Thuyết minh Đồ án môn học chi tiết máy

,006 . 73 . 1,046 . = 2,79 _Do đó kHV = 1 + vH .bw .dw1 2.M 2 .KHb .KHa  =1 + 2, 79.0, 4.76.60, 22 2.12828,336.1, 05.1 = 1,064 Với KHb =1,05 đã trọn trước _Thay tất cả vào trên ta tính được ứng xuất tiếp xúc : 2.M 2 .KHb .KHa .KHV .(i2 + 1) bw .i2 zM .z H .ze sH = dw1 . sH = 274.1,793.0,869 2.12828,336.1, 05.1.1, 064.(2, 29 +1) 0, 4.76.4, 28 60,22 .  = 416,52 (Mpa) _ứng xuất cho phép tiếp xúc [sH ] = [sH ],. zv.zR . kXH (Trong đó : zv = 1 do v = 1,046 < 5 m/s) _Với cấp chính xác động học là 9 , ta chọn cấp chính xác tiếp xúc là 8 và khi đó cần gia công độ nhám là Râ =2,5 ® 1,25 mm Þ zR = 0,95 _Với da < 700 Þ KXH = 1 Þ [sH ] = 481,8 . 1.0,95 . 1 = 457,71 Mpa Ta thấy sH =416,52 (MPa) < [sH ] =457,71 (MPa) thoả mãn điều kiện tiếp xúc Như vậy sH < [sH ],nhưng chênh lệch này nhỏ ,do đó có thể giảm chiều rộng răng : b w = Y ba .a w .( sH /[sH ] ) 2 = 0,4.159 .(52,67416,52/457,71) 2 = ( có thể không phảI thay dổi b w ) 6 / Kiểm nghiệm độ bền uốn 2.M 2 .kF .Ye .Yb .YF1 _Ta có : sF1 = s F1.YF 2 bw .dw1.m  . £ [sF1 ] sF2 = YF1 . £ [sF2 ] e +)Trong đó : Y :hệ số kể đến sự trùng khớp của răng b Y : hệ số kể đến độ nghiêng của răng F1 F 2 Y , Y : hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 kF = kF a.kFb kFV : hệ số tải trọng khi tính toán về uốn kF a. :hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn kFb :hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn kFV :hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn Tra bảng 6.7 lấy: kFb = 1,06 .Tra bảng 6.14 lấy: kF a = 1,37 vF .bw .dw1 aw i1 * kFV : hệ số kể đến tải trọng động (kFV =1 + 2.M 2 .KFb .KFa 76 2, 29 ) Trong đó vF = dF .go. v. Tra bảng 6.15 dF = 0,016 Tra bảng 6.16 go =73 Thay vào ta có : = 0,016 . 73 . 1,046 . = 7,45 kFV =1 + vF .bw .dw1 2.M 2 .KFb .KFa  =1 + 7, 45.63, 6.60, 22 2.12828,336.1, 06.1, 37 = 1,123 * kF =kF a.kFb kFV = 1,37.1,06.1,123 = 1,63 1 ea +)Với ea= 1,7 Þ Ye = 1 1,734 =  = 0,577 +)Với b = 0 0 Þ Yb = 1 - b/ 140 = 1- 0/140 = 1 _Số răng tương đương là : zv1 = z2 cos3 b z1 cos3 b 115 cos3 0 27 cos3 0 = »  » = 27 27 zv2 = = Theo bảng 6.18 ta lấy : = 115 115 1 2 YF1 =3,89 ; YF2 = 3,6 ( với hệ số dich chỉnh x , x =-0.3) 2.12828,336.1, 582.0, 577.1.3,89 _Thay vào trên ta có sF1 = s F1.YF 2  63, 6.60, 22.2, 25 =65,64 Mpa 65,64.3,6 sF2 = YF1 = 3,89  =60,75 Mpa _Ta thấy : sF1 = 65,64 < [sF1 ] = 279,11 ; sF2 = 60,75 < [sF2 ] = 242,18 *Kêt luận : đảm bảo độ bền uốn 7/ Kiểm nghiệm về độ quá tải M max· M _Tính hệ số quá tải : k qt = = 2,2 Kqt _Tính ứng xuất tiếp xúc quá tải : sHmax = sH .  = 416,52 .  2,2 = 617,8 Mpa _Tính ứng xuất uốn quá tải : sF1max = sF1. kqt = 65,64 . 2,2 = 144,408 Mpa sF2max = sF2 . kqt = 60,75 . 2,2 = 133,65 Mpa Ta thấy là : sHmax = 617,8 < [sHmax ] =1260 sF1max =144,408 < [sF1max ] =520 ; sF2max = 133,65 < [sF2max ] =360 *Kết luận : đảm bảo điều kiện quá tải 8/ Các thông số của bộ truyền Khoảng cách trục aw = 76mm Môđun pháp m=2,25 mm Chiều rộng răng bw = 30 Tỉ số truyền i=2,29 b = 00 Góc nghiêng Góc ăn khớp  a = 20o Hệ số dịch chỉnh x1 =0 ; x2 = 0 Số răng bánh bé z1 =27 Số răng bánh lớn z2 = 115 m.Z1 Đường kính vòng chia d d1 = m.Z 2 cos b = 36,1164 d2 = cos b = 118,88 a Đường kính vòng lăn dw 60,22 Đường kính đỉnh răng da d = d1 + 2.