Nội dung thuyết minh đồ án chi tiết máy trục vít bánh vít

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

MỤC LỤC
Chương 1: Tính toán động học ....................................................................... 3
1.1

Chọn Động Cơ ..................................................................................... 3

1.2

Phân phối tỉ số truyền.......................................................................... 4

1.3

Tính toán thông số trên các trục ......................................................... 4

1.4

Bảng tổng hợp kết quả ........................................................................ 5

Chương 2: Thiết kế các bộ truyền ..................................................................... 6
2.1

Thiết kế bộ truyền trục vít .................................................................. 6

2.1.1

Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép ................................... 6

2.1.2

Xác định các thông số của bộ truyền trục vít ................................... 7

2.1.3

Tính kiểm nghiệm .......................................................................... 10

2.1.4

Phân tích và tính lực ăn khớp ........................................................ 12

2.1.5

Tổng hợp kết quả tính toán ........................................................... 13

2.2

Thiết kế bộ truyền xích...................................................................... 14

2.2.1

Chọn loại xích ................................................................................ 14

2.2.2

Xác định các kích thước và thông số bộ truyền.............................. 14

2.2.3

Lực tác dụng lên trục ..................................................................... 17

2.2.4

Tổng hợp kết quả tính toán ........................................................... 18

Chương 3: Chọn khớp nối, tính trục, then và ổ lăn ........................................ 19
3.1

Chọn khớp nối ................................................................................... 19

3.2

Lực tác dụng lên trục, khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt lực...... 20

3.2.1

Sơ đồ phân tích lực chung và giá trị lực- momen xoắn .................. 20

3.2.2

Tính sơ bộ đường kính trục ........................................................... 21

3.2.3

Xác định khoảng cách gối đỡ và các điểm đặt lực .......................... 21

3.3

Tính toán thiết kế cụm trục I ............................................................ 23

3.3.1

Thiết kế trục .................................................................................. 23

3.3.2

Tính chọn then .............................................................................. 24
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 1


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ
3.3.3
3.4

SVTH: Phan Tiến Trường

Tính chọn ổ lăn .............................................................................. 24

Tính toán thiết kế cụm trục II........................................................... 25

3.4.1

Thiết kế trục .................................................................................. 25

3.4.2

Tính chọn then .............................................................................. 28

3.4.3

Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh và mỏi................................ 29

3.4.4

Tính chọn ổ lăn .............................................................................. 33

Chương 4: Thiết kế kết cấu ............................................................................. 36
4.1

Các kích thước cơ bản của vỏ hộp giảm tốc ..................................... 36

4.2

Kết cấu bánh vít ................................................................................. 38

4.3

Các kết cấu khác ................................................................................ 39

Chương 5: Bôi trơn, lắp ghép và điều chỉnh ăn khớp ..................................... 42
5.1

Bôi trơn .............................................................................................. 42

5.2

Điều chỉnh ăn khớp............................................................................ 42

5.3

Định kiểu lắp, lập bảng dung sai....................................................... 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 45

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 2


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

Chương 1: Tính toán động học
1.1

Chọn Động Cơ

 Công suất yêu cầu của động cơ: Pyc 
=

 Công suất làm việc:

.

Plv


. ,

=

= 16,28

 Hiệu suất hệ thống: =
. . .
Trong đó:
là hiệu suất của bộ truyền trục vít
là hiệu suất của bộ truyền xích
là hiệu suất của ổ lăn
là hiệu suất của khớp nối
Chọn số mối ren vít Z1 = 2
Tra bảng 2.3 tài liệu [1] ta có:
=



 Pyc =

.

.
=

.
,
,

= 0,8

= 0,9

= 0,99

=1

= 0,8.0,9. 0,9 . 1 = 0,7
= 23,25 kW

 Số vòng quay yêu cầu của động cơ:
=
.
là số vòng quay của trục công tác:
60000.
60000.0,99
=
=
= 71.35 / ℎ
.
. 265
là tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động:
=
.
Với
;
là tỉ số truyền của hộp giảm tốc và của bộ truyền
ngoài. Chọn tỉ số truyền sơ bộ theo bảng 2.4 tài liệu [1]:
= 20 ;
=

Ta có:

.

