MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………….….....……….1

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN………………………………………...........…….4

MỤC LỤC…………………………………………………………………........….4

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN…………......…7

I.1. Chọn động cơ điện: …………………………………………………..…….7

1.1. Xác định công suất trên trục động cơ: …………………………….…….7

1.2. Số vòng quay sơ bộ của động cơ điện: ………………………………….8

II.2. Phân phối tỷ số truyền: ……………………………………………….....….8

2.1. Tỷ số truyền chung: ……………………………………………………..….8

2.2. Phân phối tỷ số truyền của bộ truyền: ……………………………...…….8

2.3. Xác định công suất, moment và số vòng quay trên các trục: …………9

2.4. Bảng thống kê các thông số động học: …………………………….….10

PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN……………………….........……….….11

II.1. Chọn loại xích: ………………………………………………………......….11

II.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền: …………………...…..….11

II.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền: ……………………………………....…….13

II.4. Đường kính đĩa xích: ………………………………………………...…….14

II.5. Xác định các lực tác dụng lên trục: ……………………………...……….15

PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC….17

III.1. Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép: …………………….…….17

1.1. Chọn vật liệu cho 2 cấp bánh răng: ………………………………...…….17

1.2. Xác định ứng suất cho phép: ……………………………………….…….17

III.2. Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh trụ răng nghiêng): ……….….…19

2.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: ………………………………….…….20

2.2. Xác định các thông số ăn khớp: ……………………………………….….20

2.3. Các thông số cơ bản của bộ truyền: ………………………………...…….21

2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: …………………………..……….21

2.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: ………………………..…………..….23

2.6. Kiểm nghiệm răng về quá tải: …………………………………………….25

III.3. Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh trụ răng thẳng) ……………...……26

3.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:.............................................................26

3.2. Xác định các thông số ăn khớp:................................................................27

3.3. Các thông số cơ bản của bộ truyền: …………………………………..….27

3.4. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc:………………………………….…...…..28

3.5. Kiểm nghiệm độ bền uốn: …………………………………………...…….30

3.3. Kiểm nghiệm răng về quá tải:…………………………………...…...……..31

PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC……………………………………………..........…….33

IV.1 Chọn vật liệu: ……………………………………………………….....….….33

IV.2 Tính thiết kế trục: …………………………………………………..…......….33

2.1. Xác định sơ bộ đường kính trục: …………………………………….....….33

2.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:..........................33

IV.3. Xác định các tải trọng tác dụng lên trục: …………………………....…….35

IV.4. Tính kiểm nghiệm về độ bền mỏi: ………………………………....…..….47

IV.5. Tính kiểm nghiệm độ bền của then: ……………………………..……….52

PHẦN V: TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN……………………………………........….53

V.1 Trục I: ……………………………………………………………….........…….53

1.1. Chọn loại ổ: ……………………………………………………….........…….53

1.2. Chọn sơ bộ ổ cỡ trung: ………………………………………….….....……53

1.3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: ………………………….……….53

1.4. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ: ……………………………...…….55

V.2 Trục II: ……………………………………………………………............…….56

2.2. Chọn sơ bộ ổ cỡ trung: …………………………………………….....…….56

2.3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: ……………………….………….56

2.4. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ: ………………………………...….59

V.3 Trục III:…………………………………………………………….........…….59

3.1. Chọn loại ổ: ……………………………………………………...……...….59

3.2. Chọn sơ bộ ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung: ……………………………..……….59

3.3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: ………………………….....…….60

3.4. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ: …………………………....…...….60

PHẦN VI: TÍNH CHỌN KHỚP NỐI……………………………….……….….….65

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….…….66

LỜI NÓI ĐẦU

Cơ khí là một phần không thể thiếu trong thời buổi kinh tế phát triển như hiện nay. Đặt biệt là bộ truyền động trục và bánh răng, chúng chiếm vai trò quan trọng trong các máy móc hiện đại. Vì vậy, việc hiểu biết, thiết kế và nắm vững những kiến thức về bộ truyền động là việc mà sinh viên ngành cơ khí và các kỹ sư cơ khí là rất quan trọng không thể thiếu.

