Đồ án chi tiết máy trục vít bánh vít-BKHN

Đồ án Chi tiết máy Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

GVHD: TS.Phạm Minh Hải SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513

Trang: 1

MỤC LỤC Trang

LỜI NÓI ĐẦU 5

PHẦN 1 : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 6

1. Chọn Động Cơ 6

1.1. Công suất yêu cầu của động cơ 6

1.2. Xác định số v ng quay vi c 7

1.3 Chọn tỉ số truyền sơ bộ 7

1.4.Số v ng quay sơ bộ của động cơ. 7

1.5. Chọn động cơ: 8

2. Phân phối tỉ số truyền 8

2.1. Xác định tỉ số truyền ut của h thống 8

2.2. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền 8

3. Tính các thông số trên trục 9

3.1. Tính công suất trên các trục 9

3.2.Tính số v ng quay 9

3.3.Tính o en trên trục 9

3.4. Bảng thông số 10

PHẦN 2 : TÍNH TO N THI T C C BỘ T U N 11

A.Thiết kế bộ truyền đai thang 11

1. Chọn loại đai 11



Trang: 2

2. Xác định đường kính bánh đai: 12

3. Xác định chiều d i đai v khoảng cách trục 12

4. Xác định góc ôm của bánh đai góc nhỏ 13

5. Tính chính xác khoảng cách trục a 13

6. Tính số đai Z 13

7. Các thông số cơ bản của bánh đai 14

8. Xác định ực căng ban đầu v ực tác dụng ên trục 14

9. Thông số của bộ truyền đai 15

B. Tính toán bộ truyền trong hộp 15

1. Chọn vật i u răng bánh vít v trục vít 16

2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít 17

3. Xác định bộ khoảng cách trục 17

4. Xác định ô đun 18

5. Tính chính xác khoảng cách trục aw 18

6. Xác định h số dịch chỉnh 18

7. Xác định các h số v ột số thông số động học 18

8. iể nghi răng bánh vít 19

9. Tính nhi t truyền động trục vít 20

10. Một vài thông số của bộ truyền 20

11. Lực tác dụng 20

12. Bảng thông số bộ truyền 21

13.Chọn khớp nối 21



Trang: 3

PHẦN 3: TÍNH TO N THI T T ỤC 24

1.Tính sơ bộ trục 24

1.1 Chọn vật i u: 24

1.2 Xác định sơ bộ đường kính trục 24

1.3 Lực tác dụng ên trục 25

1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ v trục 26

2. Tính chọn đường kính các đoạn trục 28

2.1 Trục I 28

2.1.1 Tính phản ực 28

2.1.2 Vẽ biểu đồ o en 30

2.1.3 Tính o en uốn tổng v o en tương đương 32

2.1.4 Tính đường kính các đoạn trục 32

2.1.5 Chọn đường kính các đoạn trục 32

2.1.6 Chọn kiể nghi then 33

2.1.7 iể nghi trục theo độ bền ỏi 34

2.1.8 Chọn v kiể nghi ổ ăn 39

2.2 Trục II 42

2.2.1 Tính chọn kết cấu v ổ ăn cho trục II 42

2.2.2 Chọn then 43

2.2.3 Chọn ổ ăn 44

2.2.4 Sơ kết kết cấu của trục 44

PHẦN 4: THI T HỘP GIẢM TỐC 45



Trang: 4

4.1 Tính, ựa chọn kết cấu cho các bộ phận v các chi tiết. 45

4.1.1 ết cấu hộp giả tốc. 45

4.1.2 ết cấu các bộ phận, chi tiết khác. 47

4.2 Bôi trơn v điều chỉnh ăn khớp. 50

4.3 Đinh kiểu ắp, ập bảng dung sai. 50

4.4. Bảng thống kê các kiểu ắp, trị số của sai ch giới hạn v

dung sai của các kiểu ắp. 51

T LUẬN 52

TÀI LIỆU THAM HẢO 53



Trang: 5

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế đồ án Chi tiết máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí,môn học

này không những giúp cho sinh viên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức

đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ

được học sau này.

Đề tài của em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc

trục vít bánh vít và bộ truyền đai thang. Hệ thống được đẫn động bằng động cơ

điện thông qua bộ truyền đai thang, hộp giảm tốc và khớp nối truyền chuyển động

tới băng tải. Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy em đã sử dụng và

tra cứu các tài liệu sau.

-Tập 1 và 2 Chi tiết máy của GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP.

-Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS.TRỊNH

CHẤT- TS. LÊ VĂN UYỂN.

-Dung sai và lắp ghép của GS.TS NINH ĐỨC TỐN.

Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng

với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài

giảng của các môn học có liên quan song bài làm của em không thể tránh được

những thiếu sót. Em kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các

Thầy cô bộ môn giúp cho em ngày càng tiến bộ.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy

và Rô Bốt, đặc biệt là Thầy Phạm Minh Hải đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một

cách tận tình giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án được giao.

Hà Nội, Ngày 12 Tháng 3 Năm 2015



Trang: 6

Sinh Viên: Nguyễn Ngọc Chung

PHẦN 1 : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

- Th ng số đầu vào :

ực k o băng tải : 5750 ( N )

ận tốc băng tải : v 0,34 ( m/s)

Đường kính tang : D 440 (mm)

Số ca làm việc : soca 3 ( ca )

Thời hạn phục vụ : h = 7500 giờ

óc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @ = 135 độ

+ Đặc tính làm việc: êm

1. Chọn Động Cơ

- Chọn động cơ điện là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy, vì

hộ giảm tốc và động cơ biệt lập nên việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất

nhiều đến việc chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp.

Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại và

chú đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động

- Chọn động cơ cần tiến hành theo các bước:

Tính công suất cần thiết của động cơ

Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ

Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá

tải, mô men mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước

động cơ phù hợp với yêu cầu

1.1. C ng suất yêu cầu của động cơ:

tct

PP

Pt : Công suất trên trục công tác



Trang: 7

Pt =

( Kw)

η: Hiệu suất hệ dẫn động.

η ηtv.η3

ol.ηd..ηkn

Trong đó : ηol là hiệu suất của ổ lăn

η tv là hiệu suất của bộ truyền trục vít

ηd là hiệu suất của bộ truyền đai

ηkn là hiệu suất của khớp nối

Tra bảng B 13.2 ta có : ηol = 0,99; ηtv = 0,8; ηd= 0,95; ηkn = 0,99

η = η3

ol.ηtv.ηd..ηkn = ( 0,99 ) 3 . 0,8 . 0,95 . 0,99 = 0,73

=>Pct =

= 2,69 ( kW)

1.2. Xác định số v ng quay làm việc :

nlv =

⁄

1.3. Chọn tỉ số truyền sơ bộ:

usb = ud.utv

Theo bảng B 14.2 ta chọn sơ bộ :

+ Tỉ số truyền đai : ud = 4

+ Tỉ số truyền bộ truyền trục vít : utv = 16

usb = 4.18 = 64

1.4. Số v ng quay sơ bộ của động cơ.

nsb = nlv.usb

=> nsb = nlv.usb = 14,76 = 944,64 ( v/ph)



Trang: 8

Số vòng quay đồng bộ của động cơ:

Chọn ndb = 1000 ( v/ph)

1.5. Chọn động cơ:

- Tra bảng ở phụ lục tài liệu p1.3 [1], chọn động cơ thỏa mãn

+ ndb ~ nsb = 944,64 ( v/ph)

+ Pdc Pct = 2,69 ( kW)

- Ta được động cơ với thông số sau :

+ Ký hiệu động cơ : DK51-6

+ Pcf

dc = 2.8 ( kW)

+ ndc = 950 ( v/ph)

+ cosφ = 0,78

+ Đường kính động cơ : ddc=30 (mm)

Khối lượng : 84 kg

2. Phân phối tỉ số truyền :

- Sau khi lựa chọn động cơ điện ta tiến hành tính toán động học hệ dẫn động cơ

khí được thực hiện theo các bước:

Xác định tỉ số truyền ut của hệ dẫn động

Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động ut, tính theo các bộ truyền

