ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Lời nói đầu

Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn động cơ khí, cụ thể ở đây là
thiết kế hệ dẫn động băng tải, với hộp giảm tốc hai cấp trục vít bánh răng với yêu
cầu về lực cũng nh vận tốc và các đặc trng khác .
Đồ án môn học chi tiết máy với bớc đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế
các chi tiết máy trong lĩnh vực cơ khí nhằm nâng cao kỹ năng tính toán , hiểu sâu hơn
về kiến thức đã học .
Nội dung đồ án môn học chi tiết máy bao gồm .
Tính toán chọn động cơ cho hệ dẫn động băng tải .
Tính toán bộ truyền trong và bộ truyền ngoài .
Thiết kế trục và chọn ổ lăn .
Tính toàn vỏ hộp và các chi tiết khác .
Tính toán bôi trơn .
Đồ án môn học chi tiết máy là tài liệu dùngđể thiết kế chế tạo các hệ dẫn động cơ
khí , nhng đây không phải là phơng án tối u nhất trong thiết kế hệ dẫn động do những
hạn chế về hiểu biết và kinh nghiệm thực tế .
Trong đồ án này có tham khảo tài liệu :
- Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập 1[TL1], 2[TL2] : Trịnh Chất Lê Văn
Uyển.
- Chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp :Tập 1, Tập 2.
- Dung sai và lắp ghép Ninh Đức Tốn.

Nguyễn Tuấn Khoa
C in T 2 K49
HBK H Ni
Mục lục
Phần I
I.Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền Trang 3
Bảng số liệu của hộp giảm tốc Trang 4

Phần II :Thiết kế và tính toán các bộ truyền
1.Tính toán bộ truyền xích . .Trang 4
2.Tính bộ truyền trục vít trong hộp giảm tốc Trang 7
3.Tính bộ truyền bánh răng Trang 11
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
1
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
4.Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc Trang 16

Phần III :Tính toán thiết kế trục và chọn ổ lăn
1. Tính toán thiết kế trục . Trang 17
2. Chọn ổ lăn . Trang 34
Phần IV :Thiết kế vỏ hộp và bôi trơn hộp giảm tốc Trang41
Phần V : Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai Trang47

Đề 21:
Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
2
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
F
V
B
5
4
2 3
1
H
D
1.Động cơ; T

mm
=1,5T
1
;
2.Khớp nối ; T
2
=0,7T
1
;
3.Hộp giảm tốc ; t
1
=5 h;
4.Bộ truyền xích ; t
2
=3 h;
5.Băng tải; t
ck
=8 h;
*Số liệu cho trớc
1.Lực băng tải: F=9000N;
2. Vận tốc băng tải: v=0,48 m/s;
3.Đờng kính tang: D= 320mm;
4.Chiều cao tang : H=750 mm
5.Thời gian phục vụ: I
h
=20000 giờ
6.Số ca làm việc: soca=2;
7.Đặc tính làm việc : va đập vừa;
Phần I :
I / Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền u :

I.1 /Chọn động cơ :
a/Tính công suất
+/Để đảm bảo cho bộ truyền động băng tải làm việc ổn định và ít rung động ta phải
tính toán và chọn động cơ sao cho vừa đủ công suất không quá thừa nhằm tránh vợt
tải và thừa tải quá nhiều .
+/Từ yêu cầu: - Lực kéo băng tải : F=9000 N.
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
3
T
T1
T2
t1 t2
tck
mm
t
T
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
- Vận tốc băng tải : v = 0,48 m/s.
=> Công suất cần thiết trên trục động cơ :
P
ct
=


.
.1000
.
ch
VF

Trong đó:
F=9000 N : lực kéo băng tải.
V=0,48m/s : vận tốc băng tải.

ch
: tổng hiệu suất của các khâu

ch
=
k
.
tv
.
br
.
ot
.
ol
3
.
x
= 0,99.0,82.0,98.0.98.0,992
3
.0,92 =0,700.
=

i
i
i
t
t
P
P
.
2
1
=
899,0
8
3.7,05.1
2
=
+
.
=> P
ct
=


.
.1000

.
ch
VF
=
548,5899,0.
700,0.1000
.48,0.9000
=
(kW)
b/Tính tốc độ sơ bộ của trục động cơ:
Ta có :
n
sb
= n
ct
.u
hộp
.u
ngoài
, theo CT2.16 tr.21[TL1]
n
ct
=
65,28
320.14,3
48,0.1000.60
.
.
1000.60
==V

D

(v/ph). Theo bảng 2.4 tr.21[TL1]
Chọn u
tbhop
= 50; u
tbngoai
=2
=> n
sb
=28,65.50.2 = 2865;
Do đó chọn động cơ K160S2 : ( theo bảng P1.1tr.234[TL1])
Bảng thông số động cơ:
N
đc
(v/p) P(Kw)
Cos
I
k
/I
dn
T
k
/T
dn
2935 7,5 0,93 0,86 7,3 2,2
+/ Kiểm tra điều kiện mở máy :

5,1
5,1

1
1
1
==
T
T
T
T
mm
Với Động cơ đã chọn có
2,2=
dn
k
T
T
>
5,1
1
=
T
T
mm
.
Vậy động cơ K160S2 dap ứng đợc yêu cầu công suất, tốc độ và điều kiện mở máy
I.2/ Phân phối tỉ số truyền (u)
Tỷ số truyền của hệ dẫn động:
u
ch
=
44,102

65,28
2935
==
tg
dc
n
n

u
ch
=u
hộp
.u
ngoài
Dựa vào bảng 2.4 tr.21[TL1] chọn u
ngoài
= 2,0;
=> u
h
=u
ch
/u
ng
=102,44/2=51,22.
Với hộp giảm tốc Trục vít Bánh răng theo kinh nghiệm ta lấy:
u
br
=(0,05 0,06)u
h
=2,56 3,07 ; chọn u

br
= 3,00 .
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
4
Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy
=> u
tv
=
073,17
00,3
22,51
=
.
Ch n uọ
br
=17,0.
=> TÝnh chÝnh x¸c u
ng
= u
ch
/u
h
=u
ch
/(u
tv
.u
br
) = 102,44/(3,0.17,0) = 2,009.
I.3/ TÝnh c«ng suÊt,sè vßng quay, m«mem xo¾n trªn c¸c trôc

+/TÝnh c«ng suÊt trªn c¸c trôc:
P
ct
= P
tg
=
)(32,4
1000
48,0.9000
1000
.
KW
VF
==
P
3
=
)(791,4
92,0.98,0
32,4
.
KW
P
tx
tg
==
ηη
P
2
=

)(929,4
992,0.98,0
791,4
.
3
KW
P
olbr
==
ηη

P
1
=
)(059,6
992,0.82,0
929,4
.
2
KW
P
oltv
==
ηη
P
®c
=
)(170,6
992.0.99,0
059,6