Trong cuộc sống hiện nay, các bộ truyền động có mặt khắp mọi nơi, trong các máy móc, thiết bị hay trong cuốc sống hằng ngày bộ truyền động cũng phục vụ cho các nhu cầu cần thiết của con người. Thế nên, để có thể có một công việc tốt và ổn định thì các bạn sinh viên và kỹ sư cơ khí phải biết thiết kế và sử dụng bộ truyền động một cách phù hợp nhất.

Môn học thiết kế đồ án chi tiết máy giúp cho các bạn sinh viên hiểu biết nhiều hơn về bộ truyền động, giúp chúng em tiếp xúc và hiểu rõ hơn về bộ môn cơ khí và làm quen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án tiếp theo. Thêm vào đó, giúp các bạn cũng cố lại các kiến thức của các môn học trước như nguyên lý máy, chi tiết máy, vẽ kỹ thuật, dung sai kỹ thuật đo, công nghệ chế tạo máy, vật liệu công nghệ kim loại… Ngoài ra môn học còn giúp chúng em hiểu thêm những yêu cầu cơ bản về bánh răng, ổ lăn, trục… Và còn có thể tiếp xúc được với phần mềm vẽ cơ khí Autocad, phần mềm rất có ít cho chúng em sau khi ra trường.

Hộp giảm tốc là một trong những sự lựa chọn hàng đầu của người dùng khi muốn thay đổi tốc độ của động cơ phù hợp với cơ cấu chấp hành. Hộp giảm tốc có chức năng chính là giảm vận tốc vòng quay, tăng mômen xoắn phù hợp với yêu cầu đề ra. Hộp giảm tốc bánh răng trụ có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, sử dụng và hiệu suất cao.

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy: Ths…………… và các bạn trong khoa kỹ thuật công nghệ đã giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đồ án.

Do đây là lần đầu tiên chúng em tiếp xúc với môn học đồ án nên có nhiều thiếu sót, và kiến thức còn hạn hẹp kính mong thầy và các bạn đóng góp ý kiến cho bài chúng em được tốt hơn.

                                                                                                                                                   Tiền Giang, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                           Nhóm sinh viên thực hiện

                                                                                                                                        1) …………………

                                                                                                                                       2) …………………

                                                                                                                                       3) …………………

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

ĐỀ 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

I. Sơ đồ dẫn động:

Như hình dưới.

T1 = T; t1 =  0,6 tck; t2 = 0,2tck. T2 = 0,8T

II. Hệ thống dẫn động bao gồm:

1. Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2. Khớp nối trục đàn hồi; 3. Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ; 4. Bộ truyền xích; 5. Băng tải.

III. Số liệu cụ thể:

- Lực kéo băng tải: F=8300 N.

- Vận tốc băng tải: V= 0,70 m/s.

- Đường kính tang: D = 346 mm.

- Thời gian làm việc: 5 năm. (Một năm làm việc 300 ngày, mỗi ngày làm việc 2 ca, 1 ca 8 giờ, sai số cho phép tỷ về số truyền = (3-5)%

- Đặc điểm tải trọng: Tải trọng va đập nhẹ và quay 1 chiều.

IV. Yêu cầu thiết kế:

- Phần tính toán:

+ Tính toán chọn động cơ.

+ Tính toán thiết kế hộp giảm tốc.

- Phần bản vẽ: 01 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A1; 01 bản vẽ chế tạo trục khổ A4.

- Phần thuyết minh: Đóng cuốn khổ A4 (theo mẫu).