=2

= 20.2 = 40


=
.
= 71,35.40 = 2854 / ℎ
 Chọn theo thông số động cơ Việt Hưng:
- đ ≥
= 23,25
-

đ

≈

= 2854

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 3


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Chọn được động cơ: Động cơ 3K200M2



đ

= 30

+ Hệ số quá tải:

 đ = 2960 / ℎ
 Hệ số công suất:
= 0.9
1.2 Phân phối tỉ số truyền
 Tỉ số truyền thực tế:
đ

=
⇒

=

.

→

= 2.6

+ Đường kính trục: = 55
+ Khối lượng: 234 kg

=

2960
= 41,48
71,35

=

=

=

41,48
= 2,07
20

1.3 Tính toán thông số trên các trục
 Công suất trên các trục:
- Trục công tác:
.
16450.0,99
=
=
= 16,28
1000
1000
- Trục 2:
16,28
=
=
= 18,27

.
0,9.0,99
- Trục 1:
=

=

.

18,27
= 25,38
0,8.0,99

- Trục động cơ:
′đ =

.

=

25,38
= 24,64
1.0,99

 Số vòng quay của các trục:
- Trục động cơ:
đ

= 2960 / ℎ

- Trục 1:
=

đ

= 2960 / ℎ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 4


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

- Trục 2:
=

=

2960
= 148 / ℎ
20

=

148
= 71,5 / ℎ
2,07

- Trục công tác:

=

 Momen xoắn trên các trục:
- Trục động cơ:
9,55. 10 . đ
9,55. 10 . 25,64
=
= 82723
đ =
2960
đ
- Trục 1:
9,55. 10 .
9,55. 10 . 25,38
=
=
= 81885
2960
- Trục 2:
9,55. 10 .
9,55. 10 . 18,27
=
=
= 1178909
148
- Trục công tác:
9,55. 10 .
9,55. 10 . 16,28
=
=

= 2174461
71,5

1.4

Bảng tổng hợp kết quả
Trục
Động cơ

Trục 1

Trục 2

Thông số
Tỉ số truyền

1

20

Trục công
tác
2,07

Số vòng quay (v/ph)

2960

2960

148

71.5

Công suất (kW)

24,64

25,38

18,27

16,28

Momen xoắn (Nmm)

82723

81885

1178909

2174461

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 5


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

Chương 2: Thiết kế các bộ truyền
2.1 Thiết kế bộ truyền trục vít
2.1.1 Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép
 Bánh vít:
- Vận tốc trượt sơ bộ:
= 4,5. 10 . .
= 4,5. 10 . 2960. √1178909 = 14,07

/

- Tra tài liệu [1] với = 14,07 / > 5 / nên chọn vật liệu là
đồng thanh thiếc Ђ ΟHΦ và phương pháp đúc li tâm để chế tạo
vành bánh vít.
- σ = 290 MPa ; σ = 170 MPa
 Trục vít:
- Làm bằng thép carbon trung bình C45
- Tôi bề mặt đạt độ cứng HRC = 50
- Mài và đánh bóng
 Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh vít:
[ ]=[
].
trong đó:
- [
] là ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 107 chu kì
[
] = [0,7 ÷ 0,9].
- Trục vít được tôi bề mặt đạt HRC = 50 nên
] = 0,9. = 0,9.290 = 261
[

=

-

là hệ số tuổi thọ

NHE là số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
= 60.

.

.

Với T2i, n2i, ti là momen xoắn, số vòng quay, thời gian làm việc ở
chế độ i của bánh vít. Do tải trọng không đổi nên momen xoắn
không đổi

= 60.148.9500 = 84360000 chu kì


=

= 0,766

 Ứng suất tiếp xúc cho phép là:
[ ]=[
].
= 261.0,766 = 200

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 6

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Ứng suất uốn cho phép của bánh vít:
[ ] = [ ].
trong đó:
- [ ] là ứng suất uốn cho phép ứng với 106 chu kì, do bộ truyền
quay 1 chiều nên:
 [ ] = 0,25. + 0,08.
= 0,25.290 + 0,08.170 = 86
=

-

=

= 0,61 là hệ số tuổi thọ

= 60. ∑

Với

.

.

= 60.148.9500

= 84360000 ℎ

ì

 Ứng suất uốn cho phép:
[ ] = [ ].
= 86.0,61 = 52
 Ứng suất cho phép khi quá tải: Vật liệu đồng thanh thiếc
[ ]
= 4.
= 4.170 = 680
[

]

= 0,8.