.
1
KW
P
olk
==
ηη
+/Sè vßng quay trªn c¸c trôc
n
1
= n
dc
= 2935 (v/ph)

n
2
= n
1
/u
tv
=2935/17,00 =172,65 (v/ph)
n
3
= n
2
/u
br
=172,65/.3,00 =57,55 (v/ph)
n
ct

= n
3
/u
x
=57,55/2,01 =28,63 (v/ph)
+/M«men xo¾n trªn c¸c trôc
T=
)/(
)(.10.55,9
6
fvn
kwP
(Nmm)
T
tg
=
1441005
63,28
32,4.10.55,9
6
=
(Nmm)
T
3
=
795031
55,57
791,4.10.55,9
6
=

(Nmm)
T
2
=
272644
65,172
929,4.10.55,9
6
=
(Nmm)
T
1
=
19715
2935
059,6.10.55,9
6
=
(Nmm)
B¶ng th«ng sè:
Trôc Trôc®/c Trôc 1 Trôc 2 Trôc 3 Trôc ct
P(kw) 6,170 6,059 4,929 4,791 4,32
u 17,00 3,00 2,01
n (v/f) 2935 2935 172,65 57,55 28,63
T(Nmm) 19.715 272.644 795.031 1.441.005
II/ TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c bé truyÒn
II.1/ ThiÕt kÕ bé truyÒn ngoµi (xÝch)
Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
5
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy

a/Chọn loại xích
Vì tải nhỏ , va chạm va ,vận tốc thấp chọn xích con lăn.
b/Xác định các thông số của xích và bộ truyền:
Theo bảng 5.4 tr.80[TL1] với u=2,01 chọn số răng xích Z
1
=25
=> Z
2
=2,01.25=50,25.
Lấy Z
2
=50 < Z
max
=120 .
Theo CT 5.13 tr.81[TL1] , công suất tính toán :
+/ P
t
=P.K.K
z
.K
n
;
Trong đó :
P = P
3
=4,791 (Kw) : công suất cần truyền.
K
z
=
1

25
25
1
01
==
Z
Z
: hệ số răng.
K
n
=
869,0
55,57
50
1
01
==
n
n
: hệ số vòng quay.
Theo CT5.4 tr.81[TL1],ta có:
K = K
o
. K
a
. K
đc
. K
đ
. K

c
. K
bt

= 1.1.1,1.1,3.1,25.1,3 =2,113;
Theo bảng (5.6) tr.82[TL1]
K
o
=1 : hệ số ảnh hởng vị trí bộ truyền (đờng nối 2 tâm đĩa xích .
nằm nghiêng 1 góc <60
0
so với phơng nằm ngang).
K
a
=1 : hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích (chọn a=40p).
K
đc
=1,1 : hệ số kể dến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng xích .
(điều chỉnh đợc bằng con lăn căng xích).
K
đ
=1,3 : hệ số tải trọng động (va đập vừa).
K
c
=1,25 : hệ số kể dến chế độ làm việc (2 ca).
K
bt
=1,3 : hệ số kể dến ảnh hởng của việc bôi trơn (có bụi chất
lợng bôi trơn đạt yêu cầu).
=> P = 4,791.2,113.1.0,869 = 8,795 (kW);

Vì công suất khá lớn nên chọn bộ truyền xích 2 dẫy với K
d
=1,7 =>
P

t
=P
t
/K
d
=8,795/1,7=4,821(kW).
Theo bảng( 5.5) với n
01
=50 (v/f) ,chọn bộ truyền xích 2 dẫy có p=31,75mm có
[P] = 5,83 > P
t
= 4,821(kW) đồng thời p < p
maz
=50,8 (mm). (theo bảng 5.8
tr.81[TL1]).
+/ Khoảng cách trục:
a = 40.p = 40.31,75=1270 (mm)
Theo (5.12) Số mắt xích
x =
a
p
ZZ
ZZ
p
a

4
.)(
2
2
2
2
21
21

+
+
+

=
;90,117
1270.14,3.4
75,31
.)2550(
2
5025
80
2
2
=+
+
+
chọn x
c
=118 ;
& / Tính lại khoảng cách trục

a
*
=
( )
[ ]

















+++
2
12
2
2121
2).(5,05,025,0

ZZ

ZZXZZXp
CC
=
=
[ ]
);(66,1271
14,3
25
275.5,011875.5,011875,31.25,0
2
2
mm=
















+
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49

6
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Để xích làm việc không quá căng cần giảm 1 lợng
a

((= 0,002 0,004) a)
Lấy
a

=0,003.a
*
= 3,81 mm;
Vậy khoảng cách trục là a=a
*
-
a

=1267,85 mm;
+/ Số lần va đập của xích :
Theo (5.14 )
i =
813,0
118.15
55,57.25
15
11
==
x
nZ
< [i] =20(1/s) theo (B5.9) tr.85[TL1]

c/ Kiểm nghiệm xích về độ bền:
Theo (5.15) tr.85[TL1] , ta co:
s =
vtd
FFFK
Q
++
0
.

Q: tải trọng phá hỏng (N);
Theo (b5.2) tr.78[TL1]:
Q =177 kN=177000N ; q=7,3kg; K
đ
=1,2 do T
mm
/T
1
=1,5;
F
t
: lực vòng
F
t
=1000.P/v; ( với v=
;761,0
60000
55,57.75,31.25
60000

11
==
ntZ
)
=
86,6292
761,0
791,4.1000
=
( N);
F
0
= 9,81.K
f
.q.a : lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra
= 9,81.2.7,3.1,268=181,61(N) với K
f
=2 (đờng nối 2 tâm đĩa xích
nghiêng 1 góc 40
0
so vói phơng nằm ngang );
F
v
:lực căng do lực li tâm sinh ra
F
v
= q.v
2
: lực căng do lực li tâm sinh ra
=7,3.0,761

2
=4,23 (N)
=> s =
88,22
23,461,18186,6292.2,1
177000
=
++
>8,5=[s] (theo bảng5.10tr.86[TL1])
Vậy xích đủ bền.
d/ Đờng kính đĩa xích
Theo CT 5.17 tr.86 [TL1] &bảng 13.4 [TL2]
d
1
=p/sin(
1
/ Z

) = 31,75/sin(
25/

) = 253,32 mm;
d
2
=p/sin(
2/ Z

) = 31,75/sin(
50/

) = 505,65 mm ;
d
a1
=p.(0,5+cotg(
1
/ Z

) = 31,75.(0,5 + cotg (
)25/

= 267,20 mm;
d
a2
= 520,53 mm;
d
f1
=d
1
-2r =253,32 - 2.9,62 = 234,08 mm; d
f2
=486,41 mm;
do r = 0,5025.d
l