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

I.1. Chọn động cơ điện:

1.1. Xác định công suất trên trục động cơ:

Công suất cần thiết trên trục động cơ : P_ct=P_t/η

Từ bảng 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có:

Hiệu suất bộ truyền xích:  η_x = 0,92 (hở)

Hiệu suất khớp nối:  η_k= 1

Hiệu suất 1 cặp ổ lăn:  η_ol = 0,99

Hiệu suất 1 cặp bánh răng:  η_br = 0,97

=> η=0,99.0,99.0,99.0,99.1.0,97.0,92 = 0,86

Công suất làm việc:

Plv=(F.v)/1000=8300.0,70/1000=5,81(kw)

1.2. Số vòng quay sơ bộ của động cơ điện:

n_sb = n_lv.u_c               (1)

Trong đó:

u_h : tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp. U_h=12

u_n : tỷ số truyền bộ truyền xích. u_x = 2 (chọn theo bảng 2.4 trang 21 tài liệu [1] )

Thay vào (1):  n_sb = n_lv.u_c=38,6.24=927(v/ph) => Chọn n_sb=927 (v/ph)

Để chọn động cơ phải thỏa mản điều kiện: P_đc ≥ P_ct = 6,756(kw) n_đc ≈ n_sb = 927 (v/ph)

Theo bảng 1.3 phụ lục trang 236 tài liệu [1] ta chọn động cơ: 4A132M6Y3 có: P_đc = 7,5 kw, n_đb = 1000 (v/ph), n_đc = 968 (vòng/phút), d₁=48 (mm)

II.2. Phân phối tỷ số truyền:

2.1. Tỷ số truyền chung:

Ta có: u_c = n_đc/n_lv = 968/38,6 = 25

2.3. Xác định công suất, moment và số vòng quay trên các trục:

Dựa vào P_ct và sơ đồ hệ dẫn động:

* Đối với trục động cơ: T_đc= 9,55.10^6  P_đc/n_đc = 9,55.10^6.7.5/968 = "73992"(Nmm)

* Đối với trục I: P₁= P_lv/(η_ol.η_k )=5,81/0,99.1=5,86(kw) n₁= n_đc/u_k =968/1=968(v/ph)

* Đối với trục III: P₃=P₂/(η_ol.η_br )=6,1/0,99.0,97=6,3(kw) n₃=n₂/u_br =224/2,78=80(v/ph) T₃=9,55.10^6  P₃/n₃ =9,55.10^6.6.3/80=752062(Nmm)

* Đối với trục công tác: P_tct=P₃/(η_ol.η_x )=6,3/0,99.0,92=6,9(kw) n_tct=n₃/u_x =80/2=40(v/ph) T_tct=9,55.10^6  P_tct/n_tct =9,55.10^6.6,9/40="1647375"(Nmm)

2.4. Bảng thống kê các thông số động học:

Bảng thống kê các thông số động học như bảng dưới.

PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN

Thông số tính toán:

Công suất trên trục III: P = 6,3 (kw)

Số vòng quay trên trục III: n = 80 (v/ph)

Tỉ số truyền bộ truyền xích: u_x = 2

II.1. Chọn loại xích:

Vì tải trọng xích va đập nhẹ, vận tốc thấp nên chọn xích con lăn.

II.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền:

Với ­­u_x = 2 (đã chọn)

Theo bảng 5.4 tài liệu [1]  trang 80, ta chọn số răng của đĩa xích nhỏ z₁ = 31

Số răng của đĩa xích lớn:

z₂ = u_x.z₁ = 2.31 = 6 2 < z_max = 120

Chọn z₂ = 62

Theo công thức 5.3 tài liệu [1] trang 81, ta có công suất tính toán:

z₁ = 31 => k_z = 25/z₁ = 0,8

Theo bảng 5.5 tài liệu [1], trang 81:

Với n₁ = 80 (v/ph), chọn n₀₁ = 200 (vg/ph)

=> k_n = n₀₁/n₁ = 200/80 = 2,5

Theo công thức 5.4 và bảng 5.6 tài liệu [1] ta có:

k = k₀.k­_a.k_đc.k_bt.k_đ.k_c

=> k = 1.1.1.1,3.1,35.1,25 = 2,1

Thay vào công thức 5.3 ta được: Pt =P.k.k_z.k_n ≤ [P] = 6,3.2,1.0,8.2,5=26,46(kw)≤[P]

