Phần III : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI

Thuyết minh đồ án chi tiết máy



Ft



Ft3



Fr1



Fa1

Ft1



Fr3

Ft2

Fr2



Fa3

Fa4



Ft4

Fr4



Fa2

Fr



1.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trục

1.2.1 Bộ truyền cấp nhanh

Lực vòng:

Ft1  �Ft 2 



2TI 2.58258,04



 2209,67( N )

dW1

52,73



Lực hướng tâm:

tg

tg 20o11'

Fr1 � Fr 2  Ft1 � tw  2209,67 � o '  820,48( N )

cos1

cos9 41

Lực dọc trục:

Fa1 � Fa 2  Ft1 �

tg 1  2209,67 �

tg 9o 41'  377,04( N )

1.2.2 Bộ truyền cấp chậm

61

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



Lực vòng:



Ft 3 � Ft 4 



2TII 2.238256,10



 5637,86( N )

dW3

84, 52



Lực hướng tâm:

tg t

tg 20o11'

Fr 3 � Fr 4  Ft 3 �

 5637,86 �

 2093,40( N )

cos 2

0, 99

Lực dọc trục:

Fa3 � Fa 4  Ft 3 �

tg  2  5637,86 �

tg 9o 4'  899,68( N )

1.2.3 Bộ truyền đai

Lực hướng tâm :

Fr  937,98( N )

(Đã tính ở Phần II – A, Thiết kế bộ truyền đai).

1.3 Xác định đường kính sơ bộ

Đường kính trục được xác định theo mômen xoắn theo công thức:

d k �3



Tk

0,2 �  



Trong đó : -Tk :Mơmen xoắn (N.mm).

-    :ứng suất xoắn cho phép (Mpa), với vật liệu thép 45



    12 �20(MPa)



Tdc=43779,04(N.mm), TI=58258,04(N.mm), TII=238256,10 (N.mm)

TIII=627108,64 (N.mm), Tct=620542,06(N.mm).

Ta có :

- Trục I : Chọn





    15( Mpa)





- Trục II : Chọn     15( Mpa)





    20( Mpa)

Trục III: Chọn



d3



d1

d2



3



3



3



58258,04

0, 2 �

15



238256,10

0,2 �

15



627108,64

0,2 �

20



26,88mm

42,98mm



53,92mm



Chọn đường kính sơ bộ : d1=30mm ; d2=50mm ; d3=60mm.

Theo bảng P1.7[1] Động cơ đã chọn là 4A132S4Y3 ta tra được đường kính trục động cơ là ddc=38mm.



62

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



Theo bảng 10.2 [1] từ đường kính sơ bộ của trục để chọn chiều rộng ổ lăn. bo:

Trục

d (mm)

bo (mm)



I

30

19



II

50

27



III

60

31



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

1.4.1 Trục II:

Sơ đồ hình 10.7 [1].



lk1: là khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ i trên trục k.

lki : là khoảng cách giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k.

lmki :là chiều dài mayo của chi tiết quay thứ I (lắp trên tiết diện thứ i) trên trục k.

lcki: là khoảng cơng xơn trên trục thứ k tính từ chi tiết thứ i.

bki : là chiều rộng vành răng thứ i trên trục k.

k1= 8…15 mm. Chọn giá trị k1=10 mm.

k2= 5…15 mm. Chọn giá trị k2= 15 mm.

bo =27 mm.

+ Chiều dài mayơ bánh răng trụ :

63

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



- lm22= (1,2 1,5)d2= (1,2 1,5). 50 = 60 75

Chiều dài mayơ bánh răng trụ 2 là: lm22 = 70(mm)

Với lm22 = 70(mm) > bw2 = 44(mm). Lấy lm22 = 70(mm)

- Chiều dài mayơ bánh răng trụ 3 là: lm23 = 70(mm)

Với lm23 = 70(mm) > bw3 = 68(mm). Lấy lm23 = 70(mm)

Thay các giá trị vào công thức:

+) l21=lm22+ lm23+ 3k1+ 2 k2+ b02 = 70+ 70+ 3.10 + 2.15 + 27 = 227 (mm)

