Thuyet Minh DAMH CTM

8/20/2019 Thuyet Minh DAMH CTM

1/31

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH - TR ƯỜ NG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT K Ế MÁY

ooOoo

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

THIẾT K Ế HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TR ỘN

Sv THỰ C HIỆN: HUỲNH HỒNG LUÂNMSSV: 205012345LỚ P; CK05KSTNGv HƯỚ NG DẪN: NGUYỄN HỮ U LỘC

NĂM 2008


2/31

Đồ án TKHT truyền động cơ khí GVHD: PGS.TS. Nguyễn Hữu Lộc

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hồng Luân 1

MỤC LỤC

Lờ i nói đầu………………………………………………………………………2

I. TÌM HIỂU HỆ THỐ NG TRUYỀ N ĐỘ NG…………………………………..3

II. CHỌ N ĐỘ NG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀ N…………………….5

III. TÍNH TOÁN THIẾT K Ế CÁC CHI TIẾT MÁY…………………………...6

1. Tính toán bộ truyền xích…………………………………………………..6

2. Tính toán các bộ truyền trong hộ p giảm tốc………………………………8

3. Chọn nối tr ục……………………………………………………………..12

4. Tính toán thiết k ế tr ục và then……………………………………………13

5. Chọn ổ lăn……………………………………………………………......216. Thiết k ế vỏ hộ p và các chi tiết phụ………………………………………26

7. Chọn dầu bôi tr ơ n………………………………………………………..28

8. Bảng dung sai lắ p ghép…………………………………………………..29

Tài liệu tham khảo……………………………………………………………...30


3/31



LỜ I NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta có thể bắt gặ p hệ thống truyền động ở

khắ p nơ i, có thể nói nó đóng vai trò nhất định trong đờ i sống cũng như trong sản

xuất. Và đồ án thiết k ế hệ thống truyền động cơ khí giúp sinh viên chúng ta

bướ c đầu làm quen vớ i những hệ thống truyền động này.

Đồ án thiết k ế hệ thống truyền động cơ khí là một môn học không thể thiếu

trong chươ ng trình đào tạo k ỹ sư cơ khí, nhằm cung cấ p cho sinh viên các kiến

thức cơ sở về k ết cấu máy. Đồng thờ i, môn học này còn giúp sinh viên hệ thốnghóa kiến thức các môn đã học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Sức bền vật

liệu, Vẽ cơ khí… từ đó cho ta một cái nhìn tổng quan hơ n về thiết k ế cơ khí.

Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện sẽ giúp sinh viên bổ sung và hoàn thiện

các k ỹ năng vẽ AutoCad, điều này r ất cần thiết đối vớ i một k ỹ sư cơ khí.

Em xin chân thành cảm ơ n thầy Nguyễn Hữu Lộc đã tận tình hướ ng dẫn,

cảm ơ n các thầy cô và bạn bè trong khoa Cơ khí đã giúp đỡ em r ất nhiều trong

quá trình thực hiện.

Sinh viên thực hiện:

Huỳnh Hồng Luân


4/31



I. TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG:

• Sơ đồ hệ thống dẫn động thùng tr ộn:

1

2

3

4

5

• Hệ thống dẫn động thùng tr ộn gồm:

1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ

2- Nối tr ục đàn hồi

3- Hộ p giảm tốc bánh r ăng tr ụ r ăng nghiêng hai cấ p đồng tr ục

4- Bộ truyền xích ống con lăn

5- Thùng tr ộn

• Sơ đồ tải tr ọng:


5/31



T

T

t

1

2 T

t 1 t 2

• Các số liệu thiết k ế:

_ Công suất trên tr ục thùng tr ộn: P = 8 kW

_ Số vòng quay trên tr ục thùng tr ộn: n = 55 vòng/phút _ Quay một chiều, làm việc 1 ca, tải va đậ p nhẹ

_ Thờ i gian phục vụ: L = 6 năm (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ )

_ Chế độ tải: T1 = T ; T2 =0,9T

t1 =49s ; t2 = 36s

• Đặc điểm của hộ p giảm tốc hai cấ p đồng tr ục:

+ Ư u điểm: kích thướ c theo chiều dài nhỏ nên giảm tr ọng lượ ng, do đó có kích

thướ c nhỏ gọn hơ n so vớ i các loại hộ p giảm tốc hai cấ p khác.

+ Nhượ c điểm:

_ Khả năng tải cấ p nhanh chưa dùng hết, vì tải tr ọng tác dụng vào cấ p chậm lớ n

hơ n khá nhiều so vớ i cấ p nhanh trong khi đó khoảng cách tr ục của hai cấ p lại

bằng nhau.

_ Hạn chế khả năng chọn phươ ng án bố trí do chỉ có một tr ục đầu vào và một

tr ục đầu ra.