Thấy [P] ≥ P_t = 26,46(kw) Theo bảng 5.5, ta chọn [P] =34,8(kw), ta chọn bước xích p= 38,1 (mm)

Khoảng cách trục:

Chọn a = 40.p = 40.38,1 = 1524 (mm)

Để xích không chịu lực căng quá lớn ta giảm a một lượng khoảng cách trục:: Δa=(0,002…0.004)a

Δa = 0,003.a =0,003.1518 ≈ 4,5 (mm). Do đó a = 1518 - 4 = 1514 (mm)

II.4. Đường kính đĩa xích:

Theo công thức 5.17 trang 86 và bảng 13.4:

Đường kính vòng chia:

d₁≈(p_c.Z₁)/π=376,6(mm)

d₂≈(p_c.Z₂)/π=752,2(mm)

Đường kính vòng đỉnh:

d_a1 = d₁+0,7p_c = 403,2 (mm)

d_a2 = d₂+0,7p_c=778,8 (mm)

Đường kính vòng đáy:

d_f1 = d₁ – 2r = 376,6 – 2.11,22 = 354,16 (mm)

d_f2 = d₂ – 2r = 771,2 – 2.11,22 = 778,76 (mm)

Với: r = 0,5025.d₁ + 0,05 = 0,5025.22,23 + 0,05 = 11,22 (mm) ( tra bảng 5.2 trang 89)

Theo bảng 5.2, chọn d₁= 22,23 (mm)

* Ứng suất tiếp xúc đĩa xích nhỏ:

σ_H1 = 0,47√((0,36(3863,6.1,2+8,12).2,1.10^5)/395.1)=443(Mpa)

Như vậy theo bảng 5.11 tài liệu [1] ta dùng thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB = 170.

* Ứng suất tiếp xúc đĩa xích lớn:

 σ_H2= 0,47√((0,23(3863,6.1,2+8,12).2,1.10⁵)/395.1)=354(Mpa)

Như vậy theo bảng 5.11 tài liệu [1] ta dùng thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB = 170.

II.5. Xác định các lực tác dụng lên trục:

F_r = k_x.F_t

Với: k_x : hệ số kể đến trọng lượng xích k_x = 1,15 (bộ truyền nghiêng góc < 40⁰) => F_r = 1,15.4200 = 4830 (N)

PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC

III.1. Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép:

1.1. Chọn vật liệu cho 2 cấp bánh răng:

Theo bảng 6.1 tài liệu [1] chọn:

- Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241…285 có,

σ_b1 = 850 MPa ,σ_ch1 = 580 MPa

- Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192…240 có,

σ_b2 = 750 MPa ,σ_ch2 = 450 MPa

Ứng suất quá tải cho phép:

Theo công thức (6.13), bánh răng thường hóa, tôi cải thiện:

[σ_H2]max = 2,8σ_ch2= 2.8.450 = 1260 Mpa

Theo công thức (6.14), do (HB < 350) [σ_F1]max  = 0,8σ_ch1= 0,8.580 = 464 Mpa [σ_F2]max = 0,8σ_ch2= 0,8.450 = 360 Mpa

III.2. Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh trụ răng nghiêng)

2.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

Thay vào công thức (6.15a), ta có:

a_w1 = 43(4,32+1)∛(57813.1,12/(495^2.4,32.0,3))= 134,6 mm

=> Lấy a_w1 = 135 mm

2.2. Xác định các thông số ăn khớp:

- Modun:

m = (0,01÷0,02)aw1 = (0,01÷0,02)135 = (1,35 ÷2,7) mm

Theo bảng 6.8, chọn modun pháp m_n= 2

- Số răng bánh lớn:

z2 =u1.z1 = 4,32.25 = 108  => lấy z2 = 107 răng

- Tính lại góc β theo công thức (6.32):

cos⁡β=(m.zt)/(2.a_w )=(2(24+107))/2.135=0,970 ⇒ β=14,069°

2.3. Các thông số cơ bản của bộ truyền:

- Hệ số điều chỉnh bảng 6.9 trang 100 tài liệu (1) ta chon x₁=0, x₂=0

Theo bảng 6.11 tài liệu [1]