+0,05 =9,62; d
l

=19,05 mm (theo bảng 5.2)
e/ Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện

H1
=

+
d
vddtr
KA
EFKFK
.
) (
.47,0
[
H
]
[
H
] :ứng suất tiếp xúc cho phép
K
r
=0,42 :hệ số ảnh hởng của số răng đĩa xích phụ thuộc vào Z (bảng
trang 87)
K
đ
=1,3 :hệ số tải trọng động (bảng5.6 tr.82[TL1])
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
7
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
K
vđ

=13.10
-7
.n
1
.p
3
.m :lực va đập trên m dãy xích
=13.10
-7
.57,55.31,75
3
.1,7=4,07.
K
d
=1,7 :hệ số phân bố không đều tải trọng không đều cho các dẫy (2dẫy
xích)
E=2,1.10
5
MPa :môđun đàn hồi
A=446 mm
2
:diện tích chiếu của bản lề (bảng5.12 tr.87[TL1])
=>
H1
=
6,458
7,1.446
10.1,2).07,43,1.86,6292.(42,0
.47,0
5

=
+
MPa < 600 (MPa)
Theo bảng 5.11 Thép 45 tôi cải thiện đạt ứng sứât cho phép []=600MPa. Vậy dùng
xích 2 dãy đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa xích .
ĩa 2:
H2
<
H1
< 600 (MPa) => cng thoả mãn.
f/Xác định lực tác dụng lên trục:
F
r
=K
x
.F
t
=1,05.6292,86= 6607,50 (N);
(do K
x
=1,05 với bộ truyền nghiêng 1 góc 40
0
so với phơng nằm ngang)

Bảng các thông số:
CS cho phép : [P]=5,83KW
(2dẫy xích)
Khoảng cách trục:
a =1267,85 mm
Bớc xích: p = 31,75 mm Đờng kính đĩa xích:

d
1
/d
2
=253,32 /505,65 mm
Số dãy xích: m =2 Số răng đĩa xích: z
1
/z
2
=25/50
Số mắt xích: x=118
Chiều rộng đĩa xích (tr20.tl2)
b
m
= 0,9B- 0,15=0,9.35,46- 0,15
=31,76 mm
II.2/ Bộ truyền trục vít bánh vít
a/Chọn vật liệu
+/Tính sơ bộ vận tốc trợt
v
sb
= 8,8.10
-3
.(P
1
.u.n
1
2
)
1/3

=8,8.10
-3
.(6,059.17.2935
2
)
1/3
=8,46> 5m/s
(do n
1
=2935 v/ph; T
2
=272644 (Nmm) theo mục I)
-Trục vít làm bằng thép C chất lợng tốt (thép 45 tôi bề mặt đạt độ rắn HRC45).
-Theo (B7.1 tr.147[TL1] ) ,với v
sb
>5 m/s chọn đồng thanh thiếc để chế tạo bánh vít
(Mác pO 5-5-5)
-Theo bảng 7.1 với pO 5-5-5 đúc trong khuôn kim loại:

b
=200-250 (MPa ),
ch
=80-100 (MPa);
+/ứng suất tiếp xúc cho phép:
[
H
]=[
HO
].K
HL

( theo công thức7.2);
Trong đó:
[
HO
] :ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 10
7
chu kỳ
[
HO
]=(0,75-0,9)
b
= 0,9.240=216(MPa);
K
KL
:hệ số tuối thọ
K
KL
=
8
7
10
HE
N
;
Với N
HE
:số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng:
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
8
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy

N
HE
= 60.









ii
Max
i
tn
T
T

2
4
2
2
= 60.

i
i
i
Max
i
i
t
t
n
T
T
t
2
4
2
2
= 60.172,65.20000(1.5/8+0,7
4
.3/8) =148,14.10
6

Vậy K
KL
=
8
6

7
10.14,148
10
=0,714;
=>[
H
] =216.0,714 = 154,22 (MPa);
+/ứng suất uốn cho phép:
[
F
] = [
F0
].K
FL
;
[
F0
] :ứng suất uốn cho phép ứng với 10
6
chu kỳ do bộ truyền quay
một chiều nên
[
F0
] =0,25.
b
+0,08.
ch
= 0,25.240+0,08.90 = 67,2(MPa);
K
FL

:hệ số tuổi thọ
K
FL
=
9
6
10
FE
N
;
Với N
FE
= 60.









ii
Max
i
tn
T
T

2

9
2
2
=60.










i
i
i
Max
i
i
t
t
n
T
T
t
2
9
2
2

=
= 60.172,65.201000.(1.45/8+0,7
9
.3/8) =132,62.10
6
K
FL
=
9
6
6
10.62,132
10
= 0,581.
=> [
F
] =67,2.0,581 =39,04 (Mpa);
+/ứng suất quá tải:
[
H
]
max
=4
ch
=4.90 =360 (MPa);
[
F
]
max
=0,8

ch
=0,8.90 =72 (MPa);
b/ Tính toán truyền dộng trục vít về độ bền
+/Các thông số cơ bản của bộ truyền
- Khoảng cách trục:
a
W
= (Z
2
+q)
3
2
2
2
.
.
].[
170
q
KT
Z
H
H

Do vận tốc lớn nên chọn Z
1
=2; =>Z
2
= u
tv
.Z
1
=17.2 = 34;
K
H
= 1,1 1,3 :hệ số tải trọng
q >(0,25 -0,3).Z
2
= 8,5 10,2 :hệ số đờng kính trục vít
Chọn sơ bộ K
H
= 1,1 ;
Theo bảng (7.3 ) chọn q=12,5;
a
W
=(34+12,5)
3
2
5,12
1,1.272644
.
22,154.34

170






=136,36(mm);
chọn a
W
=135 mm;
- Mô đun dọc của trục vít
m =2.a
W
/(Z
2
+q) = 2.135/(34+12,5) = 5,8.
Chọn m = 6,3 theo tiêu chuẩn (bảng 7.3 tr.150[TL1]);
- Tính lại khoảng cách trục :
a
w
= m(Z
2
+q)/2 = 146,47 mm.Lấy a
w
=145.
- Hệ số dịch chỉnh:
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
9
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy

x=
m
a
WƯ
- 0,5(q+Z
2
) =
3,6
145
- 0,5(12,5+34) = - 0,23 (- 0,7 ;0,7) .
(thỏa mãn dịch chỉnh);
+/Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng bánh vít của bộ truyền phải thoả mãn điều
kiện:

H
=
q
KT
a
qZ
Z
H
W
.
.
170
2
3
2

2








+

[
H
] theo (7.19)
- Tính lại vận tốc trợt
v
s
=
W
1W1
60000.cos
.n.d


;
- Góc vít lăn:
=arctag
xq
Z
2

1
+
= arctag
23,0.25,12
2

=9,43
0
;
-Đờng kính trục vít lăn:
d
W1
=(q+2x)m = (12,5 2.0,23).6,3 = 75,85 mm;
v
s
=
0
43,960000.cos
5.75,85.29314,3
= 11,81 (m/s)>5(m/s);
Vậy chọn vật liêu thoả mãn;
- Hiệu suất của bộ truyền:
= 0,95.
( )


+
W
W
tg

tg
= 0,95.
( )
98,043,9
43,9
+tg
tg
= 0,86 ( Theo bảng 7.4
tr.152[TL1] ,với v
s
=11,81 (m/s) -> góc ma sát: = 0,90
0
)
K
H
: hệ số tải trọng
K
H
= K
H

. K
HV
;
K
H

:hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng;
K
HV

:hệ số tải trọng động
K
H

= 1+















Max
m
T
T
Z
2
2
3
2
1.