_ K ết cấu ổ phức tạ p do có ổ đỡ bên trong vỏ hộ p.

_Tr ục trung gian lớ n do khoảng cách giữa các ổ lớ n. _ Kích thướ c chiều r ộng lớ n.


6/31



II. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:

Công suất tươ ng đươ ng trên tr ục thùng tr ộn:2

i2i

tdi

Tt

49 0,9 .36TP P 8 7,67 kWt 49 36

⎛ ⎞⎜ ⎟ +⎝ ⎠

= = =+

∑

∑ Hiệu suất chung của hệ thống truyền động:

4ch br1 br2 x olη η η η η =

Theo bảng 3.3 [1] ta chọn:

br1 br2 x ol0,97; 0,93; 0,99η η η η = = = =

⇒ 4ch 0,97.0,97.0,93.0,99 0,84η = =

Công suất cần thiết của động cơ :

tddc

ch

P 7,67P 9,13 kW0,84η

= = =

Tỷ số truyền chung:

dcch 1 2 x

ct

nu u u u

n= =

Dựa vào phụ lục P1.3 [2] ta chọn động cơ có công suất Pdc = 11kW vớ i số

vòng quay và phân bố tỷ số truyền hệ thống truyền động như sau:

Động cơ Số vòng

quay

động cơ ,

(vg/ph)

Tỷ số

truyền

chung,

uch

Tỷ số

truyển

hộ p

giảm tốc,

uh

Bộ

truyền

bánh

r ăng, u1

Bộ

truyền

bánh

r ăng, u2

Bộ

truyền

xính, ux

4A132M2Y3 2907 52,85 16 4 4 3,3

4A132M4Y3 1458 26,51 9,92 3,15 3,15 2,67

4A160S6Y3 970 17,63 6,25 2,5 2,5 2,824A160M8Y3 730 13,27 6,25 2,5 2,5 2,12


7/31



Ta chọn động cơ 4A132M4Y3 vớ i bảng đặc tính k ỹ thuật như sau:

Tr ục

Thông số

Động cơ I II III Công tác

Công suất (kW) 9,13 9,03 8,67 8,33 7,67

Tỷ số truyền 1 3,15 3,15 2,67

Mômen xoắn (Nmm) 59802 59147 178830 541167 1331791

Số vòng quay (vg/ph) 1458 1458 463 147 55

III. TÍNH TOÁN THIẾT K Ế CÁC CHI TIẾT MÁY:

1. Tính toán bộ truyền xích:

Các thông số đầu vào: P1 = 8,33kW; n1 = 147vg/ph; u = 2,67;

T = 541167Nmm.

Chọn loại xích ống con lăn.

Số r ăng của đĩ a xích dẫn:

1z 29 2u 29 2.2,67 23,66= − = − = ⇒ chọn z1 = 24 r ăng

2 1z uz 2,67.24 64,08= = = ⇒ z2 = 64 r ăng

Các hệ số điều kiện sử dụng:

K = K r K aK oK dcK bK lv = 1.1.1.1.1.1 = 1vớ i K r = 1: dẫn động bằng động cơ điện và tải tr ọng ngoài tác dụng lên bộ

truyền tươ ng đối êm

K a = 1: khi a = (30÷50)pc

K o = 1: khi đườ ng nối tâm 2 đĩ a xích hợ p vớ i đườ ng nằm ngang một góc

nhỏ hơ n 60°

K dc = 1: tr ục điều chỉnh đượ c

K b = 1: bôi tr ơ n nhỏ giọt

K lv = 1: làm việc một ca

01n

1

n 200K 1,36

n 147= = =

n1z

1

z 25K 1,04

z 24= =

K x = 1: chọn xích một dãy


8/31



Công suất tính toán:

n z 1t

x

KK K P 1.1,36.1,04.8,33P 11,78 kW

K 1= = =

Theo bảng 5.4 [1], ta chọn bướ c xích pc = 31,75mm.

Theo bảng 5.2 [1], số vòng quay tớ i hạn nth = 600vg/ph nên điều kiện n


9/31



Lực trên nhánh căng: F1 ≈ Ft =4454,54NLực căng do lực ly tâm gây nên: 2 2v mF q v 3,8.1,87 13,29 N= = =

Lực căng ban đầu của xích: 0 f mF K aq g 6.1,282.3,8.9,81 286,74 N= = =

Hệ số an toàn:3

1 v 0

Q 88,5.10s 18,61 [s] (7,8 9,4)

F F F 4454,54 13,29 286,74= = = > = ÷

+ + + +

Lực tác dụng lên tr ục:

r m tF K F 1,15.4454,54 5122,72 N= = =

Đườ ng kính đĩ a xích:

c 11

p z 31,75.24d 242,55 mm

π π = = =

c 2

2

p z 31,75.64

d 646,81mmπ π = = =

a1 1 cd d 0,7p 264,78 mm= + =

a2 2 cd d 0,7p 669,03 mm= + =

2. Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc:

a/ Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép:

Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết

k ế, ta chọn vật liệu 2 cấ p bánh r ăng như nhau.

