Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
Lời nói đầu
Trong tất cả các máy móc cơ khí đều có sự chuyển động cơ học của các bộ
phận của máy. Muốn có sự chuyển động thì cần phải có năng lợng. Một trong
những dạng năng lợng dễ kiếm, dễ sử dụng và có thể có mặt ở khắp mọi nơi đó là
điện năng. Trong lịch sử phát minh, con ngời đã thấy rằng chỉ có động cơ điện là
một thiết bị tối u nhất có tác dụng biến năng lợng điện thành cơ năng để thực hiện
một chuyển động cơ học cần thiết.
Trong sản xuất công nghiệp, để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế
cũng nh tính khả thi ngời ta chỉ chế tạo ra các động cơ điện có công suất và vận
tốc quay là một giá trị cụ thể nào đó đã đợc lập trong các bảng tiêu chuẩn. Trong
khi đó, các chuyển động cơ học trong các máy móc lại cần những công suất bất kì,
không theo một dẫy số tiêu chuẩn nào. Vì vậy, các động cơ điện không thể truyền
trực tiếp công suất sang cho các hệ thống chuyển động mà phải thông qua thiết bị
chuyển đổi công suất dễ chế tạo hơn. Một trong các thiết bị nh vậy là hộp giảm
tốc. Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền
không đổi và đợc dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn.
Nh vậy, ta thấy rằng, một hệ thống máy móc chuyển động cần phải có động
cơ, bộ truyền, hộp giảm tốc (hoặc hộp tăng tốc) và hệ thống tải. Một hệ thống nh
vậy đợc gọi là hệ thống dẫn động cơ khí.
Trên thực tế , khi thiết kế một hệ thống dẫn động cơ khí ta phải khảo sát tất
cả các số liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế. Nhng trong đồ án môn học Chi
Tiết Máy này, các số liệu đã đợc cho trớc và ta chỉ phải thiết kế hệ thống mà thôi.
Trong phần II của bản thuyết minh này có trình bầy phần tính toán thiết kế
bằng máy tính. Ngôn ngữ lập trình sử dụng ở đây là ngôn ngữ Pascal và AutoLisp.
Trong phần lập trình này chỉ trình bầy chơng trình tính toán một cách cơ bản, cha
hoàn thiện về mặt giao diện cũng nh cha tính đến hết các yếu tố về mặt giao thức
xảy ra.
1
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
Mục Lục

7. Góc nghiêng đờng nói tâm bộ truyền ngoài:
8. Đặc tính làm việc : va đập nhẹ
Khối lợng thiết kế :
1. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc - khổ A0
2. Một bản vẽ chế tạo chi tiết - khổ A3 hoặc A4
3. Một bản thuyết minh.
3
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
II.Phân tích và trình bầy cơ sở tính toán của sơ đồ cơ cấu
Chuyển động từ động cơ 1 qua bộ truyền đai 4 vào trục vào của hộp giảm
tốc 3. Tại trục ra của hộp giảm tốc, nhờ có nối trục đàn hồi 2 mà chuyển động đ-
ợc truyền tới xích tải 5 để thực hiện công việc cần thiết.
Động cơ làm việc theo chu kì làm việc-nghỉ với tải trọng thay đổi. Do đó, ta
coi động cơ làm việc với công suất tơng đơng không đổi mà mất mát năng lợng
do nó sinh ra tơng đơng với mất mát năng lợng do công suất thay đổi gây nên
trong cùng một thời gian (thờng tính trong một chu kì làm việc). Nhng trên thực tế,
lới điện không bao giờ ổn định nên nếu tính quá sát với lý thuyết thì dễ bị hỏng
động cơ. Vì vậy, trong đồ án này ta tính công suất tính toán của động cơ trong tr-
ờng hợp tải trọng không đổi.
Khi chọn động cơ cho phù hợp với yêu cầu thiết kế, ta phải dựa vào các
tiêu trí: công suất, số vòng quay đồng bộ, các yêu cầu về quá tải, mômen mở
máy và phơng pháp lắp đặt động cơ. Nhng ở đây, để cho đơn giản ta chỉ dựa vào
hai điều kiện chính là:





ctdc
sbdb

lăn và nối trục đàn hồi. Do vậy, hiệu suất chung của hệ thống dẫn động là:

dolbrtk


32
=
Trong đó:

d

: Hiệu suất bộ truyền đai
4
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy

brt

: Hiệu suất của một cặp bánh răng ăn khớp

o

: Hiệu suất của một cặp ổ lăn

nt

: hiệu suất của nối trục đàn hồi
Tra hiệu suất trong bảng: Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ ta
đợc:
Bộ truyền đai Bánh răng trụ ổ lăn Nối trục đàn hồi