= 0,8.170 = 126

2.1.2 Xác định các thông số của bộ truyền trục vít
 Khoảng cách trục sơ bộ:
=(

+ ).

.

170
.[ ]

Trong đó:
 Z2 là số răng bánh vít:
= . = 2.20 = 40 răng
 q là hệ số đường kính trục vít: = 0,3. = 0,3.40 = 12, tra
bảng 7.3[1] lấy = 12,5
 T2 là momen xoắn trên bánh vít
 KH là hệ số tải trọng, chọn sơ bộ
= 1,2
=(

+ ).

.

170
.[ ]

1178909.1,2
170
.
= 209,5
12,5
40.179,25
Tra mục 6.3.2[1] lấy khoảng cách trục sơ bộ
= 210
= (40 + 12,5).

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 7

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Modun tính theo aw sơ bộ:
2
=
+

=

2.210
=8
12,5 + 40

Tra bảng 7.3[1] lấy theo tiêu chuẩn

= 8

 Khoảng cách trục chính xác:
=

2

.( +

8
) = . (12,5 + 40) = 210
2

= 210

Lấy

 Hệ số dịch chỉnh:
− 0,5. ( +

=

)=

210
− 0,5. (12,5 + 40) = 0
8

 Góc vít lăn:
=

+ 2.

= arctan

2
= 9,09°
12,5 + 2.0

 Đường kính vòng chia:
= . = 8.12,5 = 100
=

.

= 8.40 = 320
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 8


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Đường kính vòng đỉnh:
= + 2. = 100 + 2.8 = 116
.(

=

+ 2 + 2. ) = 8. (40 + 2 + 2.0) = 336

 Đường kính vòng đáy:
= . ( − 2,4) = 8. (12,5 − 2,4) = 80,8
.(

=

− 2,4 + 2. ) = 8. (40 − 2,4 + 2.0) = 300,8

 Đường kính ngoài bánh vít:
≤
+ 1,5. = 336 + 1,5.8 = 348
 Chiều dài phần cắt ren trên trục vít:

≥ (11 + 0,06. ). = (11 + 0,06.40). 8 = 107,2
Lấy

= 110

 Chiều rộng bánh vít:
≤ 0,75.
= 0,75.116 = 87
Lấy

= 85

 Góc ôm:
=

− 0,5.

 Vận tốc trượt thực tế:
.
.
=
60000.

= arcsin

=

85
= 49,37°
116 − 0,5.8

. 100.2690
= 14,26
60000. cos(9,09°)

/

⇒ Vật liệu đã chọn đạt yêu cầu.
 Hiệu suất trục vít thực tế:
= 0,95.
Với

tan( )
tan( + )

là góc ma sát, tra bảng 7.4[1] ta được

= 0,95.

= 0,824°

tan( )
tan(9,09°)
= 0,95.
= 0,87
tan( + )
tan(9,09° + 0,824°)

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 9

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

2.1.3 Tính kiểm nghiệm
 Ứng suất tiếp xúc:
=
=

Trong đó

170

.

+

.

.

.

là hệ số tải trọng động



là hệ số phân bố tải trọng không đềutrên chiều rộng vành
răng, do tải trọng không đổi nên

=1

là hệ số tải trọng động, tra bảng 7.6-7.7[1] ta tính
được
= 1,3

=
.
= 1.1,3 = 1,3
⇒
Ta có

170
40 + 12,5 1178909.1,3
.
.
= 186
40
210
12,5
< [ ] = 200
nên đạt độ bên tiếp xúc.
=

 Ứng suất uốn:
=

1,4.

.

.

.
.

đó:

=
.
=
= 1,3 là hệ số tải trọng
là hệ số dạng răng theo số răng tương đương:
40
=
=
= 41,42 ă
( )
(9,09°)
Tra bảng 7.8[1] ta được
= 1,528
 mn là modun pháp của răng bánh vít:
= . cos( ) = 8. cos(9,09°) = 7,9



⇒
Ta có

=

1,4.

<[

.
.

.
.

] = 52

=

1,4.1178909.1,528.1,3
= 16
85.320.7,9

nên đạt độ bền uốn.

 Kiểm nghiệm khi quá tải:
- Với động cơ đã chọn, ta có hệ số quá tải
=

.

=

.