Ut = un.uh

Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục

2.1. Xác định tỉ số truyền ut của hệ thống :

- Tỉ số truyền của hệ : uc =

2.2. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền :

- Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài : uh =



Trang: 9

Vậy ta có :

+ uc = 64,36

+ uh = 16,09

+ ud = 4

3. Tính các thông số trên trục :

3.1. Tính công suất trên các trục :

- Công suất trên trục II : pII =

- Công suất trên trục I : pI =

- Công suất trên trục động cơ: p*dc=

3.2.Tính số v ng quay:

- Số vòng quay của động cơ: ndc = 950 ( v/ph)

- Số vòng quay trên trục I : nI =

=

= 237,50 ( v/ph)

- Số vòng quay trên trục II : nII

=14,76 ( v/ph)

- Số vòng quay trên trục III: n*lv=

( v/ph)

3.3.Tính momen trên trục:

- Momen xoắn trên trục động cơ :

- Momen xoắn trên trụ I:



Trang: 10

TI =

- Momen xoắn trên trục II :

Momen xoắn trên trục công tác :

3.4. Bảng th ng số:

Th ng số

Truc

Động cơ I II Công tác

U ud = 4 uh = 16,09 ukn = 1

n (v/ph) 950 237,50 14,76 14,76

P (kw) 2,69 2,53 2,00 1,96

T (N.mm) 27041,58 88341,86 1294037,94 1268157,18



Trang: 11

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

- Theo yêu cầu: truyền động đai

- Truyền động đai dùng để truyền động giữa các trục xa nhau. Đai được mắc lên

2 bánh với lực căng ban đầu O, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt

tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi.

- Nhờ đai có độ dẻo, bộ truyền làm việc êm, không ồn thích hợp với vận tốc lớn.

- Chỉ tiêu về khả năng làm việc của truyền động đai là khả năng k o và tuổi thọ

của đai.

- Thiết kế truyền động đai gồm các bước:

Chọn loại đai: đai thang

Xác định các kích thước và thông số bộ truyền.

Xác định các thông số của đaitheo chỉ tiêu về khả năng k o của đai và về

tuổi thọ

Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục

A. Thiết kế bộ truyền đai thang :

- oại đai này có tiết diện hình thang, mặt làm việc là 2 mặt 2 bên tiếp xúc với

các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và

bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng k o cũng lớn

hơn. Tuy nhiên cũng do ma sát lớn hơn nên hiệu suất của đai hình thang thấp

hơn đai dẹt.

- Th ng số yêu cầu :

P = pđc = 2,69 (kw)

TI = Tđc = 27041,58 (N.mm)

NI = nđc = 950 (vòng/phút)

U = uđ = 4

1. Chọn loại đai:



Trang: 12

Chọn đai thường

Theo 4.1[1] với {

→ chọn tiết diện đai A với các thông số bảng 4.3[1]

Kí hiệu Kích thước tiết

diện

Diện tích tiết

diện A

(mm2 )

Đường kính

bánh đai nhỏ

d1(mm)

Chiều dài

giới hạn l

(mm) bt b H Y0

A 11 13 8 2,8 81 100÷200 560÷4000

2. Xác định đường kính bánh đai:

Chọn theo tiêu chuẩn bảng B 4.21

163

, ta được 1 160( )d mm

Kiểm tra về vận tốc :

1 1

ax

. 160.950.7,96( / ) 25( . )

60000 60000m

d nv m s v m s

1d thỏa mãn

d2 = u.d1(1- ɛ 4.160 1-0,03) = 620,8 (mm)

trong đó hệ số trượt 0,02 0,04 , ta chọn 0,03

Chọn theo tiêu chuẩn bảng B 4.6

167

, ta được 2 630( )d mm

Tỉ số truyền thực tế :

2

1

6304,059

. 1 160.(1 0,03)t

du

d

Sai lệch tỉ số truyền:

4,059 4,000

.100 .100 1,4824,0

tu uu

u

%

2d thỏa mãn

3. Xác định chiều dài đai và khoảng cách trục: Dựa vào ut= 4,059, tra bảng 4.14[1] ta chọn a/d2=0,9

→ asb= 0,9.d2= 0,9.630 = 567 (mm)

Chiều dài đai :

2 2

2 11 2630 160160 630

2. 2.567 2471,699( )2 4. 2 4.567

sb

sb

d dd dL a mm

a



Trang: 13

Dựa vào bảng 4.13[1] ta chọn theo tiêu chuẩn 2500(mm)

Số vòng chạy của đai:

1ax

7,963,18( ) 10( )

2,50S m

vi i mm

L

4. Xác định góc m của bánh đai góc nhỏ

2 1

1

57 57 630 160180 180 156

1107,57

d d

a

1 >

min 120 . ậy 1 thỏa mãn.

5. Tính chính xác khoảng cách trục

a= √

= L - 2 1

22652

d d

= 2 1 630 160

2352 2

d d

a= √

= 1107,57 (mm)

6. Tính số đai Z

0

.k

.C .C . .L u z

đpZ

p C C

α

Trong đó

P- công suất trên trục bánh đai chủ động P = 2,69 (kw)

0p - công suất cho phép . Tra bảng 4.19[1] theo tiết diện đai A,

d1 160 mm và v 7,96 m/s ta được{ 0p

kđ - hệ số tải trọng động . Tra bảng 4.7[1] ta được kđ =1,1

C α - hệ số ảnh hưởng của góc ôm

C α = 1- 0,0025(180- ) khi = 150o÷180

o



Trang: 14

Tra bảng 4.15[1] ta được C α = 0,96

CL - hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai. Tra bảng 4.16[1] với

0

L

L=

47=> CL = 1,08

uC - hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền

Tra bảng 4.17[1] với ut>3 ta được uC =1,14

zC - hệ số kể dẫn đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dãy đai

Tra bảng 4.18[1] ta có 0

P

P=

=> zC = 1

0

.k

.C .C . .L u z

đpZ

p C C

α

= 2,69.1,1

1,072,34.0,96.1,08.1,14.1

ấy z 1

7. Các th ng số cơ bản của bánh đai

Chiều rộng bánh đai B Z-1)t =2e

ới z 1, t 15,e 10. Tra bảng 4.21[1]

B = (1-1).15 +2.10=20(mm)

{ 0h

{

036

Đường kính ngoài của bánh đai

1 1 0

2 2 0

2 160 2.3,3 166,6( )

2 630 2.3,3 636,6( )

a

a

d d h mm

d d h mm

Đường kính chân bánh đai

1 1

2 2

166,6 12,5 154,1( )

636,6 12,5 624,1( )

f a

f a

d d H mm

d d H mm

8. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

ực căng ban đầu 0

780. .

. .

đv

p kF F

V C Z

Bộ truyền tự động điều chỉnh lực căng > v=0(N)

Bộ truyền định kỳ điều chỉnh lực căng > v=qm.v2

Tra bảng 4.22[1] > qm.= 0,105, V=7,96(m/s)



Trang: 15

Fv=0,105. 7,962=6,65(N)

0

780. .

. .