T
2m
=T
2i
.t
i
n
2i
/t
i
.n
2i

= T
2Max
(1.5/8+0,7.3/8) = 0,8875 T
2Max
K
H

= 1+
( )
8875,01.
125
34
3

= 1,0022
(Với q=12,5 theo bảng (7.5 ) =>hệ số biến dạng của trục vít: =125)
K
HV
=1,1 theo (b7.7 tr153[TL1]) với v
s
= 11,81 (m/s);
=>K
H
= 1,0023.1,1 =1,102;
Vậy
H
=
5,12
102,1.272644
145
5,1234
.
34
170
3

+
=140,78(MPa) <154,22(MPa) = [
H
]
Vậy đảm bảo độ bền tiếp xúc của bánh vít ;
+/ Kiểm nghiện răng bánh vít về bền uốn:
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
10
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh vít phải thoả mãn điều kiện:

F
= 1,4.

n
FF
mdb
KYT


22
2
[
F
];
m
n
:môđun pháp của bánh răng;
m

n
= m. cos
w
=6,3.cos9,43= 6,21;
Đờng kính trục và bánh vít (bảng 7.9 tr.155[TL1])
d
1
=q.m=12,5.6,3= 78,75 mm. Lấy d
1
= 78 mm
d
2
= m.Z
2
= 6,3.34 = 214,2 mm . Lấy d
2
= 215 mm
d
a1
=d
1
+2m = m(q+2) =91,35 mm. Lấy d
a1
= 92 mm
d
a2
= m(Z
2
+2+2x) = 6,3.(34+2-2.0,23)= 223,90 (mm). Lấy d
a2

= 225 mm
d
f1
= m(q-2,4)=6,3.(12,5-2,4) = 62,23 (mm). Lấy d
f1
= 62 mm
d
f2
= m(Z
2
-2,4+2x)=6,3.(34-2,4-2.0,23) = 194,18 (mm). Lấy d
f2
= 195 mm
K
F
:hệ số tải trọng.
K
F
= K
F

. K
FV
; với K
F

= K
H

= 1,0023; K

FV
= K
Hv
=1,1;
=>K
F
=1,103;
b
2
:chiều rộng vành răng bánh vít
b
2


0,75. d
a1
= 0,75.92= 69 mm; lấy b
2
=60 mm;
Y
F
:hệ số dạng răng
Y
F
=1,63 theo bảng 7.8 với Z
v
=Z
2
/cos
3

=34/cos
3
9,43=35,22 ;
=>
F
= 1,4.
21,6.2,214.65
103,1.63,1.272644
=7,94 < [
F
]=39,04(MPa);
+/ Kiểm nghiệm bánh vít về quá tải:

Hmax
=
H
.
qt
K
= 140,78.
5,1
=172,42 <[
H
]
max
=360(MPa);

Fmax
=
F

.K
qt
= 7,94.1,5 =22,28 < [
F
]
max
= 72(MPa);
c/ Tính nhiệt truyền động trục vít:
Nhiệt độ của dầu trong hộp giảm tốc trục vít phải thoả mãn

t
d
=t
o
+


)1.(.
).1.(1000
1
+

AK
P
t

[t
d
];
t

o
:nhiệt độ môi trờng xung quanh;
=0,86 (hiệu suất bộ truyền );
P
1
= 6,059 kW (công suất trên trục vít)
K
t
=8 17,5W/(m
2

0
C) :hệ số toả nhiệt chọn
K
t
=15 W /m
2

0
C ;
=0,25 0,3 :hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp
xuống bệ máy
chọn = 0,27 ;
:hệ số kể đến nhiệt sinh ra trong một đơi vị thời gian
do làm việc ngắt quãng
= t
ck
/ (P
i
t

i
/P
1
) = 8/(1.5+0,7.3)=1,13;
A : diện tích mặt thoát nhiệt của hộp giảm tốc (m
2
)
A=A
1
+A
2


20.a
w
2
+0,2(20. a
w
2
) = 504600 mm
2
=0,5046m
2
;
Vậy t
d
=25 +
13,1)27,01.(5046,0.15
059,6).86,01.(1000
+

=103,1
0
>[t
d
].
Cha thỏa mãn về nhiệt độ của dầu bôi trơn.
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
11
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
- Diện tích thoát nhiệt cần thiết:
A>
)]([].3,0)1(7,0[
).1.(1000
1
totdKtqKt
P
++



K
tq
= 17 ng vi s vũng quay ca qut l n
q
=750 v/ph.
[t
d
] = 90
0

C.

A>
)2590(13,1].17.3,0)27,01(15.7,0[
059,6).86,01.(1000
++

=0,626mm
2
=> A
min
= 0,626mm
2
.
II.3/ Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
a/ Chọn vật liệu:
Để đảm bảo giá thành khi chế tạo , và tính công nghệ ta chọn vật liệu làm
bánh răng giống nh vật liệu làm trục vít
+/ Chọn vật liệu của bánh nhỏ :Thép C45 thờng hóa đạt độ rắn
HB =185
b
=600(MPa)
ch
=340(MPa);
+/ Chọn vật liệu của bánh lớn giống nh vật liệu làm bánh nhỏ
nhng có HB =170
b
=600(MPa)
ch
=340(MPa)

b/ứng suất cho phép
+/ứng suất tiếp xúc cho phép:
[
H
] =
0
Hlim
.K
HL
/S
H
;
Với
0
Hlim
: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở;
S
H
:hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc;

0
Hlim
=2HB+70; S
H
=1,1;(theo bảng 6.2)
K
HL
:hệ số tuổi thọ
-Bánh răng1 :

0
H1 lim
=2.185+70=440(MPa);
K
HL1
=
H
m
HE
HO
N
N
;
m
H
: bậc của đờng cong mỏi m
H
=6 do HB <350;
N
H0
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
N
H0
=30.HB
HB
2,4
=30.185
2,4
=8,3.10
6

;
N
HE
:chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng.
N
HE
= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
3
= =60.c.

i
t
.