Chọn vật liệu la thép 45 đượ c tôi cải thiện.Độ r ắn trung bình bánh dẫn HB1 = 250

Độ r ắn trung bình bánh bị dẫn HB2 = 235

Giớ i hạn mỏi tiế p xúc và uốn của các bánh r ăng:

OHlim1 12HB 70 2.250 70 570 MPaσ = + = + =

OHlim2 22HB 70 2.235 70 540 MPaσ = + = + =

OFlim1 11,8HB 1,8.250 450 MPaσ = = =

OFlim2 21,8HB 1,8.235 423 MPaσ = = =

Số chu k ỳ làm việc cơ sở :2,4 2,4 7

HO1 1 N 30HB 30.250 1,71.10= = = chu k ỳ 2,4 2,4 7

HO2 2 N 30HB 30.235 1,47.10= = = chu k ỳ

NFO1 = NFO2 =5.106

Số chu k ỳ làm việc tươ ng đươ ng:


10/31



3

3 9iHE1 i i

max

T 49 36 N 60c n t 60.1.1458.14400 .0,9 1,1.10

T 85 85

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= = + =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠

∑ chu k ỳ

8HE1HE2

N N 3,5.10

u= = chu k ỳ

66 9i

FE1 i imax

T 49 36 N 60c n t 60.1.1458.14400 .0,9 10T 85 85

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= = + =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠

∑ chu k ỳ

8FE1FE2

N N 3,17.10

u= = chu k ỳ

Vì NHE > NHO; NFE > NFO nên K HL = K FL =1

Ứ ng suất tiế p cho phép:

HLH OHlim

H

0,9K [ ]

sσ σ =

⇒ H1 570.0,9[ ] 466,36 MPa1,1σ = =

H2

540.0,9[ ] 441,82 MPa

1,1σ = =

( )H H1 H2 H2[ ] 0,45 [ ] [ ] 408,68 MPa [ ] 441,82 MPaσ σ σ σ = + = < =

⇒ H[ ] 441,82 MPaσ =

Ứ ng suất uốn cho phép:

FL

F OFlim F

K [ ]

sσ σ =

⇒ F1450

[ ] 257,14 MPa1,75

σ = =

F2

423[ ] 241,71 MPa

1,75σ = =

b/ Tính toán cặ p bánh r ăng cấ p chậm:

• Các thông số cho tr ướ c: T2 = 178830Nmm; n2 = 463vg/ph; u2 = 3,15Chọn ba2 0,4ψ = . Khi đó bd2 ba2 2(u 1) 0,83ψ ψ = + = .

Theo bảng 6.4 [1], ta chọn H FK 1,03; K 1,05 β β = = Khoảng cách tr ục:

2 H33

w2 2 2 2 ba2 H 2

T K 178830.1,03a 43(u 1) 43(3,15 1) 162,05 mm

[ ] u 0,4.441,82 .3,15 β

ψ σ = + = + =

Theo tiêu chuẩn, ta chọn: aw2 = 160mm.


11/31



Mô đun r ăng: mn = (0,01÷0,02)aw2 = 1,6÷3,2 mm

Theo tiêu chuẩn, ta chọn: mn = 3mm.

Từ điều kiện: 8°≤ β ≤ 20°

suy ra w2 w23n 2 n 2

2a cos20 2a cos8z

m (u 1) m (u 1)

° °≤ ≤

+ +

324,1 z 25,4⇔ ≤ ≤

Chọn z3 = 25 ⇒ z4 = 25.3,15 = 78,75 ⇒ chọn z4 = 79

Góc nghiêng r ăng:3.25(3,15 1)

arccos 13,432.160

β +

= = °

Tỷ số truyền: 423

z 79u 3,16

z 25= = =

Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền bánh r ăng:

•

Đườ ng kính vòng chia:3 n

3

z m 25.3d 77,11mm

cos cos13,43 β = = =

°; d4 =243,66mm

• Đườ ng kính vòng đỉnh:

na3 3

2md d 83,28 mm

cos β = + = ; da4 = 249,83mm

• Đườ ng kính vòng chân:

nf3 3

2,5md d 69,40 mm

cos β = − = ; df4 = 235,95mm

• Khoảng cách tr ục: n 3 2w2m z (u 1)

a 160 mm2cos β

+= =

• Chiều r ộng vành r ăng:

b4 = ψ ba2aw2 = 0,4.160 = 64 mm

b3 = b4 + 5 = 64 +5 = 69 mm

Vận tốc vòng bánh r ăng:

3 2d n .77,11.463v 1,8760000 60000

π π = = = m/s

Theo bảng 6.3 [1], ta chọn cấ p chính xác 9 vớ i vgh = 6m/s.