= 2,6

= 131,23. 2,6 = 212
= 9,21.2,6 = 24
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 10


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ
<[
<[

Ta có

]
]

SVTH: Phan Tiến Trường
= 680
= 126

nên đạt tiêu chuẩn quá tải.

 Tính nhiệt truyền động trục vít:
- Khi chế tạo bộ truyền trục vít ta chế tạo thêm cánh quạt gắn vào
phía ngoài trên trục vít để tản nhiệt cho hộp giảm tốc.
- Diện tích thoát nhiệt cần thiết:
1000. (1 − ).
≥
đó:
0,7. . (1 + ) + 0,3.

. .( − )









là hệ số kể đến sự giảm nhiệt sinh ra trong một đơn vị thời
gian do làm việc ngắt quãng hoặc do tải trọng làm việc giảm
so với tải trọng danh nghĩa. Do tải trọng không đổi nên = 1
Kt là hệ số tỏa nhiệt, chọn
= 17,5 /(
° )
Ktq là hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt, với
=
= 2960 / ℎ tra tài liệu [1] ta được
= 40
là hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy,
lấy = 0,3
td là nhiệt độ của dầu, thừa nhận td = 90°C
t0 là nhiệt độ không khí t0 = 20°C
P1 là công suất trên trục vít:
18,27
=
=
= 20,95
0,872

≥

1000. (1 − 0,87). 20,95
= 1,4
[0,7.17,5. (1 + 0,3) + 0,3.40]. 1. (90 − 20)

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 11


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

2.1.4 Phân tích và tính lực ăn khớp

Flx21
Fr2

Fly20

Ft2
Fly21

Flx20

Fx

Fa2

Ft1

Fly10

Fly11

Fa1
Flx10

1
Fr1
Flx11

3

Fk

- Theo công thức 10.2[1] ta có:
=

=

=

=

2

=

2.1178909
= 7368
320

. tan( + )

= 7368. tan(9,09° + 0,824°) = 1288
=

=

.
.
cos( + )

=

7368. cos(0,824°)
. tan(20°) . cos(0,824°)
cos(9,09° + 0,824°)

.

= 2722
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 12


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

2.1.5 Tổng hợp kết quả tính toán
Thông số

Kí hiệu Đơn vị

Kết quả tính toán

Khoảng cách trục

aw

mm

210

Modun

m

_

8

Hệ số đường kính

q

_

12,5

Số mối ren| răng

Z1|Z2

_

2|40

Tỉ số truyền thực tế

u

_

20

Sai lệch tỉ số truyền

Δu

%

0

Hệ số dịch chỉnh

x

mm

0

Góc vít

γ

°

9,09

Chiều dài phần cắt ren trục vít

b1

mm

110

Chiều rộng bánh vít

b2

mm

85

Đường kính ngoài bánh vít

daM2

mm

348

Đường kính đỉnh ren| răng

da1|da2

mm

116

336

Đường kính đáy ren| răng

df1|df2

mm

80,8

300,8

Lực vòng

Ft2

N

7368

Lực hướng tâm

Fr2

N

2722

Lực dọc trục

Fa2

N

1288

Lực ăn khớp trên bánh vít

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 13


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

2.2 Thiết kế bộ truyền xích

2.2.1 Chọn loại xích
Thông số ban đầu:
- P1 = PII = 18,27 kW
- n1 = nII = 148 v/ph
- T1 = TII = 1178909 Nmm
- Ux = 2,07
- Chọn loại xích ống con lăn 3 dãy.
2.2.2 Xác định các kích thước và thông số bộ truyền
 Tính số răng đĩa xích
- Chọn số răng Z1 theo công thức:
= 29 − 2. = 29 − 2.2,07 = 24,84
 Lấy Z1 = 25 răng
= . = 25.2.07 = 51,75
 Lấy Z2 = 52 răng
- Tỉ số truyền thực tế:
= = = 2,08
- Sai lệch tỉ số truyền:
| − | |2,08 − 2,07|
∆ =
=
= 0,5% < 4% ⇒ đạt yêu cầu
2,07
 Xác định bước xích:
Điều kiện đảm bảo chỉ tiêu độ bền mòn của bộ truyền xích:
. .
=
≤[ ]
đó:
 Pt; P; [P] là công suất tính toán; công suất cần truyền; công
suất cho phép


=
= = 1 : hệ số răng









=

=

= 1,35 : hệ số số vòng quay

= 2,5 : hệ số phân bố không đều tải trọng
= . . đ .
. đ.
= 1: hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền
= 1: hệ số khoảng cách trục và chiều dài xích
đ = 1,25: hệ sốảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng
xích
= 1,3: hệ số ảnh hưởng của bôi trơn
đ = 1,2: hệ số tải trọng động
= 1,25: hệ số chế độ làm việc của bộ truyền
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 14

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

- Dựa vào đề bài và bảng 5.6[1] ta tính được k:
= . . đ . đ. .
= 1.1.1,25.1,2.1,25.1,3 = 2,44
. .