i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
3
= 60.1.172,65.20000.(1.5/8+0,7
3
.3/8) = 15,61.10
7
> N
H0
nên
K
HL1
=1;
=>[
H1
] = 440.1/1,1=400(MPa);

- Tơng tự bánh răng 2:

0
H12 lim
=2.170+70=410(MPa);
N
H0
=30.HB
HB
2,4
=30.170
2,4
=6,8.10
6
N
HE
= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
3
= 60.c.

i
t
.








i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
3
= 60.1.57,55.20000.(1.5/8+0,7
3
.3/8)

Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
12
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
=5,20. 10
7
> N
H0
nên K
HE1
=1;
=>[
H2
] = 410.1/1,1=372,72(MPa);
Do là cặp bánh răng trụ răng nghiêng nên ứng suất tiếp xúc cho phép:
[
H
] =
[ ] [ ]
2
21 HH

+
=
37,386
2
73,372400
=
+
(MPa);
+/ứng suất uốn cho phép:

[
F
] =
0
Flim
.K
FC
. K
FL
/S
F

Trong đó:

0
Flim
:ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở ;
S
F
: hệ số an toàn khi tính về uốn;

0
Flim
=1,8HB; S
F
=1,75; (theo bảng 6.2)
K
FC
:hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải
K

FC
= 1 (do tải trọng 1 chiều)
Bánh răng 1:

0
F1 lim
=1,8.185=351(MPa);
K
FL1
=
F
m
FE
FO
N
N
;
m
F
:bậc của đờng cong mỏi khi thử về uốn
m
F
=6 do HB <350;
N
F0
=4.10
6
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn;
N
FE

= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
6
=
= 60.c.

i
t
.

i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
6
= 60.1.172,65.20000.(1.5/8+0,7
6
.3/8)
= 13,86.10
7
> N
F0
nên K
FL1
=1;
=>[
F1
] = 351.1.1/1,75=200,57(MPa);
Bánh răng 2:

0
F2 lim
=1,8.170=306(MPa);

N
F0
=4.10
6
; N
FE2
= 60.c.







ii
i
tn
T
T

max
6

= 60.c.

i
t
.

i
i
i
i
t
t
n
T
T

max
6
= 60.1.57,55.20000.(1.5/8+0,7
6
.3/8) =7,72. 10
7
> N
F0
nên K
FL2
=1;
=>[
F2
] = 306.1.1/1,75=174,86(MPa);

Vậy ứng suất cho phép:
[
H
] = 386,37(MPa);
[
F1
] = 200,57(MPa);
[
F2
] =174,86 (MPa);
+/ứng suất cho phép khi quá tải:
[
H
]
max
=2,8.
ch
=2,8.340=952(MPa);
[
F1
]
max
=[
F2
]
max
= 2,8.
ch
= 0,8.340 = 272(MPa);
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49

13
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy

c/Tính toán bộ truyền
+/ Xác định thông số cơ bản
a
w
=K
a
(u+1)
[ ]
3
2
1

.
baH
H
u
KT



(6.15a);
K
a
= 43 :hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và
loại răng ( theobảng6.5)
u=3,00 : tỷ số truyền của cặp bánh răng;
T

1
=272644(Nmm) :mômen xoắn trên trục chủ động
[
H
] = 386,37(MPa)

ba
=0,25 chọn sơ bộ theo (bảng 6.6)
K
H

:hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc
K
H

=1,037 với
bd
=0,53
ba
(u+1) = 0,53.0,25(3+1)=0,53 theo(bảng6.7sơ đồ 5)
=>a
W
=43(3+1)
3
2
25,0.3.37,386
037,1.272644
= 234,22 mm; chọn a
W

=240 mm
+/Xác định các thông số ăn khớp:
m =(0,01- 0,02)a
W
=2,4- 4,8 mm; chọn m =3 theo tiêu chuẩn
Chọn sơ bộ =15
0
(0
0
<<20
0
=> Z
1
=
mu
a
W
)1(
cos 2
+

=
3).31(
15cos.240.2
0
+
=38,63.
Ly Z
1
=39=> Z

2
=u.Z
1
=3.39=117;
Tính lại : cos =
W
a
ZZm
.2
)(
21
+
=
240.2
)11739(3 +
=0,975=> = 12,84
0
( tha mãn )

+/Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn điều kiện:

H
=Z
M
. Z
H
. Z

.

+
2
1
1

)1.( 2
WW
H
dub
uKT
[
H
];
Z
M
= 274MPa
1/3
: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh
răng ăn khớp (theo bảng6.5);
Z
H
=1,724 :hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (theo bảng6.12)
Z

: hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng
Z

= 1/

=
73,1
1
= 0,76
(do

=b
w
.sin/(m) = 0,25.240.sin12,84
0
/(3,14.3) =1,41 >1,


= [1,88 3,2(
1
1
Z
+
2
1
Z
)].cos
= [1,88 3,2(
39
1
+
117
1
)].cos12,84
0

=1,73)
b
w1
= 0,25a
w
=0,25.240 = 60 mm;
d
w1
=2.a
w
/(u+1) =2.240/(3+1) =120 mm;
K
H
:hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
14
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
K
H
= K
H

. K
H

. K
HV
;
K
H

:hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng
K
H

=1,027 (theo bảng6.7 với
bd
=b
w
/d
w1
=0,53)
K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho
các đôi răng đồng thời ăn khớp
K
H

= 1,13(với v=.d
w1
.n
1
/60000 = 1,08 (m/s) theo bảng 6.14)
K
HV
:hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
K

HV
=1,01(theo bảng p2.3 ).
=>K
H
=1,172.
=>
H
= 274.1,724.0,76.
2
120.3.60
)13.(172,1.272644.2 +
= 356,53MPa .
- Tính chính xác [
H
]= [
H
]Z
R
Z
V
K
xH
= [
H
].1.1.1= 386,37MPa, do h s xột n
nham ca mt rng l m vi c :Z
R
= 0,95 vi R
a
<2,5 1,25 m; h s xột n nh

hng ca vn tc vũng Z
V
= 1 vi v <5m/s; h s xột n nh hng ca kớch thc
bỏnh rng K
xH
= 1 do d
a
< 700 mm.
Mặt khác :
H
HH


]'[
=
53,356
53,35605,367
=2,95% < 10 % .
=> Không thừa bền.
Vậy điều kện bền tiếp xúc thoả mãn.
+/Kiểm nghiệm về độ bền uốn
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất sinh ra tại mặt răng không đợc vợt quá giá
trị cho phép:

F1
=

mdb
YYYKT
WW

FF

2
1
11

[
F1
]
m=3
b
w
=60 mm
d
w1
= 120mm
=> d
w2
=u.d
w1
=3.120=360mm
=> d
a1
=d
1
+ 2.(1+x)m=120+2.3=126mm

d
a2
=d

2
+ 2.(1+x)m=360+2.3=366mm

d
f1
=d
1
-(2,5-2x)m=120-2,5.3=112,5mm

d
f2
=d
2
-(2,5-2x)m=360-2,5.3=352,5mm
Y

=1/

=1/1,73 = 0,58.
Y

=1-
0
/140 = 0,91: h s k n nghiêng ca rng.
Y
F1
,Y
F2
:hệ số dạng răng của bánh 1 và 2
Y

F1
= 3,69 (do Z
v1
=

3
1
cos
Z
=
03
84,12cos
39
= 42,07)
Y
F2
= 3,60 ( do Z
v2
= 126,23) theo b6.18
K
F
: hệ số tải trọng khi tính về uốn;
K
F
=K
F

.K
F

.K
Fv
=1,07.1,37.1,04 = 1,52;
do K
F

=1,07 (b6.7); K
F

=1,37 (b6.14); K
Fv
=1,04 ( theo bảng p2.3)
=>
F1
=
3.120.60
69,3.91,0.58,0.52,1.272644.2
= 74,73 <[
F1
] =200,57(MPa);
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
15
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy

F2
=
F1
.Y
F2
/Y

F1
= 72,91 < 185,14(MPa);
Vậy điều kiện bền uốn đợc thoả mãn;
+/Kiểm nghiệm độ quá tải

Hmax
=
H
.
qt
K
= 356,53 .
5,1
=436,66<[
H
]
max
=952(MPa);

F1max
=
F1
.K
qt
= 74,73.1,5 =113,0< [
F1
]
max
= 272(MPa);

F2max
=
F
.K
qt
= 72,91.1,5 =109,4< [
F2
]
max
= 272(MPa);
Đảm bảo điều kiện quá tải đủ bền;
Bảng thông số cơ bản của bộ tuyền trong HGT
Bộ truyền trục vít Bộ truyền bánh răng
K/c trục (mm) a
W
=145 a
W
=240
Môdun m =6,3 m=3
Tỷ số truyền u = 17 u=3
Chiều rộngvành răng (mm) b
2
=65 b
W
= 60
Góc nghiêng của răng
=12,84
0
Hệ số dịch chỉnh x=- 0,23 x
1

= 0; x
2
= 0
Số răng Z
1
/Z
2
=2/34 Z
1
/Z
2
=39/117
Đờng kính vòng chia(mm) d
1
/d
2
= 78,75 /214,2 d
1
/d
2
=120/360
Đờng kính đỉnh răng (mm) d
a1
/d
a2
= 90 /225 d
a1
/d
a2
=126/366

Đờng kính chân răng (mm) d
f1
/d
f2
=62 /198 d
f1
/d
f2
= 112/352,5
Đờng kính ngoài bánh vít d
aM2

d
a2
+1,5m =233,35
chọn d
aM2
=230
Chiều dài phần cắt ren trục
vít
b
1
>(11+0,06Z
2
)m=82.15
lấy b
1
= 85(bảng 7.10)

II.4/ Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc.
Để thoả mãn điều kiện bôi trơn hộp giảm tốc
a
wtv
+d
f1tv
/2<d
f2br
/2
Với a
wtv
=145 mm d
f1tv
=62 mm d
f2br
=352,5mm
a
wtv
+d
f1tv
/2 =145+62/2=176< d
f2br
/2=352,5/2=176,25mm
Vậy hộp giảm tốc thoả mãn điều kiện bôi trơn.
Phần III / Tính toán thiết kế trục và chon ổ lăn .
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
16
l
l
11

13
12
l
2
b
o
o
b
n
h
3
k
m12
l
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
III.1/ Tính toán thiết kế trục:
a/ Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có
b
= 600 MPa.
ứng suất xoắn cho phép [] = 12 20 Mpa
b/ Tính sơ bộ đờng kính trục
+/Với trục 1 là trục vào của hộp giảm tốc ta chọn [
1
] = 15 MPa
Đờng kính trục đợc xác định:
d
1sb

[ ]

3
1
1
.2,0

T

,thay số : d
1sb

3
15.2,0
19.715

= 18,73mm
Theo bảng ( P1.4) đờng kính trục động cơ d
đc
=38 mm
d
1sb

(0,8 1,2)d
đc
.
Quy chuẩn d
1sb
= 30 mm
+/Với trục 2 là trục trung gian có khoảng cách giữa các gối đỡ lớn nên ta chọn
[
II

] = 15 MPa
d
2sb

[ ]
3
2
2
.2,0

T

d
2sb

3
15.2,0
272.644

= 33,13mm
Quy chuẩn d
2sb
= 35 mm
+/Với trục 3 là trục ra của hộp giảm tốc nên chọn [
3
] = 20 MPa
d
3sb

[ ]

3
3
3
.2,0

T

d
3sb

3
20.2,0
795031

= 58,37 mm
Quy chuẩn d
3sb
= 60 mm
c/ Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
+/Từ đờng kính sơ bộ theo bảng 10.2 ta chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn:
b
01
= 21 mm b
02
=21mm b
03
= 31 mm;
- Chiều dài mayơ :
Đĩa xích l
m33

=(1,2 1,5)d
3sb
= 75 mm;
Bánh trụ l
m23
=(1,2 1,5) d
2sb
chọn l
m23
= 65 mm
l
m32
= 75 mm
Bánh vít l
m22
=(1,2 1,8) d
2sb
= 55 mm
- Nửa khớp nối l
m12
=(1,4 2,5)d
1sb
=(1,4 2,5).35 = 65 mm;
Theo bảng 10.3 chọn các khoảng cách:
k
1
=8 :Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành
trong của hộp hoặc k/c giữa các chi tiết quay
k
2

=10: Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp
k
3
=12: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ
h
n
=15 :Chiều cao nắp ổ và đầu bulông
+/Trục 1:
l
12
= -l
c12
= -[ 0,5 ( l
m12
+ b
01
) + k
3
+ h
n
]
Với d
1sb
= 35mm
Chọn l
m12
= (1,4 2,5) d
sbI
= (1,4 2,5).30 = 55 mm
l

12
= -[ 0,5 (55 + 21 )+17 + 12+ 15 ] = - 82mm chọn l
12
= -85 mm
Tính khoảng cách giữa hai gối của trục I

Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
17
k
2
1
k
1
k
b
o
o
b
2
k
k
1
m23
l
m22
l
l
c33
l
31

n
h
3
k
l
m35
l
m34
33
l
32
l
l
22
l
23
l
21
Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy
l
11
=(0,9 1)d
aM2
Víi d
aM2
lµ ®êng kÝnh ngoµi b¸nh vÝt : d
aM2
=230 mm
Chän l
11