Chọn hệ số tải tr ọng động K HV = 1,03; K FV = 1,1

ZM = 275MPa1/2


12/31



tw t

tg tg20arctg 20,516

cos cos13,43

α α α

β

⎛ ⎞ °⎛ ⎞= = = = °⎜ ⎟ ⎜ ⎟°⎝ ⎠⎝ ⎠

b tarctg(cos .tg ) arctg(cos20,516 .tg13,43 ) 12,606 β α β = = ° ° = °

b

H tw

2cos 2cos12,606Z 1,724

sin2 sin(2.20,516 )

β

α

°= = =

°w

bn

b sin 64sin13,431,577 1

m .3

β ε

π π

°= = = >

⇒ 1 1

Z 0,7751,665ε

α ε

= = =

vớ i3 4

1 11,88 3,2 cos 1,665

z zα ε β

⎡ ⎤⎛ ⎞= − + =⎢ ⎥⎜ ⎟

⎝ ⎠⎣ ⎦

w2

w32

2a 2.160

d 76,92 mmu 1 3,16 1= = =+ +

• Kiểm nghiệm độ bền tiế p xúc:

2 H HV 2M HH

w3 w 2

2T K K (u 1)Z Z Z422 MPa

d b u β ε σ

+= =

H H V R xH[ ] [ ]Z Z Z 441,82.1.0,95.1,02 428,12 MPaσ σ = = =

H H[ ]σ σ < nên điều kiện bền tiế p xúc đượ c thỏa.

• Kiểm nghiệm độ bền uốn:Hệ số dạng r ăng:

F33

13,2Y 3,47 3,998

z= + =

F44

13,2Y 3,47 3,64

z= + =

Đặc tính so sánh độ bền các bánh r ăng:

F3

F3

[ ] 257,1464,32

Y 3,998

σ = =

F4

F4

[ ] 241,7166,4

Y 3,64

σ = =

Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấ p hơ n.

F3 2 F FVF3 F3

w3 w n

2Y T K K 111,83 MPa [ ] 257,14 MPa

d b m β

σ σ = = < =


13/31



Do đó độ bền uốn đượ c thỏa.

• Lực tác dụng lên bộ truyền:

2t3 t 4

n 3

2T cos 2.178830.cos13,43F F 4638 N

m z 3.25

β °= = = =

t3 nwr3 r4

F tg 4638.tg20F F 1736 Ncos cos13,43

α β

°= = = =°

a3 a4 t3F F F tg 4638.tg13,43 1107 N β = = = ° =

c/ Tính toán cặ p bánh r ăng cấ p nhanh:

Vì đây là hộ p giảm tốc đồng tr ục nên ta chọn các thông số hình học của cặ p

bánh r ăng cấ p nhanh giống như cặ p cấ p chậm, chỉ tr ừ chiều r ộng vành r ăng.Chọn ba1 0,25ψ = . Khi đó, chiều r ộng vành r ăng của cấ p nhanh:

b2 = ψ ba1aw1 = 0,25.160 = 40 mm

b1 = b2 + 5 = 40 +5 = 45 mm

Lực tác dụng lên bộ truyền:

1t1 t2

n 1

2T cosF F 1534 N

m z

β = = =

t1 nwr1 r2

F tgF F 574 N

cos

α

β = = =

a1 a2 t1F F F tg 366 N β = = ° =

3. Chọn nối trục:Mômen truyền qua nối tr ục T = 59802Nmm.

Theo phụ lục 11.5 [3], ta chọn nối tr ục đàn hồi có:

d = 20mm dc = 10mm

D0 = 68mm lc = 19mm

dm = 40mm đai ốc M8

l1 = 15mm z = 6

l2 = 22mm d0 =19mm

c = 2mm l0 = 15mm

Chọn vật liệu là thép 45 vớ i ứng suất uốn cho phép [σF] = 70Mpa, ứng suất

dậ p giữa chốt và ống [σd] = 3Mpa.

Kiểm tra độ bền uốn:

cF F3 3

c 0

KTl 1, 45.59802.1940,38 MPa [ ]

0,1d D z 0,1.10 .68.6σ σ = = = <


14/31



Kiểm tra độ bền dậ p:

d d0 c 0

2KT 2.1,45.598022,83 MPa [ ]

zD d l 6.68.10.15σ σ = = = <

Do đó điều kiện uốn và bền dậ p của nối tr ục đượ c thỏa.

4. Tính toán thiết k ế trục và then:

Chọn vật liệu chế tạo các tr ục là thép 45 có σ b = 600Mpa, ứng suất xoắn cho

phép [τ] = 20Mpa.

Theo bảng 10.1 [1], chọn ứng suất uốn cho phép [σ] = 70Mpa.

• Xác định sơ bộ đườ ng kính tr ục theo công thức:

k 3k

Td

0, 2[ ]τ =

Vớ i T1 = 59147Nmm; T2 = 178830Nmm; T3 = 541167Nmm ta tính và chọnsơ bộ dườ ng kính các tr ục như sau: d1 = 25mm; d2 = 35mm; d3 = 50mm.

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

Sử dụng các bảng 10.2, 10.3, 10.4 [2] và các công thức 10.10, 10.13 [2] ta

xác định sơ bộ các khoảng cách như sau:

l12 = -69mm l13 = 45mm l11 = 90mm

l22 = 48mm l23 = 190mm l21 = 251mm

l32 = 65,5mm l31 = 131mm l33 = 217mm

Sơ đồ phân tích lực:


15/31



F nt

F t1

F a1

F r1

F t2

F r2

F a2

F a3

F r3

F t3

F t4 F r4

F a4

F x

( I )

( II )

( III )

1nt

0

2T 2.59147F 0,2 0,2 348 N

D 68= = = ; Fx = 5123N

Ft1 = Ft2 = 1534N Ft3 = Ft4 = 4638N

Fr1 = Fr2 = 574N Fr3 = Fr4 = 1736N

Fa1 = Fa2 = 366N Fa3 = Fa4 = 1107N

• Sử dụng phươ ng trình mômen và phươ ng trình hình chiếu của các lực trong

mặt phẳng zOy và zOx, ta tính đượ c phản lực tại các ổ như sau:

R x10 = 152N R y10 = 130NR x11 = 1034N R y11 = 444N

R x20 = 113N R y20 = 894N

R x21 = 3217N R y21 = 1416N

R x30 = 2319N R y30 = 1309N

R x31 = 2319N R y31 = 8168N


16/31



l 12 l 11

l 13

F nt R x10 R x11

R y10

F r1

F a1F t1 R y11

19980

46530

24030

59147

12 10

13 11

M x

N mm

N mm

M y

T

N mm

2 0

2 5

2 5

2 8


17/31



42846

86376 5545

196237

178830

l 22

l 23

l 21

R x20

R y20 R y21

R x21

F t2

F r2

F a2

F a3

F r3 F t3

20 22 23

21

N mm

M y

T

N mm

M x N mm

3 5

4 0

4 0

3 5


18/31



l 32

l 31

l 33

F a4

F t4 F r4

F x

R x30

R y30

R y31

R x31

220639

420086 151895

541167

30

32

3133

N mm

M x

M y

N mm

N mm

T

5 0

5 5

5 0

4 5


19/31



• Xác định mômen tươ ng đươ ng và đườ ng kính tại các tiết diện bằng các công

thức:2 2x yM M M= +

2 2

tdM M 0,75T= + td3

Md

0,1[ ]σ =

Sau đó từ yêu cầu về độ bền, lắ p ghép và công nghệ ta chọn đườ ng kính các

đoạn tr ục như bảng sau:

Tiết diện M Mtd d (tính) d (chọn)

12 0 51223 19,4 20

10 24030 56579 20,1 25

13 50638 72028 21,8 28

11 0 0 0 25

20 0 0 0 35

22 43203 160784 28,4 40

23 214406 264490 33,6 40

21 0 0 0 35

30 0 0 0 5032 267869 539815 42,6 55

31 420086 629379 44,8 50

33 0 468664 40,6 45

• Theo yêu cầu về công nghệ và lắ p ráp, dựa vào bảng 9.10 [2] ta chọn then tại

các tiết diện như sau:


20/31



Tiết diện d b×h t1 t2

12 20 6×6 3,5 2,8

13 28 6×6 3,5 2,8

22 40 12×8 5 3,3

23 40 12×8 5 3,3

32 55 14×9 5,5 3,8

33 45 14×9 5,5 3,8

• Kiểm nghiệm độ bền tr ục:

Ứ ng suất uốn thay đổi theo chu k ỳ đối xứng , do đó: m aM

0;W

σ σ = =

vớ i3 2

1 1d bt (d t )W 32 2dπ −= −

Vì tr ục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu k ỳ mạch động,

do đó: m a0

T

2Wτ τ = =

vớ i3 2

1 10

d bt (d t )W

16 2d

π −= −

1 b(0,4 0,5) 270 MPaσ σ − = ÷ =

1 b(0,22 0,25) 150 MPaτ σ

− = ÷ =

Theo bảng 10.8 [1], ta chọn K σ = 1,75; K τ =1,5

Theo hình 2.9 [1], tra đượ c các hệ số: ψσ = 0,05; ψτ = 0,02

Theo bảng 10.3 [1], ta tra các hệ số εσ và ετ

Hệ số an toàn đượ c tính theo công thức:2 2

s ss

s sσ τ

σ τ

=+

vớ i 1a

m

sK σ

σ σ

σ

σ

σ ψ σ

ε

−=+

; 1a

m

sK τ

τ τ

τ

τ

τ ψ τ

ε

−=+

Tr ục thỏa điều kiện bền mỏi khi: s ≥ [s] = 2,5


21/31



Tiết

diện

d,

mm

W,

mm3W0,

mm3

σa,

MPa

τm=τa,

MPa

εσ ετ sσ sτ S

12 20 642 1428 0 20,71 0,91 0,89 - 4,25 4,25

10 25 1534 3068 13,15 9,64 0,91 0,89 10,68 9,12 6,94

13 28 1930 4085 26,24 7,24 0,91 0,89 5,35 12,15 4,90

23 40 5364 11648 39,97 7,68 0,88 0,81 3,40 10,43 3,23

32 55 14619 30952 18,32 8,74 0,81 0,76 6,82 8,61 5,35

31 50 12272 24544 34,23 11,02 0,84 0,78 3,79 7,00 3,39

33 45 7611 16557 0 16,34 0,84 0,78 - 4,70 4,70

K ết quả trên cho thấy các tiết diện nguy hiểm trên 3 tr ục đều đảm bảo an toàn

về mỏi.

• Kiểm nghiệm độ bền then:

Vớ i tải tr ọng va đậ p nhẹ thì: [σd] = 130Mpa; [τc] = 90Mpa

Điều kiện bền dậ p và bền cắt của then:

d dt 1

2T[ ]

dl (h t )σ σ = ≤

−

c ct

2T[ ]

dl bτ τ = ≤

Tiết diện d, mm b×h t1, mm lt, mm T, Nmm σd, MPa τc, MPa

12 20 6×6 3,5 25 59147 94,64 39,43

13 28 6×6 3,5 36 59147 46,94 15,56

22 40 12×8 5 40 178830 74,51 37,26

23 40 12×8 5 63 178830 47,31 11,83

32 55 14×9 5,5 56 541167 100,40 25,10

33 45 14×9 5,5 63 541167 109,08 27,27

K ết quả trên cho thấy tất cả các mối ghép then đều đảm bảo độ bền dậ p và độ

bền cắt.


22/31



5. Chọn ổ lăn:

a/ Tr ục I:

Sơ đồ bố trí các ổ như hình vẽ:

F r0 F r1

S 0 S 1

F a

Tải tr ọng hướ ng tâm tác dụng lên các ổ:2 2 2 2

r0 x10 y10F R R 152 130 200 N= + = + =

2 2 2 2r1 x11 y11F R R 1034 444 1125 N= + = + =

Lực dọc tr ục: Fa = 366 N

Theo phụ lục 9.4 [3], ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ vớ i ký hiệu 7205 có C =

24000N, C0 =17500N và góc tiế p xúc α = 13,5°.

• Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Theo bảng 11.3 [1], hệ số tải tr ọng dọc tr ục:

e 1,5tg 1,5tg13,5 0,36α = = ° =

Lực dọc tr ục do lực hướ ng tâm sinh ra:

0 r0S 0,83eF 0,83.0,36.200 60 N= = =

1 r1S 0,83eF 0,83.0,36.1125 336 N= = =

Vì S0 < S1 và Fa > S1- S0 do đó theo bảng 11.5 [1], ta xác định đượ c tải tr ọng

dọc tr ục tính toán:

Fa0 = S0 = 60 N

Fa1 = S0 + Fa = 60 + 366 = 426 NHệ số:

K σ = 1,3 ( bảng 11.2 [1] )

K t = 1

V = 1 ( vòng trong quay )

Vì:


23/31



a0

r0

F 600,3 e 0,36

VF 200= = ≤ =

X 1; Y 0⇒ = =

0 r0 a0 tQ (XVF YF )K K 260 Nσ ⇒ = + =

a1

r1

F 426 0,38 e 0,36VF 1125

= = > =

X 0,4; Y 0,4cot g 1,666α ⇒ = = =

1 r1 a1 tQ (XVF YF )K K 1508 Nσ ⇒ = + =

Do đó, ta chọn ổ theo ổ 1 vì tải tr ọng tác dụng lớ n hơ n.

Tải tr ọng tươ ng đươ ng:0,3m

i i 10/3mE

i

(Q L ) 49 36Q 1508 0,9 . 1449 N

L 85 85⎡ ⎤= = + =⎢ ⎥⎣ ⎦

∑

∑

vớ i ổ đũa côn m = 10/3

Khả năng tải động của ổ:0,3 0,3

tt EC Q L 1449.(1259,712) 12335 N C 24000 N= = = < =

vớ i 6 6hL 60nL .10 60.1458.14400.10 1259,712− −= = = triệu vòng

Như vậy, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động.