+) l22= 0,5 (lm22+ b02) +k1+ k2 = 0,5. ( 70+ 27 ) +10+15 = 73,5 (mm)

+) l23= l22+0,5 (lm22+ lm23) +k1 =73,5 + 0,5.(70 + 70) + 10 = 153,5 (mm)

1.4.2 Trục I:

Sơ đồ hình 10.6[1]



k1= 8…15 mm. Chọn giá trị k1=10 mm.

k2= 5…15 mm. Chọn giá trị k2= 15 mm.

k3= 10…20 mm. Chọn giá trị k3= 15 mm.

hn= 15…20 mm. Chọn giá trị hn= 15 mm.

bo =19 mm.

Từ đó ta có: l13 = l22= 73,5 mm.

l11 = l21 =227 mm.

+ Chiều dài mayơ bánh đai:

64

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



lm12 = B=44 mm (Trong đó B là chiều rộng bánh đai)

+ Chiều dài mayơ bánh răng trụ 1 được tính:

lm13 = (1,2 ÷ 1,5).d1 = (1,2 ÷ 1,5).30 = 36 ÷ 45, chọn lm13 = 45(mm)

Với lm13 = 45(mm) < bw1 = 52(mm). Lấy lm13 = 52(mm)

l12 = -lc12 = 0,5.( lm12 + b01) + k3 + hn = 0,5.(44+19) +15 +15 = 61,5mm.

1.4.3 Trục III:



k1= 8…15 mm. Chọn giá trị k1=10 mm.

k2= 5…15 mm. Chọn giá trị k2= 15 mm.

k3= 10…20 mm. Chọn giá trị k3= 15 mm.

hn= 15…20 mm. Chọn giá trị hn= 15 mm.

b0 =31 mm.

Chiều dài mayơ nửa khớp nối trục III là:

lm32 = (1,4 ÷ 2,5).d3 = (1,4 ÷ 2,5).60 = 84 ÷ 150, chọn lm32 = 90(mm)

Chiều dài mayơ bánh răng trụ 4 là:

lm33=(1,2÷1,5).d3=(1,2÷1,5).60=(72÷ 90) mm.

Chiều dài mayơ bánh răng trụ 4 là: lm33 = 80(mm)

Với lm33 = 80(mm) >bw4 = 60(mm). Lấy lm33 = 80(mm)

l31=l11=227mm.

l33 = l21-l23=227-153,5=73,5 mm.

l32=-lc32 = 0,5.( lm32 + b03) + k3 + hn = 0,5.(90 + 31) +15 +15 = 90,5mm.

65

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



1.5 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục

1.5.1 Trục I:

Lực vòng :

Ft1= 2209,67 (N)

Lực hướng tâm : Fr1= 820,48(N)

Lực dọc trục : Fa1= 377,04 (N)

Lực từ đai tác dụng lên trục là: Fd =937,98 (N)

Và các phản lực liên kết tại 2 ổ chưa xác định được



l11

l13



l12



Td



FYD



FYB

A



B



Fd



FXB



C

Fr1

Fa1



Ft1

Td



D



A



FYB

Mt1 C

B



Fd



FXB



FXD

FYD



Ma1

D



Fa1



Ft1 Fr1



FXD



Sơ đồ các chi tiết quay và lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục

+)Xác định Ma1;Mt1



M a1  Fa1 .



d w1

52, 73

 377,04.

 9940,66 ( N .mm)

2

2

66



Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



M t 1  Ft 1 .



d w1

52,73

 2209,67.

 58257,95( N .mm)

2

2



+)Xác định FXB;FXD

F .l

2209, 67.73,5

FXD  t 1 13 

 715, 47( N )

l11

227



FXB  FXD  Ft1  715,47  2209,67  1494,2( N )

+)Xác định FYB;FYD

F .l  Fd .l12  M a1 820, 48.73,5  937,98.59,5  9940,66

FYD  r1 13



 555,31( N )

l11

227

FYB  Fr1  FYD  Fd  820,48  555,31  937,98  672,81( N )

Các lực tính có giá trị âm sẽ có chiều ngược lại như hình vẽ.