.1000.60
phvg
pz
v
n
xt
===
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

dhxtdcsb
uunn
=
Trong đó:

h
u
: tỉ số truyền trung bình của hộp giảm tốc

d
u
: tỉ số truyền của bộ truyền đai
Các tỉ số truyền này đợc tra trong bảng: Tỉ số truyền nên dùng cho các bộ
truyền trong hệ. ta đợc:
Tỉ số truyền Truyền động bánh răng trụ
trong hộp giảm tốc hai cấp
Truyền động đai
dẹt thờng
U 20 2
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:


Tỷ số truyền chung của hệ thống :

5,43
67,66
2900
===
xt
dc
ch
n
n
u
5
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
mà
75,21
2
5,43
. ====
d
ch
hdhch
u
u
uuuu
Ta có :
nhanhchamh
uuu .=

và với vỏ hộp khai triển phân đôi ta có thể chọn


)(4950,499,0.95,0.7794,4 kWPP
odctI
===


)/(1450
2
2900
phvg
u
n
n
d
dc
I
===

).(29605
1450
4950,4.10.55,9
.10.55,9
6
6
mmN
n
P
T
I
I

T
II
II
II
===
trên trục III:

)(1451,499,0.97,0.3165,4 kWPP
obrIIIII
===


)/(61,66
26,4
76,283
phvg
u
n
n
cham
II
III
===

).(72,594290
61,66
1451,4.10.55,9
.10.55,9
6
6

).(15739
2900
7794,4.10.55,9
.10.55,9
6
6
1
mmN
n
P
T
dc
ct
d
===
: mômen xoắn trên trục bánh
đai nhỏ (cũng chính là mômen xoắn trên trục động cơ).
=>
)(160 13015739).4,6 2,5(
3
1
mmd ==
đối chiếu với dẫy tiêu chuẩn ta chọn
1
d
=140(mm)
Đờng kính bánh đai lớn:
)1.(.
12


t
=> sai lệch tỉ số truyền:
%01,1%100.
2
)202,2(
%100.
)(
=

=

=
d
dt
u
uu
u
<3% (phạm
vi cho phép).
Khoảng cách trục:
)(840630)280140).(25,1()).(25,1(
21
mmdda ữ=+ữ=+ữ
vì bộ truyền quay không nhanh lắm nên ta chọn a=2000(mm).
Chiều dài đai:
a
dddd
al
.4
)(



: vận tốc dây đai.
Số vòng quay của đai:
)
1
(53)
1
(56,4
662,4
58,21
max
s
i
sl
v
i ữ====
=> đã thoả mãn.
Tăng chiều dài đai thêm 100 (mm) dùng để nối đai
=> chiều dài thực tế của đai:
l
=4662+100=4762(mm).
Góc ôm trên bánh đai nhỏ:
a
dd
o
0
12
1
57).(


Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
(150 là góc ôm tối thiểu yêu cầu đối với đai vải cao su).
Chiều dầy đai: theo bảng Tỉ số của chiều dầy đai và đờng kính bánh đai
nhỏ nên dùng
)(5,3
40
140
4040
1
1
1
mm
d
d
====


nhằm hạn chế ứng suất uốn
sinh ra trong đai và tăng tuổi thọ cho đai. Đối chiếu với bảng Kích thớc của đai
vải cao su ta chọn

= 3(mm) với mác đai là -65-2 không có lớp lót với số
lớp đai là 3.
ứng suất có ích cho phép:
00FF
][][ CCC
v



.][
d
kk
F


=
vì bộ truyền đợc đặt nằm ngang và điều chỉnh định kì lực căng nên ta chọn ứng
suất căng ban đầu
)(8,1
0
MPa=