• Kiểm nghiệm khả năng tải t ĩ nh:

Theo bảng 11.6 [1] vớ i ổ đũa côn:

X0 = 0,5; Y0 = 0,22cotgα = 0,22cotg13,5° = 0,916

t 0 r1 0 a1 r1Q X F Y F 0,5.1125 0,916.426 953 N F= + = + = <

⇒ Qt = Fr1 = 1125 N C0 = 17500 N

Do đó, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải t ĩ nh.

b/ Tr ục II:


F a3

S 1S 0

F r1F r0

F a2


24/31




r0 x20 y20F R R 113 894 901 N= + = + =

2 2 2 2r1 x21 y21F R R 3217 1416 3515 N= + = + =

Lực dọc tr ục: Fa = 1107 - 366 = 741 NTheo phụ lục 9.4 [3], ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ vớ i ký hiệu 7207 có

C = 38000N, C0 = 26000N và góc tiế p xúc α = 14°.


Theo bảng 11.3 [1], hệ số tải tr ọng dọc tr ục:e 1,5tg 1,5tg14 0,37α = = ° =


0 r0S 0,83eF 0,83.0,37.901 277 N= = =

1 r1S 0,83eF 0,83.0,37.3515 1079 N= = =

Vì S0 < S1 và Fa < S1- S0 do đó theo bảng 11.5 [1], ta xác định đượ c tải tr ọng

dọc tr ục tính toán:

Fa0 = S1 – Fa = 1079 – 741 = 338 N

Fa1 = S1 = 1079 N

Hệ số:

K σ = 1,3 ( bảng 11.2 [1] )

K t = 1V = 1 ( vòng trong quay )

Vì:

a0

r0

F 3380,375 e 0,36

VF 901= = > =

X 0,4; Y 0,4cot g 1,604α ⇒ = = =

0 r0 a0 tQ (XVF YF )K K 1173 Nσ ⇒ = + =

a1

r1

F 1079

0,307 e 0,36VF 3515= = ≤ = X 1; Y 0⇒ = =

1 r1 a1 tQ (XVF YF )K K 4570 Nσ ⇒ = + =

Do đó, ta chọn ổ theo ổ 1 vì tải tr ọng tác dụng lớ n hơ n.

Tải tr ọng tươ ng đươ ng:


25/31



0,3mi i 10/3

mEi

(Q L ) 49 36Q 4570 0,9 . 4390 N

L 85 85⎡ ⎤= = + =⎢ ⎥⎣ ⎦

∑∑

vớ i ổ đũa côn m = 10/3

Khả năng tải động của ổ:0,3 0,3tt EC Q L 4390.(400,032) 26491 N C 38000 N= = = < =

vớ i 6 6hL 60nL .10 60.463.14400.10 400,032− −= = = triệu vòng

Như vậy, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động.

• Kiểm nghiệm khả năng tải t ĩ nh:

Theo bảng 11.6 [1] vớ i ổ đũa côn:

X0 = 0,5; Y0 = 0,22cotgα = 0,22cotg14° = 0,882

t 0 r1 0 a1 r1Q X F Y F 0,5.3515 0,882.1079 2709 N F= + = + = <

⇒ Qt = Fr1 = 3515 N C0 = 26000 N


c/ Tr ục III:


F a

S 1S 0

F r1F r0


r0 x30 y30F R R 2319 1309 2663 N= + = + =

2 2 2 2r1 x31 y31F R R 2319 8168 8491 N= + = + =

Lực dọc tr ục: Fa = 1107 NTheo phụ lục 9.4 [3], ta chọn ổ bi đỡ chặn vớ i ký hiệu 36210 có C = 43200N,

C0 = 27000N và góc tiế p xúc α = 26°.


Theo bảng 11.3 [1], hệ số tải tr ọng dọc tr ục: e = 0,68



26/31


27/31



⇒ Qt = Fr1 = 8491 N C0 = 27000 N


6. Thiết k ế vỏ hộp và các chi tiết phụ:

a/ Vỏ hộ p:

_ Chiều dày thân hộ p: δ = 8 mm

_ Chiều dày nắ p hộ p: δ1 = 7 mm

_ Chiều dày gân tăng cứng: e = 8 mm

_ Bu lông nền: M16

_ Bu lông cạnh ổ: M12

_ Bu lông ghép bích nắ p và thân: M10

_ Vít ghép nắ p ổ: M8

_ Vít ghép nắ p cửa thăm: M6 _ Chiều dày bích thân hộ p: S3 = 14 mm

_ Chiều dày bích nắ p hộ p: S4 = 13 mm

_ Bề r ộng bích nắ p và thân: K 3 =38 mm

_ Chiều dày đế hộ p: S1 = 22 mm

_ Chiều r ộng đế hộ p: K 1 =48 mm _ Khe hở giữa bánh r ăng vớ i thành trong hộ p: 10 mm∆ =