(1 + x1 - Dy).m a 1 2 d = d 2 + 2.(1 + x2 - Dy).m  = 39,1128 = 115,8836 Đường kính đáy răng df d = d1 - ( 2, 5 - 2x1 ) .m = 32, 37 f f 1 2 d = d2 - ( 2, 5 - 2.x2 ) .m = 112 Đường kính cơ sở db db1 = d1 .cosa db 2 = d 2 .cos a = 36,1164.cos20 =57,086 = 118,88.cos20 = 243,15 Vận tốc vòng v 1,064 Cấp chinh xác động học 9 Hệ số trùng khớp ngang ea 1,734 - Tính toán thiết kế bộ truyền bánh ngoài ( bánh răng thẳng ) Chọn vật liệu Do giả thiết tải trọng tác dụng lên bộ truyền là trung bình nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng là như nhau. Để đảm bảo sức bền bề mặt, tránh tróc rỗ, mòn dính; sức bền uốn để tránh gãy đồng thời dễ cắt răng; đảm bảo độ chính xác và độ nhẵn cần thiết .Vậy nên vật liệu chủ yếu để chế tạo bánh răng Là thép nhiệt luyện. _Vì tải trọng trung bình nên chọn vật liệu có HB < 350 Theo bảng 6.1 ( tkhdđ ck ) ta chọn các số liệu như sau : Vật liệu Nhiệt luyện Giới hạn bền [sb ] Giới hạn chảy [sch] độ cứng [ HB] Bánh chủ động Thép 45 Tôi cải thiện 850 650 265 Bánh bị động thép 45 Tôi cải thiện 750 450 230 2 . Xác định ứng suất cho phép Þứng xuất tiếp xúc cho phép : [ sH ] = s 0H lim sH  . Z R . zV k XH K HL (1) Trong đó : chọn sơ bộ Z R . zV k XH =1 sH hệ số an toàn , tra bảng lấy sH = 1,1 Ta đã có độ rắn bánh nhỏ là : độ rắn của bánh chủ động HB1 = 265 độ rắn của bánh bị động HB 2 = 230 _Vậy ứng tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở của các bánh là Hlim 1 1 s0 = 2 . HB + 70 = 2. 265 + 70 = 600 (Mpa) Hlim 2 2 s0 = 2 . HB + 70 = 2. 230 + 70 = 530 (Mpa) Hệ số tuổi thọ mH NHO / NHE KHL= Với mH=6 là bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc _Tính NHO = 30.Hb2,4 với NHO là số chu kỳ cơ sở khi tính độ bền tiếp xúc * N HO1 = 30 HB2,4 = 30 .2652,4 = 1,963 . 10 7 N HO2 = 30 HB2,4 = 30 .230 2,4 = 1,397 . 10 7 Mi M max _Và : N HE = 60 . c . å ( )3 . ni . ti Trong đó : Mi , ti , ni lần lượt là mômen xoắn ,tổng số giờ làm việc , số vòng quay ở chế độ i C=1: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay Tổng số giờ làm việc : = 200 . 3.8.5= 24000 (giờ ) bánh 1 : n3=77,52(v/ph) 1 3 1.4 NHE 1 = 60 . 1 .77,52 .24000 ( Bánh 2 : n4= n3/ix=77,52/4,3 (v/ph) 1 3 1.4 .4+  .4) = 3,255 . 108 1 3 1.4 NHE 2 = 60 . 1 .18,03 .24000 ( 1 3 1.4 .4+  .4) = 0,757 . 108 Do bắt đầu từ NHO đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song songvới trục hoành nên NHE1= 3,255. 108 > NHO1= 1,963.107 => NHE1= NHO1 => KHL1=1 NHE2= 0,757 . 108 > NHO2= 1,397.107 => NHE2= NHO2 => KHL2=1 _Ta chọn sơ bộ : ZR . Zv = 1 , KXH =1 . Và đã lấy SH = 1,1 Từ (1) ta có : 1 1,1 [ sH1 ] = 600 . 1  = 545,45 (Mpa) [ sH2 ] = 530 .  