67

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



+)Ta có momen uốn tổng và mơmen tương đương tại các tiết diện lắp ghép sau:

2

•MA = 0,75.58257,95 =50452,86 (N.mm)

2

2

•MB = 57685, 77  0,75.58257,95 =76636,41 (N.mm)



2

2

•MCphải= 109823, 7  85240,09  139022,01 (N.mm)

2

2

2

•MCtrái= 109823,7  75299,43  0, 75.58257,95  142396,42 (N.mm)

� Do MCtrái>MCphảinên ta chọn MCtrái để tính bền tại C.



•MD = 0

68

Đại học kỹ thuật cơng nghiệp Thái Ngun



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



3







Tính đường kính các đoạn trục : d



M tdj

0,1[ ]



Trong đó : [] là ứng suất cho phép của thép chế tạo trục, tra theo bảng 10.5[1] với

đường kính trục sơ bộ dsb= 30 (mm), thép 45 có b = 600 (MPa)

 [] =63 (MPa) ;

Mtdj là tổng mômen tương đương tại tiết diện đang tính.

Đoạn trục tại điểm A (lắp bánh đai):

d A �3



50452,86

 20,01(mm)

0,1.63



Tại A có rãnh then nên tăng đường kính trục lên 4% để đảm vảo độ bền cứng.

d A  20, 01  4%.20, 01  20,81(mm)



Chọn lấy theo tiêu chuẩn lấy dA = 24 mm

Đoạn trục tại điểm B, D (lắp ổ lăn):

d B , D �3



76636, 41 

 23( mm)

0,1.63



Chọn lấy theo tiêu chuẩn lấy dB,D = 25 mm

Đoạn trục tại điểm C (lắp bánh răng):

dC �3



142396,42

0,1.63



 28,27( mm)



Tại C có rãnh then nên tăng đường kính trục lên 4% để đảm vảo độ bền cứng.

d C  28, 27  4%.28, 27  29, 40( mm)



Chọn lấy theo tiêu chuẩn lấy dC = 34 mm

+)Kiểm tra liền trục cho bánh răng: Bánh răng làm liền trục thì khoảng cách từ

chân răng tới rãnh then phải thỏa mãn điều kiện sau:



69

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



X



t2

dc



df1



X �2,5.m

X



d f 1 �dC

�

 �  t2 �

(mm)

2 �2

�



Ta có:

d

Với f 1 là đường kính vòng chân: d f 1  47,53(mm)

d

Với C là đường kính trục tại C: dC  34(mm)

Tra bảng 9.1a 

X



1



: b = 10(mm); t1 = 5(mm); t2 = 3,3(mm).



47,53 �34

�

 �  3,3 � 3,5 �2,5.m  2,5.2  5( mm)

2

�2

�



� Bánh răng liền trục.



Vậy ta có kết cấu trục như hình vẽ.

1.5.2 Trục II:

Lực vòng:



Ft2= 2209,67(N) ;



Lực hướng tâm: Fr2= 820,48(N) ;

Lực dọc trục:



Ft3= 5637,86(N);

Fr3= 2093,40 (N);



Fa2= =377,04(N) ; Fa3= 899,68 (N).



70

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



l23



l22

Fa2



FYA

A



l21



Ft2 B



FYD



Fr2



C

Fr3



FXA



Fa3



Ft3



FYA

A



Fr2

Mt2

Fa2



B



Ma2



Ft2



FXA



D



Fr3

Mt3



C



Ft3



FXD



FYD



Ma3



D



Fa3

FXD



H2. Sơ đồ các chi tiết quay và lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục II

+) Xác định Ma2; Ma3



M a 2  Fa 2 .



dw2

277, 26

 377,04.

 52269,06( N .mm)

2

2



M a 3  Fa 3 .



d w3

84,52

 899,68.

 38020, 48( N .mm)

2

2



+) Xác định Mt2 ;Mt3

M t 2  Ft 2 .



dw 2

227,26

 2209,67.

 251084,80( N .mm)

2

2

71



Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên