Đề tài Là thiết kế trạm dẫn động băng tải

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: Lời nói đầu Đ ất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là một sinh viên ngành Chế Tạo Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thấy cô, giáo. Thiết kế đồ án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ và đúc kết được những kiến thức cơ bản của môn học. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về phương pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vaò việc thiết kế máy. Sau quá trình học tập em đã được giao đề tài thiết kế giao cho là thiết kế trạm dẫn động băng tải. Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành được đồ án này. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Cơ sở thiết kế máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn cũng như kiến thức về môn học này . Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em Thái Nguyên, Ngày … tháng … năm 2006 Sinh viên : Vũ Viết Trường  PHẦN ICHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ I - CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN. 1 – Chọn kiểu loại động cơ: Theo yêu cầu thiết kế và tính ưu việt của động cơ điện cần chọn do đó ta chọn động cơ điện 3 pha không đồng bộ Rôto lồng sóc. Vì động cơ này có nhiều ưu điểm như: Kết cấu đơn giản, giá thành hạ,dễ bảo quản,làm việc tin cậy và có thể lắp trợc tiếp vào lưới điện 3 pha mà kgông cần biến đổi dòng. 2 – chọn công suất động: Chọn theo điều kiện nhiệt độ. Khi làm việc thì nhiệt độ sinh ra không được quá mức cho phép. Vì tải trọng không đổi nên ta có:  Trong đó Công suất định mức của động cơ. Công suất làm việc của trục động cơ. với  hS Hiệu suất truyềng động từ trục động cơ tới trục công tác. hS = = hk .ho4 .hnon .htru.hxich Tra bảng ta có: hk = 1; hnon = 0.96 ; htru = 0,97 ; hxich = 0,91 ; hô = 0,99 . => hS = 1.0,994.0,96.0,97.0,91 = 0,814mà KW Vậy KWTheo điều kiện và lấy theo tiêu chuẩn ta được công suất định mức trên trục động cơ là = 15 KW. 3 – Số vòng quay đồng bộ. a) Chọn số vòng quay của trục công tác nct.Với trạm dẫn động băng tải nên ta chọn nct = v/phb) Số vòng quay đồng bộ nđb.Chọn số đôi cực từ p = 1 ta sẽ có. nđb = 60.f/p = 60.50/2 =1500 v/phTừ đó tính ra tỷ số truyền sơ bộ usb usb = nđb/nct = 1500/49,608 = 30,237So sánh usb = 30,137 với khoảng tỷ số truyền nên dùng của Côn- tru ta thấy 8 _ 31,5 . Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ la: nsb = 1500 v/ph.Từ đó kiểuđộng cơ 4A được chọn có các thông số như trong bảng. Kiểu ĐC Công suất KW Vận tốc quay v/ph Cosj h% Tmax/Tmin Tk/Tdn 4A160S4X3 15 1460 0,88 89 2,2 1,4 5- Kiểm tra quá tải mở máy. a) Kiểm tra mở máy:  Để thắng lực ì của hệ thống thì động cơ phải thoả mãn điều kiện sau Xác định công suất mở máy  KW Xác định công suất cản ban đầu trên trục.  KWVậy điều kiện được thoả mãn.b) Kiểm tra quá tải. Với sơ đồ tảI trọng không đổi ta không cần kiểm tra quá tải. II – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN. 1 – Tỷ số truyền tổng nS  nS được xách định theo công thức uS = nđc/nct = 1460/49,608 = 29,431 2 – Tỷ số truyền ngoài hộp. Tỷ số truyền ngoài hộp được xác định theo công thức: ung = Từ đó ta có: uh= uS/ung = 29,431/2,1 =14,015 3 – Tỷ số truyền trong hộp. Với hộp gảm tốc côn trụ ta có uh = u1.u2 trong đó u1 Tỷ số truyền cấp nhanh u2 Tỷ số truyền cấp chậmTa có u2 = => u1 = uh/u2 = 14,015/3,183 = 4,403 III – XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC. 1- Tốc độ quay trên các trục: a) Trục I nI = nđc = 1460 v/phb) Trục II nII = nI/uI = 1460/4/403 = 331,592 v/phc) Trục III nIII = nII/uII = 331,592/3,183 = 104,176 v/phd) Trục IV nIV = nIII/ung =104,176/2,1 = 49,608 v/ph 2 – Tính công suất trên các trục. a) Trục I  PI = Plvđc.hk.hô = 10,946.1.0,99 = 10,836 KW b) Trục II PII = PI.hô.hcôn = 10,836.0,99.0,96 = 10,3 KWb) Trục III PIII =PII.hô.htrụ = 10,3.0,99.0,97 = 9,89 KWb) Trục IV PIV = PIII.hô.hxích = 9,89.0,99.0,91 = 8,91 KW 3- Tính mômen xoắn trên các trục. a) Mômen xoắn trên trục động cơ: Tđc= KW b) Trục I TI = KW c) Trục II TII = KW d) Trục I TII = KW e) Trục IV TIV = KW  4- Lập bảng thông số. T.SÔ Trục u n (v/ph) P (KW) T (Nmm) Động cơ 1460 10,946 71598,836 1 I 1460 10,836 70879,315 4,403 II 331,592 10,3 296644,67 3,183 III 104,176 9,89 96633,966 2,1 IV 49,608 8,91 1715257,62 PHẦN II THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG I – THẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH. 1 – Chọn loại xích. Hệ thống có công suất nhỏ và tảI trọng nhỏ nên ta chọn loại xích là xích ống con lăn, một dãy. 2 – Xác định các thông số của bộ truyền. +) Chọn số răng đĩa xích: Theo bảng 5-4 (I) với TST u = 2,1 ta chọn số răng đĩa nhỏ là Z1 = 27Suy ra số răng đĩa lớn Z2 =u.Z1 = 2,1.27 = 56,7 Số răng đĩa lơn nên chọn là số lẻ nên ta có Z 2 = 57 TST thực là: u= Z2/Z1 = 57/27 =2,111+) Xác định bước xích p: Bước xích p được xác định theo điều kiện đảm bảo về độ bền mòn của bộ truyền được viết dưới dạng: Pt =P.k.kz.kn £ [ P ] Trong đó Pt, P, [P] lần lướt là cống suất tính toán, công suất cần truyền, và cống suất cho phép của bộ truyền. Với P = PIII = 9,89 KW kz Hệ số răng kz = Z01/Z1 = 25/27 = 0,926 Theo công thức 5.4 và bảng 5-6 (I) ta có: ko.ka.kdc.kd.kc.kbt k0 Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ tuyền. K0 = 1 ka Hệ số kể đến ảnh hưởng của khoảng cách trục, vì chọn a= 40p nên ka= 1 kđ/c Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng. Vì không điều chỉnh nên kđ/c = 1,25 kbt Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc bôI trơn ( đạt yêu cầu) nên kbt= 1,3 kđ Hệ số tảI trọng động. Vì tảI trọng không đổi làm việc êm nên kđ = 1 kc Hệ số kể đến ảnh hưởng của chế độ làm việc. Vì làm việc 1 ca nên kc= 1 => k = 1.1.1.1,25.1,3.1.1 = 1,625Vậy ta có Pt = 1,625.0,926.1,92.9,89 = 28,573 KWTheo bảng 5-5 (I) với n01 = 200 v/ph thì bộ truyền xích 1 dãy có p = 38,1 mm sẽ thoả mãn điều kiện bền mòn Pt = 28,573 £ [P] = 34,8 KW.Theo bảng 5-5 (I) thì p = 38,1 a = 1513,053 – 3,026 = 1510,027 mm+) Số lần va đập: i = < [i] = 20 3- Kiểm nghiệm xích về độ bền: Với bộ truyền xích khả năng bị quá tải lớn nhất khi mở máy. Vậy ta phảI kiểm nghiệm độ bền của xích theo hệ số an toàn.Theo công thức 5.15 có S = Q/( kđ.Ft +Fo +Fv ) tra bảng 5-2 có: Tải trọng phá hỏng Q = 127.103N  Khối lượng 1 mét xích q =5,5 kg Tải trọng động kđ= 1,7 Lực vòng Ft =1000.PIII/ vvới v = Z1.p.nIII/60.103 = 27.38,1.140,176.60.103 = 1,786 m/s => Ft = 100.9,89 /1,786 = 5537,212 N Lực căng phụ Fv = q.v2 = 5.5.1,7862 = 17,544 N  Lực căng do nhánh bị động sinh ra Fo = 9,81.kf.q.akf Hệ số phụ thuộc vào độ võng f và vị trí bộ truyền.(Vì bộ truyền nằm ngang) nên kf = 14 = > Fo = 9,81.4.5,5.1510,027.10-3 = 325,894 N => S = 127.103 /(1,7.5537,514 + 325,894 + 17,544) = 13,06 theo bảng 5-10(I) vói n01 = 200 v/ph => [S] = 8,2Vậy S < [S] thoả mãn điều kiện bên. 4- Kiểm nghiệm độ bèn tiếp xúc của đía xích: Theo công thức 5.18 ta có ứng suất tiếp xúc sH trên bề mặt đĩa xích là. Với vật liệu là thép 45 tôi cải thiện => [sH] = 600 MpaLực vòng Ft = 5537,514 NHệ số kr = 0,42Fvd Lực va đập tính theo công thức Fvd = 13.1-7.nIII/p3.m Fvd = 13.10-7.104,176.38.13 .1 =7,49 Nkd Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các dãy kd = 1kđ Hệ số tải trọng động theo bảng 5-6(I) kđ = 1Theo bảng 5-12(I) ta có A = 395 mm và E = 2,1.105 Mpa => MpaVậy sH < [sH] bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp xúc 5- Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng nên trục. - Đường kính đĩa xích: theo công thức 5.17 ta có: d1 = p/sin( p/Z1) = 328,185 mm d2 = p/sin( p/Z2) = 691,624 mm  da1 = p[0,5 + cotg(p/Z1) = 345,016 mm da2 = p[0,5 + cotg(p/Z2) = 709,016 mm df1 = d1 – 2r với d1 = 22,23 mm và r = 0,5025d1 +0,05 =11,22 mm => df1 = 328,185 – 2.11,22 = 305,745 mmCác kích thước khác tra theo bảng 13-4 -Xác lức tác dụng lên trục theo công thức: Fr = kx.Ft kx Hệ số kể đến ảnh hưởng của trọng lượng xích kx = 1,115 (vì bộ truyền nằm ngang) => Fr = 5537,514.1,155 = 6368,141 N II – THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH . 1 -Chọn vật liệu. Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu như sau:- Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 ¸ 285 có sb1= 850 MPa, sch1 = 580 MPa - Bánh lớn : Thép 45 tôI cảI thiện đạt độ răn: HB192 ¸ 140 có sb2 = 750 MPa, sch2 = 450 Mpa 2- Xác định ứng suất cho phép. a) Ứng suất cho phép:Ta có công thức [sH] = ở bước tính sơ bộ ta chọn ZR.Zv.kxh = 1 vậy ta có : [sH] = Trong đó SH Là hệ số an toàn,tra bảng 6-2(I) ta có SH = 1,1 ứng suất tiếp xúc ứng với chu kì cơ sở. = 2HB + 70 HB là độ cứng Brinen.Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB1 = 245 , bánh răng lớn là HB2 = 220=> = 2.245 + 70 = 560 Mpa = 2.220 + 70 = 510 Mpa - kHL hệ số tuổi thọ kHL =  - NHO Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về độ bền tiếp xúc. NHO1 = 30.(HHB1)2,4 = 30.2452,4 = 1,6.107 NHO2 = 30.(HHB2)2,4 = 30.2202,4 = 1,26.107 - NHE Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.Vì tải trọng không đổi quay 1 chiều nên ta có NHE = 60.c.n.tS- c : Là số lần ăn khớp trong một vòng quay c = 1 - n : Số vòng quay n=nI = 1460 v/ph n = nII = 331,592 v/ph. - tS: Là tổng số giờ làm việc tS = 7.12.30.2/3.1/3.24 = 13440 giờ.Vậy NHE1 = 30.1.1460.13440 = 1,8.109  NHE2 = 30.1.331,592.13440 = 2,67.108Do đó ta thấy NHE1 > NHO1 Vậy chọn NHE1 = NHO1  NHE2 > NHO2 NHE2 = NHO2 => kHL = 1Vậy [sH1] = Mpa [sH2] = MpaCấp nhanh là bánh răng côn nên chọn [sH]sb= [sH2] = 463,64 MPab) Ứng uốn cho phép: Ta có công thức [sF] = ở bước tính sơ bộ ta chọn YR.YS.kXF = 1 vậy ta có : [sH] = Trong đó SF Là hệ số an toàn,tra bảng 6-2(I) ta có Sf = 1,75 ứng suất uốn ứng với chu kì cơ sở. = 1,8HB .=> = 1,8.245 = 441 Mpa = 1,8.220 = 396 Mpa - kFC Hệ số xét đến ảnh hưởng của việc đặt tải, vì đặt tảI một phía nên kFC = 1 - kFL hệ số tuổi thọ kFL =  - NFO Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về độ bền uốn với mọi loại thép ta đều có NFO = 4.106.- Lại có NFE = NHO => NFE1 = NHO1 =1,18.109 > NFO NHE2 > NHO2 NFE2 = NHO2 = 2,67.108 > NFO=> kFL = 1Vậy [sF1] = Mpa [sH2] = Mpac) Ứng suất quá tải.+) ứng suất tiếp xúc khi quá tải. [sH]max = 2,8schvậy ta có [sH1]max = 2,8.580 = 1624 MPa [sH2]max = 2,8.450 = 1260 MPa+) ứng suất uốn khi quá tải. [sF]max = 0,86schvậy ta có [sF1]max = 0,86.580 = 498,8 MPa [sF2]max = 0,86.450 = 387 Mpa Xác định các thông số của bộ truyền. a) Xác định chiều dài côn ngoài:Ta có công thức : Re = - kR Hệ số phụ thuộc vào vật liệu răng và loại răng kR = 0,5.kd . với bánh răng côn răng thẳng băng thép nên kd = 100Mpa1/3 => kR = 50Mpa1/3 - kbe: Hệ số chiều rộng vành răng lấy kbe = 0,25- kHb: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tảI trọng trên chiều rộng vành răng. Với bánh răng côn Theo bảng 6-21(I) với sơ đồ I , HB kHb = 1,15- T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T1 = 70879,315 Nmm - [sH]sb ứng suất tiếp xúc cho phép tính sơ bộ. [sH]sb= 463,64 Mpa=> Re = mm 4- Xác định các thông số ăn khớp. a) Số răng bánh răng nhỏ:Ta có de1 = 2.Re/= 2.174,187/ = 77,157 mmTừ đó tra bảng 6-22 (I) => Z1p = 17Với HB Z1 = 1,6.Z1p = 1,6.17 = 27,2 vậy lấy Z 1 = 27 b) Đường kính trung bình & môđun trung bình: dm1 = (1-0,5.kbe)de1 =(1-0,5.0,25)77,157 = 67,512 mm mtm = dm1/Z1 = 67,512/27 = 2,52 mmc) Xác điịnh môđuntiêu chuẩn:Ta có công thức: mte = mtm/(1- 0,5.kbe) = 2,857 mmTheo bảng 6-8(I) chọn môđun tiêu chuẩn mte = 3 mm Do đó mtm =mte(1- 0,5.kbe) = 2,625 mm=> dm1 = Z1.mtm = 27.2,625 = 70,875 mmd) Xác định số răng bánh 2 và góc côn chia.Ta có: Z2 = u.Z1 = 4,403. 27 = 118,881 chọn Z1 = 119Vậy ta có TST mới um = Z2/Z1 = 119/27 = 4,4074 Góc côn chia d1 = arctg(Z1/Z2) = 12,783o  d2 = 90o - d1 = 90o – 12,783o = 77,217oe) Chọn hệ số dịch dao:Theo bảng 6-20 với Z1 = 27 chọn hệ số dịch dao dịch chỉnh đều   x1 = 0,4 và x2 = - 0,4- Xác định lại chiều dài côn ngoài. Re = 0,5.mte. = 183,037 mm5- kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc. Ứng suất tiếp xúc phải thoả mãn điều kiện sau: Trong đó- ZM: Hệ số kể đến cơ tính của các vật liệu của các bánh răng ăn khớp.Theo bảng 6-5 (I) ta có ZM = 270 Mpa1/3- ZH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dáng bề mặt tiếp xúc.Theo 6-12 (I) với x1 + x2 = 0 => ZH = 1,76.- Ze: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng được xác địnhnhư sau:Với bánh răng côn răng thẳng Ze = - ea : Hệ số trùng khớp ngang ea = [1,88 – 3,2.(1/Z1 +1/Z2)] =1,735 => Ze = =0,869- kH: Hệ số tảI trọng kH = kHb.kHa.kHV- kHb : Hệ số phân bố không đều tảI trọng trên chiều dài vành răng.Tra bảng 6-21 (I) ta có kHb= 1,15- kHa : Hệ số phân bố tải trọng cho các đôI răng ăn khớp kHa = 1- kHV: Hệ số tảI trọng đông xuất hiện trongvùng ăn khớp. kHV = 1 + Với b là bề rộng vành răng b = kbe.Re = 0,25.183,037 = 45,759 mm  nH =  v = p.dm1.nI.60.10-3 = 3,14.70,875..1460.60.10-3 = 5,415 m/sTra bảng 6-13 (I) ta được cấp chính xác là . Với bánh răng thẳng không vát đầu có HB tra bảng 6-15 (I) ta được- dH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp là dH = 0,006- go: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch các bước răng bánh 1&2 và  m = 3 go = 47 => nH = Vậy kHV = 1 + Suy ra kH = 1,15.1,283.1 = 1,476Thay các giá trị vừa tính được vào biểu thức tính sH ta được: Mpa+) Xác định chính ứng suất cho phép: [sH]cx [sH]cx = [sH]sb.Zv.ZR.kXH- Zv: Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng, với v = 5,415 m/s >5 m/s , bánh răng có HB Zv = 1- ZR: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt răng làm việc. Với cấp chính xác 7, cấp chính xác động học 6 cần gia công bề mắt đạt độ nhám Ra = 2,5 ¸ 1,25 mm => ZR = 0,95- kXH :Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của kích thước bánh răng phụ thuộc vào kích thước vòng đỉnh bánh răng vì dae kXH = 1.Suy ra [sH]cx =463,63.1.0.95.1 = 443,28 MpaVậy sH = 439,15 < [sH]cx = 443,28 Mpa D% = 6- Kiểm nghiệm độ bền uốn. Điều kiện bền uốn của bánh răng côn được viết như sau: và Trong đó - Yb: Hệ số kể đến độ nghiên của răng. Với răng thẳng ta có Yb = 1- YF1, YF2 : Hệ số dạng răng được tra theo bảng 6-18 (I) theo số răng tương đương Zv1 = Z1/cosd1 = 27/ cos 12,783 = 27,69 => YF1 = 3,45  Zv2 = Z2/cosd2 = 119/ cos 77,217 = 537,831 => YF2 = 3,63- Ye : Hệ số kể đến sự trùng khớp răng. Ye = 1/ea = 1/1,735 = 0,5764- kF: Hệ số tải trọng tinhd về uốn. KF = kFb.kFa.kFV- kFb : Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều dài vành răng.Tra bảng 6-21 (I) ta có kFb= 1,25- kFa : Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp kFa = 1- kFV: Hệ số tải trọng đông xuất hiện trongvùng ăn khớp khi tính về uôn. kFV = 1 +  nH = Tra bảng 6-15 (I) ta được- dF: Độ rắn mặt răng dF = 0,016 và go = 47 => nF = Vậy kFV = 1 + Suy ra kF = 1,25.1,695.1 = 2,12Thay các giá trị vừa tính được vào biểu thức tính sH ta được: Mpa Mpa+) Xác định chính ứng suất cho phép: [sF]cx [sF]cx = [sF]sb.YR.YS.kXF- YR: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng YR = 1- YS: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhạy của vật liệu đối với trnạg thái ứng suất YS = 1,08 – 0,0695.ln3 = 1,00365- kXF :Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền uốn với dae2 kXF = 1.Suy ra [sF1]cx =252.1. 1,00365.1 = 252,91 Mpa [sF2]cx =236,5.1. 1,00365.1 = 237,35 MpaVậy sF1 = 82,6 < [sF1]cx và sF2 = 86,9 < [sF2]cx Thoả mãn điều kiện bền uốn. 7- kiểm nghiệm độ bền quá tải. +) Kiểm nghiệm quá tải tiếp xúc: sHmax = sH. với kqt = kbđ => sHmax = 439,15. = 555,48 < [sH]max = 1624 Mpa+) Kiểm nghiệm quá tải uốn: Theo 6.48  sF1max = sF1.kqt = 82,6.1,6 = 132,16 < [sF1]max = 498,8 Mpa sF2max = sF2.kqt = 86,9.1,6 = 139,04 < [sF2]max = 387 MpaVậy bánh răng đảm bảo độ bền quá tải.8- Lập bảng thông sô. (trang bên)  STT Thông số Kí hiệu Giá trị 1 Chiều dài côn ngoài Re 183,037 mm 2 Chiều dài côn trung bình Rm 160,16 mm 3 hiều rộng vành răng b 45,759 mm 4 Môđun mte 3 mm 5 Môđun vòng trung bình mtm 2,625 mm 6 Đường kính chia ngoài de de1 = 81 mmde2 = 357 mm 7 Đường kính trung bình dm dm1 = 70,875 mmdm2 = 312,375 mm 8 Góc côn chia ( lăn) d d1 = 12,783od2 = 77,217o 9 Chiều cao răng ngoài he he = 6,6 mm 10 Chiều cao đầu răng ngoài hae hae1 = 4,2 mmhae2 = 1,8 mm 11 Chiều cao chân răng ngoài hfe hfe1 = 2,4 mmhfe2 = 4,8 mm 12 Đường kính đỉnh răng ngoài dae dae1 = 89,192 mmdae2 = 357,796 mm 13 Góc chân răng qf qf1 = 0,77oqf2 = 1,4834o 14 Góc côn đỉnh da da1 = 14,266oda2 = 77,987o 15 Góc côn đáy df df1 = 13,013odf2 = 75,734o III -THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM (Bánh răng trụ răng nghiêng) 1- Chọn vật liệu. Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192 ¸ 240 có sb3= 750 MPa, sch3 = 450 MPa - Bánh lớn : Thép 45 thường hoá đạt độ răn: HB170 ¸ 217 có sb2 = 600 MPa, sch4 = 340 Mpa 2 -Xác định ứng suất cho phép. a) Ứng suất tiếp xúc cho phép:Ta có : [sH] = với SH = 1,1 = 2HB + 70.Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB3 = 190 , bánh răng lớn là HB3 = 1700=> = 2.190 + 70 = 510 Mpa = 2.170 + 70 = 410 Mpa - kHL hệ số tuổi thọ kHL =  Với NHO3 = 30.(HHB3)2,4 = 30.1902,4 = 1,68,83.106 NHO4 = 30.(HHB4)2,4 = 30.17002,4 = 6,67.106 - NHE = 60.c.n.tS - c = 1 , n=nII = 331,592 v/ph , n = nIII = 104,167 v/ph. , tS = 13440 giờ.Vậy NHE3 = 30.1.331,592.13440 = 2,67.108 NHE4 = 30.1.104,1671,592.13440 =8,4.107Do đó ta thấy NHE3 > NHO43 Vậy chọn NHE3 = NHO3  NHE4 > NHO4 NHE4 = NHO4 => kHL = 1Vậy [sH3] = Mpa [sH4] = MpaCấp chậm là bánh răng trụ nên [sH]sb=([sH3] + [sH4])/2= 391,315 MPab) Ứng uốn cho phép: Ta có [sH] = với SF = 1,75 , kFC = 1 - = 1,8HB .=> = 1,8.190 = 342 Mpa = 1,8.220 = 306 Mpa - kFL hệ số tuổi thọ kFL =  - NFO Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về độ bền uốn với mọi loại thép ta đều có NFO = 4.106. - Lại có NFE = NHO => NFE3 = NHO3 =2,67.108 > NFO NHE2 > NHO2 NFE4 = NHO4 = 8,4.107 > NFO=> kFL = 1Vậy [sF3] = Mpa [sH4] = Mpac) Ứng suất quá tải.+) ứng suất tiếp xúc khi quá tải. [sH]max = 2,6schvậy ta có [sH3]max = 2,8.450 = 1260 MPa [sH4]max = 2,8.340 = 952 MPa+) ứng suất uốn khi quá tải. [sF]max = 0,86sch  vậy ta có [sF3]max = 0,86.450 = 387 MPa [sF4]max = 0,86.340 = 292,4 Mpa 3 - Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền. a) Xác định khoảng cách trục:Ta có công thức : aw = ka.(u + 1). trong đó:- ka: Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng va loại răng. Với cặp bánh răng nghiêng làm bằng thép tra bảng 6-5 (I) => ka = 43 Mpa1/3- T2 : Mômen xoắn trên trục chủ động T2 = 296644,672 Nmm- [sH]sb = 391,315 Mpa- yba = bw/aw Hệ số chiều rộng tra bảng 6-6 (I) ta có yba = 0,4- u Là TST u = uII = 3,183- kHb: Hệ số được xác định dựa vào hệ số đường kính ybd ybd = 0,5. yba/(u + 1) = 0,887Tra bảng 6-7 (I) bộ truyền ứng với sơ đồ 5 và HB kHb = 1,06 và kFb = 1,16vậy aw = 43.(3,183 + 1). mmChọn aw = 210 mm 4- Xác định thông số ăn khớp. +) Xác định môđun ta có m = (0,001 ¸ 0,02)aw = 2,1 ¸ 4,2 mmKết hợp với bảng 6-8 (I) chọn môđun tiêu chuẩn m = 3 mmSơ bộ chọn góc nghiêng b = 10o+) Số răng bánh nhỏ: Z3 = Chọn Z3 = 33+) Số răng bánh lớn: Z4 = u.Z3 = 3,183.33 = 105,039 vậy chọn Z4 = 105  => TST thực là: um = Z4/Z3 = 105/33 = 3,182và góc nghiêng thực tế là: cosb = => b = 9,696o Î [8 ¸ 20o ]Với bánh răng nghiêng có Z3 = 33 > 30 nên không cần dịch chỉnh+) Chiều rộng vành răng: bw = yba.aw = 0,4.210 = 84 mm +) Hệ số trùng khớp dọc là: eb = Thoả mãn điều kiện trùng khớp. - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. Điều kiện đảm bảo độ bền tiếp xúc là: Ứng suất tiếp xúc phảI thoả mãn điều kiện sau: Trong đó- Đã có ZM = 270 Mpa1/3- ZH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dáng bề mặt tiếp xúc. ZH = - atw = at = arctg(tga/cos bm) = 20,2664 o- bb : Góc nghiêng trên mặt trụ cơ sở; tg bb = cos at . tg b => tg bb = cos 20,2664o.tg 9,696o = 0,165 => bb = 9,363ovậy ZH = - Ze: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng được xác định dựa vào eb như sau: eb = 1.50184 > 1 nến ta có Ze =  - ea : Hệ số trùng khớp ngang ea = [1,88 – 3,2.