Đồ án hệ thống truyền động: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

Hệ thống dẫn động thùng trộn là hệ thống cơ khí được ứng dụng rất nhiều trong thực tế, cả trong nông nghiệp lẫn công nghiệp. Trong đó máy trộn là một thiết bị ứng dụng phổ biến nhất của hệ thống dẫn động thùng trộn vào trong đời sống sản xuất của con người. Chúng ta có thể thấy trong nông nghiệp, thùng trộn được ứng dụng nhiều trong việc trộn thức ăn gia súc. Trong công nghiệp thùng trộn được dùng để khuấy dầu, hóa chất; khuấy các dây chuyền thực phẩm; trộn bê tông… Các thành phần này được định lượng chính xác và được trộn đều trong thùng trộn với một tốc độ ổn định.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Sinh viên thực hiện:

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN

HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

(ME3145) Học kỳ I / Năm học 2021-2022

Sinh viên thực hiện : Phạm Mạnh Huy

Người hướng dẫn :Ts.Lê Thanh Long

Ngày bắt đầu: Ngày kết thúc:

MSSV : 1910214

Ký tên : Ngày bảo vệ:

- 01 SV thực hiện bản vẽ lắp 2D cho Hệ thống truyền động (A0)

- 01 SV thực hiện bản vẽ lắp 2D cho Hộp giảm tốc (A0)

- Mỗi SV thực hiện 01 bản vẽ chi tiết

NỘI DUNG THUYẾT MINH:

1 Tìm hiểu hệ thống truyền động máy

2 Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động

3 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

a Tính toán các bộ truyền ngoài (đai, xích hoặc bánh răng)

b Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít - bánh vít)

c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lực

d Tính toán thiết kế trục và then

e Chọn ổ lăn và nối trục

f Chọn thân máy, bulông và các chi tiết phụ khác

g Tính toán các chi tiết hệ thống truyền động

h Chọn dung sai lắp ghép

4 Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép

5 Tài liệu tham khảo

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN:

Tuần lễ Nội dung thực hiện

1-2

Nhận đề tài, phổ biến nội dung Đồ án

Tìm hiểu truyền động cơ khí trong máy

Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền

2-4

Tính toán thiết kế các chi tiết máy: các bộ truyền, trục (bố trí các chi tiết lắp trên trục), chọn ổ, then, nối trục đàn hồi, thân hộp giảm tốc, các chi tiết khác của hệ thống truyền động, chọn bulông và các chi tiết phụ khác

5-8 Vẽ phác thảo và hoàn chỉnh kết cấu trên bản vẽ phác

5-9 Xác định dung sai lắp ghép

8-14 Vẽ hoàn thiện bản vẽ lắp

14-15 Vẽ bản vẽ chi tiết, hoàn thành tài liệu thiết kế (thuyết minh, bản vẽ)

Người hướng dẫn ký duyệt

16 Bảo vệ

Phạm Mạnh Huy 1910214

Phạm Mạnh Huy 1910214 Chụp ngày 29/12/2021

MỞ ĐẦU 1

1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN 3

1.1.SỐ LIỆU THIẾT KẾ 3

1.2.XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ 4

1.3.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN : 5

2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 7

2.1.THÔNG SỐ BAN ĐẦU 7

2.2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 7

3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN MỘT CẤP 11

3.1.THÔNG SỐ BAN ĐẦU 11

3.2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN 11

3.3.KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU 20

4 THIẾT KẾ TRỤC - CHỌN THEN 21

4.1.THÔNG SỐ BAN ĐẦU 21

4.2.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỤC 22

4.3.KIỂM NGHIỆM THEN VÀ CHỌN THEN 34

5 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN, NỐI TRỤC 35

5.1TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN 35

5.2NỐI TRỤC 39

6 CHỌN THÂN MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 41

6.1YÊU CẦU: 41

6.2CÁC KÍCH THƯỚC THÂN MÁY 41

6.3CÁC CHI TIẾT KHÁC 42

7 DUNG SAI LẮP GHÉP 47

7.1CHỌN CẤP CHÍNH XÁC 47

7.2CHỌN KIỂU LẮP 47

7.3BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP 48

8 THIẾT KẾ BỘ PHẬN CÔNG TÁC 49

8.1LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 49

8.2THIẾT KẾ THÙNG TRỘN 49

MỞ ĐẦU

Hệ thống dẫn động thùng trộn là hệ thống cơ khí được ứng dụng rất nhiều trong thực tế, cả trong nông nghiệp lẫn công nghiệp Trong đó máy trộn là một thiết bị ứng dụng phổ biến nhất của hệ thống dẫn động thùng trộn vào trong đời sống sản xuất của con người

Chúng ta có thể thấy trong nông nghiệp, thùng trộn được ứng dụng nhiều trong việc trộn thức ăn gia súc Trong công nghiệp thùng trộn được dùng để khuấy dầu, hóa chất; khuấy các dây chuyền thực phẩm; trộn bê tông… Các thành phần này được định lượng chính xác và được trộn đều trong thùng trộn với một tốc độ ổn định

Hiện nay hầu hết các cơ sở chăn nuôi, sản xuất gần như đều ứng dụng công nghệ vào trong quá trình sản xuất sản phẩm Yêu cầu công nghệ đối với nhu cầu sản xuất ở thời điểm này là rất cần thiết và gần như không thể thiếu sự có mặt của hệ thống cơ khí, đặc biệt là hệ thống dẫn động thùng trộn

Một số hình ảnh ứng dụng của thùng trộn:

Thùng trộn bê tông

Máy trộn hạt

Máy trộn thức ăn chăn nuôi

Dù được ứng dụng trong trường hợp nào thì hệ thống dẫn động thùng trộn cũng đều có

chung nguyên lí hoạt động Thùng trộn quay đều được truyền động từ động cơ thông qua một

hộp giảm tốc hoặc qua một bộ truyền khác như đai hoặc xích rồi đến hộp giảm tốc Trong thùng

trộn sẽ có trục được nối vào đầu ra của hộp giảm tốc Khi động cơ quay thì trục này sẽ quay và

hệ thống thùng trộn cũng sẽ quay, thực hiện chức năng của nó

Các bộ truyền động được sử dụng trong hộp giảm tốc có thể là bộ truyền trục vis – bánh vis,

bộ truyền bánh răng côn răng thẳng 1 cấp hoặc 2 cấp,… Tùy vào mục đích sử dụng và do người

thiết kế chọn

Trong phạm vi đồ án này chúng ta xét đến bộ truyền bánh răng côn răng thẳng 1 cấp với

trục đi vào được nối với động cơ thông qua bộ truyền đai thang và trục đi ra nối với trục công

tác thông qua nối trục đàn hồi

Để hoàn thành được đồ án này, em cảm ơn thầy Lê Thanh Long, người giảng viên hướng

dẫn đã đồng hành cùng em trong suốt quá trình học tập và thực hiện

Sinh viên kí tên

Phạm Mạnh Huy

1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN

1.1 Số liệu thiết kế

Hệ thống dẫn động gồm: 1 - Động cơ nối điện

2 - Bộ truyền đai thang

3 - Hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng 1 cấp

1.2 Xác định công suất và chọn động cơ

Hiệu suất toàn bộ hệ thống:

𝜂 = 𝜂𝑑𝜂𝑏𝑟𝜂𝑘𝑛𝜂𝑜𝑙2Trong đó hiệu suất các bộ truyền ta chọn từ bảng 3.3[2]:

𝜂𝑑 = 0,95 : Hiệu suất bộ truyền đai thang

𝜂𝑏𝑟 = 0,95 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn đai thẳng được che kín

𝜂𝑘𝑛 = 0,99 : Hiệu suất khớp nối trục đàn hồi

𝜂𝑜𝑙 = 0,99 : Hiệu suất một cặp ổ lăn

Số vòng quay của thùng trộn:

n = 208 (vòng/phút)

Chọn tỉ số truyển của hệ thống:

𝑢 = 𝑢𝑑× 𝑢𝑏𝑟Trong đó tỉ số truyền sơ bộ được chọn từ bảng 3.2[2]:

𝑢𝑑 = 2,5 : Tỉ số truyền bộ truyền đai thang

𝑢𝑏𝑟 = 2,75 : Tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng 1 cấp

+ Công suất cần thiết trên trục động cơ : 𝑃𝑐𝑡 = 5,68(kW)

+ Số vòng quay sơ bộ của động cơ : 𝑛𝑠𝑏 = 1430(vòng/phút)

+ Theo bảng phụ lục 𝑃1.1[1]

Ta chọn được động cơ K160S4 với 𝑃 = 7,5 (kW) và 𝑛 = 1450 (vòng/phút)

Kiểu động cơ Công suất (kW) Vận tốc quay (vg/ph)

1.3 Phân phối tỉ số truyền :

𝑃𝐼𝐼 = 𝑃𝐼𝐼𝐼

𝜂𝑘𝑛× 𝜂𝑜𝑙 =

5,050,99.0,99= 5,15 (kW)

𝑃𝐼 = 𝑃𝐼𝐼

𝜂𝑏𝑟× 𝜂𝑜𝑙 =

5,150,99.0,95= 5,48 (kW)

𝑃𝑑𝑐 = 𝑃𝐼

𝜂𝑑 =

5,480,95= 5,77 (kW)

Số vòng quay trên các trục:

𝑛𝐼 = 𝑛𝑑𝑐

𝑢𝑑 =

14502,32 = 625 (vòng/phút)

𝑇𝐼𝐼𝐼 = 9,55 106×𝑃𝐼𝐼𝐼

𝑛𝐼𝐼𝐼 = 9,55 10

6 × 5,05208,33= 231495,70 (Nmm)

2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

2.1 Thông số ban đầu

ℎ (𝑚𝑚)

𝑦𝑜(𝑚𝑚)

𝐴 (𝑚𝑚2)

𝐿 (𝑚𝑚)

𝑇1(𝑁𝑚)

𝑑𝑚𝑖𝑛(𝑚𝑚)

14 17 10,5 4,0 138 800 ÷ 6300 40 ÷ 190 140 ÷ 280

Đường kính bánh dẫn 𝑑1:

𝑑1 = 1,2 × 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 1,2 × 140 = 168 (𝑚𝑚) Theo tiêu chuẩn, ta chọn 𝑑1 = 180mm

Tỉ số truyền 𝑢 = 𝑑2

𝑑1(1−𝜉)= 400

180×(1−0,02)= 2,27 Sai lệch so với giá trị chọn trước 2,16% < 4% nên giá trị được chấp nhận

Chọn khoảng cách trục a sơ bộ theo điều kiện:

0 = 2,73 𝑟𝑎𝑑 ( ≥ 𝛼𝑚𝑖𝑛 = 1200)

Số vòng chạy của đai trong một giây:

Số dây đai sử dụng:

[𝑃0]𝐶𝛼𝐶𝑢𝐶𝐿𝐶𝑧𝐶𝑟𝐶𝑣Trong đó:

- Đường kính ngoài bánh đai (với ℎ0 = 4,2mm theo bảng 4.21[2]):

𝑑𝑎 = 𝑑1 + 2ℎ0 = 180 + 2 × 4,2 = 188,40 (mm)

Lực tác dụng lên các trục:

Lực căng ban đầu (đai thang nên 𝜎0 = 1,5MPa):

𝐹0 = 𝜎0𝑧𝐴 = 1,5 × 2 × 138 = 414 (𝑁) Lực tác dụng lên trục và ổ

𝐹𝑟 = 2𝐹0𝑠𝑖𝑛 (𝛼1

2) = 2.414 𝑠𝑖𝑛 (

156, 480

2 ) = 810,62 (𝑁)

Ứng suất lớn nhất trong dây đai:

- Lực căng mỗi dây đai: 𝐹0

Thông số bộ truyền đai thang:

P 1(kW) n 1 (vòng/phút) F 0 (N) F r (N) α 1 u

3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN MỘT CẤP

3.1 Thông số ban đầu

- Công suất trục dẫn 𝑃𝐼 = 5,48 (kW)

- Tỉ số truyền 𝑢 = 3

- Số vòng quay trên trục dẫn 𝑛𝐼 = 625 (vòng/phút)

- Momen xoắn trên trục dẫn 𝑇𝐼 = 83734,40(Nmm)

- Thời gian phục vụ (tuổi thọ) Lh = 10000 (giờ)

3.2 Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng côn

- Xác định số chu kì thay đổi ứng suất tương đương theo công thức 6 6[1]

(Vì bộ truyền chịu tải trọng tĩnh)

𝑁𝐻𝐸 = 𝑁𝐹𝐸 = 𝑁 = 60𝑐𝑛𝑡∑

Với c = 1 là số lần ăn khớp trong một vòng quay

𝑡∑ là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

SH = 550 ×

11,1= 500,00(MPa) + Ứng suất tiếp xúc cho phép :

[σH] =[σH ]1+[σ H ]2

2 < 1,15 × [σH]𝑚𝑖𝑛 [σH] =500,00+527,27

2 < 1,15 × 500 = 513,64 < 575(MPa)

+ Ứng suất uốn cho phép :

[σF]1 = σFlim10 KFCKFL1

SF = 459 ×

1.11,75= 262,29(MPa) [σF]2 = σFlim20 KFCKFL2

SF = 432 ×

1.11,75= 246,86(MPa) Với : KFC= 1 (bộ truyền quay một chiều)

SH= 1,1 , SF= 1,75: hệ số an toàn khi tiếp xúc tra bảng 6 2[1]

- Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép khi quá tải

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải dựa theo công thức 6 13[1]:

[σH]max1 = 2,8 σch1 = 2,8 × 580 = 1624(MPa)

[σH]max2 = 2,8 σch2 = 2,8 × 450 = 1260(MPa)

=> [σH]max = min([σH]max1; [σH]max2) = 1260(MPa)

Với : σch là giới hạn chảy tra trong bảng 6 1[1]

+ Ứng suất uốn cho phép khi quá tải dựa theo công thức 6 14[1]:

[σF]max1 = 0,8 σch1 = 0,8 × 580 = 464(MPa)

[σF]max2 = 0,8 σch2 = 0,8 × 450 = 360(MPa)

Xác định chiều dài côn ngoài:

Chiều dài côn ngoài được xác định theo công thức 6 52[1]

Re = KR√u2+ 1 √T1 KHβ

[(1 − Kbe)Kbeu[σH]2]

3

Với :

KR= 0,5Kd : Hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng và loại răng

Kd = 100 MPa1 3⁄ : Truyền động bánh răng côn răng thẳng bằng thép

Kbe = 0,3 : hệ số chiều rộng vành răng : Kbe = 𝑏

R e = 0,25 .0,3 , vì u=3 ta chọn 0,3

T1 = TI= 83015,4912 (Nmm): momen xoắn trên trục chủ động

[σH] = 500 (MPa) : ứng suất tiếp xúc cho phép

KHβ= 1,13: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng bánh răng côn, tra bảng 6 21[1] , ta chọn sơ bộ theo căn cứ sau:

+ Ta tính Kbeu

2−Kbe= 0,3×3

2−0,3= 0,53 + Trục bánh răng côn răng thẳng lắp trên ổ lăn

+ Sơ đồ I, HB ≤ 350

Z1 = 1,6 Z1𝑝 = 1,6.19 = 30,4 lấy nguyên => Z1 = 31

(Do độ rắn mặt răng H1, H2 ≤ 350(MPa)

+ Đường kính trung bình và mô đun trung bình được xác định theo công thức

mte = mtm

1 − 0.5Kbe =

2,31

1 − 0,5.0,3= 2,72(mm) Theo tiêu chuẩn bảng 6 8[1], ta chọn mte= 3

Re = 0,5 mte √z1 + z2 = 0,5 × 3 × √312+ 932 = 147,05(mm)

+ Xác định góc côn chia theo công thức :

δ1 = arctanz1

z 2 = arctan31

93= 18,43°

δ2 = 90°− δ1 = 90° − 18,4349° = 71,57°

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh răng côn phải thỏa mãn điều kiện theo công thức 6 58[1]:

σH = ZMZHZε√2T1KH √u

2+ 10.85 × b × dm12× u ≤ [σH] Với :

ZM: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp

KHβ: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

KHα = 1: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, bằng 1 với bánh răng côn răng thẳng

KHv : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, được xác định theo công thức 6 63[1]:

b: chiều rộng vành răng được xác định theo công thức :

√32+ 1

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép theo 6.43[1]và 6.44[1]:

σF1 = 2T1KFYεYβYF10,85𝑏mnmdm1 ≤ [σF1]

σF2 =σF1YF2

YF1 ≤ [σF2] Với :

m𝑛𝑚: mô đun pháp trung bình (với bánh răng côn răng thẳng m𝑛𝑚 = m𝑡𝑚 = 2,55)

Y𝛽: hệ số kể đến độ nghiêng của răng được xác định theo công thức 6 ?[1]:

Yβ = 1 −β

0 n

K𝐹𝛽: hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên vành răng

K𝐹𝛼: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, với bánh răng côn răng thẳng K𝐹𝛼 = 1

K𝐹𝑣: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp tính theo công thức

6 68[1]:

KFv= 1 + vFbdm1

2T1KFβKFα

Với :

vF = δFg0v√dm1(u + 1)

u Xác định số răng tương đương theo công thức 6 53𝑎[1]

K𝐹 = K𝐹𝛽K𝐹𝛼K𝐹𝑣 = 1,25 × 1 × 1,35 = 1,69 Với :

Yε = 1

𝜀𝛼 =

11,74= 0,57 Vậy:

σF1 = 2T1KFYεYβYF1

0,85𝑏mnmdm1=

2.83734,40 × 1,69 × 0,57 × 1 × 3,80,85 × 45 × 2,55 × 79,05 = 79,51(MPa)

σF2 =σF1YF2

YF1 =

79,51 × 3,63,8 = 75,33(MPa)

σF1 < [σF1]

σF2 < [σF2]

Kiểm nghiệm răng về quá tải:

Do tải trọng tĩnh nên không cần kiểm nghiệm về quá tải Kqt= Tmax

Tdn = 1

Các thông số kích thước bộ truyền bánh răng côn:

ℎ𝑎𝑒2 = 3 Chiều cao chân răng ngoài (mm) ℎ𝑓𝑒1 = 3,6

ℎ𝑓𝑒2 = 3,6 Đường kính đỉnh răng ngoài (mm) d𝑎𝑒1 = 98,69

d𝑎𝑒2 = 280,90

3.3 Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu

Hộp giảm tốc một cấp thõa điều kiện bôi trơn ngâm dầu

Mức dầu tối thiểu ngập 2/3 bề rộng bánh răng lớn và không vượt quá bề rộng bánh răng lớn tính từ đáy bánh răng côn lớn

𝟑𝟎 ≤ 𝒉 ≤ 𝟒𝟓(𝐦𝐦)

Ta chọn mức dầu cao 40mm tính từ đáy bánh răng côn lớn

Ta chọn mức dầu thấp 30mm tính từ đáy bánh răng côn lớn

4.1 Thông số ban đầu

Mô men xoắn trên các trục:

+ Trục I : 𝑇𝐼 = 83734,40(Nmm)

+ Trục II : 𝑇𝐼𝐼 = 236079,78 (Nmm)

Qui ước các kí hiệu:

+ k: Số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc

+ i: Số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia truyền tải trọng

+ i= 0 và 1 : các tiết diện ổ

+ i=2…s : với s là số chi tiết quay

+ 𝑙𝑘𝑙 : khoảng cách trục giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k

+ 𝑙𝑘𝑖 : khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ I trên trục thứ k

+ 𝑙𝑚𝑘𝑖: chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i) trên trục thứ k + 𝑙𝑐𝑘𝑖: khoảng công-xôn tên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ

+ 𝑏𝑘𝑖: chiều rộng vành bánh răng thứ i trên trục k

+ Giới hạn chảy: 𝜎𝑐ℎ = 580 (MPa)

+ Ứng suất xoắn cho phép: [𝜏] = 15 ÷ 30 (MPa)

Xác định đường kính sơ bộ trên trục thứ k theo công thức 10 9[1],

Trục II : 𝑑𝐼𝐼 = 35 (mm), 𝑏0𝐼𝐼 = 21 (mm)

Chọn khoảng cách:

Theo bảng 10 3[1], ta chọn được khoảng cách:

+ Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong hộp giảm tốc hoặc giữa các chi tiết quay

𝑙21= 𝑙𝑚22+ 𝑙𝑚23+ 𝑏𝑜𝐼𝐼+ 3𝑘1+ 2𝑘2 = 39 + 60 + 21 + 3 × 10 + 2 × 10 = 170(mm) Lưu ý, theo hình 10 10[1] ổ lăn 0 đến 1 theo thứ tự từ dưới lên

Nên khi áp dụng ta phải đảo vị trí 2 ổ lăn so với hình

Tra bảng 10 5[1], ta chọn [𝜎] = 67 (MPa) cho cả 2 trục

đoạn trục theo ghi chú dưới bảng 10 5[1]

𝑑𝐴 = 25 (mm)

𝑑𝐵 = 30 (mm)

𝑑𝐶 = 30 (mm)

𝑑𝐷 = 25 (mm)

F d F r1

F

M a1 O

𝑀𝑡𝑑𝐻 = √𝑀𝑥𝐻2 + 𝑀𝑦𝐻2 + 0,75𝑇𝐼𝐼2 = √0 + 02+ 0,75 × 236079,782 =

204451,09 (Nmm)

Tính đường kính trục tại các tiết kiện theo công thức 10 17[1],

Tra bảng 10 5[1], ta chọn [𝜎] = 67 (MPa) cho cả 2 trục

45481,2 56567,5

Kết cấu trục thiết kế phảo đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn t các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện theo 10 19[1]:

𝑠𝑗 = 𝑠𝜎𝑗𝑠𝜏𝑗

√𝑠 𝜎𝑗2+𝑠𝜏𝑗2 ≥ [𝑠]

Trong đó:

[𝑠]: hệ số an toàn cho phép, [𝑠] = 2,5 … 3 do đó không cần kiểm tra độ cứng trục

𝑠𝜎𝑗, 𝑠𝜏𝑗: hệ số an toàn cho phép chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j, được xác định theo công thức 10 20[1],10 21[1]

𝑠𝜎𝑗 = 𝜎−1

𝐾𝜎𝑑𝑗𝜎𝑎𝑗+𝛹 𝜎 𝜎𝑚𝑗

𝑠𝜏𝑗 = 𝜏−1

𝐾𝜏𝑑𝑗𝜏𝑎𝑗+𝛹𝜏𝜏𝑚𝑗 Với:

𝜎−1, 𝜏−1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng, được xác định:

𝛹𝜎, 𝛹𝜏 hệ số kể đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi

𝐾𝜎𝑑𝑗, 𝐾𝜏𝑑𝑗 được xác định theo công thức 10 25[1]và 10 26[1]

𝐾𝑥: hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt

𝐾𝑦: hệ số tăng bền bề mặt trục

Tra bảng 10 7[1] với 𝜎𝑏 = 850 (MPa), ta chọn 𝛹𝜎 = 0,1, 𝛹𝜏 = 0,05

Tra bảng 10 8[1], ta chọn:

𝐾𝑥=1,1 (tiện Ra =2,5…0,63)

𝐾𝑦=1 (Không tăng bền bề mặt)

Trục I:

Ta xét tại tiết diện nguy hiểm 𝑑𝐶

Tra bảng 10 6[1] với công thức trục tiết diện tròn :

Trục II:

Ta xét tại tiết diện nguy hiểm 𝑑𝐹

Tra bảng 10 6[1] với công thức trục có một rãnh then :