đv

p kF F

V C Z

=780.2,69.1,1

6,65 308,68( )7,96.0,96.1

N

ực tác dụng lên trục bánh đai

Fr=1

0

1562 . sin( ) 2.308,68.1.sin( ) 603,87( )

2 2F Z N

9. Tổng hợp th ng số của bộ truyền đai

Thông số Ki hiệu iá trị

Tiết diện đai A

Đường kính bánh đai nhỏ 1d 160(mm)

Đường kính bánh đai lớn 2d 630(mm)

Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ 1ad 166,6(mm)

Đường kính đỉnh bánh đai lớn 2ad 636,6(mm)

Đường kính chân bánh đai nhỏ 1fd 154,1(mm)

Đường kính chân bánh đai lớn 2fd 624,1(mm)

óc chêm rãnh đai 360(mm)

Số đai Z 1

Chiều rộng bánh đai B 20(mm)

Chiều dài bánh đai L 2500(mm)

Khoảng cách trục a 1107,57(mm)

óc ôm bánh đai nhỏ 1 1560

ực căng ban đầu 0F 6,65(N)

ực tác dụng lên trục rF 603,87(N)

B. Tính toán bộ truyền trong hộp.



Trang: 16

Truyền động trục vít gồm trục vít và bánh vít ăn khớp với nhau. Nó được

dùng để truyền động giữa các trục ch o nhau, góc giữa 2 trục thường là 90o

Do các trục ch o nhau như vậy nên trong chuyển động trục vít xuất hiện vận

tốc trượt vs hướng dọc treo ren trục vít. Trượt dọc rang làm tăng mất mát về

ma sát, làm giảm hiệu suất, tăng nguy hiêm về dính và mòn. ì vậy đăc

điểm này cần được chú ý trong quá trình thiết kế truyền động trục vít

Bộ truyền trục vít có các dạng hỏng: tróc rỗ bề mặt rang, gẫy răng, mòn và

dính, trong đó mòn và dính xảy ra nguy hiểm hơn. Tuy nhiên vì chưa có

phương pháp tính dính và mòn một cách thỏa đáng nên vẫn tính toán bộ

truyền trục vít theo độ bền tiếp xúc và độ bền uốn, đồng thời trên cơ sở thực

nghiệm và kinh nghiệm sử dụng bộ truyền mà điều chỉnh trị số của ứng suất

cho ph p, nhờ đó có thể đề phòng được dính và hạn chế được mòn.

Thiết kế truyền động trục vít bao gồm các bước sau:

Chọn vật liệu

Xác định ứng suất cho ph p

Tính thiết kế

Tính kiểm nghiệm

Quyết định lần cuối các kich thước và thông số bộ truyền

Kiểm nghiệm về nhiệt

Tính toán truyền động trục vít - bánh vít.

Thông số đầu vào:

1

1 2

1 2

2,53

88341,86 . ; 1294037,94 .

/ ; 14,76 /

16,

237,5

09

750

0

0

I II

I II

TV

h

P P kW

T T N mm T T N mm

n n v ph n n v ph

u u

L h

1. Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít:

a. Xác định sơ bộ vận tốc trượt:

5 5 331 24,5.10 . 4,5.10 . . 12940372 ,37 94, 1,10 65 /sv n T m s

b. Xác định vật liệu:

vs=1,16 (m/s) < 2(m/s)→ Chọn vật liệu răng bánh vít là gang xám tương

đối mềm.

Tra bảng B7.1/146[1] với:

ật liệu bánh vít: Gang xám

Ký hiệu: C 5-32



Trang: 17

Cách đúc: dùng khuôn cát

σb = 150 (MPa)

σbu = 320 (MPa)

Chọn vật liệu trục vít là: Th p 45,tôi cải thiện đạt độ rắn HRC>45

2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít [ ]

a. Ứng suất tiếp xúc cho phép

Theo bảng 7.2

1481 với 1,16( / )sv m s [ ]= 155,2 (MPa)

b. Xác định ứng suất uốn cho phép [ ]

Theo công thức 7.11[1]: [ ]=0,12 σbu

0,12 0,12.320 38,4buFO MPa

c.Ứng suất cho phép khi quá tải:

Theo công thức 7.14[1] có:

max

max

[ ] 1,5. 1,5.155,2 232,8

[ ] 0.6 0,6.150 90( )

H H

F b

MPa

MPa

3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

2

23w 2

2

.170( ). . ,

.

H

H

T Ka Z q

Z q

với:

KH- Hệ số tải trọng. Chọn sơ bộ KH=1,2

Chọn số mối ren trục vít Z1=2 Z2= u.Z1=16,09.2= 32,18

Chọn Z2= 32

Tỉ số truyền thực tế:

2

1

3216

2t

Zu

Z

Sai lệch tỉ số truyền:

16 16,09.100% .100% 0,56

16,09

tu uu

u

%

q - hệ số dường kính trục

q =0,3.Z2=0,3.32= 9,6 ; Tra bảng 7.3

[1]150

B , chọn q theo tiêu chuẩn q 10

T2 - Môment trên trục bánh vít trục II :T2= 1294037,94 (Nmm)

Do vậy:



Trang: 18

2 2

2 33w 2

2

170 170 .1,2( ). . (32 10). . 237,99( )

.[ ] 32.155,

1294037,

2 10

94H

H

T Ka Z q mm

Z q

Chọn aw= 240(mm)

4. Xác định m đun:

2

2. 2.24011,43( )

10 32

wam mm

q Z

Tra bảng 7.3

[1]150

B ,chọn m theo tiêu chuẩn: m 12,5

5. Tính chính xác khoảng cách trục aw

2

w

( ) 12,5.(32 10)262,5( )

2 2

m Z qa mm

Chọn aw=265(mm).

6. Xác định chính xác hệ số dịch chỉnh

Hệ số dịch chỉnh:

w2

2650,5.( ) 0,5.(10 32) 0,2 0,7

12,5

ax q Z x

m thỏa mãn

7.Xác định các hệ số và một số th ng số động học:

Tỉ số truyền thực tế: ut=16

óc vít lăn: 1w

4arc arc 10,89

2. 10 2.0,2

Ztg tg

q x

Đường kính vòng lăn của trục vít: w1

w2 w w1

( 2. ).m 10 2.0,2 .12,5 130( )

2. 2.265 130 400( )

d q x mm

d a d mm

ận tốc trượt: 1 1. . .130.237,51,65

60000.cos 60000.cos10,89

ws

w

d nv

(m/s)

ới vs =1,65 (m/s) Tra bảng 7.2[1] =>v= 1,65(m/s) => H =140,5 (Mpa)

Theo bảng 7.4

1521 với:

Nhóm vật liệu bánh vít: Gang xám

Độ rắn mặt ren trục vít: HRC 45

Vận tốc trượt: vs = 1,65 (m/s)

Ta được:

Góc ma sát 3,55o

Hệ số ma sát 0,062f

Hiệu suất của bộ truyền:



Trang: 19

w

w

0,95. ( ) 0,95. (10,89)0,71

( ) (10,89 3,55)

tg tg

tg tg

HK - Hệ số tải trọng: .H H HvK K K , trong đó:

HK - Hệ số tập trung tải trọng trên chiều rộng vành răng:

Tải trọng không đổi (các bộ truyền 1 cấp →HK

=1

HK Hệ số tải trọng động:

Với vs =1,65(m/s) tra bảng 7.6

[1]153

B ta được: Cấp chính xác của bộ truyền

trục vít bằng 9.

Tra bảng 7.7

[1]153

B với vs =1,65(m/s) và CCX=8 ta được 1,3HVK

Vậy . 1.1,3 1,3H H HvK K K

8. Kiểm nghiệm răng bánh vít:

a. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

3 3

2 2

2 w

.170 170 32 10 .1,3. . 132,09( )

32 2

1294037,94

65 10

HH

Z q T KMPa

Z a q

Kiểm tra:

132,09 [ ] 140,5H H >Thỏa mãn

b. Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

2

2. 2

1,4 . .[ ]

.

F FF F

n

T K Y

b d m

[F ]- Ứng suất uốn cho phép của bánh răng vít: [

F ]=38,4 (MPa)

KF - Hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF = .F FvK K , FK = HK =1

FvK = HvK =1,3

mn - Mô đun pháp của răng bánh vít:

w. .cos 12,5.cos10,89 12,27( )o

nm mcos m mm

YF - Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng bánh vít tương đương Zv:

2 2

3 3 3

w

3233,79

cos cos cos 10,89v o

Z ZZ

Tra bảng 7.8

[1]154

B với Zv =68,94 ta được YF = 1,67

b2 - Chiều rộng bánh răng vít:

2 10,75. 0,75. .( 2) 0,75.12,5.(10 2) 112,5ab d m q (mm)



Trang: 20

Chọn b2= 110(mm)

d2 =m.Z2 = 12,5.32 =400(mm)

Thay vào ta có:

2

2 2

1,4 . . 1,4. .1,3.1,677,28 [ ] 38,4( )

. . 110.

