Đồ án Cơ sở thiết kế máy

ax = 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 v