=

18,27.3,05.1.1,35
= 24
2,5

=

- Tra bảng 5.5[1] với
= 200 / ℎ ta được bước xích
= 38,1 đạt yêu cầu độ bền mòn với [ ] = 34,8
 Khoảng cách trục sơ bộ: = 40. = 40.38,1 = 1524
 Số mắt xích:
2.
( + ) ( − ) .
=
+
+
2
4. .

=

2.1524 (25 + 52) (52 − 25) . 38,1
+
+
= 118,96
38,1
2
4. . 1524

ℎọ

à ố ℎẵ

ê

ấ

= 118

ắ

í ℎ

 Tính lại khoảng cách trục:
=

=

4

.

−

+
2

+

−

+
2

38,1
25 + 52
. 118 −
+
4
2

− 2.

118 −

−

25 + 52
2

− 2.

52 − 25

= 1505
- Để xích không bị căng phải giảm ’ đi một lượng:
= 0,003. ’
⟹

=

− 0,003

= 0,997.

= 0,997.1505 = 1500

 Số lần va đập của xích:
=

.
15.

=

25.148
= 2,09 /
15.118

- Tra bảng 5.9[1] được số lần va đạp cho phép [ ] = 20 /
 < [ ] nên đạt yêu cầu độ bền

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 15


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Vận tốc của xích
=

. .
25.148.38,1
=
= 2,35
60000
60000

/

 Kiểm nghiệm quá tải theo hệ số an toàn:
=

đ.

+

≥[ ]

+

đó:

 Q: tải trọng phá hủy, tra bảng 5.2[1] ta được = 381000
 kđ: hệ số tải trọng động, chế độ làm việc trung bình đ = 1,2

: lực vòng:
1000.
1000.18,27
=
=
= 7774
2,35
 Fv: lực căng = . = 16,5. 2,35 = 91 với q là khối
lượng 1 mét xích 3 dãy tra theo bảng 5.2[1]
 F0: lực căng do trọng lượng nhánh xích động sinh ra:
= 9,81. . . = 9,81.6.16,5.1,501 = 1475
 Với kf là hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ
truyền. Bộ truyền nằm ngang nên
= 6
- Tra bảng 5.10[1] và tính s ta có:
381000
=
= 35,03 > [ ] = 8,5
1,2.7774 + 1457 + 91
 Độ bền tiếp xúc:
= 0,47.

. ( đ.

+
.

đ ).

≤[

] ớ:

= 0,42 hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích, với
= 25
tra mục 5.19[1]
 đ = 1,2: hệ số tải trọng động

. . = 13. 10 . 148. 38,1 . 3 = 32 là
đ = 13. 10 .
lực va đập trên m dãy xích

= 2,1. 10
là modun đàn hồi của vật liệu

= 986
là diện tích chiếu của bản lề tra bảng 5.12[1]
- Ta tính được:


= 0,47.

0,42. (1,2.7774 + 32). 2,1. 10
= 272
986.2.5
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 16


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

- Tra bảng 5.11[1] chọn vật liệu chế tạo 2 đĩa xích là:
 Thép 45
 Nhiệt luyện: tôi cải thiện
 Độ rắn bề mặt: HB170
 Ứng suất tiếp xúc cho phép: [ ] = 500
 Đường kính vòng chia:
38,1
=
=
= 304
25
=

=

38,1

= 631

52

 Đường kính vòng đỉnh:
1
= . +
2
= .

1
+
2

= 38,1.

1
+
2

25

= 38,1.