12940

400.12,27

37,94F FF F

n

T K YMPa MPa

b d m

(Thỏa mãn)

9. Tính nhiệt truyền động trục vít:

Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc(Khi Aq 0,3.A):

0

1000(1 ).

[0,7.K (1+ )+0,3.K ]. .([t ]-t )t tq d

PA

, trong đó:

Hiệu suất bộ truyền: 0,74

P - Công suất trên trục vít: 1 2,53( ).P P kW

Kt - Hệ số tỏa nhiệt: Kt =8 17,5 W/(m2 o

C) Chọn Kt= 13

t0 - Nhiệt môi trường xung quanh: Thường lấy t0= 25o

[td] - Nhiệt độ cho phép cao nhất của dầu: Do trục vít đặt dưới [td] = 90oC

Ktq - Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt tra bảng trang 157[1]

với số vòng quay của quạt nq = 950(vg/ph) Ktq = 20,2(W/m2.C

0)

Hệ số kể đến sự thoát nhiệt xuống đáy hộp: 0,25

Hệ số giảm nhiệt do làm việc ngắt quãng: 1

Thay vào ta có:

2

0

1000(1 ). 1000(1 0,74).2,530,58( )

[0,7.K (1+ )+0,3.K ]. .([t ]-t ) [0,7.13.(1 0,25) 0,3.20,2].1.(90 25)t tq d

PA m

10. Một vài thông số của bộ truyền:

Đường kính vòng chia:

1

2 2

. 10.12,5 125( )

. 12,5.32 400( )

d q m mm

d m Z mm

Đường kính vòng đỉnh:

1 1

2 2

2 125 2.12,5 150( )

( 2 2. ) 12,5(32 2 2.0,2) 430( )

a

a

d d m mm

d m Z x mm

Đường kính vòng đáy:

1 1

2 2

2,4 125 2,4.12,5 95( )

( 2,4 2. ) 12,5(32 2,4 2.0,2) 375( )

f

f

d d m mm

d m Z x mm

Góc ôm:2

1

110arcsin arcsin 44 4'

0,5. 150 0,5.12,5

o

a

b

d m



Trang: 21

11.Lực tác dụng

Theo công thức 10.2[1] ta có:

1 2

2

1294037,942 2.6470,19( )

400

IIa t

TF F N

d

1tF = 2aF = 1aF .tg =4977,07.tg(10,89o+3,55

o)= 1666,08 (N)

1rF = 2rF = 1 6470,19.cos3,55.cos 20 .cos10,89 2383,40( )

) cos(10,89 3,55 )

.cos.

cos(

oo oa

o o

Fgt t Ng

12.Thông số bộ truyền trục vít

Thông số Ký hiệu iá trị

Khoảng cách trục aw 265(mm)

Mô đun m 12,5 (mm)

Tỉ số truyền u 16

Số mối ren vít Z1 2

Số răng bánh vít Z2 32

Đường kính vòng chia d1 125 (mm)

d2 400 (mm)

Đường kính vòng lăn dw1 130 (mm)

dw2 400 (mm)

Đường kính vòng đỉnh da1 150 (mm)

da2 430 (mm)

Đường kính vòng đáy df1 95(mm)

Đường kính vòng đáy df2 375(mm)

Hệ số đường kính q 10

Hệ số dịch chỉnh bánh vít x 0,2

Góc ôm 44°4’

Góc vít w 10°53’

Chiều rộng bánh vít b2 110 (mm)



Trang: 22

13. Chọn khớp nối:

Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.

Ta sử dụng khớp nối theo điều kiện:

cf

t kn

cf

t kn

T T

d d

Trong đó:

dt - Đường kính trục cần nối:

3

0,2.[ ]

IIsb

Td

Chọn [ ]=20 MPa

331294037,94

68,65( )0,2.[ ] 0,2.20

IIsb

Td mm

Chọn dt =dsb = 68,65(mm)

Tt - Mooment xoắn tính toán:

Tt k.T, với:

k - Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng,16.1

[2]58

B ta lấy k 1,3

T - Môment xoắn danh nghĩa trên trục:

T = TII = 1294037,94 (Nmm)

Tt =k.T=1,3. 1294037,94 =1682249,322(Nmm)=1682,25(Nm)

Tra bảng 16.10

[2]68

aB với điều kiện:

1682249,322( )

68,65( )

cf

t kn

cf

t kn

T Nmm T

d mm d

Ta được kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi,mm:

d D md L l 1d oD Z axmn B 1B 1l 3D 2l

71 260 120 175 140 125 200 8 2300 8 70 48 48 48

Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi: Tra bảng 160

[2]69

bB với 2000( )cf

knT Nm

Ta được:



Trang: 23

T,Nm cd 1d 2D l 1l 2l 3l h

2000 24 M16 32 95 52 24 44 2

* Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:

0 3

1294037,92 2.1,3.1,99 [ ] 2

. . . 8.200.24.44

4d d

c

kTMPa MPa

Z D d l

* Điều kiện sức bền uốn của chốt:

0

3 3

1294037,91,3. .6448,68 60

0,1. . . 0,1.24 .200.8

4u

c o

kTlMPa MPa

d D Z

ới 21

2452 64

2 2o

ll l



Trang: 24

PHẦN 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

Trục dùng để đỡ các chi tiết quay, bao gồm trục tâm và trục truyền. Trục

tâm có thể quay với các chi tiết lắp trên nó hoặc không quay, chỉ chịu được

lực ngang và momen uốn.

Trục truyền luôn luôn quay, có thể tiếp nhận đồng thời cả momen uốn và

momen xoắn. Các trục trong hộp giảm tốc, hộp tốc độ là trục truyền.

Chỉ tiêu quan trọng đối với phần lớn các trục là độ bền, ngoài ra là độ

cứng, đối với trục quay nhanh là độ ổn định

Tính toán thiết kế trục bao gồm các bước:

Chọn vật liệu

Tính thiết kế trục về độ bền

Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

Trường hợp cần thiết tiến hành kiểm nghiệm trục về độ cứng. Đối với

trục quay nhanh còn kiểm nghiệm trục về độ ổn định dao động.

1.Tính sơ bộ trục:

1.1 Chọn vật i u:

Dùng th p C45 có tôi cải thiện.

Ứng suất bền: 600( )b MPa

Ứng suất xoắn cho ph p:[ ] 15...30MPa

1.2 Xác định sơ bộ đường kính trục:

Theo công thức 10.9

[1]188

ta có:

3

0,2.[ ]

II

Td

3

0,2.[ ]

IIII

Td

Trong đó: [ ]: ứng suất xoắn cho ph p. Chọn trục I [ ] 15( )MPa Trục II [ ] 20( )MPa

TI:Momen xoắn trên trục vít. TI=T1= 88341,86 (Nmm)

TII:Momen xoắn trên trục bánh vít TII =T2= 1294037,94 (Nmm)

ậy:



Trang: 25

3388341,

30,88( )0,2.[ ] 0,2.15

86II

Td mm

331294037,94

68,65( )0,2.[ ] 0,2.20

IIII

Td mm

Chọn sơ bộ: 35( )

70( )

I

II

d mm

d mm

1.3 Lực tác dụng ên trục:

ực do bộ truyền trục vít tác dụng lên:

21 2

2

1 2 1

11 2

2

. ( )

.cos. .cos

cos( )

a t

t a a

ar r

TF F

d

F F F tg

FF F tg

Trong đó:

1 2; :a aF F ần lượt là lực dọc trục trên trục vít và bánh vít

1 2; :t tF F ần lượt là lực vòng trên trục vít và bánh vít

1 2; :r rF F ần lượt là lực hướng tâm trên trục vít và bánh vít

2 :d Đường kính vòng chia bánh vít,

2 650( )d mm

2 :T Momen xoắn trên trục bánh vít,

2 1294037 ( ),94T Nmm

: à góc profin trong mặt cắt dọc của trục vít, 20o

: Góc vít, 11 18’

: Góc ma sát, 3,15

Dấu do trục vít là chủ động

Ta có:

21 2

2

0 0

1 2 1

00 01

1 2 0 0

2 2.6470,19( )

400

. ( ) 6470,19. (10,89 3,55 ) 1666,08( )

.cos 6470,19.cos3,55. .cos . 20 .cos10,89 2383,40( )

co

1294037

s( ) cos(3,55

,94

10,89 )

a t

t a a

ar r

TF F N

d

F F F tg tg N

FF F tg tg N

ực do bộ truyền đai tác dụng lên trục theo kết quả phần 2 : 603,87( )rF N

ì góc nghiêng giữa bộ truyền đai và phương nằm ngang là @ 135o

Nên đường nối tâm tạo với phương thẳng đứng Oy 1 góc 45o



Trang: 26

Nên Fr sẽ được phân thành 2 thành phần:

.sin 45 427( )rx rF F N

Fry = Fr.cos45° = 427 (N)

ực vòng trên khớp nối: 1294037,2 2.

12940.38( )20

94

0

tt

o

TF N

D

Do : Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt, Do = 200 (mm)

ực khớp nối tác dụng lên: (0,2 0,3). (2588,08 3882,11)rkn tF F

Chọn 3500( )rknF N

Sơ đồ đặt lực chung :

Frkn

Fa1

Fr2

Fa2

Ft2

Ft1 Fr1

Fry

Fr

z

y

o

Frx

n2

n1

x

1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ v trục:

- Chiều rộng ổ lăn bo theo bảng 10.2

[1]189

ta có:

21( )35

70 35( )

oII

II oII

b mmd mm

d mm b mm

Chiều dài mayo bánh đai:



Trang: 27

12 (1,2 1,5) (1,2 1,5).35 (42 52,5)( )m Il d mm

ấy 12 50( )ml mm

Chiều rộng mayo bánh vít:

22 (1,2 1,8). (1,2 1,8).70 (84 126)( )m II mml d

ấy 22 100( )ml mm

Chiều rộng may ơ nửa khớp nối của vòng đàn hồi:

(1,4 2,5). (1,4 2,5).70 (98 175)( )m IIl d mm

ấy 23 150( )ml mm

Theo bảng 10.3

[1]189

ta có:

- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến thành trong của hộp k1=10

- Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k2 = 10

- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến lắp ổ: k3 =15

- Chiều cao lắp ổ và đầu bu lông: hn =15

X t trục I Trục vít .

12 12 12 30,5( ) 0,5(50 21) 15 15 65,5( )c m oI nl l l b k h mm

Ta có: 2 2 1,5 536 1,5.12,5 554,8( )aM ad d m mm , Do số mối ren vít Z1=2).

Tra bảng 7.9

[1]155

B

Chọn 2 540( )aMd mm

11 2(0,9 1). (0,9 1).540 (486 540)aMl d ấy

11 500( )l mm

1113

500250( )

2 2

ll mm

X t trục II .

22 22 1 20,5.( ) 0,5(100 35) 10 10 87,5( )m oIIl l b k k mm

21 222. 2.87,5 175( )l l mm

23 21 23cl l l Có:

23 23 30,5( ) 0,5(150 35) 15 15 122,5( )c m oII nl l b k h mm

23 175 122,5 297,5( )l mm



Trang: 28

Bảng tóm tắt lực tác dụng lên trục và kích thước các đoạn trục.

Thông số Trục I Trục II

ực

427( )rxF N

Fry = 427 (N) 3500( )rknF N

1

1

1

6470,19( )

1666,08( )

2383,40( )

a

t

r

F N

F N

F N

2

2

2

1666,08( )

6470,19( )

2383,40( )

a

t

r

F N

F N

F N

eMomen 1 88341, ( )86T Nmm 2 1294037 ( ),94T Nmm

Chiều dài

mayo 12 50( )ml mm

22 100( )ml mm

23 150( )ml mm

Chiều dài

đoạn trục

12 65,5( )l mm 22 87,5( )l mm

11 500( )l mm 21 175( )l mm

13 250( )l mm 23 297,5( )l mm

* Sơ đồ xác định khoảng cách:



Trang: 29

2. Tính chọn đường kính các đoạn trục

2.1. Trục I

2.1.1 Tính phản ực

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:

Fa1

Ft1Fr1

Fry

Fr

x

z

y

o

FrxFlx11

Flx10

Fly10

Fly11

2

0

3

1

L13=250

L11=500

L12=65,5

Phương trình cân bằng :

427 1666,08

.500

010 11

427 2383,40 010 11

130(1) 427.(65,5 500) 6470,19. 2383,40.250 0

10 2

(1) 427.(65,5 500) .500 1666,08.250 010

F Fl Flx x x

F Fl Fly y y

M Flx y

M Fly x

w1

.

( )

( )

010 1 11

010 1 11

(1) . . . 012 11 10 11 1 1 132

(1) . . 012 11 10 11 1 13

rxF F Fl Ft Flx x x

F Fry Fl Fr Fly y y

dM Fry l l Fl l Fa Fr lx y

M Frx l l Fl l Ft ly x



Trang: 30

350,1010

2427,610

888,9811

382,811

Flx

Fly

Flx

Fly

2.1.2 Vẽ biểu đồ o en



Trang: 31

Fa1

Ft1

Fr1

Fry

Fr

Frx

Flx10

Fly10

Fly11

65,5 250 250

2

0

3

1

MZ

My

MX

88341,86

yOz

xOz

27968,5

27968,5472181,5

67794,6

222243,5Ø

60

Ø55

k6

Ø60

Ø55

k6

Ø50

H7

k6

Flx11



Trang: 32

2.1.3 Tính o en uốn tổng v o en tương đương Tại vị trí 2.

2 2

2 2 2

2 2 2

2 2

0

0,75 0 0,75 8. 76506,3(Nmm)8341,86

x y

td td I

M M M

M M T

Tại vị trí 0.

2 2 2 2

0 0 0 27968,5 27968,5 39553,4( )x yM M M Nmm

2 2 2 2

0 0 0,75 39553,4 0 88341,86,75. 86126,0( )td IM M T Nmm

Tại vị trí 3.

2 2 2 2

3 3 3

2 2 2 2

3 3

472181,32 222243,52 521869,1( )

0,75 521869,1 0,75 8. 5274478341, )86 ,2(

x y

td I

M M M Nmm

M M T Nmm

Tại vị trí 1.

1

1

0

0td

M

M

2.1.4 Tính đường kính các đoạn trục

Dựa vào bảng [10.5/195-1] với 35, 850I bd [ ] 64( )MPa

Áp dụng công thức 10.17[194-1] có:

233

2

033

0

3333

1

76506,322,9( )

0,1.[ ] 0,1.64

86126,023,8( )

0,1.[ ] 0,1.64

527447,243,5( )

0,1. 0,1.64

0

td

td

td

Md mm

Md mm

Md mm

d

2.1.5 Chọn đường kính các đoạn trục

Từ các yêu cầu về độ bền, lắp gh p, công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục:

Đường kính tại vị trí trục vít: 3 60( )d mm

Đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn: 0 1 55( )d d mm

Đường kính tại vị trí lắp bánh đai : 2 50( )d mm



Trang: 33

2.1.6 Chọn v kiể nghi then

a) Chọn then

* Sử dụng then bằng .

Theo bảng 9.1b/174[1] ta có bảng thông số của then.

Đường

kính

Kích thước tiết diện

then Chiều sâu rãnh then

Bán kính góc lượn

của rãnh

b h 1t 2t Nhỏ nhất ớn nhất

50 16 14 9 5,4 0,25 0,4

b) iể nghi then

Điều kiện bền dập.

1

2[ ]

. ( )

Id d

t

T

d l h t

CT 9.1[173-1]

Trong đó:

+ :tl là chiều dai then,

12(0,8 0,9). (0,8 0,9).50 (40 45)t ml l mm

Chon tl = 45 mm

2.15,7( )

50.45. 14 9

88341,86d MPa

Theo bảng [9.5/178-1]: ật liệu làm bằng th p, mối gh p cố định, đặc

tính làm việc va đập vừa thì [ ] 100d MPa

ậy điều kiện bền dập của then thỏa mãn.

Điều kiện bền cắt.

2

[ ]. .

Ic c

t

T

d l b [9.2/173-1]

2.4,9( ) 60( )

50.45.16

88341,86c cMPa MPa

ậy điều kiện bền cắt thỏa mãn



Trang: 34

2.1.7 iể nghi trục theo độ bền ỏi

Kết cấu thiết kế cần đảm bảo độ bền mỏi. Hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm

phải thỏa mãn điều kiện:

2 2

.[s]

j j

j

j j

s ss

s s

[10.19/195-1]

Trong đó:

o [ ] :s là hệ số an toàn cho ph p [ ] 1,5 2,5s Chọn [ ] 2s

o , :j js s là hệ số an toàn chỉ x t riêng ứng suất pháp và hệ số an

toàn chỉ x t riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j.

1

aj. .j

dj mj

sK

[10.20/195-1]

1

aj. .rj

dj mj

sK

[10.21/195-1]

ới:

1 1, : là giới hạn mỏi uốn ứng và xoắn với chu kì đối xứng.

ấy gần đúng:1

1 1

0,436. 0,436.850 370,6

0,58. 0,58.370,6 214,9

b MPa

MPa

(TH Thép 45, tôi, 850b MPa )

aj aj, , , :mj mj là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp

và ứng suất tiếp tại tiết diện j:

max min

max min

2

2

j j

aj

j j

mj

+) Đối với trục đều, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng, do

đó:

aj max0;j

mj j

j

M

W [10.22/196-1]



Trang: 35

+) Trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch

động:

max

aj

oj2 2

j

mj

T

W

[10.23/196-1]

W , W :j ojlà Momen cản uốn và momen cản xoắn tại tiết diện j

của trục, được xác định theo bảng 10.6

, : là hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình

đến độ bền mỏi.

ới th p 45, tôi có 850b MPa

Theo bảng [10.7/197-1] có: 0,1

0,05

, :dj djK K là hệ số, xác định theo công thức:

1x

dj

y

KK

KK

[10.25-1]

1x

dj

y

KK

KK

[10.26-1]

+) :xK hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc

vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt, B.10.8[1]: Trục

được mài 0,32 0,16 , 850 1a b xR m K

+) :yK hệ số tăng bền bề mặt, do không dùng các phương pháp

tăng bền bề mặt nên 1yK

+) , : hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng cua kích thước tiết

diện trục đến giới hạn mỏi, theo bảng 10.10[1]:

+) , :K K Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn

Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại vị trí lắp ổ lăn 0.

o Chọn lắp gh p: Các ổ lăn trên trục lắp gh p theo kiểu k6.

+) 88341

39553,4

,

(Nmm)

86

0

550

M Mj

T T Nmmj I

d d mmj



Trang: 36

+)

3 3

1

3 3

1

.55W 16325,5( )

32 32

.55W 32651,1( )

16 16

ol

olo

dNmm

dNmm

10 max

1

0 0

1

39553,42,42( )

W 16325,5

188341,86

,35( )2.W 2.32651

a

Im a

O

MMPa

TMPa

+) ới 55old mm theo bảng [10.10/198-1] ta có:0,80

0,75

Theo bảng [10.11/198-1] :

3,09

2,35

K

K

+) Ta có:

0

0

3,09 1 1 /1 3,09

2,35 1 1 /1 2,35

d

d

K

K

Suy ra:

0

0

2 2

370,649,6

3,09.2,42 0,1.0

214,966,3

2,35.1,35 0,05.1,35

49,6 66,3

1

1

. 49,6.66,30 0 39,70 2 2

0 0

s

s

Kaj mjdj

Kaj mjdj

s ss

s s

ậy: 0 39,7 [ ] 2s s Thỏa mãn

Kiểm nghiệm tại tiết diện nắp bánh đai:

Ta có: 88341,86

2

02

50

M Mj

T T Nmmj I

d d mmj



Trang: 37

Do M13 0 nên ta chỉ kiểm tra hệ số an toàn khi chỉ tính tính tiêng ứng suất tiếp,tra

bảng B10.6

[1]196

với dj=50mm

Ta có:

3 2. .( ) 3 2.50 14.5,5.(50 5,5)1 1W 24497

0 16 2. 16 2.50

d b t d tj j

j dj

88341,861,8

aj mj 2 2.244970

Ti

Wj

Ta thấy sự tập trung ứng suất tại trục lắp bánh đai là do rãnh then và do lắp gh p có

độ dôi .Tra ảnh hưởng của độ dôi bảng B10.11

[1]198

/ 2,5

/ 2,35

K

K

Tra ảnh hưởng của rãnh then bảng B10.10

[1]198

Ta có: 0,81

0,76

Tra bảng:B10.12

[1]198

với trục b

850MPa:

Ta có: 1,66

1,97

K

K

/ 1,66 / 0,81 2,05

/ 1,97 / 0,76 2,60

K

K

ấy

/ 2,5

/ 2,60

K

K

12,50 1 1

2,501

KKx

Kdj Ky

214,91 45,22,50.1,8 0,05.1,8

sj K

aj mjdj



Trang: 38

45,2 [ ]s s sj j

Kiểm nghiệm tại tiết diện trục vít

521869,1

88341,86

60

M Nmmj

T Nmmj

d mmj

Tra bảngB10.6

[1]196

với d 60mm

33.60

w 2119532 32

33.80

w 423900 16 16

dj

j

dj

j

521869,124,6

W 21195

0

88341,861,04

aj 2 2.423900

Mj

ajj

mj

Tj

mj Wj

Tra bảng B10.10

[1]198

Ta có: 0,79

0,75

Tra bảng:B10.13

[1]198

với yếu tố gây tập trung ứng suất là góc lượn:

Ta có: 3,5

2,1

K

K

/ 3,5 / 0,79 4,4

/ 2,1/ 0,75 2,8

K

K



Trang: 39

14,4 1 1

4,41

12,8 1 1

2,81

KKx

Kdj Ky

KKx

Kdj Ky

214,9

370,61 3,424,4.24,6 0,1.0

1 72,52,8.1,04 0,05.1,04

sj K

aj mjdj

sj K

aj mjdj

3,42.72,5.

3,42 [ ]2 2 2 23,42 72,5

s sj j

s sj

s sj j

ậy trục đảm bảo an toàn về độ bền mỏi

2.1.8 Chọn v kiể nghi ổ ăn:

a) Chọn loại ổ lăn:

( 350,1)

888,98

2 2 2 22427,6 2452,70 10 10

2 2 2 2( 328,8) 967,91 11 11

F Fl Fl Nr x y

F Fl Fl Nr x y

6470,191

F Fa a

b) Chọn ổ lăn: Vì đây là bộ truyền trục vít bánh vít, có cả lực hướng tâm lẫn lực dọc trục, để

tránh dãn nở vì nhiệt và đảm bảo cố định nên ta dùng 2 ổ đũa côn đối nhau tại vị trí

1, và ổ tùy động ổ bi đở 1 dãy tại vị trí 0.