1,1  = 481,82 (Mpa) _Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng nên ta có : [ sH]= [ sH2 ] = 481,82(Mpa) _Thấy : [ sH] < 1,25 . [ sH] min _ứng xuất uốn cho phép : [ sF] = s 0 F lim sF  . Y R . YS . k XF . KFC .K FL (2) Trong đó :s0Flim là ứng xuất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở Flim s0 = 1,8(HB) Chọn sơ bộ Y R.YS .kXF =1 F F S :hệ số an toàn về uốn tra bảng (6.2 sách TTTKHDĐCK ) S =1,75 _Vậy :  Flim1 s0 = 1,8 . 265 = 477 (Mpa) Flim2 s0 = 1,8 . 230 = 414 (Mpa) Hệ số tuổi thọ mF NFO / NEF KFL= Với mF =6 là bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc NFO :số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn Đối với tất cả các loại thép ta có : N FO = 4 . 106 Mi M max Và : N FE = 60 . c . å ( )6 . ni . ti Trong đó : C=1: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay M i :mômen xoắn ở chế độ i n i :số vòng quay ở chế độ i t i : tổng số giờ làm việc ở chế độ i t=200.3.8.5 =24000 (giờ ) bánh 1 : n3=77,52 (v/ph) 1 6 1.4 N FE1 = 60 . 1 .77,52 .24000 ( Bánh 2 : n4= n3/ix=18,03 (v/ph) 1 6 1.4 .4+  8 .4)=1,186.10 1 6 1.4 N FE2 = 60 . 1 . 18,03 .24000 ( 1 6 1.4 .4+  .4)= 0,276. 10 8 _Thấy là : NFE1 > N FO1 do đó K FL 1 = 1 NFE2 > N FO2 do đó K FL 2 = 1 _Xét bộ truyền quay theo một chiều do đó KFC =1 1.1 . Vậy [ sF1 ] = 477 .  1,75 = 272,57 (Mpa) _ứng xuất quá tải cho phép ứng xuất tiếp quá tải 1.1 1,75 [ sF2 ] = 414 .  = 236,57 (Mpa) [ sH ] max = 2,8 . sch1 = 2,8 . 450 = 1260 (Mpa) ứng xuất uốn quá tải [ sF1 ] max = 0,8 . sch1 = 0,8 . 650 = 520 (Mpa) [ sF2 ] max = 0,8 . sch2 = 0,8 . 450 = 360 (Mpa) _ứng xuất cho phép của cấp chậm: ứng xuất tiếp xúc cho phép (Mpa) ứng xuất uốn cho phép (Mpa) ứng xuất tiếp xúc quá tải (Mpa) ứng xuất uốn quá tải (Mpa) Bánh 1 600 477 1260 520 Bánh 2 530 414 1260 360 3 M 3 .KHb y [ s ] .i 2 ba. H x 3/ tính sơ bộ khoảng cách trục x aw = ka ( i +1) Trong đó : Ka là hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng(do bánh răng thẳng ) ; tra bảng 6.5(tttkhddck-t1) chọn Ka=49,5 i2 =4,3 tỉ số truyền xích. M3 = 35977,798 (N.mm) momen xoắn trên trục bánh chủ động [sH] = 481,8 (MPa) ứng xuất tiếp xúc cho phép Chọn sơ bộ : Y ba = 0,4 ( do vị trí bánh răng không đối xứng) KHb : hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng răng khi tính về tiếp xúc Tính Y bd = 0,53. Y ba ( i+ 1 ) = 0,53 . 0,4 .( 5 + 1 ) = 1,1236 Tra bảng 6.7 ( sách tttkhdđ ck ) ta chọn KHb = 1,12 3 35977,798 .1,12 0, 4.481,8 .4, 3 2 _Thay vào công thức trên ta có khoảng cách trục sơ bộ là : 2 aw = ka ( i +1) 3 M 3 .KHb y [s ]2.i ba. H 2 aw = 249,8 (mm) =49,5 ( 4,3 +1) Ta lấy tròn số aw = 250 mm 4/ Xác định một số thông số của bộ truyền Xác định thông số ăn khớp Theo (6.17) mođun ăn khớp : m = (0,01 - 0,02 ) aw = (2,5-5) m= 2,5 -5 Theo bảng 6.8 ta chọn m = 3,5 ( do tải ở đây không lớn lắm ) _Số răng bánh bé là : z1 = 2.a w m(i + 1) 2.250 3, 5(5 +1) =  = 26,954 Lấy tròn số : z1 = 27 _Suy ra số răng bánh lớn là : z2 = i . z1 = 5.27 = 115,9 Lấy tròn số : z2 = 116 Do đó aw = m(Z1+Z2)/2=3,5.(27+116)/2=250,25 mm Lấy aw=250 mm. a tw a tw a Góc ăn khớp cos = Zt .m.cos /2. a với =200 a tw a => cos = 143.3,5.cos20/2.250 =09406. => tw =19,840 m _Vậy tỉ số truyền thực là : i = z2 / z1 = 116 / 27 = 4,296 _Hệ số trùng khớp dọc : eb = bw .sin b p .m 0,4.250.sin(0) 3,14.3,5 =  = 0 <1,1 5/ Kiểm tra răng về độ bền tiếp xúc Theo (6.33) ứng xuất tiếp xúc trên mặt răng làm việc : sH = zM .z H .ze 2.M 3 .KHb .KHa .KHV .(ix + 1) bw .ix dw1 .  £ [sH ] Theo bảng 6.5 :Với bánh răng bằng thép ta chọn zM = 274 MPa1/3 hệ số kể đến cơ tính của vật liệu 2.cos bb sin(2.a tw ) Và : zH = [ ]0,5 :hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc trong đó : bb :góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở a tg bb = cos t. tg b (với b =0) mà : a a t = tw = 19,84 0 (lấy theo góc ăn khớp đã dịch chỉnh ) O Þtgbb = cos(20) . tg( 0) =0 Þbb = 0 2.cos(0) sin(2.19,84) Do đó : zH = [ ]0,5 = 1,77 4 - ea 3 _Hệ số trùng khớp dọc : eb = = bw .sin b p .m 0,4.250.sin(0) 3,14.3,5 = = 0 Ze hệ số kể đến sự trùng khớp của răng 1 z1 với ea = [ 1,88 - 3,2 ( 1 1 z2 + ) ] . cos b 1 Vậy ze =  4 -1,7,34 3 a e = [ 1,88 - 3,2 ( 27 = 0,869  116 + ) ] . 1 = 1,734 KH : hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc Trong đó  KH = KHb . KHa .KHV KHb , KHa: là hệ số phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng vành răng và cho các đôi răng đồng thời ăn khớp KHa : thuộc vận tốc vòng lăn bánh nhỏ KHV : là hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp _Đường kính vòng lăn bánh nhỏ là: dw1 = 2.aw im + 1 = 2.250 4,3 + 1  = 94,34 p .dw1.n3 60000 _Vận tốc vòng : v = p .94,34.77,52 60000 =  = 0,383 (v/ph) Theo bảng 6.14 (tttk hdđ ck ) ta chọn cấp chính xác 9 Với cấp chính xác 9 và vận tốc v < 2,5 m/s Þ Lấy KHa = 1 (răng thẳng ) vH .bw .dw1 _Tính vH = dH .go. v. kHV = 1 + aw i 2.M 3 .KHb .KHa Với dH : hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp ( tra bảng 6.15) go :hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1và 2 ( tra bảng 6.16) aw i2 250 4,3 Tra bảng 6.15 ta lấy : dH = 0,006 .Tra bảng 6.16 ta lấy g0 = 73 vH = dH .go. v. = 0,006 . 73 . 0,383 . = 1,279 _Do đó kHV = 1 + vH .bw .dw1 2.M 3 .KHb .KHa  =1 + 1, 279.0, 4.250.94, 34 2.35977,798 .1,12.1,13 = 1,016 Với KHb =1,12 đã trọn trước _Thay tất cả vào trên ta tính được ứng xuất tiếp xúc : 2.M 3 .KHb .KHa .KHV .(ix + 1) bw .ix zM .z H .ze sH = dw1 . sH = (Mpa) 274.1,77.0,869 2.35977,798 .1,12.1,13.1, 016.(4, 3 +1) 0, 4.250.4, 3 94,34 .  = 441,217 _ứng xuất cho phép tiếp xúc [sH ] = [sH ],. zv.zR . kXH (Trong đó : zv = 1 do v = 0,383 < 5 m/s) _Với cấp chính xác động học là 9 , ta chọn cấp chính xác tiếp xúc là 8 và khi đó cần gia công độ nhám là Râ =2,5 ® 1,25 mm Þ zR = 0,95 _Với da < 700 Þ KXH = 1 Þ [sH ] = 481,8 . 1.0,95 . 1 = 457,71 Mpa Ta thấy sH =441,217 (MPa) < [sH ] =457,71 (MPa) thoả mãn điều kiện tiếp xúc Như vậy sH < [sH ],nhưng chênh lệch này nhỏ ,do đó có thể giảm chiều rộng w w 2 2 răng : b = Y ba .a .( sH /[sH ] ) = 0,4.250 .(441,217/457,71) =92,923 w ( có thể không phảI thay dổi b ) 6 / Kiểm nghiệm độ bền uốn 2.M 3 .kF .Ye .Yb .YF1 _Ta có : sF1 = s F1.YF 2 bw .dw1.m  . £ [sF1 ] sF2 = YF1 . £ [sF2 ] e +)Trong đó : Y :hệ số kể đến sự trùng khớp của răng b Y : hệ số kể đến độ nghiêng của răng F1 F 2 Y , Y : hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 kF = kF a.kFb kFV : hệ số tải trọng khi tính toán về uốn kF a. :hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn kFb :hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn kFV :hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn Tra bảng 6.7 lấy: kFb = 1,06 .Tra bảng 6.14 lấy: kF a = 1,37 vF .bw .dw1 aw i1 * kFV : hệ số kể đến tải trọng động (kFV =1 + 2.M 3 .KFb .KFa 250 5 ) Trong đó vF = dF .go. v. Tra bảng 6.15 dF = 0,016 Tra bảng 6.16 go =73 Thay vào ta có : = 0,016 . 73 . 0.383 . = 3,41 kFV =1 + vF .bw .dw1 2.M 3 .KFb .KFa  =1 + 3, 41.0, 4.250.94, 34 2.35977,798 .1, 06.1, 37 = 1,036 * kF =kF a.kFb kFV = 1,37.1,106.1,036 = 1,505 1 ea +)Với ea= 1,734 Þ Ye = 1 1,734 =  = 0,577 +)Với b = 0 0 Þ Yb = 1 - b/ 140 = 1- 0/140 = 1 _Số răng tương đương là : zv1 = z2 cos3 b z1 cos3 b 116 cos3 0 27 cos3 0 = »  » = 27 27 zv2 = = Theo bảng 6.18 ta lấy : = 116 116 1 2 YF1 =3,89 ; YF2 = 3,6 ( với hệ số dich chỉnh x , x =-0.3) 2.35977,798 .1,197.0, 577.1.3,89 _Thay vào trên ta có sF1 = s F1.YF 2  0, 4.250.94.34 =41,81 Mpa 41,81.3,6 sF2 = YF1 = 4,3  = 38,69 Mpa _Ta thấy : sF1 = 41,81 < [sF1 ] = 270,94 ; sF2 = 38,89 < [sF2 ] = 235,081 *Kêt luận : đảm bảo độ bền uốn 7/ Kiểm nghiệm về độ quá tải M max· M _Tính hệ số quá tải : k qt = = 2,2 Kqt _Tính ứng xuất tiếp xúc quá tải : sHmax = sH .  = 403,485 .  2,2 = 518,46 Mpa _Tính ứng xuất uốn quá tải : sF1max = sF1. kqt = 41,81 . 2,2 = 91,98 Mpa sF2max = sF2 . kqt = 38,69 . 2,2 = 85,1 Mpa Ta thấy là : sHmax = 518,46 < [sHmax ] = 1260 sF1max =91,98 < [sF1max ] =520 ; sF2max = 85,1 < [sF2max ] =360 *Kết luận : đảm bảo điều kiện quá tải 8/ Các thông số của bộ truyền Khoảng cách trục aw = 250mm Môđun pháp m=3,5 mm Chiều rộng răng bw = 100 Tỉ số truyền i=4,3 b = 00 Góc nghiêng Góc ăn khớp  a = 19,84o Hệ số dịch chỉnh x1 =0 ; x2 = 0 Số răng bánh bé z1 =27 Số răng bánh lớn z2 = 116 m.Z1  2.27 Đường kính vòng chia d d1 = m.Z 2 cos b = 2.116  cos 0 = 54 d2 = cos b cos 0 = = 232 a Đường kính vòng lăn dw 94,34 Đường kính đỉnh răng da d = d1 + 2.(1 + x1 - Dy).m a 1 2 d = d 2 + 2.(1 + x2 - Dy).m  = 61 = 239 Đường kính đáy răng df d = d1 - (2,5 - 2x1 ).m = 44,25 f f 1 2 d = d 2 - ( 2,5 - 2.x2 ).m = 223,25 Đường kính cơ sở db db1 = d1 .cosa db 2 = d 2 .cos a = 54.cos20 =50,74 = 232.cos20 = 211,1 Vận tốc vòng v 0,383 Cấp chinh xác động học 9 Hệ số trùng khớp ngang ea 1,734 B:tính toánThiết kế trục I /Chọn vật liệu Trong trường hợp này ta trọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 được thường hoá : ứng suất xoắn cho phép [ t ] = 20 Mpa [ sb ] = 600 Mpa II/Xác định đường kính sơ bộ của các trục _Xác đinh đường kính sơ bộ theo mômen xoắn ta được kết quả như sau: M 1 3 0,2.[t ] 2789,233 3 0, 2.[20] 12828,336 3 0, 2.[20] d1 ³ = = 17 (mm) M 2 3 0,2.[t ] 35977,798 3 0, 2.[20] d2 ³ = = 26 (mm) M 3 3 0,2.