(1/Z3 +1/Z4)]cos b =1,7275 => Ze = =0,761- kH: Hệ số tải trọng khi tinhd về tiếp xúc kH = kHb.kHa.kHV- Đã có kHb= 1,06- kHa : Hệ số phân bố tải trọng cho các đôi răng ăn khớp xác định dựa theo; v = p.dw3.nII.60.10-3 Với dw3 = mm = > v = 3,14.100,43.331,592.60.10-3 = 1,743 m/s Tra bảng 6-14 (I) được kHa = 1,13 - kHV = 1 +  nH = Tra bảng 6-15 (I) với HB dH = 0,002Với m = 3 go = 73 => nH = Vậy kHV = 1 + Suy ra kH = 1,06.1,02454.1,13 = 1,2272Thay các giá trị vừa tính được vào biểu thức tính sH ta được: Mpa+) Xác định chính ứng suất cho phép: [sH]cx [sH]cx = [sH]sb.Zv.ZR.kXH- Zv: với v = 1,743 m/s >5 m/s , bánh răng có HB Zv = 1- ZR: Với cấp chính xác 9, cấp chính xác động học 8 cần gia công bề mắt đạt độ nhám  Ra = 2,5 ¸ 1,25 mm => ZR = 0,95- kXH :Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của kích thước bánh răng phụ thuộc vào kích thước vòng đỉnh bánh răng vì da4 kXH = 1.Suy ra [sH]cx =391,315.1.0.95.1 = 371,75 MpaVậy sH = 386,13 Bộ truyền đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc. 6- Kiểm nghiệm độ bền uốn. Điều kiện bền uốn của bánh răng côn được viết như sau: và Trong đó - Yb: Hệ số kể đến độ nghiên của răng. Yb = 1-bo/140 = 1 – 9,696/140 = 0,931- YF1, YF2 : Hệ số dạng răng được tra theo bảng 6-18 (I) theo số răng tương đương Zv3 = Z3/cos3b = 33/ cos3 9,696 = 34,45  Zv4 = Z4/cos3b = 33/ cos3 9,696 = 109,63 => YF2 = 3,63và với x1 = x2 = 0 => YF3 = 3,75 ; YF4 = 3,63 - Ye : Hệ số kể đến sự trùng khớp răng. Ye = 1/ea = 1/1,7275 = 0,579- kF: Hệ số tải trọng tinhd về uốn. KF = kFb.kFa.kFV- Tra bảng 6-21 (I) ta có kFb= 1,16- kFa : với v = 1,743 m/s, cấp chính xác là 9 tra bangr 6-14 (I) => kFa = 1,37- Tính kFV:   kFV = 1 +  nH = Tra bảng 6-15 (I) ta được dF = 0,006 và go = 73 => nF = Vậy kFV = 1 + Suy ra kF = 1,16.1,37.1,06 = 1,685Thay các giá trị vừa tính được vào biểu thức tính sF ta được: Mpa Mpa+) Xác định chính ứng suất cho phép: [sF]cx [sF]cx = [sF]sb.YR.YS.kXF- YR: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng YR = 1- YS: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhạy của vật liệu đối với trnạg thái ứng suất YS = 1,08 – 0,0695.ln3 = 1,00365- kXF với da4 kXF = 1.Suy ra [sF1]cx =195,43.1.1,00365.1 = 196,14 Mpa [sF2]cx =174,86.1.1.1 = 175,5 Mpa Vậy sF3 = 127,3 < [sF3]cx và sF4 = 122,2 < [sF4]cxThoả mãn điều kiện bền uốn.7- Kiểm nghiệm độ bền quá tải. +) Kiểm nghiệm quá tải tiếp xúc: sHmax = sH. với kqt = kbđ = 1,6 => sHmax = 370,98. = 469,26 < [sH]max = 952 Mpa+) Kiểm nghiệm quá tải uốn: Theo 6.48  sF3max = sF3.kqt = 127,3.1,6 = 203,68 < [sF3]max = 387 Mpa sF4max = sF4.kqt = 122,2.1,6 = 195,52 < [sF4]max = 292,4 MpaVậy bánh răng đảm bảo độ bền quá tải. 8- Lập bảng thông số STT Thông số Kí hiệu Giá trị 1 Khoảng cách trục aw 210 mm 2 Tỷ số truyền u 3,182 3 Chiều rộng vành răng bw 91 mm 4 Môđun pháp m 3 mm 5 Góc nghiêng răng b 9,696o 6 Hệ số dịch chỉnh x x1 = x2 =0 7 Số răng Z Z3 = 33 mmZ4 = 105 mm 8 Đường kính vòng lăn dw dw3 = 100,43 mmdw4 = 319,57 mm 9 Đường kính vòng đỉnh da da3 = 106,43 mmda4 = 325,57 mm 10 Đường kính đáy răng df df3 = 92,93 mmdf4 =312,07 mm 11 Đường kính vòng cơ sở db db3 = 94,373 mmdb4 = 300,3 mm 12 Đường kính đỉnh răng ngoài dae dae1 = 89,192 mmdae2 = 357,796 mm 13 Góc Propin răng at at = 20,2664o 14 Góc côn đỉnh atw atw = 20,2664o 15 Góc côn đáy ea ea= 1,7275  IV- kiểm tra bôi trơn và chạm trục. 1 -Kiểm tra bôi trơn. Với vận tốc vòng nhỏ hơn 12 ¸ 15 m/s thì ta chọn phương pháp bôi rơn băng ngâm dầu:  Gọi khoảng cách từ tâm các bộ truyền tới mức dầu lớn nhất và nhỏ nhất của hộp giảm tốc là x2max, x2min, x4max , x4min.+)Xác định mức dầu thối thiểu xmin.Với bộ truyền cấp nhanh v = 5,415 > 1,5 m/s nên ta có : x2min = dae2/2 – b.sin d2 +5 =141,3 mmVới bộ truyền cấp chậm x4min = da4/2 – hmax trong đó: hmax = (0,75 ¸ 2).h  h = 2,25.m = 2,25.3 = 6,75 mm=> hmax = 2.6,75 = 13,5 mmVậy ta có x4min = 325,57/2 – 13,5 = 146,28 mm+) Xác định mức dầu tối đa:Với bánh răng côn số2 v = 5,415 > 1,5 m/s mức dầu max cách mức dầu min 10 mm => x2max = x2min - 10 = 131,3 mmVới bánh răng số 4 v = 1,743 >1,5 m/s ta cũng có => x4max = x4min – 10 = 136,28 mmvậy mức dầu chung cho toàn hộp giảm tốc là: xmin = min{ x2min ; x4min} = 141,3 mm xmax = min{x2max ; x4max} = 136,2 mm   = > Dx = xmin – xmax = 141,3 -136,2 = 5,1 mm > (3 ¸ 5) mmVậy điều kiện bôi trơn đợc đảm bảo. 2 – Kiểm tra chạm trục. Với hộp giảm tốc côn trụ ta có điều kiện chạm trục như sau:- Để bánh răng 1 và bánh răng 3 không chạm nhau phải có x1 = dae2/2 –bsin d2 – da3/ 2 > 5 mm x1 = 357,796/2 – 45,759.sin 77,217 – 100,43/2 = 81,06 mm > 5 mmVậy hai banh răng không chạm n - Để bánh răng côn số 2 không chạm vào trục III ta có điều kiện: x2 = aw – dae2/2 –dIIIsb/2 > 5 mm với dIIIsb = mm => x2 = 210 – 357,796/2 –53,2/2 = 4,52 5 mmVậy bánh răng côn số 2 không chạm vào trục III 2 - Kiểm tra sai số vận tốc.  Điều kiện: Dv% = [(vth- v)/vth].100 £ [Dv] = 4%Ta có v = 1,35 m/s; vth = p.D.nth.60.10-3 Trong đó vth ; nth là vận tốc vòng và số vòng quay thực trên băng tải.Đã có D = 520 mm;  nth = v/ph=> vth = 3,14.520.49,315.60.10-3 = 1,342 m/sVậy Dv% = < 4%Vậy sai số vận tốc trên băng tải là không đáng kể. Bộ truyền thiết kế đạt yêu cầu. PHẦN III THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY ĐỠ NỐI I – THIẾT KẾ TRỤC. 1- Chọn vật liệu. Với hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình chọn vật liệu là thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB170 ¸ 217 và có sb = 600 Mpa; sch = 340 Mpa. Với trục số 3 chịu mômen xoắn lơn hơn nên chọn vật liệu là thép hợp kim 40X. 2- Tính thiết kế trục. a) Chiều nghiêng hợp lý:Với hệ thống thiết kể là băng tải nhánh căng ở phía trên. Do đó chiều quay chủa các trục và chiều nghiêng hợp lí của bánh răng được thể hiện như trên hình vẽ sau: b) Xác định tải trọng tác dụng lên trục+) Lực tác dụng từ cấp nhanh:  Ft1 = N Ft2 = N  Fa1 = Ft1.tga.sind1 =2000,122.tg20.sin12,783 = 161,073 N Fa2 = Ft2.tga.sind2 =1899,286.tg20.sin77,217 = 674,150 N Fr1 = Ft1.tga.cosd1 =2000,122.tg20.cos12,783 = 709,942 N Fr2 = Ft2.tga.cosd2 =1899,186.tg20.cos77,217 = 152,953 N+) Lực tác dụng từ cấp chậm: Ft3 = N Ft4 = N Fa3 = Ft3.tgb = 5907,491.tg9,696 = 1009,361 N Fa4 = Ft4.tgb = 5674,087.tg9,696 = 989,482 N Fr3 = Ft3.tgatw = 5907,491.tg20,2664 = 2212,921 N Fr4 = Ft4.tgatw = 5674,087.tg20,2664 = 2125,489 N+) Lực tác dụng từ bộ truyền xích:Đã tính ở phần trước Fx = kx.Ft = 6368,141 N+) Lực tác dụng từ khớp nối:Dùng khớp nối trục đàn hồi nên ta có: FKN = (0,2¸ 0,3).2.Tđc/DtTrong đó Dt là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi. Tra bảng 16-10a (I) ta có Dt = 105 mm => FKN = 0,25.2.71598,836/105 = 340,95 N 3- Tính sơ bộ trục. Đường kính sơ bộ trục được tính theo công thức 10.9 d trong đó T là mômen xoăn trên trục [t] là ứng suất xoắn cho phép với thép 45; 40X có [t] = 12 ¸ 30 MpaChọn [t] = 20 với thép 45 thường hoá và [t] = 30 với thép 40X Vậy ta có đường kính sơ bộ của các trục là:    d1sb = mm chọn d1sb = 30 mm d2sb = mm chọn d2sb = 45 mm d3sb = mm chọn d3sb = 55 mm Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực. +) Tđường kính sơ bộ của các trục ta có thể chọn gần đúng bề rộng của ổ lăn bo như sau: Trục I II III Đường kính mm 30 45 55 Bề rộng ổ mm 19 25 29 +) Xác định chiều dài moay ơ các chi tiết quay: - Chiều dài moay ơ khớp nối: lm12 = (1,4 ¸ 12,5)d1sb = (1,4 ¸ 2,5).30 = 42 ¸ 70 mmTa chọn lm12 = 60 mm- Chiều dài moay ơ bánh răng côn. Bánh nhỏ: lm13 = (1,2 ¸ 1,4)d1sb = (1,2 ¸ 1,4).30 = 36 ¸ 42 mmTa chọn lm13 = 50 mm Bánh lớn: lm22 = (1,2 ¸ 1,4)d2sb = (1,2 ¸ 1,4).45 = 54 ¸ 63 mmTa chọn lm22 = 60 mm- Chiều dài moay ơ bánh răng trụ: Bánh nhỏ: lm23 = (1,2 ¸ 1,5)d2sb = (1,2 ¸ 1,5).45 = 54 ¸ 67 mmTa chọn chiều dài moayơ bánh răng trụ băng bw = 91 mm = > lm23 = 91 mm Bánh lớn: lm32 = (1,2 ¸ 1,5)d3sb = (1,2 ¸ 1,5).55 = 66 ¸ 82 mmTa chọn lm32 = 91 mm- Chiều dài moay ơ đĩa xích: Bánh nhỏ: lm33 = (1,2 ¸ 1,5)d3sb = (1,2 ¸ 1,5).55 = 60 ¸ 82,5 mmTa chọn l33 = 70 mm+) Sơ đồ tính khoảng cách đối với hộp giảm tốc bánh răng Côn _ Trụ.   Trị số của các khoảng cách k1 , k2 , k3 ,hn được lấy theo bảng 10-3 (I) - Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay tới thành trong của hộp giảm tốc hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay. K1 = 10 mm- Khoảng cách từ mặt cạnh của ổ tới thành trong của hộp. K2 = 8 mm- Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay tới lắp ổ. K3 = 15 mm- Chiều cao lắp ổ và đầu Bulông. hn = 20 mm+) Xác định điểm đặt lực: HGT bánh răng côn- trụ theo bảng 10-4 (I) ta có: -Trục I  l12 = - lc12 = - 74,5 mm lc12 = 0,5.( lm12 + bo) +k3 + hn = 0,5(60 + 19) + 15 + 20 = 74,5 mm l11 = ( 2,5 ¸ 3).30 = 75 ¸ 90 mm Ta chọn l11 = 80 mm l13 = l11 +k1 + k2 +lm13 + 0,5(bo - b13 . cosd1) = 80 + 10 + 8 + 50 +  + 0,5( 19 – 45,759 .cos12,783 ) = 135,188 mm  - Trục II l22 = 85,44 mm ; l23 = 130,5 mm l21 = lm22 + lm23 + bo +3k1 + 2k2 = 60 + 91 + 25 + 3.10 + 2.8 = 222 mm - Trục III  lc32 = 0,5(lm32 + bo) + k3 + hn = 0,5.(70 + 29) + 15 + 20 = 84,5 mm l32 = l21 + lc32 = 222 + 84,5 = 306,5 mm Tính gần đúng trục. a) Tính toán trục I:Các lực tác dụng lên trục I gồm: Ft1 = 200,122 N ; Fa1 = 161,073 N; Fr1 = 709,942 N T1= 70879,315 Nmm; FKN = 340,95 N Ma1 = 1/2.Fa1.dm1 = 5708,02 NmmGiả sử các phản lực tại các gối 0 và 1 có chiều như hình vẽ. Áp dụng các phương trình cân bằng tĩnh học ta tìm được các phản lực.+) Tìm phản lực theo phương ngang:Ta có: SMA = R1X.l11 – Ft.l13 +FKN.lc12 =0=> R1X = N SFX = FKN +Ft1 –R1X – R0X = 0 => R0X = FKN +Ft1– R1X =  = 340,95 + 200,122 - 2812,38 = - 471,308 N (chiều ngược lai với giả thiết) +) Tìm phản lực theo phương thẳng đứng:Ta có: SMA = R1Y.l11 – FR.l13 + Ma1=0=> R1Y = N SFX = R0Y – R1Y + Fr1 = 0 => R0X = R1X - Ft1 = 1039,6 – 709,94 = 329,658 N(chiều cùng với giả thiết). Từ đó vẽ được biểu đồ MX; MY; TZ như hình vẽ trang bên.+) Tính gần đúng trục I.Dựa vào biểu đồ mômen ta có thể tính gần đúng trục I như sau:- Tại vị trí lắp bánh răng côn (vị trí 3) ta có:Momen uốn tổng Mut = NmmMômen tương đương  Mtđ= NmmTa có dI3 = Chọn sơ bộ dI = 30 mm nên theo bảng 10-5 => [s] = 63 => dI3 = mmVì tại tiết diện 3 có lăp rãnh then nên ta phải lắy đường kính tăng nên 4% => dI3 = 21,39 + 0,04.21,39 = 22,24 mmChọn theo tiêu chuẩn ta có d13 = 24 mm - Tại vị trí lắp ổ đũa (tiết diện 1) ta có:Mômen uốn tổng :Mut = NmmM2 tương đương  Mtđ = Nmm=> dI3 = mmChọn theo tiêu chuẩn dI2 = 30 mm- Tai vị trí lắp Nối trục (tiết diện 2) theo bảng 16-10a (II) ta chọn d12 = 28 mm. + Sơ đồ hoá và biểu đồ mômen của trục I b) Tính gần đúng trục II.Các lực tac dụng lên trục II là : Ft2 = 1899,286 N; Fa2 = 674,15 N ; FR2 = 152,593 N ; TII = 296644,672 Nmm Ft3 = 5907,491 N ; Fa3 = 1009,361N ; FR3 = 2212,921 N  Ma2 = 1/2.Fa2.dm2 = 105293,8 Nmm ; Ma3 = 1/2.Fa3.dw3 = 50685,06 NmmTính phản lực tại các gối đỡ.Giả sử chiều phản lực như hình vẽ, áp dụng phương trình cân băng tính học xác định được các phản lực.+) Xác định phản lực theo phương ngang:Ta có : SM = Ft2.l22 + Ft3. l23 – R1X.l21 = 0=> R1X = N SF = R0X + R1X – Ft2 – Ft3 = 0 => R0X = Ft2 + Ft3- R1X  => R0X = 1899,286 + 5907,491 – 4885,877 = 2920,6 N( chiều như chiều giả thiết).+) Xác định lực theo phương đứng:Ta có : SM = FR2.l22 - FR3. l23 + R1Y.l21 – Ma2 - Ma3 = 0=> R1Y =  =  SF = R0Y - R1Y + FR2 – FR3 = 0 => R0Y = FR3 - FR2+R1X  => R0X = 152,953 + 2260,2 – 2212,921 = 200,23 N( chiều như chiều giả thiết).Từ đó ta vẽ được biểu đồ mômen MX ; MY ; Tz như hình vẽ trang bên.+) Tính gần đúng trục II.Dựa vào biểu đồ mômen ta có thể tính gần đúng trục II như sau:- Tại vị trí lắp bánh răng côn (vị trí 2) ta có:Mômen uốn tổng  Mut = NmmMômen tương đương   Mtđ= NmmTa có dII2 = Chọn sơ bộ dII = 45 mm nên theo bảng 10-5 => [s] = 58 => dII2 = mmVì tại tiết diện 2 có lăp rãnh then nên ta phải lắy đường kính tăng nên 4% => dII2 = 39,915 + 0,04. 39,915 = 41,512 mmChọn theo tiêu chuẩn ta có dII2 = 42 mm - Tại vị trí lắp bánh răng trụ (tiết diện 3) ta có:Mômen uốn tổng :Mut = NmmM2 tương đương  Mtđ = Nmm=> dII3 = mmVì tại tiết diện 3 có lăp rãnh then nên ta phải lắy đường kính tăng nên 4%=> dII3 = 41,042 + 0,04.41,402 = 42,684 mmChọn theo tiêu chuẩn dII2 = 45 mm- Tai vị trí lắp ổ lăn theo bảng ta chọn d12 = 40 mm. + Sơ đồ hoá và biểu đồ mômen của trục I b) Tính gần đúng trục III.Các lực tac dụng lên trục III là : Ft4 = 5674,087 N; Fa4 = 969,482 N ; FR4 = 2125,489 N ;  Fx = 6368,141 N; TIII = 906633,966 Nmm  Ma4 = 1/2.Fa4.dw4 = 154908,68 Nmm ; Tính phản lực tại các gối đỡ.Giả sử chiều phản lực như hình vẽ, áp dụng phương trình cân băng tính học xác định được các phản lực.+) Xác định phản lực theo phương ngang:Ta có : SM = Ft4.l32 – R1X.l31 = 0=> R1X = N SF = R0X + R1X – Ft4 = 0 => R0X = Ft4 - R1X  => R0X = 5674,087 – 3876,8 = 1797,287 N( chiều như chiều giả thiết).+) Xác định lực theo phương đứng:Ta có : Ta có : SM = FR4.l32 + Fx.(l31 +lc33) – Ma4– R1Y.l31 = 0=> R1X =  = N SF = R0Y + R1Y - FR4 – Fx = 0 => R0Y = FR4 + Fx - R1X  => R0Y = 2125,489 +6368,141 – 9826,65 = -1333,02 N ( chiều ngược chiều giả thiết).Từ đó ta vẽ được biểu đồ mômen MX ; MY ; Tz như hình vẽ trang bên.+) Tính gần đúng trục III.Dựa vào biểu đồ mômen ta có thể tính gần đúng trục III như sau:- Tại vị trí lắp bánh răngỉtụ số4 (vị trí 2) ta có:Mômen uốn tổng  Mut = NmmMômen tương đương  Mtđ= NmmTa có dIII2 = Chọn sơ bộ dII = 55 mm và là thép hợp kim nên theo bảng 10-5 => [s] = 60 => dIII2 = mmVì tại tiết diện 2 có lăp rãnh then nên ta phải lắy đường kính tăng nên 4% => dIII2 = 52,8 + 0,04. 52,8 = 54,91 mmChọn theo tiêu chuẩn ta có dIII2 = 60 mm - Tại vị trí lắp ổ lăn (tiết diện 1) ta có:Mômen uốn tổng :Mut = NmmM2 tương đương  Mtđ = Nmm=> dIII1 = mmChọn theo tiêu chuẩn dIII1 = 55 mm- Tai vị trí lắp ổ đĩa xích (tiết diện 3) dIII3 = 50 mm. + Sơ đồ hoá và biểu đồ mômen của trục III Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi. Để đảm bảo trục vừa thiết kế làm việc an toàn ta phải tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn: Điều kiện: Sj = Ssj. Stj/ ³ [S] = 1,5 ¸ 2,5trong đó :Ssj, Stj Hệ số an toàn chỉ xét riêng ưng suất pháp và ứng suất tiếp;ta có: Ssj = ; Stj = .- s-1; t-1 : Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng. s-1 = 0,436. sb = 0,436.600 = 261,6 MPa t-1 = 0,58. s-1 = 0,58.261,6 = 151,728 Mpa- saj ; taj ; smj ; tmj: Hệ số biên độ và hệ số trung bình ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j . saj = (smaxj - sminj)/2 ; smj = (smaxj + sminj)/2- Đối với trục quay ứng suất thay đổi theo chu kỳ do đó: smj = 0 ; saj = smaxj = Mj/Wj - Khi trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó: tmj = taj = tmaxj/2 = Tj/2Woj - Woj Mômen cản xoắn tại j xác định theo bảng 10-6 (I)- ys ; yt Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số trung bình đến độ bền mỏi tra bảng 10-7 .- ksdj ; ktdj Hệ số được xác định theo công thức: ksdj = ; ktdj = - kx : Hệ số tập trung ứng suất do trang thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia công theo bảng 10-8(I) ta có kx = 1,06- ky: Hệ số tăng bền mặt trụ. Vì không tăng bền nên ky = 1- es ;et : Hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước trục đến giới hạn mỏi tra bảng 10-10- ks ; kt: Hệ số tạp trung ứng suất thực tế khi uốn; xoắn tra theo bảng 10-12 (I)+) Kiểm nghiệm mỏi cho trục I.Với trục I dựa vào biểu đồ mômen ta thấy tiết diện 1 là tiết diện nguy hiểm vậy ta kiểm nghiệm độ bền mỏi cho tiết diện này. - sa1 = smax1 = M1/W1 với M1 = Mutb = 94151 Nmm W1 mômen cản uốn được tính theo công thức: W1 = mm3=> sa1 = smax1 =94151/2649,375 = 35,54 Mpa- tm1 = ta1 = tmax1/2 = T1/2Wo1 với T1 = 70879,315 Nmm Wo1 mômen cản xoắn được tính theo công thức: Wo1 = mm3=> tm1 = ta1 = 70879,315/5298,75 = 13,38 Mpa- Ta có : ksd1 = ; ktd1 =  kx = 1,06 ; ky = 1 ; tra bảng 10-7(I) => ys = 0,05 , yt = 0 Tra bảng 10-10 (I) => es = 0,88 , et = 0,81 Tra bảng 10-12 (I) => ks = 1,76 , k t = 1,54Vậy ta có: ksd1 = ;  ktd1 = Thay các giá trị vào công thức tính Ss1 , St1:Ta có: Ss1 =  St1 =  Vậy S1 = ³ [S] = 2,5 Tức là thoả mãn điều kiện:+) Kiểm nghiệm mỏi cho trục II.Với trục II dựa vào biểu đồ mômen ta thấy tiết diện 3 là tiết diện nguy hiểm vậy ta kiểm nghiệm độ bền mỏi cho tiết diện này. - sa3 = smax3 = M3/W3 với M3 = Mutb = 307867,76 Nmm W3 = với trục II có đường kính dII3 = 45 mm tra bảng 9-1a (I) ta có b= 12 mm, t1 = 5 mm => W3 = mm3=> sa3 = smax3 =307867,76/680,31 = 45,22 Mpa- tm3 = ta3 = tmax3/2 = T2/2Wo3 với T2 = 296644,672 Nmm Wo1 = mm3=> tm1 = ta1 = 296644,672/15749,95 = 18,835 Mpa- Ta có : ksd3 = ; ktd3 =  kx = 1,06 ; ky = 1 ; tra bảng 10-7(I) => ys = 0,05 , yt = 0 Tra bảng 10-10 (I) => es = 0,83 , et = 0,77 Tra bảng 10-12 (I) => ks = 1,76 , k t = 1,54Vậy ta có: ksd3 = ;  ktd3 = Thay các giá trị vào công thức tính Ss3 , St3:Ta có: Ss3 =  St3 =  Vậy S3 = ³ [S] = 1,5 Vậy trục II thoả mãn độ bền mỏi:+) Kiểm nghiệm mỏi cho trục III.Với trục III dựa vào biểu đồ mômen ta thấy tiết diện 1 là tiết diện nguy hiểm vậy ta kiểm nghiệm độ bền mỏi cho tiết diện này. - sa1 = smax1 = M1/W1 với M1 = Mutb = 442585,8 Nmm W1 = mm3=> sa1 = smax1 =442585,8/16325,55 = 27,11 Mpa- tm1 = ta1 = tmax1/2 = T3/2Wo1 với T3 = 906633,966 Nmm Wo1 = mm3=> tm1 = ta1 = 906633,966/32651,1 = 27,77 Mpa- Ta có : ksd1 = ; ktd1 =  kx = 1,1 ; ky = 1 ; tra bảng 10-7(I) => ys = 0,1 , yt = 0,05 Tra bảng 10-10 (I) => es = 0,72 , et = 0,76 Tra bảng 10-12 (I) => ks = 1,76 , k t = 1,54Vậy ta có: ksd1 = ;  ktd1 = Thay các giá trị vào công thức tính Ss1 , St1:Ta có: Ss1 =  St1 =  Vậy SIII1 = ³ [S] = 1,5 Vậy trục III thoả mãn độ bền mỏi: 7- Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. Để đề phòng khả năng biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột ta cần kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh theo điều kiện: stđ =  Trong đó: s = Mmax/0,1.d3 với Mmax = Mut.kqt (ta có kqt = kbđ = 1,6) t = Tmax/0,2.d3 với Tmax = T.kqt+) Trục ITa có Mut = 94151 Nmm; T = 70879,315 Nmm => s Mpa ; t = Mpa => stđ = MPa+) Trục IITa có: Mut = 307867,76 Nmm ; T = 296644,672 Nmm => s = Mpa ; t = Mpa => stđ = Mpa+) Trục III Ta có: Mut = 442585,8 Nmm; T = 906633,966 NmmTrục III làm bằng thép hợp kim có [s] =0,8.sch = 0,8.550 = 440 MPa => s = Mpa ; t = Mpa => stđ = MpaVậy tất cả các trục đều đảm bảo điều kiện bền tĩnh. Tính kiểm nghiệm trục về độ cứng. (kiểm nghiệm cho trục II) Để trục không bị hỏng do biến dang ta phải tiến hành kiểm nghiệm trục về độ cứng theo điều kiện: f £ [f] ; q £ [q] *) Tính độ võng f:  Với [f] = (0,0002 ¸ 0,0003)l = (0,0002 ¸ 0,0003).191 = 0,0382 mm f = với fx, fy : chuyển vị theo phương ngang va phương đứng.a) Xét tại vị trí lắp bánh răng côn (tiết diện 2)- Tính các diện tích hình phẳng và h theo sơ đồ trang sau : W1 = 1/2.(60,5.295595,58) = 8941766,295 mm2 h1 = 17,854 mm W2 = 45,06.249536,06 = 11244094,86 mm2 h2 = 36,755 mm W3 = 1/2.45,06.(295595,58 – 249536,06) = 1037720,986 mm2 h3 = 33,43 mm W4 = 1/2 . 85,44.249536,06 = 10660180,48 mm2 h4 = 31,152 mm W5 = 1/2 . 60,5.136 742,1 = 4136448,525 mm2 h5 = 17,854 mm W6 = 45,06 . 86057,04 = 3877730,222 mm2 h6 = 36,755 mm W7 = 1/2 . 45,06 .(88187,43 – 86057,4) = 47997,688 mm2 h7 = 40,079 mm W8 = 1/2 . 85,44 . 17107,82 = 730846,07 mm2 h8 = 31,152 mm- Tính chuyển vị theo phương ngang:Ta có: f2x = (W1h1 + W2h2 +W3h3 +W4h4 ) Với J2 = mm4 ; E = 2,1.105 MPa=> f2x = (8941766,295.17,854 + 11244094,86.36,755 + 1037720,986.33,43 +  + 10660180,48.31,152 ) = mm- Tính chuyển vị theo phương đứng:Ta có: f2y = ( - W5h5 - W6h6 - W7h7 + W8h8 )=> f2y = (- 4136448,525.17,854 – 3877730,222.36,755 – 47997,688.40,079 -  + 730846,07.31,152) = mmChiều biến dạng ngược lại với chiều lực đơn vị.Vậy ta có: f2 = mm f2 = 0,029 mm f3x = (8941766,295.27,557 + 11244094,86.34,2 + 1037720,986.36,578 +  + 10660180,48.18,042 ) = mmTính chuyển vị theo phương đứng:Ta có: f3y = ( - W5h’5 - W6h’6 - W7h’7 + W8h’8 )=> f3y = (- 4136448,525.27,557 – 3877730,222.34,2 – 47997,688.31,821 -  + 730846,07.18,042) = mmChiều biến dạng ngược lại với chiều lực đơn vị.Vậy ta có: f3 =  f3 = mm f3 = 0,0135 mm Trục đảm bảo điều kiện cứng xoay: Vậy trục thiết kế đảm bảo độ cứng vững.  Biểu đồ mômen đơn vị *) Tính độ cứng xoắn:Trục thiết kế cần hạn chế biến dạng xoắn nên ta phải tiến hành kiểm nghiệm độ cứng xoắn theo điều kiện sau: j = = 20’/mTrong đó: T = 296644,672 Nmm ; G = 8.104 MPa - Jo mômen quán tính độc cực. Jo = p.d4/32trên trục II tiết diện nguy hiểm là tại tiết diện 2 có Jo2 = 3,14 . 454/32 = 402373,828 mm4 - l Chiều dài đoạn trục đang tính l = 45,06 mm - k Hệ số tính theo công thức: k = ta đã có h = 9 mm dII2 = 45 mm- g Hệ số phụ thuộc số rãnh then. Vì chỉ có 1 rãnh then nên g = 0,5 => k =  => j = độhay j =  Vậy j = 0,9234 ‘/m Trục thiết kế đảm bảo độ cứng về xoắn.KL: Trục thoả mãn tất cả các điều kiện bền mỏi, bền tĩnh, điều kiện cứng. Vậy trục đủ điều kiện làm việc. II – TÍNH CHỌN THEN Chọn loại then đầu vuông (hình vẽ) Trong quá trình sử dụng then co thể hỏng do dập bề mặt làm việc hoặc do cắt. Khi thiết kế thượng chọn then theo đường kính trục. Kiểm nghiệm then theo điều kiện bền dập và bền cắt sau:  sd = ; tc = Trong đó : sd ; tc :ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán MPa - lt, b, h, t1: Các kích thước then tra theo bảng 9-1 hoặc 9-2 (I)- [sd] ứng suất dập cho phép tra bảng 9-5 (I) có [sd] = 150 MPa- [tc] ứng suất cắt cho phép [tc] = 60 ¸ 90 MPa Tính then trên trục I. Mômen xoắn trên trục I T1 = 70879,315 Nmm Từ đường kính các tiết diện lắp then:+) Then bánh răng côn:  Có d13 = 24 mm tra bảng 9-1a (I) Ta có : b . h . t1 . t2 = 8 . 7 . 4 . 2,8 với lm13 = 40 mm lt =(0,8 ¸ 0,9) lm13 = (0,8 ¸ 0,9)40 = 32 ¸ 36 mm Chọn lt = 36 mm Bán kính góc lượn của rãnh rmax = 0,25 mm ; rmin = 0,16 mm+) Then khớp nối: Có d12 = 28 mm tra bảng 9-1a (I) Ta có : b . h . t1 . t2 = 8 . 7 . 4 . 2,8 với lm12 = 60 mm lt = (0,8 ¸ 0,9) lm12 = (0,8 ¸ 0,9)60 = 48 ¸ 54 mm Chọn lt = 50 mm Bán kính góc lượn của rãnh rmax = 0,25 mm ; rmin = 0,4 mm+) Kiểm nghiệm then: - Then bánh răng côn: sd = => sd = MPa tc = MPa sd = MPa tc = MPa Vậy then tại khớp nối đủ điều kiện làm việc. Tính then trên trục II. Mômen xoắn trên trục II T2 = 296644,672 Nmm Từ đường kính các tiết diện lắp then:+) Then bánh răng côn:  Có d22 = 42 mm tra bảng 9-1a (I) Ta có : b . h . t1 . t2 = 12 . 8 . 5 . 3,3 với lm22 = 60 mm lt =(0,8 ¸ 0,9) lm22 = (0,8 ¸ 0,9)60 = 48 ¸ 54 mm Chọn lt = 50 mm Bán kính góc lượn của rãnh rmax = 0,25 mm ; rmin = 0,16 mm+) Then của bánh răng trụ: Có d23 = 45 mm tra bảng 9-1a (I) Ta có : b . h . t1 . t2 = 14 . 9 . 5,5 . 3,8 với lm23 = 60 mm lt = (0,8 ¸ 0,9) lm23 = (0,8 ¸ 0,9)60 = 48 ¸ 54 mm Chọn lt = 50 mm Bán kính góc lượn của rãnh rmax = 0,25 mm ; rmin = 0,4 mm+) Kiểm nghiệm then: - Then bánh răng côn: sd = => sd = MPa tc = MPa sd = MPa tc = MPa Vậy then của bánh răng trụđủ điều kiện làm việc. Tính then trên trục III. Mômen xoắn trên trục III T3 = 906633,966 Nmm Từ đường kính các tiết diện lắp then:+) Then bánh răng trụ:  Có d32 = 60 mm tra bảng 9-1a (I) Ta có : b . h . t1 . t2 = 18 . 11 . 7 . 4,4 với lm32 = 70 mm lt =(0,8 ¸ 0,9) lm32 = (0,8 ¸ 0,9)70 = 56 ¸ 63 mm Chọn lt = 60 mm Bán kính góc lượn của rãnh rmax = 0,25 mm ; rmin = 0,4 mm+) Then đĩa xích: Có d23 = 50 mm tra bảng 9-1a (I) Ta có : b . h . t1 . t2 = 16 . 10 . 6 . 4,3 với lm33 = 70 mm lt = (0,8 ¸ 0,9) lm33 = (0,8 ¸ 0,9)70 = 56 ¸ 63 mm Chọn lt = 60 mm Bán kính góc lượn của rãnh rmax = 0,25 mm ; rmin = 0,4 mm+) Kiểm nghiệm then: - +) Then bánh răng trụ: sd = => sd = MPa tc = MPa sd = MPa tc = MPa Vậy then của bánh răng trụ đủ điều kiện làm việc. III – TÍNH CHỌN Ổ LĂN. Kết cấu trục bánh răng côn có yều cầu cao về độ cứng , vững nên phải đảm bảo cố định chính xác vị trí trục & chi tiết quay theo phương dọc trục do đó ta chọn ổ đũa côn cho hộp HGT. Tính chọn ổ cho trục I. Chọn loại ổ đũa côn và bFs1 Fro ố trí các ổ như sơ đồ tren hình vẽ.Fa1 Fso Với đường kính ngõng trục d = 30 mm theo bảng P2- 11 chọn sơ bộ ổ cơ trung có các thông số a = 13,67o; c = 29,8 KN ; co = 22,3 KN.+) Tính khả năng tải đọng:Vì đầu vào của trục có lắp nối trục vòng đan hồi nên ta phải chọn chiều của lực Fr (của khớp nối) sao cho làm tăng biến dạng (nghĩa là ngựoc lại so vơí chiều đã chọn khi tính trục . Khi đó phản lực ngang là: X1 Xo Fr Ft 74,5 80 45,18 0 1 2 3   X1 = N Xo = Fr + X1 – Ft1 = 3447,4 + 340,95 – 2000,122 = 1788,23 N => Lưc phản tác dụng lên ổ là: Fr0 = N Fr1 = NTheo 11.4 với ổ đũa côn ta có: e = =1,5.tga = 1,5.tg13,67 = 0,36483- Lưc dọc trục do lực hướng tam sinh ra là: Fs0 = 0,83.e.Fr0 = 0,83.0,3683.1818,36 = 550,615 N Fs1 = 0,83.e.Fr1 = 0,83.0,3683.3600,74 = 1090,336 N- Theo bảng 11-5(I) với sơ đò bố trí như thế ta có: å Fa0 = Fs1 + Fa1 = 1090,336 + 161,073 = 1251,409 NTa thấy å Fa0 > Fs0 = 550,615 N do đó Fa0 = å Fa0 = 1251,409N- å Fa1 = Fs0 – Fa1 = 550,615 – 161,073 = 389,,542 NTa thấy å Fa1 Fa1 = Fs1 = 1090,366 N- Xác định X; Y : Ta có : Fa0/V.Fr0 = 1251,409/1.1818,36 = 0,688 > e Vậy theo bảng 11-4(I) => X0 = 0,4 ; Yo = 0,4.tga = 0,4.tg13,67 = 1,645 Fa1/V.Fr1 = 1090,336/1.3600,74 = 0,3 X1 = 0 ; Yo = 0- Tính tải trọng quy ước: Qo = [ X0.V.Fr0 + Y0.Fa0] .kđ.kt - kt: Hệ số anh hưởng của nhiệt độ với to kt = 1- kđ: Hệ số đặc tính tải trọng theo bảng 11-3(I) => kđ = 1 => Tải trọng quy ước : Qo = [ X0.V.Fr0 + Y0.Fa0] .kđ.kt = [ 0,4.1.1818,36 + 1645.1251,409].1.1 = = 2785,912 N Q1 = [ X1.V.Fr1 + Y1.Fa1] .kđ.kt = [ 1.1.3600,74 + 0].1.1 = 3600,74 NVậy chỉ tính theo Q1: Khả năng tải động : Cđ = Q.Trong đó m là bậc của đương cong mỏi đối với ổ đũa m = 10/3- L: là tuổi thọ l = Lh.60.n.10-6 Với Lh đã tính theo giờ làm việc Lh = 13440 giờTrục I n = 1460 v/ph => L = 13440.60.1460.10-6 = 1177,344 (triệu vòng) => Cđ = 3600,74. N Cđ = 29,793 KN < C = 29,8 KN Vậy ta chọn ổ loại 7206 với các thông số: dmm Dmm D1mm Bmm C1mm Tmm rmm r1mm amm a(độ) CKn C0KN 30 62 67 16 14 17,25 1,5 0,5 4,5 13,67 29,8 22,3 - Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh : Ta có điều kiện: Qt £ C0Theo bảng11-6(I) tra các hệ số tải trọn hướng tâm và tải trọng dọc trục Xo ; YoVới ổ đũa côn một dãy : Xo = 0,5 ; Yo = 0,22.cotga = 0,22cotg13,67 = 0,9Ta có: Qt = Xo.Fr + Yo.Fa = 0,5.3456,623 + 0,9.1045,7 = 2669,44 NThấy Qt < Fr . Vậy phải chọn Qt = Fr = 3456,623 NVậy Qt = 3,4566 N < Co = 22,3 KNTức là ổ thoả mãn điều kiện tĩnh. Tính chọn ổ cho trục II. Chọn loại ổ đũa côn và bố trí ổ theo sơ đồ như hình vẽ sau:Fs0 2 3 Fa3 1 Fr1 Fa2 0 Fr0 Fs1 Tương tự như trục I với đường kính d = 40 mm sơ bộ chọn nhẹ loại 7208 có các thông số a = 14,33; c = 42,4 KN ; Co = 32,7 KN.+) Tính khả năng tải động: Lưc phản tác dụng lên ổ là: Fr0 = N Fr1 = NTheo 11.4 với ổ đũa côn ta có: e = =1,5.tga = 1,5.tg14,33= 0,3832- Lưc dọc trục do lực hướng tâm sinh ra là: Fs0 = 0,83.e.Fr0 = 0,83.0,3832.2927,456 = 931,1 N Fs1 = 0,83.e.Fr1 = 0,83.0,3832.5383,335 = 1712,2 N- Lực dọc trục do các chi tiết quay sinh ra trên các ổ là: Fat = Fa – Fa2 = 1009,361 – 574,15 = 335,221 N- Theo bảng 11-5(I) với sơ đò bố trí như thế ta có: å Fa0 = Fs1 – Fat = 1712,2 – 335,221 = 1376,979 N Chiều từ trái sang phảiTa thấy å Fa0 > Fs0 = 9311,4 do đó Fa0 = å Fa0 = 1376,979 N- å Fa1 = Fs0 + Fat = 931,1 + 335,221 = 1266,321 NTa thấy å Fa1 Fa1 = Fs1 = 1712,2 N- Xác định X; Y : Ta có : Fa0/V.Fr0 = 1376,979/1.2927,456 = 0,47 > e Vậy theo bảng 11-4(I) => X0 = 0,4 ; Yo = 0,4.tga = 0,4.tg14,33= 1,566 Fa1/V.Fr1 = 1266,321/1.5358,335 = 0,235 X1 = 0 ; Yo = 0- Tải trọng quy ước: Qo = [ X0.V.Fr0 + Y0.Fa0] .kđ.kt=> Qo = [ X0.V.Fr0 + Y0.Fa0] .kđ.kt = [ 0,4.1.2927,456 + 1,566.1376,979].1.1 = = 3327,33 N Q1 = [ X1.V.Fr1 + Y1.Fa1] .kđ.kt = [ 1.1.5383,335 + 0].1.1 = 5383,335 NVậy chỉ tính theo Q1:Trục II có n =331,592 v/ph => L = 13440.60.331,592.10-6 = 267,396 (triệu vòng) => Cđ = 5383,335. N Cđ = 28,787 KN < C = 42,4 KN Vậy ta tháy thừa bên quá nhiều nên ta chọn ổ loại đặc biết nhẹ với các thông số: dmm Dmm D1mm Bmm C1mm Tmm rmm r1mm amm a(độ) CKn C0KN 40 68 72 18 16 19 1,5 0,5 3,5 10,25 31.9 28,4 - Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh : Ta có điều kiện: Qt £ C0Theo bảng11-6(I) tra các hệ số tải trọn hướng tâm và tải trọng dọc trục Xo ; YoVới ổ đũa côn một dãy : Xo = 0,5 ; Yo = 0,22.cotga = 0,22cotg10,25= 1,2166Ta có: Qt = Xo.Fr + Yo.Fa = 0,5.5383,335 + 1,12166.1712,2= 4774,73 NThấy Qt < Fr . Vậy phải chọn Qt = Fr = 5383,335 NVậy Qt = 5383,335 N < Co = 28,4 KNTức là ổ thoả mãn điều kiện tĩnh. 3 - Tính chọn ổ cho trục III. Chọn loại ổ đũa côn và bố trí ổ theo sơ đồ như hình vẽ sau:Fs0 2 Fs1 1 Fr1 Fa4 0 Fr0 Tương tự như trục II với đường kính d = 55 mm sơ bộ chọn nhẹ loại 7211 có các thông số a = 15,33; c = 57,9 KN ; Co = 46,1 KN.+) Tính khả năng tải động: Lưc phản tác dụng lên ổ là: Fr0 = N Fr1 = NTheo 11.4 với ổ đũa côn ta có: e = =1,5.tga = 1,5.tg15,33= 0,4112- Lưc dọc trục do lực hướng tâm sinh ra là: Fs0 = 0,83.e.Fr0 = 0,83.0,4112.2237,674 = 763,71 N Fs1 = 0,83.e.Fr1 = 0,83.0,4112.10563,74 = 3605,362 N- Lực dọc trục do các chi tiết quay sinh ra trên các ổ là: Fat = Fa3 = 969,482 N- Theo bảng 11-5(I) với sơ đò bố trí như thế ta có: å Fa0 = Fs1 + Fat = 3605,362 + 969,482 = 4574,844 N Chiều từ phảii sang tráiTa thấy å Fa0 > Fs0 = 763,71 do đó Fa0 = å Fa0 = 4574,844 N- å Fa1 = Fs0 - Fat = 763,71 – 969,482 = -205,772 NTa thấy å Fa1 Fa1 = Fs1 = 3605,362 N- Xác định X; Y : Ta có : Fa0/V.Fr0 = 4574,844/1.2237,674 = 2,044 > e Vậy theo bảng 11-4(I) => X0 = 0,4 ; Yo = 0,4.tga = 0,4.tg15,33= 1,459 Fa1/V.Fr1 = 3605,362/1.10563,74 = 0,3413 X1 = 0 ; Yo = 0- Tải trọng quy ước: Qo = [ X0.V.Fr0 + Y0.Fa0] .kđ.kt=> Qo = [ X0.V.Fr0 + Y0.Fa0] .kđ.kt = [ 0,4.1.2237,674 + 1,459.4574,844].1.1 = = 7569,767 N Q1 = [ X1.V.Fr1 + Y1.Fa1] .kđ.kt = [ 1.1.10563,74 + 0].1.1 = 10563,74 NVậy chỉ tính theo Q1:Trục III có n =104,176 v/ph => L = 13440.60.104,176.10-6 = 84,007 (triệu vòng) => Cđ = 5383,335. N Cđ = 39,913 KN < C = 57,9 KN Vậy ta thấy thừa bên quá nhiều nên ta chọn ổ loại đặc biết nhẹ với các thông số: dmm Dmm D1mm Bmm C1mm Tmm rmm r1mm amm a(độ) CKn C0KN 55 90 94 22 19 23 2 0,8 4 12,5 49,1 45,2 - Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh : Ta có điều kiện: Qt £ C0Theo bảng11-6(I) tra các hệ số tải trọn hướng tâm và tải trọng dọc trục Xo ; YoVới ổ đũa côn một dãy : Xo = 0,5 ; Yo = 0,22.cotga = 0,22cotg12,5= 0,9923Ta có: Qt = Xo.Fr + Yo.Fa = 0,5.10563,74 + 0,9923.3605,362 = 8859,672 NThấy Qt < Fr . Vậy phải chọn Qt = Fr = 10563,74 NVậy Qt = 10563,74 N < Co = 28,4 KNTức là ổ thoả mãn điều kiện tĩnh. IV – TÍNH CHỌN KHỚP NỐI Chọn nối trục là loại nối trục vòng đàn hồi vì nó có khả năng giảm va đập và chấn động, đề phòng cộng hưởng do dao động xoắn và bù lại độ lệch trục, hơn nữa loại này lại rẻ tiền, dễ chế tạo. Ta có mômen xoắn trên trục I TI = 751598,836 Nmm » 71,6 KNmm Dựa vào TI và đường kính trục d tra bảng được kích thước của nối trục Thao bảng 16-10a (II) có: D = 140 mm ; L = 175 mm ; l = 110 mm ; d1 = 71 mm ; Do = 105 mm ; Z = 6 ; nmax = 3800 ; b = 5 ; B1 = 42 mm l1 =30 mm ; D3 = 28 mm ; l2 = 32 mm Ta bảng 16-10b(II) ta được kích thước vòng đàn hồi: d0 = 14 mm ; d1 = M10 ; D2 = 20 mm ; l = 62 mm ;  l1 = 34 mm ; l2 = 15 mm ; l3 = 28 mm ; h = 1,5 mm+) Kiểm nghiệm độ bền của vòng đàn hồi và chốt: sd = Vơí k = 1,5Với [sd] ứng suất dập cho phepd của vong đàn hồi có giá trị [sd] = (2 ¸ 3) MPa. => sd = - Điều kiện bền của chốt: sd =  - [su] úng suất cho phép của chốt. - l0 = l1+ l2/2 = 34 + 15/2 = 41,5 mm sd = Vậy vòng đàn hồi và chốt đủ điều kiện làm viêc. PHẦN IV THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC I – CHỌN BỀ MẶT GHÉP VÀ VỎ HỘP. Ta chọn bề mặt ghép giữa lắp hộp và thân hộp đI qua tâm các trục. Nhờ đó việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuận tiện hơn. II – XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA VỎ HỘP. Hình dạng của lắp và thân chủ yếu xác định bởi số lượng và kích thước của bánh răng, vị trí mặt ghép và sự phân bố của các trục trong hộp, đồng thời còn phụ thuộc vào chỉ tiêu kinh tế, độ bền, đo lường.  Nhìn chung, vỏ hộp các mặt phẳng và mặt trụ tạo thành, mặt phẳng thuận tiện cho làm khuân mẫu nhưng làm tăng khuôn khổ kích thước và trọng lượng vỏ hộp.Dựa theo bảng 18-1 và bảng 18-2(II) ta xác định được các kích thước của hộp như sau:- Chiều dày thân hộp: s = 10 mm- Chiều dày nắp hộp: s1 = 9 mm- Gân tăng cứng: + Chiều dày e = 8 mm + Chiều cao h = 45 mm + Độ dốc khoảng 2o- Đường kính: + Đường kính bulông nên d1 = 20 mm + Đường kính bucạnh ổ d3 = 16 mm + Đường kính bulông bích nắp và thân d3 = 14 mm + Vít ghép nắp ổ d4 = 8 mm + Vít ghép nắp củă thăm d5 = 8 mm- Mặt bích ghép nắp và thân: + Chiều dày bích thân hộp: S3 = 20 mm + Chiều dày bích nắp hộp: S3 = 20 mm + Bề rộng bích lắp và thân: K3 = 42 mm- Kích thước gối trục: Đường kính ngoài và đường kính tâm lỗ vít D3 ; D2 được xác định theo kích thước nắp ổ (theo bảng 18-2(I)) Với kích thước nắp ổ các trục như sau: Trục D (mm) D2(mm) D3(mm) D4(mm) h(mm) d4(mm) Z I 62 84 110 58 10 M8 6 II 68 84 110 58 10 M8 4 II 90 110 135 85 12 M8 6 - Bề mặt ghép bulông cạnh ổ : K2 = 40 mm- Mặt đế hộp : + Chiều rộng khi không có phần nồi S1 = 25 mm + Bề rộnh mặt đế hộp: k1 = 60 mm ; q = 80 mm- Khe hở giũă các chi tiết: + Giữa bánh răng với thành trong của hộp: D = 10 mm + Giữa đỉnh răng bánh lớn với đáy hộp: D1 = 40 mm + Giữa mặt bên các bánh răng với nhau: D2 = 10 mm + Số lượng các bulông nền : Z = 6- Cửa thăm Để kiểm tra quan sát các chi tiết máy trang hợp khi lắp và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm. Có kích thước như sau A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 130 87 12 118x22 4  - Nút thông hơi:Khi làm việc , nhiệt độ trong hộp tăng lên .Để giảm áp suất và điều hoà không khí bên trong và bên ngoài hộp người ta dùng nút thông hơi . Nút thông hơi được lắp trên nắp cửa thăm hoặc ở vị trí cao nhất của nắp hộp . A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27 X 2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 32 6 32 18 36 32 R ỉA D P ỉG N C O E M I L ỉA B R H ỉQ Kết cấu và kích thước được cho như hình vẽ : - Que thăm dầu : kích thước đã được tiêu chuẩn hoá va cho như trên hình vẽ: - Nút tháo dầu :  Sau một thời gian làm việc , dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn (do bụi bặm và do hạt mài ), hoặc dị biến chất do đó cần phải thay dằu mới . Để tháo dầu cũ , ở đáy hộp có lỗ tháo dầu . Lúc làm việc , lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu . Kết cấu và kích thước của nút tháo dầu tra trong bảng 18-7 và cho như hình vẽ : d b m f L c q D S Do M20x2 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4 - Ngoài ra ta cũng phải chọn một số chi tiết nhỏ nữa như: + Vũ tra dầu  + Chốt định vị. + Vòng phớt chắn dầu. + Vòng chăn dầu…. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] . Nguyễn Trọng Hiệp : CHI TIẾT MÁY , tập 1 và tập 2 Nhà suất bản Giáo dục , Hà Nội 1999 [2] Nguyễn Bá Dương, Nguyễn Văn Lẫm , Hoàng Văn Ngọc , Lê Đắc Phong TẬP BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp , 1978 [3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ , tập 1 và tập 2 Nhà xuất bản Giáo dục , 1999 [4] Vũ ngọc Pi ; Trần Thọ ; Nguyễn thị Quốc Dung ; Nguyễn thị Hồng Cẩm. CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp TháI Mguyên , 2001 MỤC LỤC Lời nói đầu trang 1 Phần I Chọn đông cơ điện và tính các thông số trang 2 I – Chọn động cơ điện trang 2 II – Phân phối tỷ số truyền trang 4 Phần II Thiế kế các bộ truyền trang 7 I – Thiết kế bộ truyền xích trang 7 II – Thiết kế bộ truyền cấp nhanh trang 10 III – Thiết kế bộ truyền cấp chậm trang 19 IV - Kiểm tra bối trơn và chạm trục trang 28 Phần III Thiết kế các chi tiết đỡ nối trang 31 I – Thiết kế trục trang 31 II - Tính chọn then trang 54 III – Tính chọn ổ lăn trang 58 IV – Chọn khớp nối trang 64 Phầnn IV Thiết kế vỏ hộp giảm tốc trang 64 I – Chọn mặt ghép vỏ hộp trang 66 II – Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp trang 66