_ Khe hở giữa đỉnh bánh r ăng lớ n vớ i đáy hộ p:1

30 mm∆ =

_ Số lượ ng bu lông nền: z = 4

b/ Vòng phớ t: ngăn không cho bụi bặm từ bên ngoài vào bên trong và ngăn dầu,

mỡ chảy ra ngoài.

c/ Vòng chắn dầu: có tác dụng không cho dầu bôi tr ơ n bắn vào ổ bi, ngăn cách

và cố định các ổ bi vớ i bánh r ăng.

d/ Chốt định vị: dùng để đảm bảo vị trí tươ ng đối của nắ p và thân tr ướ c và sau

khi gia công cũng như khi lắ p ghép.

e/ Nút thông hơ i: để làm giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên

ngoài hộ p giảm tốc.


28/31



A B C D E G H I K L M N O P Q R S

M27 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

f/ Nắ p cửa thăm: để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộ p khi lắ p ghép và

để đổ dầu vào bôi tr ơ n vào hộ p.

A B A1 B1 C K R Vít Số lượ ng vít

110 60 150 100 130 80 15 M6 4

g/ Que thăm dầu: kiểm tra mức dầu trong hộ p giảm tốc.


29/31



h/ Nút tháo dầu: dùng để xả dầu cũ ra ngoài.

M16 x 1,5

7. Chọn dầu bôi trơ n:

Theo công thức 13.6a [1], ta có:5 2

HV H br

10 H

v

σ χ

−

=

vớ i độ r ắn bề mặt 250HB ≈ 260HV

σH = 441,82 Mpa

v = 1,87 m/s5

br

10 .260.441,82271,41

1,87 χ

−

= =

Theo đồ thị 13.9 [1], ta chọn dầu bôi tr ơ n có độ nhớ t động học ν = 64.10-6

m2/s khi nhiệt độ t = 50°C.

Theo bảng 13.1 [1], ta chọn dầu bôi tr ơ n ISO VG 68.


30/31



8. Bảng dung sai lắp ghép:

_ Bánh r ăng đượ c lắ p trên tr ục theo kiểu lắ p trung gian: H7/k6.

_ Vòng trong ổ lăn lắ p lên tr ục theo hệ thống lỗ, vòng ngoài ổ lăn lắ p lên vỏ hộ p

theo hệ thống tr ục.

_Thông thườ ng, vòng trong ổ quay còn vòng ngoài đứng yên, do đó vòng trong

chịu tải tuần hoàn còn vòng ngoài chịu tải cục bộ. Vòng trong đượ c lắ p có độ

dôi vớ i tr ục, vớ i miền dung sai của tr ục: k6. Vòng ngoài lắ p có khe hở hoặc lắ p

trung gian vớ i vỏ hộ p, vớ i miền dung sai của lỗ trên vỏ hộ p: H7.

Chi tiết Mối lắ p ES, µm EI, µm es, µm ei, µm

Bánh r ăng – tr ục I H7/k6 +21 0 +15 +2

Bánh r ăng – tr ục II H7/k6 +25 0 +18 +2Bánh r ăng – tr ục III H7/k6 +30 0 +21 +2

Ổ đũa côn I – tr ục I k6 +15 +2

Ổ đũa côn I – vỏ hộ p H7 +30 0

Ổ đũa côn II – tr ục II k6 +18 +2

Ổ đũa côn II – vỏ hộ p H7 +30 0

Ổ bi đỡ chặn – tr ục III k6 +18 +2

Ổ bi đỡ chặn – vỏ hộ p H7 +30 0 Nối tr ục – tr ục I H7/k6 +21 0 +15 +2

Đĩ a xích – tr ục III H7/k6 +25 0 +18 +2


31/31


Tài liệu tham khảo:

[1]. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết k ế máy, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí

Minh, 2004.

[2]. Tr ịnh Chất, Tính toán thiết k ế hệ thống dẫn động cơ khí, Tậ p 1 và 2, NXB

Giáo dục, 2002.

[3]. Nguyễn Hữu Lộc, Bài tậ p chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí

Minh, 2003.

[4]. Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắ p ghép, NXB Giáo dục, 2000.

[5]. Tr ần Hữu Quế, Vẽ k ỹ thuật cơ khí, Tậ p 1 và 2, NXB Giáo dục, 2000.

[6]. Nguyễn Hữu Lộc, Thiết k ế cơ khí vớ i AutoCad Mechanical, NXB TP. Hồ Chí Minh, 2003.

[7]. Nguyễn Hữu Lộc, Mô hình hóa sản phẩm cơ khí vớ i Autodesk Inventor,

NXB Khoa học và k ỹ thuật, 2007.

Documents

Thuyet Minh DAMH CTM