[t ] 172774,471 3 0, 2.[20] d3 ³ = = 39 (mm) M 4 3 0,2.[t ] d4 ³ = =58(mm) _Chọn sơ bộ đường kính các trục là : d1 = 17 mm , d2 = 26 mm , d3 = 39 mm d4 = 58 mm / Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt các tiết máy trên trục Chú ý : Khi xác định các kích thước thì ta gọi k là thứ tự trục ở hộp giảm tốc , i là thứ tự chi tiết trên trục i = 0 ,1 tại các tiết diện lắp ổ và qui ước tiết diện ổ bên trái là 0 _Dựa theo đường kính trục , tra bảng 10.2 để trọn ổ lăn các công thức để xác định đường kính các mayơ của bánh răng và nối trục và bảng 10.3, 10.4 để xác định các khoảng cách ta có : +> chiều rộng ổ lăn : bo1 = 15 mm , bo2 = 17 mm , bo3 = 23 mm , bo4 = 30 mm +> chiều dài mayơ bánh răng: lm1 = 1,4 . d1 = 1,4 . 17 = 23,8 (mm) (24mm) lm2 = 1,4 . d2= 1,4 . 26 = 36,4 (mm) (36 mm) lm3 = 1,4 . d3= 1,4 . 39 = 54,6 (mm) (55 mm) lm4= 1,4 . d4= 1,4 . 58 = 81,2 (mm) (81 mm) +> chiều dài mayơ nửa khớp nối : lm1 = 1,6 . d1 = 1,6 . 17 = 27,2 (mm) (27mm) lm3 = 1,6 . d3= 1,6 . 39 = 62,4 (mm) (62mm) +> khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong hộp giảm tốc hoặc khoảng cách giữa 2 chi tiết quay : k1 = 12 mm +> khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong hộp giảm tốc : k2 = 10 mm +> khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ: k3 = 15 mm + > chiều cao nắp ổ và đầu bu lông : hn = 18 mm +> khoảng cách từ gối đỡ o đến tiết diện thứ j lắp các tiết máy trên trục : *Trục I l12 = - lc12 = 0,5 ( l kn1 + bo1 ) + k3 + hn = 0,5 (27 +15 ) +15 +18 = 54 (mm) l13 = 0,5 ( lm13 +b01) + k 1 + k2 = 0,5 (24 +15 ) +12 +10 = 41,5 (mm) l11 =2. l13 = 83 (mm) (chú ý lm13 = lm1 ) *Truc II l22 = 0,5 ( l m22 + bo2 ) + k1 + k2 = 0,5 ( 36 + 17 ) + 12 + 10 = 48.5 (mm ) l 23 = l11 + l 32 + bo2 + k1 = 83 + 54,5 + 17 +12 = 166,5 (mm) l21 = l23 + l32 = 166,5 +54,5 = 221( mm) chú ý l m22 = l m2 *Trục III l32 = 0,5(lm32 + b 03 ) + k1+ k2 = 0,5( 55+23) +12+10 =61 l31 = 2. l32 = 2*61= 122 (mm) l c3 = 0,5 ( lkn3 + b03 ) +k3 + hn = 0,5 ( 62,4 +23 ) +15 + 18 = 75,7 (mm) l33 = l31 + lc3 = 122 + 75,7 = 197,7 (mm ) chú y lm32 = lm3 = 62,4(mm) / Tính các trục ( cần tính lại dưới đây ) Tính trục I _Thông số về trục I :bw1 = 22,2 mm , dw1 = 28,03 mm , m = 2,25 0 d1 = 27,75 mm , b = 13,34 và mômen xoắn là M1 = 19981(Nmm) 1 / Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục : _Chọn khớp nối di động có đường kính Dt = 30mm _Lực tác dụng lên trục do khớp nối bị lệch tâm gây ra : Fx13 = 0,3 . 2. M1 / Dt = 0,3 . 2 .19981 / 30 = 399,62 ( N ) Lực tác dụng lên bánh răng nghiêng là : Fx12 = 2.M 1 dw1 2.19981 27,75 =  = 1440,07 N FY12 = Fx12 .tga tw cos b  0 Trong đó : atw = 20,51 ÞFY12 = 1440,07.tg 20,51 cos13,34  = 553,645 (N) Fz12 = Fx12 .tgb = 553,645 . tg 13,34= 131,284 (N) _Chọn chiều lực do nối trục gây ra sao cho bất lợi nhất ( như hình vẽ ): Truc I: z x y Fx13  l12 =46 Fx10  Fy10  l11 =69 l13 =34,5 Fy12  Fx12 Fx11 Fz12  Fy11 Fx11 . 31,5 =3274,05 1260,4 My Mx Ma T 1370,247  Fy12 . 34,5.34,5 /69 =1004,8125 Fz12.(d1/2).34,5 /69 =144 Fz12.(d1/2).34,5 /69 _Xác định phản lực tại các gối đỡ :Viết phương trình mômen và phương trình hình chiếu của các lực trong 2 mặt phẳng zox và zoy đối với gối đỡ 0 và 1 ta có : *Sm1 = -Fx13 . (l12 + l11 ) + F x12 .( l11 - l13 ) - Fx10 . l 11 = 0 ÞF x1o = (1440,07*(83-41,5)-399,62*(54+83) ) / 83 = 60,43 N *SX = Fx10 + Fx11 - Fx12 + F x13 = 0 ÞFx11 = 1440,07 – 60,42 -399,62 = 1040,03 N _Tương tự ta xác định được : F y12 . ( l11 - l13 ) = Fy10 .l11 + Fz12. d1 /2 131,284.27,75 y10 ÞF =(553,645*(83-41,5) - 2 *SY = FY10 + FY11 - FY12 = 0 )/ 83 = 254,876 (N) ; Và Fy11 = 553,645-254,876 = 298,769 (N) _Vẽ biểu đồ mô men uốn trong 2 mp zox , zoy và biểu đồ mômen xoắn : ( hình trên ) _Tính gần đúng đường kính trục tại các tiết diện : *Tại tiết diện j = 2 ( tiết diện lắp bánh răng ) M 2 x + M 2 y = M = ( N.mm) Mô men uốn tương đương : M 2 + 0,75.M 22  44663,9712 + 0,75.79645,7 2 = = 11488,1342 + 43161,2452 44663,971 Mtd = = 82173,28 ( N.mm) đường khính trục tại tiết diện j M td 3 0,1.[s ] 82173,28 3 0,1.63 * d2 > = = 23,54 (mm) ở đây : [s] = 63 ứng suất cho phép của thép chế tạo trục ( tra bảng 10.5) Chọn d2 = 28 mm 19981 3 0,1.63 *Tính tại tiết diện 1 : d1 > = 14,69 (mm): Chọn d1 = 20 mm 199812 + 0,75.79645,72 *Tính tại tiết diện 0 : Mtđ = =71810,99 (N.mm) 71810,99 3 0,1.63 * d0 > 2/ Tính toán trục về độ bền mỏi = 22,5 mm ;Chọn d0 = 28 mm _Chọn tiết diện nguy hiểm nhất để kiểm nghiệm hệ số an toàn , đó là tiết diện có bánh răng vì ở đó momen tương đương lớn nhất ,có sự tập trung ưs do dãnh then và sự chênh lệch giữa đường kính chọn và đường kính tính . _Theo bảng 10.8 trục gia công trên máy tiện đạt độ nhám Ra = 2,5 ¸ 0,63 _Có : sb = 600 Mpa _Hệ số tập trung ưs do trạng thái bề mặt là kx = 1,06 , ky =1 (do không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt) _Tra bảng 10.12 với sb = 600 Mpa dùng dao phay ngón nên ks=1,76 , kt = 1,54 _Tra bảng 10.10 ta có es= 0,95 , et= 0,92 * ks /es = 1,76 / 0,95 = 1,853 và kt /et = 1,54 / 0,92 = 1,638 _Tra bảng 10.11 với sb = 600 Mpa chọn kiểu lắp k6 tra được ks /es = 2,06 và kt /et = 1,64 _Tiết diện đang xét vừa lắp có độ dôi vừa lắp then Ta chọn kt /et = 1,64 , ks /es = 2,06  2,06 + 1,06 - 1 1 Từ đó ta tính được hệ số : ksd2 =(ks /es + kx -1)/ ky = 1,64 + 1,06 -1 1 ktd2 =(kt /et + kx -1)/ ky =( =2,12 )=1,7 _Vì trục quay theo 1 chiều nên ứng suất uốn thay đôi theo chu kỳ đối xứng và ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Þsm2 = 0 , sa2=M2/w2 Trong đó : w2 = p.d23 / 32 - =1825,99 b.t (d - t )2 12 2 12 2.d 2  = p.283/ 32 - 8.4(28 - 4) 2 2.28 12 Trong đó b,t la chiều rộng , chiều sâu rãnh then tra trong bảng 10.16 theo d * sa2=79645,7/1825,99 = 43,62 (Mpa) _Có : ta2 =tm2 = 0,5 . M/ wo3 .trong đó w03 = pd23 / 16 - 3981,122 * ta2 =tm2 = 0,5 . 79645,7 / 3981,122 = 10 (Mpa) b.t (d - t )2 12 2 12 2.d 2 = _Có : ys = 0,05 , yt = 0 ,..đó là hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến mỏi tra bảng 10.7 _Hệ số an toàn chỉ tính đến ưs pháp và tiếp : ss2 , st2 ss2 = s -1 m 2 ksd 2 .s a 2 +ys .s  ; st2 = t -1 m 2 ktd 2.t a 2 +yt .t Trong đó : s-1 = 0,436 .sb =0,436 . 600 = 261,6 MPa t-1 = 0,58 . s-1 = 0,58 . 261,6 = 151,728 Mpa * ss2 = 261,6 2,12.43,62 + 0,05.0  = 2,83 ; st2 = 151,728 1,7.10 + 0.0,48 m 2  =8,925 _Hệ số an toàn tại tiết diện đang xét : sd 2 .st 2 s 2 d 2 t 2 s 2 2,83.8,925 2,832 + 8,9252 s2 = = = 2,698 Thấy rằng s2 > [s] = 2,5 . Vậy trục đảm bảo *Ta chấp nhận kết quả này và không phải kiểm tra độ cứng của trục nữa 3/ Kết cấu trục được hoàn chỉnh sau khi xác định ổ lăn _Ta không cần tính dao động của trục vì trục quay với tốc độ không lớn lắm tính trục II : 1 / Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục : _Lực tác dụng lên bánh răng nghiêng là : Fx23=Fx12 = 1440,07 N y F 23=FY12 =553,645 N Fz12 = Fz23= 131,284 N _Ta có mômen xoắn M2 = 79645,7 N.mm Fx22 = Ft22 = 2.M2 / dw2 = 2 .79645,7 / 60,22 = 2645,16 N y F 22 = Fr22 = Fx22 . tg 20,51 = 989,51 N (không có lực dọc trục do răng thẳng) _Nó có phương chiều như hình vẽ : x y Fx20 z l22=39,5 Fz23 Fx23 Fy20  l21=183 l23=139,5 Fy23  Fx22  Fy22 Fx21  Fy21 My Fx20 .l22=9874,21 Mx  Fx21.(l21-l23) =19545,855 Fy20.l22=4188,58 F Fy21.(l21-l23)=6806,446 z23.(d2 /2).(l21-l22)/l21 Ma =1694,3 Fz23.(d2 /2).l22/l21 =466,37 M2 T =9861,413 _Xác định phản lực tại các gối đỡ :viết phương trình mômen và phương trình hình chiếu của các lực trong 2 mặt phẳng zox và zoy đối với gối đỡ 0 và 1 ta có : *Sm0 = Fx22 . l23 + F x23 . l22 - Fx21 . l 21 = 0 F x21 = (2645,16 . 166,5 + 1440,07. 48,5 ) / 221= 2308,88 N *SX = Fx20 + Fx21 - Fx22 - F x23 = 0 Fx20 = 1440,07+2645,16 – 2308,88 = 1776,35 N _Tương tự ta xác định được : F  y 21 . l21 = Fy22 .l23 - Fz23. d2 /2 + Fy23 . l22 131,284.27,75 y21 * F =(989,51 .166,5 - 2 N + 553,645 .48,5)/ 221 = 858,75 y & F 20 ,= Fy22 + Fy23 - F y21 =989,51 + 553,645 – 858,75=684,405 N _Vẽ biểu đồ mô men uốn trong 2 mp zox , zoy và biểu đồ mômen xoắn : (hình trên ) _Tính gần đúng đường kính trục tại các tiết diện : *Tại tiết diện j = 2 ( tiết diện lắp bánh răng bé ) M 2 x + M 2 y = M = M 2 + 0,75.M 22 134255,732 + 0,75.79645,72 Mô men uốn tương đương : Mtd = = = 46801,8752 + 125833,962 134255,73 N.mm = 150937,67 N.mm M td 3 0,1.[s ] 150937,67 3 0,1.63 * d2 > = 10.5) =28,83 (mm) , với [s] = 63 ( tra bảng Chọn d2 =30 mm *Tính tại tiết diện 3 : tương tự ta có M 2 x + M 2 y 86152,9752 + 33193,6432 = M3 = M 2 + 0,75.M 23 92326,342 + 0,75.307738,652 Mô men uốn tương đương : Mtd = =  = 92326,34 (N.mm) = 282048,685 (Nmm ) 282048,685 3 0,1.63 Đường kính trục là : d3 > = 35,51 (mm) , chọn d3 =45 mm 79645,7 3 0,1.63 *Tính tại tiết diện 0 : M = 79645,7 Þ d0 > Chọn d1 = 28 mm , lấy d0 = d1 = 28 mm _Trục lắp then , chọn thên có các thông số như sau Bề rộng then là : b= 8 Chiều sâu then : t = 4 Chọn kiểu lắp k6 cho cả 2 bề mặt lắp bánh răng 2/ Tính toán trục về độ bền mỏi. = 23,29 (mm) _Chọn tiết diện nguy hiểm nhất để kiểm nghiệm hệ số an toàn , đó là tiết diện có bánh răng 2 vì ở đó momen tương đương lớn nhất ,có sự ttưs do dãnh then và sự chênh lệch giữa