, tra bảng trị số của hệ số k1 và k2 trong công
thức trên ta đợc



=
=
0,10
5,2
2
1
k
k
=>
)(286,2
140
3

===


với
d
K
: hệ số khi dẫn động bằng động cơ nhóm I, tra bảng Trị số của hệ số tải
trọng động ta đợc giá trị 1,1.
Đối chiếu bảng Kích thớc của đai vải cao su lấy trị số tiêu chuẩn b=40(mm).
c) Kết cấu bánh đai
Bánh đai đợc làm từ gang xám GX15-32 bằng phơng pháp đúc. .
Tra bảng Chiều rộng bánh đai và sai lệch giới hạn ta chọn Chiều rộng bánh
đai B=50

1(mm) và chiều cao phần lồi h=1(mm).
8
)(8,224
258,21
7794,4.1000
N=
=
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
d) Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu:
)(21640.3.8,1 F
00
Nb ===


Lực tác dụng lên trục:

1
d
(mm)
140
Đờng kính bánh đai lớn
2
d
(mm)
280
Chiều rộng bánh đai B (mm) 50
Khoảng cách trục a (mm) 2000
Chiều dài đai l (mm) 4662
Chiều dầy đai

(mm)
3
Chiều rộng đai b (mm) 40
Lực căng ban đầu
0
F
(N)
216
Lực tác dụng lên trục
r
F
(N)
432
2. Truyền động bánh răng
a) Chọn vật liệu bánh răng
Đây là hộp giảm tốc chịu công suất trung bình nên ta chọn vật liệu là thép

hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc :
H
S
=1,1
ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở :
0
limF

=1,8.HB
hệ số an toàn khi tính về uốn :
F
S
=1,75
chọn độ rắn bánh răng nhỏ :
1
HB
=245
chọn độ rắn bánh răng lớn :
2
HB
=230
Nh vậy :
0
1limH

= 2.
1
HB
+ 70 = 2.245 + 70 = 560 (Mpa)


Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
4,2
.30
HBHO
HN =
(
HB
H
là độ
rắn Brinen) =>
74,24,2
11
10.6,1245.30.30 ===
HBHO
HN

74,24,2
22
10.39,1230.30.30 ===
HBHO
HN
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn :
21 FOFO
NN =
=
6
10.4
.
Số chu kì thay đổi ứng suất tiếp xúc tơng đơng :


T
: mômen xoắn

i
n
: số vòng quay

i
t
: tổng số giờ làm việc
i : chỉ số chỉ thứ tự chế độ làm việc của bánh răng đang xét

max
T
: mômen xoắn lớn nhất của bộ truyền
c : số lần ăn khớp trong một vòng quay


t
: tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét
833
3
max1
1
2
10.05,3
34
3
.7,0
34



=


i
ii
HE
t
t
T
T
t
u
n
cN
>
7
2
10.39,1=
HO
N
=>
11 HOHE
NN >
=> lấy :
1HE
N
=
1HO












=
ii
i
FE
tn
T
T
cN 60
6
max
866
6
max1
1
2
10.64,2
34
3
.7,0




=


i
ii
FE
t
t
T
T
t
u
n
cN
=>
2FE
N
>
6
2
10.4=
FO
N
=>
11 FOFE
NN >
=> lấy :

][
0
lim


=
ứng suất uốn cho phép :
FLFCxFsR
F
F
F
KKKYY
S
][
0
lim


=
trong đó :

R
Z
: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

v
Z
: hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng

xH

.
xF
K
=1
do đó :
HL
H
H
H
K
S
.][
0
lim


=
và
FLFC
F
F
F
KK
S
][
0
lim


=

S
HL
H
H
H
===



)(252
75,1
1.1.441
][
1
0
1lim
1
MPaKK
S
FLFC
F
F
F
===


)(5,236
75,1
1.1.414
][

===

Trên đây là ta tính cho cấp nhanh nhng ta cũng có kết quả tơng tự cho cấp chậm.
Với cấp nhanh dùng răng thẳng nên ứng suất tiếp xúc cho phép :
{ }
)(8,481][,][min][
2
1
MPa
HHH
==

Với cấp chậm dùng răng nghiêng nên ứng suất tiếp xúc cho phép:
)(25,636509.25,1
].[25,1)(4,495
2
8,481509
2
][][
][
2
21
,
MPa
MPa
H
HH
H
==
<=


: hệ số, là tỉ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục. Tra bảng
Trị số của các hệ số
ba

ta chọn
ba

= 0,3.

a
K
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng. Tra bảng
Trị số của các hệ số
a
K
ta chọn
a
K
= 49,5.


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

=0,53.
ba

0,02).
1w
a
=(0,01
ữ
0,02).133=1,33
ữ
2,66 => tra bảng Trị số
tiêu chuẩn của môđun ta chọn môđun pháp m=2.
Số răng bánh nhỏ
76,21
)111,5.(2
133.2
)1(
.2
1
1
1
=
+
=
+
=
um
a
z
w
=> lấy
1
z

=0 (vì là răng thẳng) => cos

=1.
Góc prôfin răng :
0
0
20
1
20
cos
=








=








=
tg

cos.
arccos =








=








=
w
t
tw
a
a


Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở :
0
0=


Đờng kính cơ sở :
)(5,39)20cos(.42)cos(.
0
11
mmdd
b
===


)(1,201)20cos(.214)cos(.
0
22
mmdd
b
===


Đờng kính lăn :
)(64,43
1095,5
133.2
1
2
1
1
mm
u
a
d

f
===

)(1,1962.5,21,201.5,2
22
mmmdd
f
===
Chiều rộng vành răng :
)(40133.3,0.
1
mmab
wbaw
===

Hệ số trùng khớp ngang :
698,11.
107
1
21
1
2,388,1cos
11
2,388,1
21
=





0sin.
.
sin.
===




m
b
m
b
ww
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp tra trong bảng Trị
số của các hệ số và
M
Z
đợc
M
Z
=274MP
3
1
a
.
Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc :
6097,1
)20.2sin(
1.2

Vận tốc vòng của bánh răng :
)/(3,3
60000
1450.64,43.
6000

11
sm
nd
v
w
===


.Tra bảng
Chọn cấp chính xác theo vận tốc vòng => cấp chính xác của bánh răng là 8.
Tra bảng hệ số tải trọng động đợc
16,1=
Hv
K
.
Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc :
19,116,1.1.03,1 ===
HvHHH
KKKK

.
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc:
13
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy

11
===



Y
.
Hệ số kể đến độ nghiêng của răng :
1
140
0
1
140
1
0
===


Y
.
Số răng tơng đơng :
21
1
21
cos
3
1
1
===



H
K
đợc
05,1=

F
K
.
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp
khi tính về uốn với bánh răng thẳng
1=

F
K
.
Tra bảng Hệ số tải trọng động ta đợc
38,1=
Fv
K
.
Hệ số tải trọng khi tính về uốn :
45,138,1.1.05,1 ===
FvFFF
KKKK

.
ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh chủ động:
)(252][)(1,59
2.64,43.40

F
FF
F
=<===



Kiểm nghiệm răng về quá tải :
Hệ số quá tải
4,1
4,1
1
1
1
max
====
T
T
T
T
T
T
K
mm
qt
ứng suất tiếp xúc cực đại :
)(1260][)(9,4804,1.4,406.
maxmax
MPaMPaK
HqtHH

.
).1(
bachamH
H
chamaw
u
KT
uKa


+=
trong đó :

ba

: hệ số, là tỉ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục. Tra bảng
Trị số của các hệ số
ba

ta chọn
ba

= 0,5.

a
K
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng. Tra bảng
Trị số của các hệ số
a
K

3
2
2
mma
w
=+=

=> lấy
2w
a
=162(mm).
Xác định các thông số ăn khớp
Môđun m=(0,01
ữ
0,02).
2w
a
=(0,01
ữ
0,02).162=1,62
ữ
3,24. Theo quan điểm
thống nhất hoá trong thiết kế, chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp chậm
bằng môđun ở cấp nhanh => m=2.
Số răng bánh nhỏ
8,30
)126,4.(2
162.2
)1(
.2

1
2
===
z
z
u
m
Các thông số cơ bản của bộ truyền :
Góc prôfin gốc :

=
0
20
(theo TCVN 1065-71).
Góc nghiêng răng : chọn trớc

=
0
30
=> cos

=0,866.
Góc prôfin răng :
0
0
79,22
866,0
20
cos
=

866,0
)29123.(2.5,0
cos
).(.5,0
12
mm
zzm
a =
+
=
+
=

Góc ăn khớp :
0
0
2
21
58,23
162.2
20cos.2).12830(
arccos
.2
cos.).(
arccos =






mm
z
md ===


)(6,295
866,0
128
.2
)cos(
.
2
2
mm
z
md ===

Đờng kính cơ sở :
)(1,65)20cos(.28,69)cos(.
0
11
mmdd
b
===


)(8,277)20cos(.61,295)cos(.
0
22
mmdd

Đờng kính đỉnh răng :
)(3,732.23,69.2
11
mmmdd
a
=+=+=

)(6,2992.26,295.2
22
mmmdd
a
=+=+=
Đờng kính đáy răng :
)(3,642.5,23,69.5,2
11
mmmdd
f
===

)(6,2902.5,26,295.5,2
22
mmmdd
f
===
Chiều rộng vành răng :
)(81162.5,0.
2
mmab
wbaw
===












+=


zz
Hệ số trùng khớp dọc :
446,6
.2
30sin.81
.
sin.
0
===




m
b
w

b


Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :
910,0
3
514,14
3
4
Z =

=

=



16
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
Vận tốc vòng của bánh răng :
)/(914,0
60000
76,283.5,61.
60000

21
sm
nd
v
w

22
1
2
MPaMPa
dub
uKT
ZZZ
H
wchamw
chamH
HMH
=<=
+
=
+
=



Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
661,0
514,1
11
===



Y
.

cos
33
2
2
===

z
z
v
Vì ta dùng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x=0.
Tra bảng Trị số của hệ số dạng răng ta đợc :
70,3
1
=
F
Y

60,3
2
=
F
Y
Tra bảng Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

H
K
đợc
5,1=

F

MPaMPa
mdb
YYYKT
F
ww
FF
F
=<=
==



ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh bị động:
)(5,236][)(4,113
70,3
60,3.6,116
.
2
1
21
2
MPaMPa
Y
Y
F
F
FF
F
=<===


thoả mãn điều kiện tránh biến dạng d hoặc gẫy dòn lớp bề mặt.
ứng suất uốn cực đại :
)(464][)(24,1634,1.6,116.
max11max1
MPaMPaK
FqtFF
=<===

)(360][)(76,1584,1.4,113.
max22max2
MPaMPaK
FqtFF
=<===

=> đã thoả
mãn điều kiện phòng biến dạng d hoặc phá hỏng tĩnh mặt lợn chân răng.
3.Thiết kế trục
a) Chọn vật liệu
Trục chỉ chịu tải trọng trung bình nên ta dùng thép 45 tôi cải thiện có
b

=600(MPa), ứng suất xoắn cho phép
][

=12 20(MPa) để chế tạo.
b) Xác định sơ bộ đ ờng kính trục
)(1,23
12.2,0
29605
].[2,0

72,594290
].[2,0
3
3
3
3
mm
T
d ===

=> chọn
3
d
=65(mm).
c) Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lự c
Dựa vào bảng 10.2 chọn chiều rộng ổ lăn :
d(mm) 25 40 65
0
b
(mm)
17 19 33
Chiều dài mayơ bánh đai và bánh răng :
kmki
dl ).5,12,1( ữ=
im
l
1
=(1,2 1,5).25=30 37,5 =>
12m
l

34m
l
=(1,4 2,5).
3
d
=(1,4 2,5).65=91 162,5 => chọn
34m
l
=100(mm)
Khoảng côngxôn trên trục tính từ chi tiết ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ :
nmkicki
hkbll +++=
30
)(5,0
=>
12c
l
=0,5( 50+17)+10+15=58,5(mm)
18
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy

34c
l
=0,5(100+33)+10+15=91,5(mm)
Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến các chi tiết quay :
)(5,4958)1950(5,0)(5,0
210223222
mmkkblll
m
=+++=+++==

: hớng răng của bánh răng thứ i trên trục k, bằng 1 khi răng phải và bằng
-1 khi răng trái.

ki
cb
: vai trò của bánh răng thứ i trên trục k, bằng 1 khi chi tiết quay là chủ
động và bằng -1 khi chi tiết quay là bị động.