Theo đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn là:d 55mm

Ta chọn ổ đũa côn 1 dãy cỡ trung rộng 7311 tra bảng P2.11 tr261T1 có:

Ổ đũa côn:



Trang: 40

Kí hiệu d D D1 d1 B C1 T α o) C,kN Co,kN

7311 55 120 97,5 84 29 25 31,5 12,5 102 81,5

c) Sơ đồ ổ lăn:

d) Tính e:

Ổ đũa côn > e 1,5tanα 1,5.tan12,5

o=0,33

=> Fs0=0,83.e.Fr1/2= 0,83.0,33.967,9/2= 132,6N

Fs1=0,83.e.Fr1/2=0,83.0,33.967,9/2= 132,6N

e) Tính ∑Fa1,∑Fa2:

Σ a0=Fs1+Fat=132,6 + 6470,19 = 6602,79 N

Σ a1=Fs0- Fat=132,6 – 6470,19 = -6337,59 N

f) Tính Fa1 và Fa2: Fa0 max Σ a0; Fs0) = 6602,79 N

Fa1 max Σ a1; Fs1)= 132,6 N

0 1

Fro Fr1

Fa1

Fr1/2 Fr1/2

Fat

Fs10 Fs11

10 11



Trang: 41

g) Tính Q0 và Q1:

Xét 0

0

a

r

F

VF=

6602,79

1.0,5.967,9=13,6 > e

Tra bảng 11.4 tr216 T1 >X0 =0,4;Y0 0,4cotα 1,80

Q1=(VX1Fr1+Y1Fa1)kđkt

Chọn kđ=1;kt =1

Q0=(VX0Fr0+Y0Fa0)kđkt

=(1.0,4.0,5.967,9+1,83.6602,79).1.1=12078,6 N

Xét 1

1

a

r

F

VF=

132,6

1.0,5.967,9=0,27 < e => bảng 11.4 [1] chọn X1= 1,Y1=0;

Q1=(VX1Fr1+Y1Fa1).kđ.kt

=( 1.1.0,5.967,9 + 0.132,6).1.1 = 484,0 N

h) Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ lăn:

Q=max(Q0;Q1)= 12078,6 N

L=

= (60.237,5.7500)/10

6=106,88 triệu vòng

Khả năng tải động yêu cầu của ổ lăn là:

=Q.

= 49,1 kN < C=102 kN

ậy ổ lăn thỏa mãn tải trọng động yêu cầu

Khả năng tải tĩnh của ổ lăn là:

Qt=X0.Fr+Y0.Fa

Tra bảng 11.6 tr221 T1 với α=12,5o =>Xo=0,5;Y0=0,22cotα=0,99

Qt0=0,5.967,9+0,99. 6602,79=7,0 kN < Co = 81,5 kN

Qt1=0,5. 967,9+0,99. 132,6 =0,62 kN < Co

ậy ổ lăn thõa mãn điều kiện tải tĩnh.

i) Chọn ổ lăn bi đỡ O

Sơ đồ lắp :

O1

FroFr1

Fat



Trang: 42

Chọn theo khả năng tải động:

Do 2 ổ côn đã chịu hết lực dọc trục nên ổ bi đở chỉ chịu lực hướng tâm

Cđyc

= Q. m L

m=3; Q=v.Fro.kt.kđ; v 1 từ bảng 11.3 ta có kt=1, kđ=1

Q=1.2452,7.1.1=2452,7 (N)= 2,4527 (kN)

L= 106,88 triệu vòng

Cđyc

= 2,4527. 3 106,88 11,6( )kN

Chọn ổ theo tiêu chuẩn: C Cđyc

= 11,6kN

d=d1=55 mm

Tra P2.7[1] ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung :

KH d D B r R C, kN Co, kN

311

55

120

29

3,0

20,64

56,0

42,6

Kiểm tra khả năng tải tĩnh:

Qt Co; Qt=Fro=2452,7(N)=2,4527(kN)

Qt < Co=42,6 kN

Kiểm tra khả năng quay:

nth=[ ]. 1. 2. 3dmn k k k

dm trong đó [dmn] 5,5.10

5 bôi trơn bằng dầu

dm=(d+D)/2=(55+120)/2=87,5 <100mm, => k1 = 1

Bảng 11.8[1] ổ cỡ trung > k2 0,9; 7500 => k3=0,9

Nth=

55,5.10 .1.0,9.0,95091,4 237,5(v/ p)

87,5 In

Đảm bảo tuổi thọ

2.2 Trục II

2.2.1 Tính chọn kết cấu v ổ ăn cho trục II.

Đường kính sơ bộ của trục: 70( )IId mm

Do các yếu tố lắp ráp và công nghệ, ta chọn sơ bộ trục có kết cấu như sau:

Đường kính đoạn trục tại vị trí ổ lăn: 75( )old mm

Đường kính đoạn trục tại vị trí lắp khớp nối : 70( )knd mm



Trang: 43

Đường kính đoạn trục tại vị trí lắp bánh vít : 80( )bvd mm

Bảng thông số đừng kính các đoạn trục.

ị trí iá trị mm

Đường kính đoạn trục tại ổ lăn 75old

Đường kính đoạn trục tai vị tri nối khớp nối 70knd

Đường kính đoạn trục tai vị trí lắp bánh vít 80bvd

2.2.2 Chọn then.

Chọn loại: Then bằng cao

Tại chỗ lắp khớp nối :

ới 70knd mm Tra bảng [B9.1a/173-1] Thông số then như sau:

Suy ra: 20 ;b mm 12 ;h mm1 7,5 ;t mm 2 4,9 ;t mm min 0,25 ;r mm

max 0,4r mm .

+) Có 23 150ml mm 23(0,8 0,9). (120 135)then ml l mm

Chọn: 130( )thenl mm

Tại chỗ lắp bánh vít :

ới 80bvd mm Tra bảng [B9.1a/173-1] Thông số then như sau:

Suy ra: 22 ;b mm 14 ;h mm1 9 ;t mm 2 5,4 ;t mm min 0,4 ;r mm

max 0,6mmr .

+) Có 22 100ml mm 22(0,8 0,9). (80 90)then ml l mm

Chọn: 90( )thenl mm

Bảng thông số then.



Trang: 44

Đường

kính

Kích thước tiết diện

then Chiều sâu rãnh then

Bán kính goc lượn

rãnh then r

b h 1t 2t minr maxr

70knd 20 12 7,5 4,9 0,25 0,4

80bvd 22 14 9 5,4 0,4 0,6

2.2.3 Chọn ổ lăn.

Chọn kích thước ổ.

Dựa vào đường kính trục ổ lăn 75( )old mm . Chọn ổ đũa côn cỡ trung

có kí hiệu: 7515

Các thông số của ổ:

KH d

mm

D

mm

D1

mm

d1

mm

B

mm

C1

mm

T

mm

r

mm

r1

mm ( )o

C

kN

Co

kN

7315 75 160 133 112,5 37 31 40 3,5 1,2 12,33 178 148

2.2.4 Sơ kết kết cấu của trục.

Ø7

5

Ø8

0

Ø7

5

Ø7

0



Trang: 45

PHẦN 4: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC

4.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận và các chi tiết. 4.1.1 Kết cấu hộp giảm tốc.

a. Chọn kết cấu.

Chọn kết cấu đúc cho vỏ hộp. Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là đọ cứng cao và

khối lượng nhỏ.

Vật liệu đúc là gang xám X 15-32.

Bề mặt lắp ghép nắp với thân là bề mặt đi qua trục bánh vít để lắp bánh vít

và các chi tiết khác lên trục dễ dàng.

b. Xác định kích thước cơ bản của vỏ hộp.

Chiều dày:

- Thân hộp: 0,03 3 0,03.265 3 10,95 6a mm

Chọn 12mm

- Nắp hộp: 1 0,9. 10,8mm

Chọn 1 12mm

ân tăng cứng.

- Chiều dày: 0,9 10,8e mm

Chọn 11e mm

- Chiều cao: Lấy h =53mm

- Độ dốc: 2o

Đường kính.

- Bu lông nền: 1 0,04 10d a

Chọn 1 22 22d mm M

- Bu lông cạnh ổ: 2 1(0,7 0,8). (15,4 17,6)d d mm


- Bu lông ghép bích nắp và thân: 3 2(0,8 0,9) (12,8 14,4)d d mm

Chọn: 3 14 14d mm M

- Vít lắp ổ: 4 2(0,6 0,7) (9,6 11,2)d d mm


- Vít ghép nắp cửa thăm: 5 2(0,5 0,6) (8 9,6)d d mm .

Chọn 5 8 8d mm M

Mặt bích ghép nắp và thân.



Trang: 46

Nắp và thân hộp được ghép bằng bulông, chiều dày được chọn theo điều

kiện đảm bảo đủ độ cứng. Bề rộng mặt bích K3 phải đủ để khi xiết chặt có

thể xoay chìa vặn một góc trên 60°. Bề mặt ghép nắp và than được mài hoặc

cạo để lắp sít. Khi lắp , giữa 2 bề mặt này không được dùng đệm lót.

