng bánh xích: Bx = 36,10mm
- Đường kính bulong6 cạnh ổ đến ghép nắp và thân hộp là 12mm
- Chiều rộng bích xem bảng 10-10a
- Chiều rộng bánh răng cấp nhanh: bn=30mm
- Chiều rộng bánh răng cấp chậm: bc = 50mm
⇒ Tổng hợp các kích thước trên , ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết& khoảng
cách giữa các gối đỡ :
a = 45mm ; b = 60mm ; c = 35 mm ; l=60,55mm

Sơ đồ phân tích lực không gian lên bộ truyền

Người thực hiện :

14


GVHD :

Ngửụứi thửùc hieọn :

15


GVHD :

Trc I:

Trong ủoự :
P1=2062N
Pr1=760N
Pa 1=338N
a=45mm
(a+b)=105mm
ng kớnh banh rng d=55mm

Ngửụứi thửùc hieọn :

16


GVHD :

Tính phản lực ở các gối trục

∑m

Ay

= −Pa 1 .

d1
− p r1 .a + R By (a + c + b) = 0
2

d1
+ p r1 .a
2
=> R =
= 256 N
BY
(a + b + c)
R Ay = Pr1 − R By = 760 − 256 = 504 N
Pa 1 .

Tính măt phăng xoz:

∑m

=> RBx =

Ax

= + P1 .c − Rbx (a + c + b) = 0

P1 .c
= 515( N )
a+c+b

R Ax = P1 − R Bx = 2062 − 515 = 1547( N )

Tính momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm ở tiết diện n-n
M u = M 2uy + M 2ux

Muy =-Pa1.

d1
+RBy.(a+b+c)=26545 Nmm
2

Mux =RBx .(a+b+ c)= 72100 Nmm

Mu m-m = 76831Nmm
Tính đường kính trục ở tiết diện m-m theo cơng thức (7-3)
d ≥3

M td
(mm)
0,1[σ ]

[σ] = 63N/mm² bảng (7-2)
M td = M u2 + 0,75.M x2

= √(76831² + 0,75.56461²) = 91070Nmm
dm-m ≥ 3

91070
= 24mm
0,1.63

Đường kính ở tiết diện m-m lấy bằng 30mm.

Người thực hiện :

17


GVHD :

Trc II

a = 45mm
P2 = 2062N
b = 60mm
Pr2 = 760N
c = 35mm
Pa2 = 338N
l = 60,55mm

P3 = 5306N
Pr3 = 1964N
Pa3 = 977N

Tớnh phn lc cỏc gi trc

Ngửụứi thửùc hieọn :

18


GVHD :

mCy = -Pa2.d2/2 Pr2.a + Pa3.d3/2 + Pr3.(a+b) - RDy.(a+b+c) = 0
RDy = [Pa2.d2/2 - Pr2.c - Pa3.d3/2 + Pr3.(c+b)]/(a+b+c)
= [(338.136/2) - 760.35 -(775.60/2) + 1964.95]/140 = 1140N
RCy = Pr2 - Pr3 + RDy = 760 -1964 +1140 = -64N
mCx = P2.c -P3.(c+b) + RDx.(a+b+c) = 0
RDx = [P2.c + P3.(c+b)]/(a+b+c) = 3100N
RCx = P2 + P3 - RDx = 2062 + 5306 3100 = 4268N
Tớnh mụ men un nhng tit din nguy him
* tit din k-k
Mu k-k = [(Muy) + (Mux)]
Muy = Pa2.d2/2 RCy.c = 338.136/2 (-64.35) = 25224Nmm
Mux = RCx.a =4268.35= 149380Nmm
Mu k-k = 25723Nmm
* tit din l-l
Mu l-l = [(Muy) + (Mux)]
Muy = Pa3.d3/2 - RDy.a = 977.60/2 1140.45 = -21990Nmm
Mux = -RDx.c = -3100.45 = -139500Nmm
Mu l-l = 141222Nmm
Tớnh ng kớnh trc
tit din k-k
d 3

M td
0,1[ ]

(mm)

M td = M u2 + 0,75.M x2

= (141222 + 0,75.159167) = 197343Nmm

Ngửụứi thửùc hieọn :