k
cq
:chiều quay của trục thứ k, nhìn từ mút trục bên phải nếu thấy quay cùng
chiều kim đồng hồ thì có giá trị là -1, ngợc lại thì có giá trị là 1.
Xét hộp giảm tốc đang làm việc ở trạng thái ổn định => các chi tiết quay lắp trên
trục chuyển động quay tròn đều => sử dụng các phơng trình cân bằng lực và cân
bằng mômen để tính các phản lực ở ổ lăn lên trục.
Xét trục I :
Lực tác dụng lên trục của bánh đai:
y12
F
=432(N)
Lực từ bộ truyền bánh răng tác dụng lên trục :
)(8,1356
64,43
29605.2
.1.1.
2
64,43
2
64,43
2

29605.2
.1
0
1313
13
13
13
NtgtgF
r
r
F
twty
===

)(4,440
210
105.2,6405,58.432
F
0 F0)(
11
131312y12
11
1111131312y120
N
l
lFl
F
lFlFlFm
y
y

11
111113x130
N
l
l
F
lFlFm
x
xxk
===
=+=


)(4,6784,6788,1356
00
111310
111310
NFFF
FFFF
xxx
xxxxk
==+=
=+=


)(4,29605
2
64,43
.8,1356
2

22
22
2422
N
d
T
cbcq
d
d
Fcbcq
r
r
FF
w
w
w
txx
==
===
)(5,1190
30cos
58,23
.2,2362.1
cos

0
0
22
22
22

22
22
22
222422
Nmmtg
d
tgF
d
Fmm
w
t
w
axx
=====

)(7,72637
2
5,61
.2,2362
2
.
22
222422
Nmm
d
Fmm
w
tzz
====
)(8,1356

N
FFF
FF
yyy
yy
=
+
=
+
==
)(6,3040
2
2,23628,13562,2362
2
242322
2120
N
FFF
FF
xxx
xx
=
++
=
++
==
Xét trục III :
Tra bảng Kích thớc cơ bản của nối trục vòng đàn hồi ta đợc đờng kính vòng
chòn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi
)(130D

===
)(8,1363
223332
NFFF
zzz
===
)(8,178932
2
4,262
.30.2,2362
2

2
.
0
32
32
32
323332
Nmmtg
d
tgF
d
Fmm
w
t
w
axx
=====


yyyk
=
+
=
+
=
=+=


)(5,11905,11905,11905,1190
00
11333230
31333230
NFFFF
FFFFF
yyyy
yyyyyk
=+=+=
=+=


)(8,1575
210
)5,91210.(9,27425,160.2,23625,49.2,2362
).( F-
0).( F0)(
31
343134333332x32
31
3431343131333332x320

mômen uốn
ky
M
,
kx
M
trong các mặt phẳng zoy, zox và biểu đồ mômen xoắn
k
T

đối với các trục đợc vẽ ở các trang tiếp theo. Trên các biểu đồ này ghi giá trị tuyệt
đối của các mômen ứng với thiết diện thứ j của trục.
Mômen uốn tổng
22
kyjkxjkj
MMM +=
tại thiết diện j trên trục k :
kj
M
(Nmm)
0 1 2 3 4
I 25272 0 0 84930,3 -
II 0 0 156555 188893,3 156555
III 0 250971 295947,6 389744,1 0
Mômen tơng đơng
22
75,0
kjkjtdkj
TMM +=
tại thiết diện j trên trục k :

dẫy số tiêu chuẩn ta chọn cụ thể đờng kính các đoạn trục nh sau:
kj
d
(mm)
0 1 2 3 4
I 25 25 20 30 -
II 30 30 34 38 34
III 50 50 55 55 45
e) Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
Với thép 45 có :
b

=600Mpa
MPa
b
6,261600.436,0436,0
1
===


MPa7,1516,261.58,058,0
11
===


Tra bảng Trị số của các hệ số kể đến ảnh hởng của ứng suất trung bình đến
độ bền mỏi đợc:
05,0=



III 0 20,5 18,1 23,9 0
Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, do
đó :
3
.
.8
2
j
j
oj
j
ajmj
d
T
W
T