- Đường kính vòng đỉnh:

d_a1 = d₁ + 2(1+x1 - Δy).m = 49,4 + 2(1+0 - 0).2 = 53,4 (mm)

d_a2 = d₂ + 2(1+x2 - Δy).m = 220,6+ 2(1+0 - 0).2 = 224,6 (mm)

- Đường kính vòng đáy:

d_f1 = d₁ – (2,5 - 2x₁).m = 49,4 – (2,5 – 2.0).2 = 44,4 (mm)

d_f2 = d₂ – (2,5 - 2x₂).m = 220,6 – (2,5 – 2.0).2 = 215,6 (mm)

2.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Theo bảng 6.7, chọn: K_Fβ =1,24

Theo bảng 6.14 với v = 2,5 (m/s) và cấp chính xác là 9, chọn: K_Fα =1,37

- Số răng tương đương:

Z_v1 = 24/(0,970^3 )=26,2

Z_v2 = 107/(0,970^3 )=117,2

- Theo bảng 6.18 tài liệu [1] ta được: Y_F1 = 3,9; Y_F2 = 3,6

- Với m = 2 (mm), Y_S =1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2) = 1,03

- Với Y_R = 1 ( bánh răng phay)

- Với K_xF = 1 (d_a < 400 mm)

Thay các giá trị vào công thức (6.43) và (6.44) tài liêu [1]:

σ_F1 =2.57813.1,8.0,62.0,90.3,9/40,5.49.2=114,1Mpa

Thấy: σ_F1<[σ_F1 ]=259,5 Mpa

σ_F2 =114,1.3,6/3,9=105,3Mpa ≤[σ_F2 ]=243,08Mpa

Thỏa điều kiện về độ bền uốn

III.3. Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh trụ răng thẳng)

3.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: theo công thức (6.15a) tài liệu [1]

- Theo bảng 6.5 tài liệu [1], chọn K_a = 49,5

- Theo bảng 6.6 tài liệu [1], chọn ψ_ba = 0,4

- Theo công thức (6.16) tài liệu [1]:

ψ_bd = 0,53.ψ_ba (u+1) = 0,53.0,4.(2,78+1) = 0,8

Thay vào công thức (6.15a):

a_w2 = 49,5(2,78+1)∛(260066.1,05/(495^2.2,78.0,4))= 187 mm

Lấy a_w2 = 187 mm.

3.2. Xác định các thông số ăn khớp:

- Mođun:

m = (0,01÷0,02)aw2 = (0,01÷0,02).187 = (1,87÷3,74)

Theo bảng 6.8 tài liệu [1], ta chọn mođun pháp m = 3

- Số răng bánh lớn :

z₂ = u₁.z₁ = 2,78.33 = 91,7 => lấy z₂ = 92 răng

- Tính lại khoảng cách trục:

a_w2 = 187,5 mm

3.3. Kiểm nghiệm răng về quá tải:

- Theo công thức (6.48) tài liệu [1]:

K_qt=T_max/T=2,2 Bảng P1.3 trang 237

- Ứng suất uốn cực đại:

σ_F1max=σ_(F₁.) k_qt=86,3.2,2=189,8Mpa<[σ_F1max ]=464Mpa

σ_F2max=σ_(F₂.) k_qt=81,9.2,2=180,1Mpa<[σ_F2max ]=360Mpa

Vậy thỏa mãn điều kiện phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượnchân răng.

Thông số bô truyền cấp chậm như bảng 3.2.

PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC

IV.1 Chọn vật liệu:

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép C45 tôi, thường hóa có giới hạn bền σ_b=600Mpa, ứng suất xoắn cho phép [τ] =15...30Mpa.

IV.2 Tính thiết kế trục:

2.1. Xác định sơ bộ đường kính trục:

Chọn [τ] = 18 => d₁ = 25mm

Chọn [τ] = 22 => d₂ =39mm

Chọn [τ] = 25 => d₃ = 53mm

2.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

- Từ đường kính sơ bộ của các trục, sử dụng bảng 10.2 tài liệu [1] xác định được chiều rộng ổ lăn lần lượt như sau:

b_o1 = 17 mm; b_o2 = 23 mm; b_o3 = 29 mm

Theo bảng 10.3 tài liệu [1] ta chọn trị số các khoảng cách như sau:

k₁ = 10 (mm) là khoảng cách từ mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng các giữa các chi tiết quay

k₂ = 10 (mm) là khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp

k₃ = 15 (mm) là khoảng cách từ mặt mút của 2 chi tiết quay đến nắp ổ

h_n = 20 (mm) chiều cao nắp ổ và đầu bulong

Chiều dài may ơ bánh răng trụ răng nghiêng:

l_m23 = (1,2...1,5) d_2=(1,2...1,5).39=46,8…58.5 chọn 50mm

Chiều dài các đoạn trên trục II với bảng 10.4 ta có:

l₂₂ =69mm l

l₂₃ =141.5mm

l₂₁=198 mm

- Khoảng cách trục I: Theo bảng 10.3 trang 189:

Theo công thức (10.13) tài liệu [1], chiều dài mayơ của khớp nối:

l_m14 = (1,4…2,5)d₁ (đối với trục nối vòng đàn hồi)

l_m14 = 2.d₁ = 2.25= 50 mm

- Khoảng cách trục III: Theo bảng 10.3 trang 189:

Theo công thức (10.10) tài liệu [1], chiều dài mayơ của đĩa xích:

Chiều dài mayơ đĩa xích:

l_m31 = 1,5.d₃ = 1,5.53= 79.5 mm

Chiều dài các đoạn trục:

l₃₂= l₂₃=141,5mm,l₃₃=l₁₃=l₂₁=198mm

IV.3. Xác định các tải trọng tác dụng lên trục:

a) Các phản lực tác dụng lên trục I:

Với T₁ =57813Nmm =57.813Nm, theo bảng 16.10 tài liệu [2], chọn D_t =63, lực khớp nối tác dụng lên trục:

Fr = 367N

Với: T₁ =57813Nmm, d_w1 = 99.2 mm, α_tw=20,298° ,β=10.263°

- Xét mặt (yoz):

Phương trình cân bằng :

F_y11-F_r12-F_y13 = 0

- Xét mặt (xoz):

Phương trình cân bằng :

 F_x11-Ft₁₂+Fx13+F_K14=0

* Biểu đồ momen trục I:

Biểu đồ momen trục I thể hiện như hình dưới.

- Tính đường kính trục tại các tiết diện:

Đường kính trục sơ bộ trục I: d1 = 30 mm, theo bảng 10.5 ta chọn [σ]= 63 Mpa

Chọn theo tiêu chuẩn:

d₁₁= 25=>35mm (đoạn trục lắp ổ lăn)

d₁₂ = 24=>38mm  (đoạn trục lắp bánh răng)

d₁₄=21=>25mm   (đoạn trục lắp khớp nối)

b) Các phản lực tác dụng lên trục II:

Với: T₂ =260066 Nmm

- Đường kính vòng lăn bánh lớn (răng nghiêng)

d_w2 = 211,68 mm

- Đường kính vòng lăn bánh nhỏ (răng thẳng)

d_w1 =99,2 mm

- Xét mặt (yoz):

Phương trình cân bằng :

F_r22- F_y21 - F_r23- F_y24=0

=> F_y24= F_r22-F_y21-F_r23=1908,4-742-923,5=242,9N

- Xét mặt (xoz):

Phương trình cân bằng :

F_t22+F_t23-F_x21-F_x24=0

=>F_x24=F_t22+F_t23-F_x21=5243,3-2457,4-4117,3=3583,4N

* Biểu đồ momen trục II:

Biểu đồ momen trục II thể hiện như hình dưới.

- Tính đường kính trục tại các tiết diện:

Đường kính trục sơ bộ trục II: d2 = 39 mm, theo bảng 10.5 ta chọn [σ]= 50 Mpa

Chọn theo tiêu chuẩn:

d₂₁ = 45mm  (đoạn trục lắp ổ lăn)

d₂₂ = 38 =>50mm  (đoạn trục lắp bánh răng trụ răng thẳng)

d₂₃=38=>50mm  (đoạn trục lắp bánh răng trụ răng

c) Các phản lực tác dụng lên trục III:

Với T₃ =752062 Nmm

Lực tác dụng lên trục của bộ truyền xích:

F_X31 = F_r =4775N

Đường kính vòng lăn bánh lớn (răng thẳng): d_w2 = 275,7 mm

- Xét mặt (yoz):

Phương trình cân bằng :

F_X31-F_y32-F_r33+F_y34=0

- Xét mặt (xoz):

Phương trình cân bằng :

F_x32-F_t33+F_x34=0

Xét phương trình momen tại điểm D:

=>F_x34=F_t33-F_x32=5455,65.94-2416,9=3038,75N

* Biểu đồ monen trục III:

Biểu đồ monen trục III thể hiện như hình dưới.

- Tính đường kính trục tại các tiết diện:

Đường kính trục sơ bộ trục III: d₃ = 53 mm, theo bảng 10.5 ta chọn [σ]= 48 Mpa

Chọn theo tiêu chuẩn:

d₃₂= d₃₄=45=>60mm (đoạn trục lắp ổ lăn)

d₃₃= 55= >65mm (đoạn trục lắp bánh răng trụ răng thẳng)

d₃₁= 55mm (đoạn trục lắp đĩa xích)

IV.5 Tính kiểm nghiệm độ bền của then

Với các tiết diện có mối ghép then, cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về độ bền dập theo công thức (9.1)

Theo bảng 9.5 tài liệu [1], với tải trọng va đập nhẹ, lắp cố định và vật liệu là thép ta tra được [σ_d ]=100Mpa.

Với _lt ≈1,35d

Kết quả kiểm nghiệm độ bền của then như bảng 4.3.

Vậy các mối ghép then thõa mãn điều kiện bền dập và bền cắt.

PHẦN V: TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN

V.1 Trục I:

1.1. Chọn loại ổ:

- Tổng lực dọc trục F_at = 211N, khá nhỏ so với lực hướng tâm, vì vậy tải trọng khá lớn và yêu cầu về độ cứng vững , nên chọn ổ đũa côn.

- Theo quy ước F_at < 0 ( do hướng từ phải sang trái )

- Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 1:

Thay số ta được: F_r1=474,32 (N)

- Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 3:

Thay số ta được: F_r3=492.53 (N)

1.2. Chọn sơ bộ ổ cỡ trung:

Tra bảng P2.11 tài liệu [1]: 7307

- Đường kính vòng trong: d = 35mm

- Đường kính vòn ngoài: D = 80mm

- Khả năng tải trọng động: C = 48,1KN

- Khả năng tải trọng tỉnh: C₀ = 35,3KN

1.3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

- Theo công thức (11.7) tài liệu [1], lực dọc trục do lực hướng tâm tạo ra trên các ổ:

Theo bảng 11.4, với ổ đũa đỡ chặn:

e=1,5.tgα=1,5.tg(13,5°)=0,3188

Do đó:

F_S1=0,83.e.F_r1=0,83.0,3188.474,32=125,5N

F_S3=0,83.e.F_r3=0,83.0,3188.492,53=130,3N

- Xác định X và Y:

Do đó theo bảng 11.4 tài liệu [1],

Với F_r1 chọn X = 0,4 và Y=0,4.cot⁡α=0,4.cot⁡( 12°)=1,882

Với F_r3 chọn X = 1 và Y = 0

- Theo công thức (11.3) tài liệu [1], tải trọng quy ước của ổ 1 và 3:

Q = (V.X.F_r + Y.F_a).K_t.K_d

Do đó:

Q₁ = (V.X.F_r1 + Y.F_a1).K_t.K_d = (0,4.1.474,32+1,882.341,3).1.1,2 =998,4N

Q₃ = (V.X.F_r3 + Y.F_a3).K_t.K_d = (1.1.492,53+0).1.1,2 =591,04N

=> Như vậy chỉ cần tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn hơn

- Theo công thức (11.1), khả năng tải động của ổ:

C_d=Q_E.√(m&L)=0,80367.√(10/3&1393,9)=7,05KN 

Vì vậy khả năng tải động của ổ được đảm bảo

1.4. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

- Theo công thức (11.19) và (11.20), tài liệu [1], khả năng tải tĩnh:

Q_t = X₀.F_r+Y₀.F_a

Q_t = F_r

Do đó:

Q_t = X₀.F_r1+Y₀.F_a1 =0,5.474,32+1,035.341,3 = 590,4N

=> Q_t = F_r1 =1420,2N

=> Q₀ = max[Q_t1; Q_t2] = 590,4(N) < C₀ = 35300 (N)

Vì vậy khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo.

V.3 Trục III:

3.1. Chọn loại ổ:

Tổng lực hướng tâm tác dụng lên ổ 2 và 4:

F_r2=6172,46(N)

F_r4=4193,7(N)

Với tải trọng nhỏ và chỉ có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ 1 dãy cho các gối 2 và 4:

=> Do đó cần kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn hơn là ổ 2

3.2. Chọn sơ bộ ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung:

Tra bảng P2.7 tài liệu [1]: 312

- Đường kính vòng trong: d = 60mm

- Đường kính vòn ngoài: D = 130mm

- Đường kính bi = 22,23mm

- Khả năng tải trọng động: C = 64,1KN

- Khả năng tải trọng tỉnh: C₀ = 49,4KN

3.3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

- Theo công thức (11.3), với F_a = 0

Q = (V.X.F_r + Y.F_a).K_t.K_d

Do đó:

Q₂ = (V.X.F_r2 + Y.F_a2).K_t.K_d = (1.1.6172,46 +0).1.1,2 =7406,95N

3.4. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

- Theo công thức (11.19) và (11.20), tài liệu [1], với F_a = 0

Q_t = X₀.F_r+Y₀.F_a

Q_t = F_r

Trong đó:

Theo bảng 11.6, với ổ bi đỡ 1 dãy chọn: X₀ = 0,6 , Y₀=0,5

Do đó:

Q_t = X₀.F_r2+Y₀.F_a =0,6.6172,6 +0 = 3703,48N

Q_t = F_r2 = 3703,48N

=> Q₀ = max[Q_t1; Q_t2] = 3703,48N < C₀ = 49400N

Vì vậy khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo.

PHẦN VI: TÍNH CHỌN KHỚP NỐI

Dựa vào mômen xoắn đã tính, tra bảng 16.10a tài liệu [2] được D₀ = 63 mm; z = 4; d_c = 10; l₃ = 15; l₀ = 15

- Theo bảng 16.1 tài liệu [2]: chọn k =1,2 ( băng tải)

Ứng suất dập của vòng đàn hồi xác định theo công thức 69 tài liệu [2],

Thay số ta được: σ_d =3,05 Mpa

Ứng suất dập của chốt:

Thay số ta được: σ_u=51,61 Mpa

Ta thấy: σ_u < [σ_u] = 60 .... 80 MPa=> Thỏa mãn điều kiện.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập 1.

[2]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập 2.

[3]. Nguyễn Trọng Hiệp - CHI TIẾT MÁY. Tập 1,2

Nxb Giáo dục. Hà nội 1994

[4]. Ninh Đức Tốn - DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP

Nxb Giáo dục. Hà nội 2004

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"