19


GVHD :

dk-k [197343/(0,1.6,3)] = 32mm
tit din l-l
d 3

M td
0,1[ ]

(mm)

M td = M u2 + 0,75.M x2

= (25723 + 0,75.56461) = 91070Nmm
dl-l [91070/(0,1.63)] = 24mm

ng kớnh tit din k-k ly 35mm, tit din l-l ly 30mm
Trc III
a = 45mm
b = 60mm
c = 35mm
l = 60,55mm

P4 = 5306N
Pr4 = 1964N
Pa4 = 977N
d4 = 114mm
Rx = 1068N

Ngửụứi thửùc hieọn :

20


GVHD :

Tớnh phn lc cỏc gi trc
mEy = Pa4.d4/2 Pr4.(a+b) +RFy.(a+b+c) Rx.(a+b+c+l) = 0
RFy = [-Pa4.d4/2 + Pr4.(a+b) + Rx.(a+b+c+l)]/(a+b+c)
= [-977.114/2 +1964.95 + 1068.200,55]/140 = 2465N
REy = Pr4 RFy + Rx = 977 2465 + 1068 = -420N
mEx = P4.(a+b) RFx.(a+b+c) = 0
RFx = [P4.(a+b)]/(a+b+c) = 5306.95/140 = 3600N
REx = P4 RFx = 5306 3600 = 1706N

Ngửụứi thửùc hieọn :

21


GVHD :

Tớnh mụ men un nhng tit din nguy him
tit din n-n
Mu n-n = -Rx.l = -1068.60,55 = -64668Nmm
tit din p-p
Mu p-p = [(Muy) + (Mux)]
Muy = Pa4.d4/2 + REy.(a+b) = 977.114/2 -420.95 = 15790Nmm
Mux = REx.(a+b) = 1706.95 = 162070Nmm
Mu p-p = 162837Nmm
Tớnh ng kớnh trc
tit din n-n
d 3

M td
0,1[ ]

(mm)

M td = M u2 + 0,75.M x2

= (64668 + 0,75.159167) = 152258Nmm
dn-n [409355/(0,1.50)] = 43mm
tit din p-p
d 3

M td
0,1[ ]

(mm)

M td = M u2 + 0,75.M x2

= (209163 + 0,75. 159167) = 250499Nmm
dp-p [250499/(0,1.63)] = 34mm
ng kớnh tit din n-n ly 45mm, tit din p-p ly 40mm.

Ngửụứi thửùc hieọn :

22


GVHD :

Tớnh chớnh xỏc trc
Cụng thc (7-5)
n=

n .n
2

n + n

2

[ n]

vi [ n] = 1,5 ữ 2,5

Vỡ trc quay nờn ng sut phỏp (un) bin i theo chu k i xng
a = maừ = min =
n =

Vy

1

Mu
, m = 0
W

k
. a
.

B truyn lm vic mt chiu nờn sut tip (xon) bin i theo chu k mch ng
1
maừ M x
n =
a =m =
=
k
vy
a + . m
2
2W0

Gii hn mi un v xon :
1 = 0,45 b = 0,45.600 = 270 N / mm 2
1 = 0,25. b = 0,25.600 = 150 N / mm 2

Trc I
a =

Mu
W

W = 2320mm bng (7-3)
Mu = 76900Nmm
a = 76900/2320 = 33,2N/mm
a = m = Mx/Wo
Wo = 4970mm
Mx = 72100 Nmm
a= 72100 /4970 = 14,5N/mm
Chn h s v theo vt liu, i vi thộp cacbon trung bỡnh 0,1 v 0,05
H s tng bn = 1
Chn cỏc h s k ; k ; ;
Theo bng 7-4 ly = 0,88 ; = 0,77
Theo bng 7-8, tp trung ng sut do rónh then k = 1,63 ; k = 1,5
T s : k/ = 1,63/0,88 = 1,85
k/ = 1,5/0,77 = 1,9
Ngửụứi thửùc hieọn :

23

GVHD :

