HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

hướng dẫn thiết kế đồ án môn học

chi tiết máy

@ Tài liệu tham khảo:

[1] Thiết kế chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Nxb Giáo dục, Hà nội 1998

[2] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập I Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Nxb Giáo dục 1997

[3] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập II Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Nxb Giáo dục 2000

[4] Tập bản vẽ Chi tiết máy Nguyễn Văn Lẫm, Nguyễn Bá Dương, Trường Đại học Bách Khoa Hà

nội xuất bản Hà nội 1980

[5] Chi tiết máy, tập I Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Nxb Giáo dục, Hà nội 1997

[6] Chi tiết máy, tập II Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Nxb Giáo dục, Hà nội 1994

[7] Dung sai và lắp ghép Ninh Đức Tốn Nxb Giáo dục Hà nội 2001

[8] Vẽ Kỹ thuật cơ khí tập I Trần Hữu Quế Nxb Giáo dục 1996

[9] Vẽ Kỹ thuật cơ khí tập II Trần Hữu Quế Nxb Giáo dục 1998

@ Đầu đề thiết kế:

Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải (tời kéo hay cơ cấu nâng)

Tổng cọng 10 đề tài

Hộp giảm tốc sử dụng trong các sơ đồ động là hộp giảm tốc hai cấp, bao gồm các loại:

• HGT hai cấp khai triển (đề I, đề II, đề III)

• HGT hai cấp đồng trục (đề IV, đề V)

• HGT hai cấp có cấp nhanh phân đôi (đề VI, đề VII)

• HGT hai cấp bánh răng nón - trụ (đề VIII, đề IX)

• HGT hai cấp trục vít bánh răng (đề X)

Hình 1 đề bài: Sơ đồ động của hệ thống dẫn động băng tải, tời kéo hay cơ cấu nâng

Ví dụ trong đề I: Động cơ ⇒ Bộ truyền đai ⇒

HGT hai cấp khai triển ⇒ Nối trục ⇒ Tang

và băng tải

Hình 2 đề bài: Đồ thị thay đổi của tải trọng

(momen xoắn) tác dụng lên hệ thống theo thời

gian t

@ Khối lượng đồ án môn học Chi tiết máy:

• 01 bản vẽ A0 (bản vẽ lắp hộp giảm tốc) +

01 bản vẽ A3 hoặc A4 (bản vẽ chế tạo chi

tiết máy)

• 01 thuyết minh (khoảng từ 25 đến 30

trang)

a) Bản vẽ hộp giảm tốc:

Bao gồm ba hình chiếu: hình chiếu đứng, hình

chiếu bằng, hình chiếu cạnh Yêu cầu thể hiện

đầy đủ kết cấu của hộp giảm tốc, vẽ mực (hoặc

vẽ trên AUTOCAD), đúng tiêu chuẩn vẽ kỹ

thuật Bản vẽ cần có: Khung tên (xem [1] trang

17, [2] trang 12), bảng đặc tính kỹ thuật của

HGT, bảng kê toàn bộ các chi tiết (xem [1]

trang 17, [2] trang 12), đánh số thứ tự các chi

tiết Tỷ lệ bản vẽ: 1; 1:2; 1:2.5 Các hình vẽ

chiếm khoảng 75% diện tích bản vẽ

b) Thuyết minh:

20

10

10

10 Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Khoa Cơ khí

****

Thuyết minh

Đồ án môn học Chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải/Tời kéo/Cơ cấu nâng

Sinh viên :

Lớp : Hướng dẫn : Lê Cung

Đà Nẵng 2007

Dùng khổ giấy A4, viết tay (hoặc đánh máy) một mặt, đóng thành tập, có bìa

Trang bìa và trang 1: Hình 1

Trang 2: Dán đầu đề đồ án

Trang cuối cùng: Mục lục và tài liệu tham khảo

Các trang đều được đóng khung như trang bìa

Cần đánh số trang, hình vẽ, công thức, bảng số liệu

Thuyết minh cần trình bày đầy đủ tất cả các phần tính toán cần thiết của đồ án môn học Chi tiết máy

@ Nội dung chủ yếu của đồ án môn học Chi tiết máy:

Gồm 8 phần chính sau đây:

• Tính chọn công suất động cơ điện và phân phối tỷ số truyền

• Thiết kế các bộ truyền

• Thiết kế trục và tính then

• Thiết kế gối đỡ trục

• Tính chọn nối trục

• Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết máy khác

• Bôi trơn, che kín hộp giảm tốc

• Lựa chọn kiểu lắp cho các mối ghép Giải chuỗi kích thước để xây dựng bản vẽ chế tạo

@ Các loại hộp giảm tốc hai cấp - ưu nhược điểm:

Tài liệu [1] trang 20-25, tài liệu [2] trang 25-37

• Sơ đồ HGT khai triển:

• Sơ đồ HGT có cấp nhanh phân đôi:

• Sơ đồ đồng trục:

• HGT bánh răng nón-trụ:

• Sơ đồ HGT trục vít-bánh răng:

@ Yêu cầu chung đối với máy và chi tiết máy:

Tham khảo [1],[5]

Phần I:

Tính chọn động cơ điện

và phân phối tỷ số truyền

Đ1 Tính chọn động cơ điện:

Tham khảo trang 25-:- 30 [1], trang khảo thêm14-:-24 [2]

Bao gồm các công việc:

• Chọn loại và kiểu động cơ điện

@ Gồm các loại:

+ Động cơ điện một chiều

+ Động cơ điện xoay chiều ba pha:

- Đồng bộ

- Không đồng bộ (kiểu ngắn mạch và kiểu dây quấn)

+ Động cơ điện không đồng bộ một pha

@ Gồm các kiểu:

+ Kiểu hở

+ Kiểu bảo vệ

+ Kiêủ kín

+ Kiểu đặt đứng

+ Kiểu đặt nằm

• Chọn điện áp động cơ điện

• Chọn công suất và số vòng quay của động cơ điện

1) Chọn công suất động cơ điện:

a) Tính toán công suất cần thiết của động cơ điện:

Ta có: N = ct N

η

với: N: Công suất trên băng tải (tời kéo)

η: Hiệu suất truyền động chung của hệ thống

ct

N : Công suất cần thiết của động cơ điện

Pv

N

1000

= N[vòng /phút]; P [N]; v[m/s]

P: Lực kéo băng tải, lực kéo cáp

v: Vận tốc băng tải, vận tốc kéo cáp

Ví dụ, đề I: η=η η η dai br 2 cặp ổ 4 η nối trục

b) Chọn công suất động cơ điện Ndc:

Nguyên tắc: Động cơ điện cần chọn sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ Khi làm việc

nó phải thỏa mãn ba điều kiện: - Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép - Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn - Có momen mở máy đủ lớn để thắng momen cản ban đầu của phụ tải khi khởi động Thường chọn động cơ theo điều kiện nhiệt độ, rồi kiểm tra điều kiện quá tải và momen mở máy

Để đơn giản, khi thiết kế đồ án môn học CTM, có thể làm như sau:

Gọi: Ndc là công suất định mức hay công suất danh nghĩa của động cơ điện

Tra bảng trang 320-336[1], chọn động cơ điện có công suất định mức N lớn hơn hay bằng công suất dc cần thiết N : ct Ndc ≥Nct

Sau đó, cần kiểm tra điều kiện mở máy:

Momen mở máy Mm của động cơ điện phải lớn hơn momen cản ban đầu của phụ tải (Momen cản ban đầu của phụ tải cho trên đồ thị thay đổi tải trọng theo thời gian t, ví dụ đề I: Mmm = 1,4 M ):

dn

1, 4

2) Chọn số vòng quay của động cơ điện:

Với cùng một công suất danh nghĩa Ndc, khi tra bảng chọn động cơ điện, nên chọn số vòng quay nào?

@ Nếu số vòng quay n càng lớn ⇒ Kích thước khuôn khổ, trọng lượng, giá thành động cơ càng giảm dc

(vì số đôi cực càng giảm), hiệu suất và hệ số công suất ( cosϕ) càng tăng Vì vậy, người sử dụng mong muốn dùng động cơ có số vòng quay cao Nhưng nếu ndc lớn ⇒ Yêu cầu giảm tốc nhiều hơn (Tỷ số truyền chung ichung của HGT sẽ lớn) ⇒ Kích thước, gía thành của các bộ truyền tăng lên ⇒ Trong thiết

kế, cần phối hợp hai yếu tố vừa nêu, đồng thời căn cứ vào sơ đồ động của hệ thống dẫn động cần thiết kế

để chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ

@ Khi thiết kế đồ án môn học CTM, nên chọn n sao cho tỷ số truyền chung dc ichung của cả hệ thống vừa phải, có thể phân phối hợp lý cho các bộ truyền của hệ thống

Đ2 Phân phối tỷ số truyền:

Tham khảo trang 30-:-32[1], trang 297-:-298[1], tham khảo thêm trang 39-:-48[2]

@ Tỷ số truyền chung của hệ thống: dc

chung

lv

n i

n

=

dc

n : Số vòng quay của trục động cơ

lv

n Số vòng quay của tang hay tời kéo: nlv 60.1000.v

D

π

D: Đường kính của tang (hay tời kéo) [mm]

v: Vận tốc băng tải hay vận tốc kéo cáp [m/s]

@ Ta có: ichung =ingoai.ihop

ngoai

i : Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài HGT (Ví dụ đề I: ingoai =ixich)

hop

i : Tỷ số truyền của các bộ truyền bên trong HGT

Ta có: ihop =inhanh.icham

nhanh

i : Tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh

cham

i : Tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm

(Ví dụ đề I: inhanh: Tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh ; icham: Tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm)

@ Nguyên tắc phân phối tỷ số truyền:

Việc phân phối ichung cho các bộ truyền trong HGT dựa trên các nguyên tắc sau:

- Bảo đảm khuôn khổ và trọng lượng của HGT là nhỏ nhất

- Bảo đảm điều kiện bôi trơn là tốt nhất

Để bôi trơn các bộ truyền bên trong HGT, chúng ta có thể dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu: Các

bánh răng bị dẫn của cấp nhanh và cấp chậm được ngâm trong dầu chứa trong HGT

@ Phân phối tỷ số truyền:

* Với bộ truyền ngoài, nên lấy theo trị số trung bình cho phép:

+ Xích: i = 2 -:- 5

+ Đai thang: i = 2 -:- 6

+ Đai dẹt: i = 2 -:- 4

(Với các đề đồ án đã cho, có thể lấy i ngoai = 1,8-:-2,5)

* Với HGT bánh răng trụ hai cấp khai triển:

Để hai bánh bị dẫn của cấp chậm và cấp nhanh được ngâm dầu như nhau, nên lấy:

i =(1, 2 1, 3).iữ

* Với HGT đồng trục nằm ngang:

Để hai bánh bị dẫn của cấp chậm và cấp nhanh được ngâm dầu như nhau, nên lấy:

* Với HGT bánh răng nón-trụ:

Có thể sơ bộ chọn: inon =(0, 22 0, 28).iữ hop Số nhỏ dùng khi ihop lớn

Không nên lấy inon > 3

* HGT trục vít-bánh răng: ibanhrang =(0, 03 0, 06).iữ hop

@ Tóm lại, với đồ án môn học CTM có thể chọn động cơ số vòng quay động cơ điện và phân phối tỷ số truyền như sau : Tính n Chọn số vòng quaylv n của động cơ điện ⇒ Tính dc ichung Chọn ingoai ⇒ Tính

hop

i Nếu ihop nằm ngoài giá trị tỷ số truyền thường dùng của hộp giảm tốc, nên chọn lại số vòng quay của

động cơ điện hay điều chỉnh tỷ số truyền của bộ truyền ngoài ⇒ Phân phối ihop cho inhanh và ichamtheo chỉ dẫn trên đây

Tỷ số truyền thường dùng của một số HGT:

+ Hai cấp bánh răng trụ: 8 - 30

+ Hai cấp bánh răng nón-trụ: 8 - 15

+ Hai cấp trục vít-bánh răng: 25 - 80 (dùng cho thiết kế đồ án môn học CTM)

Sau khi phân phối tỷ số truyền, lập bảng tính toán:

Thông số

Trục

n [vòng/phút] ndongco = nI = nII = nI II =

Ví dụ với đề I :

Số vòng quay của các trục (Trục I :Trục vào ; Trục II : Trục trung gian ; Trục III : Trục ra) :

dongco

I

dai

n

n

n

II nhanh

n n

n

III cham

n n n

=

Công suất trên đầu vào của các trục :

N =N .η =N .η ; NII=NI.ηII =N Iηcapo.ηbanhrang

Phần II:

Tính toán thiết kế các bộ truyền

Đ1 Thiết kế các bộ truyền ngoài:

+ Bộ truyền đai thang hay bộ truyền đai dẹt

(Trang 83-:- 101 [1]; Trang 50-:-76[2]; Trang 18-:-42[5])

+ Bộ truyền xích

(Trang 102-:- 113 [1], Trang 76-:-89 [2], Trang 3-:-17 [5])

Một số điểm cần chú ý khi thiết kế:

Bộ truyền xích:

@ Thường dùng xích ống con lăn Trước hết nên dùng một dãy xích Sau đó, khi kiểm tra điều kiện:

[ ]

t

N ≤ N (N : Công suất tính toán, t [ ]N Công suất cho phép) và điều kiện về bước xích : p≤pmax thấy không thỏa mãn thì tăng số dãy xích lên

@ Nếu bước xích p quá lớn ⇒ Đường kính đĩa xích sẽ khá lớn, bộ truyền cồng kềnh ⇒ Dùng nhiều dãy xích sẽ giảm được p ⇒ Giảm được kích thước các đĩa xích

@ Số mắc xích phải là số chẵn để tránh dùng mắc xích chuyển có má cong

@ Đề III chú ý: Khi tính toán cho một bộ truyền xích, nhớ lấy công suất N1trên trục dẫn của bộ truyền xích là: III

1

N

N

2

= hay lấy khoảng 60% NIII để tính toán

Bộ truyền đai thang và đai dẹt:

Với bộ truyền đai thang:

Cần tính toán cho hai phương án tiết diện đai ⇒ So sánh và chọn phương án nào lợi hơn về mặt:

+ Kích thước khuôn khổ của bộ truyền

+ Lực tác dụng lên trục

+ Số đai

Không nên dùng số đai quá lớn (không nên quá 6 đai) (Số đai càng nhiều ⇒ tải trọng sẽ phân bố càng không đều trên các đai)

Khi chọn đường kính D của bánh nhỏ, nên lấy trị số nhỏ nhất có thể ⇒ đường kính bánh lớn sẽ không quá lớn ⇒ giảm được kích thước khuôn khổ của hệ thống

Yêu cầu về kích thước khuôn khổ của bộ truyền khi thiết kế đồ án môn học Chi tiết máy :

Đường kính bánh đai và bánh xích lắp trên HGT không vượt quá 350 mm trường hợp đặc biệt, sẽ xem xét

khi thông qua)

Số đai thang và số dãy xích hạn chế trong khoảng: z ≤ (trường hợp đặc biệt, sẽ xem xét khi thông qua) 3

Đ2 Thiết kế các bộ truyền bên trong hộp giảm tốc:

+ Thiết kế bộ truyền cấp nhanh

+ Thiết kế bộ truyền cấp chậm

(Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng : Trang 38-:- 65 [1]; Trang 90-:- 149 [2]; Bộ truyền bánh vít trục vít : Trang 67-:-82 [1]; Trang 149-:- 169 [1]

Một số điểm cần chú ý khi thiết kế:

@ Hình 2 đề bài dùng để tính toán công suất tương đươngN khi thiết kế bộ truyền bánh răng td

@ Với bánh răng bên trong HGT bôi trơn bằng ngâm dầu ⇒dạng hỏng chủ yếu là tróc rỗ bề mặt răng ⇒

trước hết tính toán theo sức bền tiếp xúc ⇒ sau dó kiểm nghiệm điều kiện bền uốn và độ bền của răng khi bị quá tải

Khi kiểm nghiệm độ bền của răng về quá tải, có thể lấy momen xoắn quá tải Tmax =Mmm trên hình 2 đề bài

@ Với HGT đồng trục (Đề IV, đề V): Thiết kế bộ truyền cấp chậm trước ⇒ lấy khoảng cách trục của bộ truyền cấp nhanh bằng khoảng cách trục của bộ truyền cấp chậm ⇒ kiểm tra sức bền của bộ truyền cấp nhanh Lúc này bộ truyền cấp nhanh có thể thừa bền ⇒ có thể dùng vật liệu bộ truyền cấp nhanh có độ bền thấp hơn

@ Với HGT có cấp nhanh phân đôi (Đề VI, đề VII):

+ Khi thiết kế bộ truyền cấp nhanh, cần chú ý lấy công suất trên trục dẫn: II

1

N N 2

= để tính toán (giả sử công suất truyền động được phân bố đều cho hai cấp của cặp bánh răng phân đôi)

+ Trục I và trục II dùng bánh răng chữ V, do đó góc nghiêng β có thể lấy như sau: β =30Dữ40D

@ Với bộ truyền bánh răng trụ, khi chọn hệ số bề rộng bánh răng ψ ψ , cần chú ý tham khảo trang 97, ba, bd

98 [2], trang 47 [1] để chọn cho phù hợp Khi ψ càng lớn, kích thước hoặc khối lượng bộ truyền sẽ giảm, bd

nhưng lại đòi hỏi nâng cao độ cứng và độ chính xác chế tạo, nếu không sẽ làm tăng sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng, ảnh hưởng có lợi do việc tăng chiều rộng vành răng không bù lại

được ảnh hưởng có hại do việc tăng thêm sự phân bố không đều của tải trọng gây ra

@ Sau khi thiết kế xong các bộ truyền ⇒ cần kiểm tra lại điều kiện bôi trơn bằng phương pháp ngâm

dầu Điều kiện này không thỏa mãn thường là do việc phân phối tỷ số truyền không hợp lý

Yêu cầu về kích thước khuôn khổ của bộ truyền khi thiết kế đồ án môn học Chi tiết máy :

Đường kính các bánh răng không vượt quá 260mm z ≤ 3

Trường hợp đường kính bánh răng quá lớn, có thể, chọn môđun bánh răng nhỏ hơn, chọn lại vật liệu có cơ tính cao hơn hoặc phân phối lại tỷ số truyền

bôi trơn hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu

Tham khảo trang 281-:-283, trang 319 [1], trang 97-100 [2]

@ Có nhiều phương pháp bôi trơn HGT: bôi trơn bằng ngâm dầu, bôi trơn lưu thông, bôi trơn định kỳ ở

đây chỉ trình bày phương pháp bôi trơn HGT bằng cách ngâm dầu (bằng cách ngâm bánh răng, bánh vít,

trục vít hoặc các CTM phụ như bánh bôi trơn, vòng vung dầu trong dầu chứa trong hộp)

@ Thường dùng khi:

+ Vận tốc vòng của bánh răng: v≤12m / s

+ Vận tốc vòng của trục vít: v≤10m / s

@ Khi dùng phương pháp bôi trơn bằng ngâm dầu, cần xác định mức dầu thấp nhất và mức dầu cao nhất

bên trong hộp

Møc dÇu max Møc dÇu min

1

2

Hép gi¶m tèc hai cÊp b¸nh r¨ng trô

Møc dÇu max Møc dÇu min Hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng nãn trô

• Mức dầu thấp nhất:

+ Với HGT khai triển, HGT đồng trục, HGT có cấp nhanh phân đôi: Ngập chiều cao chân răng của bánh răng nhỏ nhất trong hai bánh răng bị dẫn của cấp nhanh và cấp chậm

+ Với HGT trục vít-bánh răng có trục vít đặt dưới: Ngập chiều cao ren của trục vít

+ Với HGT bánh răng nón-trụ: Ngập bề rộng của bánh răng nón bị dẫn cặp bánh răng nón

• Mức dầu cao nhất:

Không nên vượt quá:

+ 1/3-:-1/6 bán kính bánh răng lớn nhất (với HGT khai triển, HGT đồng trục, HGT có cấp nhanh phân đôi)

+ đường ngang tâm viên bi hay con lăn dưới cùng (với HGT trục vít-bánh răng có trục vít đặt dưới)

Phần III:

Thiết kế trục và tính then

Trang 114 -:- 154 [1], Trang 304-:-314 [1], Trang 88-91 [5], Trang 172-:-210 [2]

Các trục trong hộp giảm tốc là các trục truyền, luôn luôn quay, có thể tiếp nhận đồng thời cả momen uốn

và momen xoắn

Đ1 Thiết kế trục:

Chỉ tiêu quan trọng nhất đối với trục là độ bền, ngoài ra là độ cứng và đối với các trục quay nhanh là độ

ổn định dao động

Tính toán thiết kế trục nhằm xác định đường kính, chiều dài các đoạn trục đáp ứng các yêu cầu về độ bền, kết cấu, lắp ghép và công nghệ

Tính toán thiết kế trục bao gồm các bước:

• Chọn vật liệu

• Tính thiết kế trục về độ bền

+ Tính sơ bộ đường kính trục

+ Tính gần đúng đường kính các đoạn trục

+ Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi (còn gọi là tính chính xác trục)

+ Kiểm nghiệm trục về độ bền quá tải

• Trường hợp cần thiết, tiến hành kiểm ngiệm trục về độ cứng

Đối với trục quay nhanh còn kiểm nghiệm trục về độ ổn định dao động

1) Chọn vật liệu:

Mức dầu min nhập chân răng trục vít,

nhưng không vượt quá đường ngang tâm viên bi/con

lăn

Đường ngang tâm viên bi/con lăn

Hộp giảm tốc trục vít bánh răng

Với HGT chịu tải trung bình, thường dùng thép 45 thường hóa, thép 40X tôi cải thiện để chế tạo trục Trường hợp tải nặng, nên dùng thép hợp kim 20X, 12XH3A, 18XGT thấm cácbon để chế tạo trục

2) Tính thiết kế trục về độ bền:

a) Tính sơ bộ đường kính trục:

Lúc đầu chưa biết kích thước các phần chủ yếu của trục (độ dài các đoạn trục ) ⇒ chưa xác định được momen uốn tại các tiết diện trục ⇒ chưa thể xác định chính xác đường kính các đoạn trục ⇒ Phải dựa vào momen xoắn T hoặc các công thức kinh nghiệm để xác định sơ bộ đường kính trục:

@ Đường kính trục xác định chỉ bằng momen xoắn theo công thức:

[ ] 3

x

T d

0.2τ

≥

T là momen xoắn [Nmm], d là đường kính trục [mm], [ ]τ xlà ứng suất xoắn cho phép [MPa]

Với vật liệu trục là thép CT5, thép 45, 40X có thể lấy[ ]τ x=15 50MPa, trị số nhỏ đối với trục vào HGT, trị

số lớn - trục ra HGT

@ Có thể dùng công thức kinh nghiệm để xác định sơ bộ đường kính trục:

Đường kính đầu trục vào của HGT nối với động cơ điện bằng khớp nối: d=(0,8 1, 2).dữ dongco Đuờng kính trục bị động trong HGT: d=(0, 3 0.35).aữ với a: khoảng cách trục

Chú ý: Đường kính các đoạn trục chỗ lắp ổ lăn, chỗ lắp các CTM (bánh răng, bánh đai ), phải lấy theo

tiêu chuẩn (Tham khảo [1] trang 133) Đường kính đầu trục vào của HGT nối với động cơ điện bằng khớp nối phải lấy tối thiểu bằng: d=(0,8 1, 2).dữ dongco

b) Tính gần đúng đường kính các đoạn trục:

Xét đến tác dụng đồng thời của momen xoắn và momen uốn Cần tiến hành theo các bước sau:

@ Xác định tải trọng tác dụng lên trục:

Tải trọng tác dụng lên trục: Momen xoắn; các lực tác dụng khi ăn khớp trong bộ truyền bánh răng/trục

vít-bánh vít; lực căng đai/xích(Các lực này đã được tính toán khi thiết kế các bộ truyền), lực lệch tâm do

sự không đồng trục khi lắp hai nửa khớp nối

• Lực tác dụng trên các bộ truyền bánh răng/trục vít-bánh vít: Lực vòng F , lực hướng tâm t Fr, lực dọc trục F Lực tác dụng lên bánh răng khi ăn khớp coi như đặt tại tâm ăn khớp và tập trung ở điểm giữa a

bề rộng bánh răng Khi tính toán, các lực F và t F được dời về tâm trục Thường bỏ qua ứng suất nén a

do lực Fa gây ra

Rdy

Rdx

Fr

Fr1

Fa1

Fk

x

y

z

• Đối với bộ truyền đai/xích, lực tác dụng Fr lên trục do lực căng đai/xích tạo thành Các lực Fr này đều

là lực hướng tâm, điểm đặt nằm trên đường tâm trục, tại điểm giữa bề rộng bánh đai/đĩa xích, có chiều hướng từ tâm bánh đai/đĩa xích lắp trên trục đến tâm bánh đai/đĩa xích kia

• Khi dùng nối trục, do tồn tại sự không đồng tâm của các trục được nối, tải trọng phụ sẽ xuất hiện ⇒ trên khớp nối xuất hiện lực hướng tâm Fk ≈(0, 2 0, 3).Fữ t với F là lực vòng trên khớp nối: t t

1

2T F D

= , T: momen xoắn, D1: đường kính vòng tròn qua tâm các chốt nếu dùng nối trục vòng đàn hồi

Phương chiều FGk

là bất kỳ, phụ thuộc vào sai số ngẫu nhiên khi lắp ghép nối trục, nhưng trong sơ đồ tính toán, nên chọn thế nào để chiều lực FGk

làm tăng ứng suất và biến dạng do lực vòng do chi tiết quay khác lắp trên cùng trục gây nên

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

Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chiều dài moayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ, khe hở cần thiết và các yếu tố khác

• Sau khi xác định sơ bộ đường kính trục ⇒ tiến hành định sơ bộ kết cấu trục (đường kính các đoạn trục) Cần chú ý đến yêu cầu về lắp ghép: tháo lắp thuận tiện; về công nghệ: thuận tiện khi gia công;

về cố định và định vị các CTM trên trục

• Kích thước, kết cấu của bánh răng, bánh xích, bánh đai tra cứu trang 248-:-262[1], kết hợp với việc tính chọn nối trục ⇒ Chiều dài moayơ của bánh xích, bánh đai, bánh răng, nửa nối trục Chú ý đến phương pháp tạo phôi (rèn, dập, đúc ) đã chọn khi thiết kế các bộ truyền để chọn đúng kết cấu của bánh răng, bánh đai, bánh xích Có thể tham khảo trang 189, tài liệu [1] để xác định chiều dài moayơ

• Từ đường kính trục chỗ lắp ổ lăn ⇒ tra theo loại ổ trung bình ⇒ bề rộng B của ổ lăn

• Tham khảo trang 115-:-119[1], trang 189-194[2] để xác định các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục

• Vị trí phản lực tại các gối đỡ: Nếu chiều rộng ổ không lớn lắm ⇒ phản lực RA, RB coi như đặt tại giữa ổ Nếu chiều rộng ổ lớn ⇒ phản lựcRA, RB coi như đặt cách mép trong của ổ một khoảng bằng 1/2-:-1/3 chiều rộng B của ổ

@ Xác định đường kính các đoạn trục:

Trình tự tiến hành:

• Vẽ sơ đồ đoạn trục, sơ đồ chi tiết quay và lực tác dụng lên trục

• Tính phản lực trên các gối đỡ trong mặt phẳng zOy và zOx

• Vẽ biểu đồ momen uốn Mx và My trong hai mặt phẳng zOy và zOx

• Vẽ biểu đồ momen xoắn T

• Tính momen uốn tổng M và momen tương đương Mtd tại các tiết diện trên chiều dài trục (chỗ lắp bánh răng, bánh xích, bánh đai, nối trục )

M= M +M [Nmm]

td

M = M +0, 75.T [Nmm]

• Xác định kích thước đường kính trục tại các tiết diện nói trên:

[ ]td

d 0,1 σ

=

[ ]σ : ứng suất cho phép của thép chế tạo trục (tra bảng)

@ Định kết cấu của trục:

Dựa theo đường kính các tiết diện trục vừa tính toán được và chiều dài tương ứng, đồng thời chú ý đến các yêu cầu về lắp ghép (tháo lắp thuận tiện, không làm hỏng các bề mặt trục), yêu cầu công nghệ (bảo đảm

độ chính xác và thuận tiện khi gia công), yêu cầu về cố định và định vị các CTM trên trục, để xác định kết cấu của trục