===
và đợc các giá trị cho ở bảng dới đây :
ajmj

=
0 1 2 3 4
I 0 4,8 0 2,8 -
II 0 0,5 4,7 3,6 0,4
III 0 12,6 4,7 9,5 17,3
22
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
4.Chọn ổ lăn

r
F
: tải trọng hớng tâm (kN), là phản lực tổng max xét trong hai ổ.

a
F
: tải trọng dọc trục.
V :hệ số kể đến vòng nào quay.(=1 khi vòng trong quay)

t
k
: hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ.(=1 khi nhiệt độ <105)

d
k
:hệ số kể đến đặc tính của tải trọng, trị số đợc tra trong bảng tơng ứng.
X : hệ số tải trọng hớng tâm.(=1 vì chỉ chịu lực hớng tâm)
Y : hệ số tải trọng dọc trục.
Khả năng tải động :
)(6,17)(5,10
10
25000.1450.60
8088,0
10
60
.
3
66
kNCkN
nL

=<==
=> khả năng tải tĩnh của ổ
đợc đảm bảo.
b) Cho trục trung gian
Để bù lại sai số về góc nghiêng của răng đảm bảo cho hai cặp bánh răng vào
khớp ta dùng ổ đũa trụ ngắn đỡ kiểu 2000 cho gối đỡ 0 và 1.
Với kết cấu trục nh hình vẽ và đờng kính ngõng trục d=30 mm, theo bảng ổ
đũa trụ ngắn đỡ ta chọn ổ cỡ trung hẹp 2306 có đờng kính trong d=30 mm, đờng
kính ngoài D=72 mm, khả năng tải động C=30,2 kN, khả năng tải tĩnh Co=20,6
kN.
Phản lực tổng trên hai ổ:
23
Hồ Xuân Tùng CTM5-K42 Đồ án Chi Tiết Máy
)(7,31624,8706,3040
222
21
2
21
2
20
2
202120
NFFFFFF
yxyxtt
=+=+=+==
=>
r
F
=3162,7(N)
Lực dọc trục:

QLQC
m
h
m
d
=<====
Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ:
)(5814,11627,3.5,0
1
kNFYFXQ
aorot
==+=
)(1627,3
2
KNFQ
rt
==

)(6,201627,3,max
21
kNCQQQ
otto
=<==
=> khả năng tải tĩnh của ổ đợc
đảm bảo.
c) Cho trục ra
Với tải trọng nhỏ và chỉ chịu lực hớng tâm do tổng lực dọc trục bằng 0 nên ta
dùng ổ bi đỡ một dẫy cho các gối đõ 0 và 1.
Với kết cấu trục nh hình vẽ và đờng kính ngõng trục d=50 mm, theo bảng ổ
bi đỡ một dẫy ta chọn ổ cỡ trung 310 có đờng kính trong d=50 mm, đờng kính

k
=1. Hộp giảm tốc
công suất nhỏ nên
d
k
=1.
Tải trọng động qui ớc:
( ) ( )
)(7512,31.10.07512,3.1.1 kNkkYFXVFQ
dtar
=+=+=
Khả năng tải động :
)(5,48)(4,17
10
25000.61,66.60
7512,3
10
60
.
3
66
kNCkN
nL
QLQC
m
h
m
d
=<====
Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ:

1
d
25,0B
h r
2
d
3
d
4
d
S
2,0
b
l
2
r
max3
r
30 28.5 1.4 2.3 0.1 27.8 33.8 2.0 1.2 4.0 3.0 16.5 2.5
(3) Vòng h m lò xo trên hộpã
Đ
ờng
kính lỗ
Rãnh trên lỗ Vòng lò xo
1
D
25,0B
r h
2
d

1
d
2
d
D a b
0
S
I 25 26 24 38 6 4.3 9
II 50 51.5 49 69 9 6.5 12
(6) Vòng chắn dầu
Vòng gồm 3 rãnh tiết diện tam giác có góc ở đỉnh là 60
0
. Khoảng cách giữa
các đỉnh là 3 mm. Vòng cách mép trong thành hộp 2 mm. Khe hở giữa vỏ với mặt
ngoài của vòng ren là 0.4 mm .
(7) Que thăm dầu
Kết cấu đã đợc tiêu chuẩn hoá và đợc cho nh hình vẽ.
(8) Nút tháo dầu
D B M f L c Q D S Do
220
ì
M
15 9 3 28 2.5 17.8 30 22 25.4
25