=210 mm.
l
13
=l
11
/2 =210/2=105 mm.
+/Trôc 2 cã d
sb3
= 60 mm
l
22
≥ 0,5 ( l
m22
+ b
02
) + k
1
+ k
2
= 0,5(60+21)+8+10=58,5 mm , chän l
22
≥60 mm
l
23
= l
22
+0,5(l
m22
+l
m23

) +k
1
Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
18
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
= 60+0,5(60+65) + 8=120,5 mm , chọn l
23
120 mm
l
21
= l
23
+0,5(l
m23
+b
02
) +k
1
+k
2
=
=120+0,5.(45+21)+8+10 =171 mm , chọn l
21
170mm
+/Trục 3
Tính l
32
=l
23
120mm

l
31
=l
21
170 mm
l
33
l
31
+0,5(b
03
+l
m33
)+k
3
+h
n
=170+0,5(31+75)+12+15=250 mm ,Lấy l
33
250 mm
d/ Xác định lực tác dụng lên các trục .
Sơ đồ đặt lực

F
a
1
3
Sơ đồ đặt lực lên các bộ truyền
Ft13
Fr13

Fy
F
r
3
2
F
r
2
3
Fa22
F
t
2
2
Fr22
Ft32
Ft23
Fa23
F
a
3
2
F
x
II
III
I
+/Đối với Trục vít Bánh vít .
F
t2

=F
a1
=2T
2
/d
w2
=2.272644/214,3=2580 N
F
r1
=F
r2
=F
a1
.tg=2580.tg20=939 N
F
t1
=F
a2
=F
a1.
tg(+)=2580.tg(9,43+0,90)=470 N
+/Đối với bánh răng trụ răng nghiêng .
F
t4
=F
t3
= 2.T
2
/d
w3

=2.272644/120=4640 N
Với T
2
=272644 Nmm : Là mô men xoắn trên trục bánh 1 trên trục2
d
w3
=117,5 mm : Là đờng kính vòng lăn bánh 1 trên trục 2
F
r4
=F
r3
=F
t3
.tg
tw
/cos =4640.tg20,56/cos14,02=1794 N.
Do
tw
=
t
=arctg(tg20/cos) =20,56
0
F
a4
=F
a3
=F
t3
.tg =4640.tg14,02=1159N
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49

19
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
+/Với bộ truyền xích :
F
t
=1000P/v=1000.4,791/ 0,761 = 6296 N
F
r
=K
x
.F
t
=1,05.6296 = 6610 (N);
+/Đối với khớp nối :
- Chọn khớp nối : Nối trục đàn hồi
Dựa vào mô men xoắn : T
t
=k.T< [T]
Do máy công tác là băng tải nên k=1,2 1,5 chọn k=1,5
T
t
=1,5.19715=29572 Nmm.
- Với đầu trục cần thiết để nối trục d =36 mm. Theo bảng(16.10a) Chọn đợc kích
thớc cơ bản của nối trục nh sau:
D =125 mm D
o
=90 mm D
3
=28 mm
- Tính lực tác dụng lên khớp nối :

F
tk
=2.T
1
/D
o
=2.19715/90=438(N).
F
rk
=0,25.F
tk
=109(N)
e/ Xác định lực trên các gối đỡ:
+/Trên trục 1:
Với số liệu nh sau: D
0
= 90 là đờng kính vòng tròn qua tâm các chốt của khớp
nối
d =36 là đờng kính sơ bộ của trục trục vít .
Lực trên khớp nối F
rk
=109 N có chiều ngợc chiều F
t1
làm tăng ứng
suất và biến dạng trục
Lực tác dụng lên trục vít F
t1
=470N F
r1
=939 N F

a1
=1442 N
Tính toán lực tác dụng lên các gối đỡ 0,1.
Trên mặt phẳng y0z:
Y= Y
0
+ Y
1
- F
r1
= 0
m
0
= F
a1
.d
1
/2 + l
13
F
r1
- l
11
Y
1
= 0
=> Y
1
= (l
13

F
r1
+ F
a1
.d
1
/2 )/ l
11
=

(105.939+2580.75,85/2)/210

=

936(N)
=> Y
0
= 3 N.
- Trên mặt phẳng x0z:
X=X
0
+X
1
-F
t1
+F
rk
= 0
m
0

=-l
12
F
rk
-l
13
F
t1
+l
11
X
1
=0 =>
X
1
=(l
12
F
rk
+ l
13
F
t1
)/l
11
= (85.109+105.470)/210=279N
=> X
0
= 470 109 279 = 82N
- Trên mặt phẳng x0y chỉ có mô men xoắn

T
1
=19715 Nmm
Do đó ta có biểu đồ mômen (đơn vị Nmm) và kết cấu trục :
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
20
78,75
l
12
l
13
l
11
M
x
M
y
T
X
0
Y
0
X
1
Y
1
0
1
F
rk

F
a1
F
t1
F
r1
420
98175
9265
29320
19715
ỉ30 k6
ỉ35 k6
42
42
ỉ35k6
Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy
*/TÝnh chÝnh x¸c ®êng kÝnh trôc 1:
Víi thÐp 45 cã σ
b

≥
600MPa ,d
sb1
=36 th× [σ]=60 N.mm
-T¹i mÆt c¾t 0: d
10
=
[ ]
mm

M
td
8,14
60.1,0
19426
.1,0
3
3
0
==
σ

Trong ®ã M
td0
=
)(1942619715.75,09265.75,0
222
0
2
NTM
y
=+=+
-T¹i mÆt c¾t 2:
).(1707419715.75,0.75,0
22
22
mmNTM
td
===

d
12
=
[ ]
2,14
60.1,0
17074
.1,0
3
3
2
==
σ
td
M
mm
- T¹i mÆt c¾t 3:

)(10438319715.75,02932098175.75,0
2222
1
22
3
NmmTMMM
yxtd
=++=++=
d
13
=
[ ]

9,25
60.1,0
104383
.1,0
3
3
3
==
σ
td
M
mm
Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
21
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Xuất phát từ độ bền ,tính lắp ghép và tính công nghệ ta chọn đờng kính trên các đoạn
trục nh sau:
d
10
= d
11
=35 mm d
13
= 37 mm d
12
=30 mm,
+/Trên trục 2:
Với số liệu nh sau: d
1
=214,2 (mm) là đờng kính của bánh vít

d
2
= 120 (mm) là đờng kính của bánh răng 1 trục 2
Mô men xoắn trên trục 2 T
2
=272644 Nmm
Lực trên bánh vít F
t 2
=2580N F
a 2
=470N F
r 2
=939N
Lực tác dụng lên bánh răng F
t3
=4640 N F
r3
=1794 N F
a3
=1159N

