Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

I: Chọn động cơ điện.
Công suất cần thiết:
=
Ta có: = = = 5,5 (Kw)
Hiệu suất dẫn động:
Theo đề ra ta có: η = . .
Trong đó : tra bảng 2-1 sách TKCTM ta có:

= 0,99 có 2 cặp ổ lăn
= 0,75 : bộ truyền trục vít tự hãm (Z=2)
=1

: hiệu suất khớp nối

= 0,92

: bộ truyền để hở

Vậy : η = . 0,75 . 1 . 0,92 = 0,68 (Kw)


N = = 8,08 (Kw)

Ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn . Trong tiêu chuẩn đọng cơ điện có
nhiều loại thõa mãn điều kiện này.
Chọn sơ bộ động cơ điện che kín có quạt gió. Tra bảng 2P trang 322 sách
TKCTM, ta chọn động cơ ký hiệu : AO2-52-4, công suất động cơ = 10 Kw, số
vòng quay động cơ = 1460 v/p. Giá thành động cơ này không đắt hơn loại A0252-2, và tỷ số truyền chung có thể phân phối hợp lý cho các bộ truyền trong hệ
thống dẫn động.


+ Công suất trên trục động cơ: = 10 Kw
+ Công suất trên trục I:

= . = 10 . 1 =10 Kw

+ Công suất trên trục II: = . . = 10 . 0,99 . 0,75 = 7,4 Kw
+ Công suất trên trục III: = . . = 7,4 . 0,99 . 0,92 = 6,7 Kw
 Mômen xoắn trên các trục:
Dựa vào công thức :
=9,55 .

( N.mm )

+ Mô men xoắn trên trục I:
=9,55 . = 9,55 . = 65410,9 (N.mm)
+Mô men xoắn trên trục II:
= 9,55 . = 9,55 .
+Mô men xoắn trên trục III:

= 460091 (N.mm)


= 9,55 . = 9,55 . = 833138 (N.mm)
Ta có bảng thông số sau:
Trục
Thông số
i
n(v/p)
P(kw)

1. Tính vận tốc sơ bộ.
Ta có : = 4,5 . . . = 4,5 . . 1460 . = 5,07 (m/s)
Chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh thiếc БpOφ 10-1 đúc trongkhuôn kim loại.
Chọn vật liệu làm trục vít là thép 45, tôi bề mặt đạt độ rắn HRC 45 .
2. Tính ứng suất cho phép.
a. ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ]tx= 0,8 .[σ]bk= 0,8 . 260 = 208 N/ (chọn [σ]bk = 260 tra bảng 4-4 TKCTM-71)
b. ứng suất uốn cho phép:
[σ]ou= 0,25σch + 0,08σbk = 0,25 . 150 + 0,08 . 260 = 58,3 N/ (chọn σch = 150 tra bảng 4-4
TKCTM-71)
3. Chọn số mối ren Z1 của trục vít và tính số răng Z2 của bánh vít.

Ta có: = 9,5
Chọn số mối ren trục vít: = 2
Số răng bánh vít sẽ là: = i = 9,5 . 2 = 19 (răng)


4.Sơ bộ chọn trị số hiệu suất, hệ số tải trọng và tính công suất trên bánh vít.
Với = 2 chọn η = 0,8

Công suất trên bánh vít: = η = 0,8 . 10 = 8 (kW)
Chọn sơ bộ hệ tải trọng K= 1,1
5. Định môđun m và hệ số đường kính q theo điều kiện sức bền tiếp xúc.
Theo công thức 4-9 TKCTM- 73 ta có:
m ≥

= = 19,74

theo bảng (4-6) lấy m = 10 và q = 8 có m = 20


7. Tính lực tác dụng :
Lực vòng trên trục vít bằng lực dọc trục trên bánh vít ( công thức 4-23)
= = = = 1635 N
Lực vòng trên bánh vít bằng lực dọc trục trên trục vít (công thức 4-24)


= = = = 4843 N
Lực hướng tâm trên trục vít bằng lực hướng tâm trên bánh vít [công thức 4-25]
= =.tagα = 4843.tag= 1763N.
Sơ đồ phân tích lực :

P2
Pr2
Pa2

Pr1

Pa1
P1

B- Thiết kế bộ truyền ngoài hộp giảm tốc (bộ truyền xích)
I- Chọn xích.
-

Chọn xích ống con lăn vì thông dụng, rẻ tiền hơn và không yêu cầu bộ truyền
làm việc êm, không ồn.

II- Định số răng trên đĩa xích.
Ta có


Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện n 1 ≤ ngh . Theo bảng 6-5 với bước
xích t = 19,05mm và số răng đĩa xích nhỏ Z1 = 27, số vòng quay giới hạn ngh của
đĩa dẫn có thể đến 1550 vg/phút.
Vậy n1 ≤ ngh ( thõa mãn )


IV- Định khoảng cách trục A và số mắt xích X .
Tính số mắt xích (công thức 6-4 TKCTM)
X=

Z1 + Z 2 2 A Z 2 − Z1 2 t
+
+(
)
2
t
2π
A

= + ++
= 139,025

Lấy số mắt xích X = 139
Kiểm nghiệm số lần va đạp trong1 giây ( công thức 6-16 TKCTM )
U = = = 18,9 ≤ [U]
( theo bảng 6-7 số lần va đạp cho phép trong 1 giây [U] = 35 )
=>Thỏa mãn
Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn (công thức 6-3
TKCTM )
Z + Z2

Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bị căng quá, phải giảm
khoảng cách trục A một khoảng 0,003A ≈ 2mm.
Vậy lấy A = 930
V- Tính đường kính vòng chia của đĩa xích.
Theo công thức 6-1, tr102, TKCTM ta có đường kính vòng chia của đĩa xích :
+ Đĩa dẫn
dc1 == = 164 mm
+ Đĩa bị dẫn

dc2 =

= = 328 mm

VI - Tính lực tác dụng lên trục.
Theo công thức 6-17, tr109, TKCTM ta có lực R được tác dụng lên trục
R = = = 5900,9 (N)


Bảng 2: Thông Số Thiết Kế Của Bộ Truyền xích

PHẦN
TÍNH
TRỤC
CHỌN

STT
1
2
3
4


Bộ truyền xích ống
Z1 = 27
Z2 = 54
Kz =0,92
Kn = 0,68
Nt = 15,01 kw
N = 16 kw
t = 19,05
F = 105,8
Q = 25000N
q = 1,52 kg
Ngh = 1550vg/ph
X = 139
A = 930mm
dc1 = 164 mm
dc2 = 328 mm
R = 5900,9 N

THEN- KHỚP NỐI
A- Thiết kế trục.
Công suất trục vào của hộp giảm tốc P1:

Số vòng quay: = 1460v/p
Tỷ số truyền : = 9,5
=2
Đường kính vòng chia của trục vít: = 80 (mm)
Đường kính vòng chia của bánh vít:

= 190 mm

a = 10 ÷ 15mm ; chọn a = 15mm


Chiều rộng của ổ lăn B = 30mm
Khe hở bánh răng và thành trong của hộp: = 5 ÷ 10mm. Khi bôi trơn bằng dầu ta
lấy = 8
Chiều cao nắp và đầu bu lông: = 15 ÷ 20mm ; chọn = 18mm
Khoảng cách từ nắp đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp: = 10 ÷ 20mm ;
chọn = 15mm
Chiều dài phần may ơ lắp với trục: = (1,2 ÷ 1,5)
chọn = 1,2 = 1,2 . 20 = 24mm
Khe hở giửa trục và bánh răng: = 20mm
Khoảng cách giửa 2 gối đỡ trục vít, theo bảng 7-1 TKCTM-119,
khi =(8÷18)kW
= 0,9 . = 0,9 . 210 = 189mm
Khoảng cách từ mặt phẳng đi qua trục bánh vít đến các gối đỡ trục vít:
= 1,2 =1,2. = 1,2. = 113 (mm)
Khoảng cách giữa 2 gối đỡ trục bánh vít:
= + (20÷30)mm
 = 2. + 25) = 2. ( 100 + 25 ) = 250 (mm)
Chiều dài trục vít: = + + ; mà = + + chọn = 70.
 = + 15 + 70 = 100 (mm)
 = 189 + + 100 = 304 (mm)

1- Thiết kế trục vít. ( trục I )

Tính trị số tác dụng lên trục vít.


Áp dụng phương trình cân bằng ta có:

 Đường kính lắp ổ lăn: 45
 Đường kính trục: Ф50


Pr1

RAy
RAx

RCy

P1

Pa1

h1

RCx

h2
100750,8
(N.mm)
Mux
19674,7 (N.mm)
Muy

65400 (N.mm)

60



= = = 125mm

= = 18 + 15 + 24 + 30/2 = 72,5( mm)
Phương trình mô men tại A theo trục Oy
= +=(


==
= 1502,8 (N)
=

Phương trình mô men tại A theo trục Ox:
=

trong đó: P = 1763N
= 4843N
= = 3091,7 N

= 0  = +P -  = +P - = 4843 + 1763 – 3091,7 = 3514,3N

P

a3

May


Mô men xoắn trục bánh vít:
= . /2 = 4843 . 190/2 = 460085(N)


a1

Pr2

RCx

a2

P

a3

May

187850
Max

386462,5

55

60

63

460085

(*)- Phác họa hộp giảm tốc:


(7-6 )

= (7-7)
Trong đó : là hệ số an toàn ứng suất tiếp.
Theo bài ra trục quay một chiều nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kỳ đối xứng:

= - =
 =


Ứng suất xoắn tiếp biến đổi theo chu kỳ mạch động

= = =
: biến đổi ứng suất tiếp.
Ta chỉ cần kiểm tra sức bền trục tại B của trục II tại vị trí có xích.
Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suât trung bình đến sức bền mới chọn
theo vật liệu.
Trục làm bằng thép 45 có hàm lượng C trung bình:
Tra bảng 7-4 tKCTM – p123 ta có:
= 0,89 và = 0,8
Tra bảng 7-8 TKCTM ta có:
= 1,49 ; = 1,5 có tỷ số:

=

=

= 1,67

= 1,87

Lấy chiều dài làm việc của then : l =25mm
Kiểm nghiệm về sức bền dập:

= =

= 32 (N/mm2) < [
ứng suất cắt cho phép, bảng 7-20 : =150 N/mm2

Kiểm nghiệm về sức bền cắt:

= = 10,3 (N/mm2) < [

=

ứng suất cắt cho phép, bảng 7-21-TKCTM : [ =120 N/mm2 .

C- Chọn, tính kiểm nghiệm khớp nối.
Do mô men xoắn cần truyền từ trục động cơ không lớn lắm để giảm va đập và chấn
động, đề phòng cộng hưởng do dao động xoắn nên bù lại độ lệch trục => từ đó ta
chọn nối trục vòng đàn hồi do nó có cấu tạo đơn giản dễ chế tạo, thay thế , làm
việc tin cậy.
Mô men truyền qua trục nối:
= 9,55 . . N/ = 9,55 . . 10/76,8 = 1243. N.mm = 1243(N.m)
Thay trị số mô men tính và đường trục chọn kích thước nối trục, bảng 9-11 sách
TKCTM-234
-

d = 70 mm
= 40 mm
c = 4 mm

1- Thiết kế gối đỡ trục I:
Dự kiến chọn loại ổ đĩa xôn chặn kiểu nhẹ 7206. Tra bảng 18p-148 TKCTM ta có:
- Góc nghiêng tính toán con lăn β = 14’


Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8-1TKCTM.
C=
Trong đó: Q – tải trọng tương đương
n- số vòng quay của ổ (v/p)
h- thời gian phục vụ (h)
theo công thức 8-6 TKCTM_59 : Q=(
trong đó: At- tổng đại số các lực dọc trục
m- h/s chuyển tải dọc trục, m=1,8
Kt- tải trọng hướng tâm, Kt=1
Kv=1
Kn- hệ số nhiệt độ theo bảng 8-4, Kn=1
R- tải trọng hướng tâm
Xét tại vị trí C:
R2= = = 714,86 (N)


Xét tại vị trí A:
R1= = = 812,66 (N)
Tan = tan14’ = 0,235
Lực dọc trục A:
σ= 1,3tanβ = 1,3. 812,66 . 0,235 = 248,67 (N)
Lực dọc trục tại C:
σ= 1,3tanβ = 1,3 . 714,86 . 0,235 = 218,39 (N)
Từ hình vẽ ta có:
Giả thiết At cùng hướng với : At= – At= 248,67 - 915,53 – 218,39 = -921,25 (N)

R- là tải trọng hướng tâm


Xét tại A:
R1= = = 926,23N
Xét tại C:
R2= = = 3494,45 (N)
Tan = tan14’ = 0,235
Lực dọc trục tại A:
σ= 1,3tanβ = 283,16(N)
Lực dọc trục tại C:
σ= 1,3tanβ = 1068,29 (N)
mà Pa2 =1543,7 (N)
Từ hình vẽ ta có giả thiết: At và cùng chiều.
At= – - = 1068,29 – 283,16 -1543,7 = -758,57
At < 0 nên chiều của At ngược chiều đã chọn.
 At hướng về gốc C
Với Q1 < Q2, ta chọn gối đỡ C cho trên việc chọn và lắp ghép
C ≥ Q2( = 485,98 . = 29261,6
Chọn ổ lăn loại nhẹ số 7207, ổ đĩa côn đỡ chặn.
-

Đường kính d=35mm
Đường kính ngoài D=72mm
Góc nghiêng β= 50’
Đường kính con lăn trung bình: 9,2mm
Chiều dài làm việc con lăn: 10,5mm
D1=59
- C=15
=52,7

- chiều dày gân thân hộp:
m = (0,85 ÷ 1)δ = 33,32 ÷ 39,2 (mm) chọn m = 35mm