1
+
2

52

= 320,64
= 649

 Đường kính vòng chân răng:

=
− 2. = 304 − 2.11,22 = 292,78
=

− 2. = 631 − 2.11,22 = 619,78

- Với = 0,5025.
+ 0,05 ;
= 22,23
con lăn tra bảng 5.2[1]
2.2.3 Lực tác dụng lên trục
= . = 1,15.7774 = 8940

là đường kính

- Với kx là hệ số kể đến trọng lượng xích, bộ truyền nằm ngang
nên
= 1,15

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 17


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

2.2.4 Tổng hợp kết quả tính toán
Thông số

Ký hiệu

Loại xích

Đơn vị

Kết quả tính toán

Xích ống con lăn

Bước xích

p

mm

38,1

Số dãy xích

dx

_

3

Số mắt xích

mx

_

118

Z1|Z2

Răng

Tỉ số truyền thực tế

u

_

2,08

Sai lệch tỉ số truyền

Δu

%

0,5

Đường kính đĩa xích

d1|d2

mm

Khoảng cách trục

a

mm

1500

Lực tác dụng lên trục

Fx

N

8940

Số răng đĩa xích

25

52

304

631

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 18


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

3.1

SVTH: Phan Tiến Trường

Chương 3: Chọn khớp nối, tính trục, then và ổ lăn
Chọn khớp nối
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.

= 82723
đ = 55
≤
- Điều kiện chọn khớp nối:
đ ≤

= . đ là momen xoắn tính toán
 k là hệ số làm việc phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng
16.1[2] lấy = 1,2
 = . đ = 1,2.82723 = 99268
= 99,268
- Tra bảng 16.10[2] ta được kích thước cơ bản của khớp nối:
- Momen xoắn trục động cơ:
- Đường kính trục động cơ:

T (Nm)
500

d

D

dm

L

l

d1

đ

Do

Z

56 170 95 175 110 95 130

8

nmax

B

3600 5

B1

l1

D3

l2

70 30 28 32

Kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi (mm)
T (Nm)

dc

d1

D2

L

l1

l2

l3

h

500

14

M10

20

62

34

15

28

1,5

Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi (mm)
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 19


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

- Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi
2.
2.99268
=
=
= 0,49
. . .
8.130.14.28
<[

] = (2 ÷ 4)

nên đạt điều kiện sức bền dập.

- Điều kiện sức bền của chốt:
=

=
<[

.
0,1.

.

.

=

.

+

2
. .

0,1.

32
2 = 16
0,1. 14 . 130.8

99268. 30 +

] = (60 ÷ 80)

nên đạt ĐK sức bền của chốt.

3.2 Lực tác dụng lên trục, khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt lực
3.2.1 Sơ đồ phân tích lực chung và giá trị lực- momen xoắn
Ft1

Fly10

Fly11

Fa1
Flx10

1
Fr1
Flx11

3

Fk

Flx21

Fly20

Fr2

Ft2
Fly21

Flx20

Fx

Fa2

 Chọn vật liệu làm trục:
- Thép C45
- Ứng suất bền cho phép: [ ] = 600
;[
- Ứng suất xoắn cho phép: [ ] = 15 ÷ 30

] = 340

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 20


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Lực do bộ truyền trục vít tác dụng lên trục:
=
= 7368
=

= 1288

=

= 2722

 Lực do bộ truyền xích tác dụng lên trục:
= 8940
 Lực do khớp nối tác dụng:
- Lực vòng trên khớp nối:
2. đ
2.1178909
=
=
= 18137
130
- Lực do khớp nối tác dụng:
= (0,2 ÷ 0,3).

= 0,25.18137 = 4534

3.2.2 Tính sơ bộ đường kính trục
 Tính theo công thức thực nghiệm
= (0,8 ÷ 1,2). đ = (0,8 ÷ 1,2). 55 = (44 ÷ 66)
= (0,3 ÷ 0,35).

= (0,3 ÷ 0,35). 210 = (63 ÷ 73,5)

 Chọn sơ bộ đường kính trục:

= 55
= 70
3.2.3 Xác định khoảng cách gối đỡ và các điểm đặt lực
 Chiều rộng ổ lăn theo đường kính trục sơ bộ:
= 29
- Tra bảng 10.2[1] tra được
= 35
 Chiều dài mayo nửa khớp nối:
= (1,4 ÷ 2,5). = (1,4 ÷ 2,5). 55 = (77 ÷ 137,5)
- Chọn
= 85
 Chiều dài mayo bánh vít:
= (1,2 ÷ 1,8).
= (1,2 ÷ 1,8). 70 = (84 ÷ 126)
- Chọn
= 95
 Chiều dài mayo đĩa xích:
= (1,2 ÷ 1,5).
= (1,2 ÷ 1,5). 70 = (84 ÷ 105)
- Chọn
= 105