Theo sức bền ta tính đợc các phản lực tại các gối đỡ 0 và 1
-Trên mặt phẳng y0z:
Y=Y
0
+Y
1
-F
r2
-F

t3
=0
m
x
= - l
11
.Y
1
+ l
22
.F
r2
+ d
2
.F
a2
/2+l
23.
.F
t3
=0
=> Y
1
= (l
22
.F
r2
+ d
2
.F

a2
/2+l
23.
.F
t3
)/l
11

=(75.939+214,2.470/2+150.4640)/210=3889(N)
=> Y
0
=939+4640-3889=1690(N)
Trên mặt phẳng x0z:
X=X
0
+X
1
+F
t2
+F
r3
=0
m
Y
=l
11
.X
1
+l
22

.F
t2
-d
3
.F
a3
/2+l
23
.F
r3
=0
X
1
=- (l
22
.F
t2
-d
3
.F
a3
/2+l
23
.F
r3
)/l
11
=-(75.2580-120.1159+150.1794)/210
X
1

= - 1540(N)
=> X
0
= -(X
1
+F
t2
+F
r3
)= -(-1540+2580+1794)= -2834(N)
-Trên mặt phẳng x0y chỉ có mô men xoắn T
2
=272644 Nmm
->Biểu đồ mômen và kết cấu của trục:
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
22
ỉ40
D11
k6
ỉ40
D11
k6
X
0
Y
0
F
r2
X
1

Y
1
F
t2
F
a2
F
r3
F
a3
F
t3
z
l
22
l
23
l
21
M
x
M
y
T
126750
177087
212550
224228
100100
272644

12
ỉ40k6
ỉ40k6
ỉ45H7/k6
12
ỉ45H7/k6
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
*/Tính chính xác đờng kính trục 2:
Với d
sb2
=35 mm thì [] = 60Nmm
-Tại mặt cắt 0: d
0
=
[ ]
0
.1,0
3
0
=

td
M
( do M
td1
=
0
)
-Tại mặt cắt 1:
M

td1
= 0 nên d
1
= 0
-Tại mặt cắt 2:

2 2 2 2 2 2
2 2 2 2
0,75. 177087 212550 0,75.272644
td x y
M M M T= + + = + +
=363714 Nmm
d
22
=
[ ]
2
3
3
363714
39, 2
0,1. 0,1.60
td
M

= =
mm chọn d
2
=40 mm
-Tại mặt cắt 3:

2 2 2
3
252785 224228 0,75.272644 307903
td
M
= + + =
Nmm
d
23
=
[ ]
3
3
3
307903
39,5
0,1. 0,1.50
td
M

= =
(mm) chọn tiêu chuẩn d
3
=40 mm
Xuất phát từ độ bền ,tính lắp ghép và tính công nghệ ta chọn đờng kính trên các
đoạn trục nh sau:
d
20
=35 mm d

21
=35 mm d
22
=40mm d
23
=40 mm
+/Trên trục 3:
Với số liệu nh sau:
d
2
=360 (mm) là đờng kính của bánh răng
Lực trên bánh xích:
F
xx
=5052 N F
xy
=4247N
Lực tác dụng lên bánh răng:
F
t4
=4640 N F
r4
=1794 N F
a4
= 1159 N
Tính toán lực tác dụng lên các gối đỡ 0 và 1:
-Trên mặt phẳng y0z:
Y=Y
0
+Y

1
-F
xy
+F
t4
=0
Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
23
Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy
∑m
x
= - l
31
.Y
1
- l
32
.F
t4
+ l
33.
.F
xy
=0.

Y
1
=( l
33.
.F

xy
- l
32
.F
t4
)/ l
31
=(290.4247-150.4640)/215=2491(N)

Y
0
= F
xy
- F
t4
- Y
1
=4247-4640-2491=-2884N)
- Trªn mÆt ph¼ng x0z:
∑X=X
0
+X
1
-F
xx
-F
r4
=0.
∑m
Y

=l
31
.X
1
- l
33
.F
xx
-d
4
.F
a4
/2-l
32
.F
r4
=0
=> X
1
=( l
33
.F
xx
+d
4
.F
a4
/2+l
32
.F

r4
)/l
31
= (290.5062+360.1159/2+150.1794)/215=9049(N)
=>X
0
= F
xx
+F
r4
-X
1
= 5062+1794-9049= -2193(N)
- Trªn mÆt ph¼ng x0y chØ cã m« men xo¾n T
3
=795.031 Nmm.
->BiÓu ®å m«men vµ kÕt cÊu cña trôc:
*/TÝnh chÝnh x¸c ®êng kÝnh trôc 3
Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
24
Ø55k6
0
18
Ø50k6
Ø55k6
Ø60
M
x
M
y

T
F
xx
F
xy
F
x
25
0
X
1
Y
1
X
0
Y
F
r4
F
t4
F
a4
0
2
1
3
432600
209400
449100
328950

795031
l
32
l
31
l
32
H7
k6
B mụn c s thit k mỏy v Robot ỏn Chi tit mỏy
Với d
sb3
=60 mm thì [] =50 Nmm
-Tại mặt cắt 0: d
0
=
[ ]
0
.1,0
3
1
=

td
M
(do M
td1
=
0
)

-Tại mặt cắt 1:

2 2 2 2 2 2
1 1 1 3
0,75. 209400 449100 0, 75.795031
828289
td x y
M M M T
Nmm
= + + = + +
=
d
31
=
[ ]
1
3
3
828289
54,9
0,1. 0,1.50
td
M

= =
mm Chọn tiêu chuẩn d
31
=55 mm
-Tại mặt cắt 2:

2 2 2 2 2 2
2 2 2 3
0,75. 432600 328950 0, 75.795031
877158 .
td x y
M M M T
N mm
= + + = + +
=
d
32
=
[ ]
2
3
3
877158
55,9
0,1. 0,1.50
td
M

= =
mm Chọn tiêu chuẩn d
32
=60 mm
-Tại mặt cắt 3: d
33
=
[ ]

mm
M
td
6,51
50.1,0
688517
.1,0
3
3
3
==


Trong đó M
td3
=
NmmT 688517795031.75,0.75,0
22
3
==

Xuất phát từ độ bền ,tính lắp ghép và tính công nghệ ta chọn đờng kính trên các
đoạn trục nh sau:
d
30
= 55 mm d
31
=55 mm d
32
=57 mm d

33
= 55mm
f/Kiểm ngiệm độ bền của trục.
- Trục 1:
Với số liệu nh sau :
d
10
=d
11
=35mm d
12
=30mm d
13
= 37 mm
Kết cấu trục cần thoả mãn điều kiện :

[ ]
s
ss
ss
s
+
=
22
.


Trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 2,5,
khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5 3.
s

, s

- hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trờng hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất
tiếp, đợc tính theo công thức sau đây:

ma
k
s





1
+
=


;

ma
k
s





1

+
=

trong đó
-1
,
-1
: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng,vật liệu là thép 45
nên :
-1
= 0,436
b
,
-1
0,58
-1

Nguyn Tun Khoa C in T 2-K49
25