- Chiều dày bích thân hộp: 3 3(1,4 1,8) (19,6 25,2)S d mm

Chọn 3 24S mm

- Chiều dày bích nắp hộp: 4 3(0,9 1) (21,6 24)S S mm

Chọn 4 22S mm

- Bề bích nắp và thân: 3 2 4K K

Kích thước gối trục.

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít.

Tại gối trục ổ bi đỡ 1 dãy ( 120D mm ).

3 4

2 4

4,4

(1,6 2).

D D d

D D d

Chọn:

3

2

160

140

D mm

D mm

Tại gối trục ổ đũa côn 120D mm ).

3 4

2 4

4,4

(1,6 2).

D D d

D D d

Chọn:

3

2

160

140

D mm

D mm

+ Với ổ đũa côn D 160mm)

3 4

2 4

4,4

(1,6 2).

D D d

D D d

Chọn:

3

2

200

180

D mm

D mm

Lỗ bu lông cạnh ổ E2.

2 21,6 1,6.16 25,6E d mm Chọn 2 26E mm

2 21,3. 1,3.16 20,8R d mm Chọn 2 22R mm

Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ.

2 2 2 (3 5) 52K E R mm

Bề bích nắp và thân: 3 2 4 48K K

Chiều cao h.

Mặt đế hộp:

Chiều dày: 1(1,3 1,5). (28,6 33)S d mm lấy S=32mm

Bề rộng: 1 13 3.22 66K d mm

1 2 66 2.12 90q K mm Chọn 90q mm

Khe hở giữa các chi tiết.

Giữa bánh vít với thành trong hộp.

(1 1,2). (12 14,4)mm Chọn 14mm



Trang: 47

Giữa trục vít và đáy hộp.

1 (3 5) (36 60)mm Chọn 1 50mm

Số lượng bu lông nền.

4(200 300)

L BZ

Chọn 4Z

4.1.2 Kết cấu các bộ phận, chi tiết khác.

a. Vòng móc.

Vòng móc trên nắp hộp có kích thước như sau:

Chiều dày vòng móc:

(2 3) (24 36)S mm Chọn 30S mm

Đường kính: (3 4) (36 48)d mm Chọn 40d mm

b. Chốt định vị.

Sử dụng chốt côn: Tra bảng 18.4b/91[1]

6

1

60

d mm

c mm

l mm

c. Cửa thăm.

Tra bảng 18.5/92[1] chọn loại có thông số:

A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng

100 94 140 134 120 - 114 12 M8x22 4



Trang: 48

d. Nút thông hơi.

Nút thông hơi lắp trên của thăm có thông số:

Tra bảng 18.6/93[1] ta có:

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

M27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

C

K

C

A

1

1

16

B B

A



Trang: 49

30

18

12

6

6 12

e. Nút tháo dầu.

Chọn nút tháo dầu trụ trong bảng 18.7/93-[1]

d b m f L c q D S Do

M20x2 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4

f. Kiểm tra mức dầu.

Dùng que thăm dầu tiêu chuẩn.

g. Cốc lót.

Chọn chiều dày cốc lót 16mm

Chiều dày vai và bích cốc lót 1 2 15mm

2. 120 2.16 152 1501

D D dn aol

=> Đường kính trục thõa mãn



Trang: 50

h. Kết cấu bánh vít.

Đường kính mayo: (1,5 1,8) (112,5 135)mD d mm

Chọn 120mD mm

4.2 Bôi trơn v điều chỉnh ăn khớp.

1. Bôi trơn.

a) Phương pháp bôi trơn. - Ngâm trục vít trong dầu, ngâm dầu ngập ren trục vít nhưng không

vượt quá đường ngang tâm con lăn dưới cùng.

- Ổ lăn trục vít được bôi trơn do dầu bắn lên.

- Ổ lăn trên trục bánh vít được bôi trơn bằng mỡ, thay mở định kỳ.

b) Chọn loại dầu bôi trơn.

- Tra bảng 18.2,18.3/[1]: Chọn loại dầu bôi trơn ô tô máy k o AK15

độ nhớt (50oC ≥ 135 centistoc, 100

oC ≥ 15 centistoc.

- Khối lượng riêng: 0,886 - 0,926 (g/cm3).

- ượng dầu V= 0,6.N = 0,6.6 =3,6 (lít).

2. Điều chỉnh ăn khớp.

Để đảm bao ăn khớp chính xác giữa ren của trục vít và răng của bánh

vít cần đảm bảo: khoảng cách trục, góc giữa 2 trục...

Để điều chỉnh ăn khớp có thể dịch chuyển trục cùng với bánh vít đã cố

định trên nó nhờ bộ đệm điều chỉnh lắp giữa nắp ổ và vỏ hộp, bộ đệm

giữa cốc lót và thân hộp.

4.3 Đinh kiểu lắp, lập bảng dung sai. 4.3.1 Chọn kiểu lắp ghép.

Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý:

Lắp ổ lăn vòng trong trên trục theo hệ thống lỗ, vòng ngoài vào vỏ theo hệ

thống trục.

Để các vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục hoặc lỗ hộp khi làm việc

nên chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay. Mặt khác còn

giảm bớt được chi phí gia công.

Đối với các vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở.

Vậy khi lắp khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ ta

chọn kiểu H7

- Lắp ghép thân bánh vít lên trục chọn H7/k6

- Lắp ghép khớp nối lên trục H7/k6

- Lắp ghép vòng chắn mỡ với trục H7/k6



Trang: 51

4.4. Bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai l ch giới hạn và

dung sai của các kiểu lắp.

STT Kích thước

Kiểu lắp Dung sai ị trí lắp gh p

EI(ei)

ES(es)

1 80 H7 0 +30 bánh vít và trục 2

k6 +2 +21

2 75 k6 Trục 2 vòng trong ổ đũa

côn

3 160 H7 0 +35 lỗ gối ổ trục 2 ổ đũa côn

d11 -34 -12

4 55 k6 +2 +18 Trục 1 – vòng trong ổ bi

5 70 H7 0 +25 Khớp nối

r6 +34 +50

6 120 H7 0 +35 ỏ gối ổ trục 1 - ổ bi

d11 -340 -120

7 120 H7 0 +35 ỏ gối ổ trục 1 - ổ đũa

côn d11 -340 -120

8 75 D11 +100 +290 Bạc với trục 2 – tại ổ lăn

k6 +2 +21

9 22 N9 -43 0 Then lắp bánh vít

h9 -43 0

10 20 N9 -43 0 Then lắp khớp nối

h9 -43 0



Trang: 52

KẾT LUẬN

Như vậy sau hơn 3 tháng kể từ khi nhận đề tài, với thái độ làm

vi c hết mình cùng sự giúp đỡ tận tình của thầy TS.Phạm Minh Hải

e đã cơ bản hoàn thành nhi m vụ đồ án được giao với các công vi c

như:

- Tìm hiểu cơ chế hoạt động, cách thức vận hành của h thống

dẫn động băng tải

- Tính toán thiết kế một hộp giảm tốc trục vít bánh vít với các

thông số cơ bản

Tuy nhiên do khoảng thời gian còn hạn chế nên vi c tính toán chỉ

dừng lại ở mức cơ bản. Để đầy đủ hơn cần tình toán toàn bộ h thống

dẫn động băng tải.

Trong quá trình đồ án do ượng kiến thức còn hạn hẹp nên

không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự giúp đỡ v đóng

góp của thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cả ơn !



Trang: 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

1. Tính toán thiết kế h dẫn động cơ khí(tập 1+2)

Trịnh Chất -Lê Văn Uyển.

2. Dung sai lắp ghép.

Ninh Đức Tốn.

3. Giáo trình chi tiết máy.



Trang: 54

Đồ án chi tiết máy trục vít bánh vít-BKHN

Engineering

Transcript of Đồ án chi tiết máy trục vít bánh vít-BKHN