Tp trung ng sut do lp cng, vi kiu lp ta cho T3 ỏp sut sinh ra trờn b mt ghộp
30N/mm, tra bng 7-10 ta cú k/ = 2,6
k/ = 1 + 0,6(k/ 1) = 1 + 0,6.(2,6-1) = 1,96
Thay cỏc tr s tỡm c vo cụng thc tớnh n v n
n = 270/(2,6.33,2) = 3,1
n = 150/(1,96.14,5 + 0,05.14,5) = 5,2
n = (3,1.6,6)/(3,1 + 6,6) = 2,8
Trc II
a =

Mu
W

W = 3660mm bng (7-3)
Mu = 141222Nmm
a = 141222/3660 = 38,6N/mm
a = m = Mx/Wo
Wo = 7870mm
Mx =139500Nmm
a= 139500/7870 = 17,7N/mm
Chn h s v theo vt liu, i vi thộp cacbon trung bỡnh 0,1 v 0,05
H s tng bn = 1
Chn cỏc h s k ; k ; ;
Theo bng 7-4 ly = 0,86 ; = 0,75
Theo bng 7-8, tp trung ng sut do rónh then k = 1,63 ; k = 1,5
T s : k/ = 1,63/0,86 = 1,9
k/ = 1,5/0,75 = 2

Tp trung ng sut do lp cng, vi kiu lp ta cho T3 ỏp sut sinh ra trờn b mt ghộp
30N/mm, tra bng 7-10 ta cú k/ = 2,6
k/ = 1 + 0,6(k/ 1) = 1 + 0,6.(2,6-1) = 1,96
Thay cỏc tr s tỡm c vo cụng thc tớnh n v n :
n = 270/(2,6. 38,6) = 2,6
n = 150/(1,96. 17,7 + 0,05. 17,7) = 4,2
n = (2,6.4,2)/(2,6 + 4,2) = 2,2
Trc III
a =

Mu
W

W = 7800mm bng (7-3)
Ngửụứi thửùc hieọn :

24


GVHD :

Mu = 209163Nmm
a = 209163/7800 = 26,8N/mm
a = m = Mx/Wo
Wo = 16740mm
Mx = 155760Nmm
a= 155760/16740 = 9,5N/mm
Chn h s v theo vt liu, i vi thộp cacbon trung bỡnh 0,1 v
0,05
H s tng bn = 1

Chn cỏc h s k ; k ; ;
Theo bng 7-4 ly = 0,83 ; = 0,71
Theo bng 7-8, tp trung ng sut do rónh then k = 1,63 ; k = 1,5
T s : k/ = 1,63/0,83 = 2
k/ = 1,5/0,71 = 2,1
Tp trung ng sut do lp cng, vi kiu lp ta cho T3 ỏp sut sinh ra trờn b mt
ghộp 30N/mm, tra bng 7-10 ta cú k/ = 2,7
k/ = 1 + 0,6(k/ 1) = 1 + 0,6.(2,7-1) = 2,02
Thay cỏc tr s tỡm c vo cụng thc tớnh n v n :
n = 270/(2,7.26,8) = 3,7
n = 150/(2,02.9,5 + 0,05.9,5) = 7,5
n = (3,7.7,5)/(3,7 + 7,5) = 3,3
3. Tớnh then
c nhbỏnh rng theo phng tip tuyn, núi mt cỏch khỏc l truyn momen v
chuyn ng t trc n bỏnh rng hoc ngc li ta dung then. Theo ng kớnh trc I
lp then l 35, tra bng 7-23 chn then cú b = 10, h = 8, t = 4,5 , t1 = 3,6 , k = 4,2 , l1 =
0,8.lm = 0,8.30 = 24
Kim nghim v sc bn dp theo cụng thc (7-11)
d =

2.M x
[ d ]
d .k .l

( N / mm )
2

Mx = 72100 Nmm
d1 = 30mm
k = 3,5mm

l1 = 24mm
[]d = 150N/mm bng (7-20 ng sut mi ghộp c nh, ti trng tnh, vt liu thộp CT6)
d = (2.72100)/(30.3,5.24) = 57N/mm < []d
Kim nghim v sc bn ct theo cụng thc (7-12)
Ngửụứi thửùc hieọn :

25