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 21


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Tra bảng 10.3[1] ta có các trị số khoảng cách:

- Khoảng cách từ mặt nút bánh vít đến thành trong hộp
- Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:
- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến lắp ổ:
- Chiều cao lắp ổ và đầu bu lông: ℎ = 15

= 15
= 10
= 15

- Tính khoảng cách theo công thức bảng 10.4[1]
- Gắn hệ tọa độ lấy gối đỡ bên trái làm gốc
 Trục vít:
(
(85 + 29)
+ )
=−
+ +ℎ =−
+ 15 + 15
2
2
= − 87
= (0,9 ÷ 1).

= (0,9 ÷ 1). 348 = (313,2 ÷ 348)

= 340
345
=
=
= 170

2
2

- Chọn

 Bánh vít:
(
=

)
+
+ +
2
= 2.90 = 180

= 2.
=

+

=

95 + 35
+ 15 + 10 = 90
2

+
+ +ℎ
2
105 + 35

= 180 +
+ 15 + 15 = 280
2
=

+

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 22


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

3.3 Tính toán thiết kế cụm trục I
3.3.1 Thiết kế trục
Ft1

Fly10

Fly11

Fa1
Flx10

1
Fr1
Flx11

3

Fk

dw1=100 mm
Fr1=2722 N
Fa1=7368 N
Ft1=1288 N
Fk=4534 N
Flx10= 5050 N
Fly10= 2444 N

Ø60k6

Ø60 H7
k6

Ø70

Ø60k6

Ø55 H7
k6

Flx11= 1804 N
Fly11= 278 N

Biểu đồ đặt lực và giá trị lực trên trục vít
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 23

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

 Tính chọn đường kính các đoạn trục:
- Do đ = 55
nên ta chọn theo tiêu chuẩn các đoạn trục phù
hợp nhất theo yêu cầu lắp ráp và công nghệ:

= 55

=
= 60

= 70
3.3.2 Tính chọn then
 Với đầu trục vào gắn với khớp nối có = 55
ta chọn then bằng
cho mối ghép nối, tra bảng 9.1[1] ta được:
Đường
kính
55

Kích thước tiết
diện then

Chiều sâu rãnh
then

b

h

t1

t2

16

10

6

4,3

- Chiều dài then: = (0,8 ÷ 0,9).
 Chọn = 70
3.3.3 Tính chọn ổ lăn

Bán kính góc lượn của
rãnh
Nhỏ nhất
Lớn nhất
0,25
0,4

= (68 ÷ 76,5) (

O

)

1

Sơ đồ lắp ổ lăn
 Dựa vào đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn và đảm bảo điều kiện
cứng vững ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy và ổ đũa côn:
- Chọn ổ bi một dãy cỡ nhẹ 212
Ổ
D
D
B
r
Đường kính bi
212

60

110

22

2,5

15,88

- Chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ 7212
Ổ
d
D D1 d1 B C1

7212 60 110

94

83

22

T

r

r1

C

Co

41,1

31,5

 (o )

C

Co

19 23,75 2,5 0,8 13,17 72,2 58,4

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 24


GVHD: TS. Nguyễn Xuân Hạ

SVTH: Phan Tiến Trường

3.4 Tính toán thiết kế cụm trục II
3.4.1 Thiết kế trục

Flx21
Ft2

Fr2

Fly20

Fly21

Flx20

Fx

Fa2

Sơ đồ đặt lực trên trục bánh vít
- Phương trình cân bằng:
=

−

=

−

(0) =
(0) =
(4) ⇒

=

(3) ⇒

=

(1) ⇒

=

(2) ⇒

=

−
+

. 90 +

+

= 0 (1)

= 0 (2)
. 160 −

. 180 +

. 90 −

. 180 = 0 (3)
. 280 = 0 (4)

. 280− . 90 8940.280 − 7368.90
=
= 10222
180
180
. 90 +
. 160 2722.90 + 1288.160
=
= 2505
180
180
+
−

−

= 10222 + 7368 − 8940 = 8650

= 2722 − 2505 = 217

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 25