PHẦN 1 : XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN
1.1 Công suất tương đương (đẳng trị) của động cơ :

= 4 kW
Công suất cực đại trên trục thùng sấy :
Công suất đẳng trị trên trục thùng sấy :
Pdt =
=> Pdt =
Pdt = = 0.9207Pmax
≫ Pdt = 0.9207 4 = 3.683 ( kW)
Hiệu suất của toàn bộ hệ thống :
Công suất cần thiết trên trục đông cơ :
=
Tỉ số truyền toàn bộ ut của hệ thống dẫn động :
ut = ud ubr = 2.2 3 = 6.6
Số vòng quay trên trục thùng sấy :
nm = 220 (
Số vòng quay sơ bộ của động cơ :
nsb = nm = 220
Căn cứ theo Pct và số vòng quay sơ bộ nsb thỏa điệu kiện ta chọn loại đông cơ điện
không đồng bộ ba pha , loại 3K do nhà máy chế tạo động cơ điện VN – Hungary sản
xuất :
3K132S2
Pdc = 5.5 kW
ndc = 2890
3K132S4
Pdc = 5.5 kW
ndc = 1445
3K132Mb6
Pdc = 5.5 kW

ndc = 980
Ta chọn đông cơ 3K132S4 , ndc = 1445
1.2 Phân phối tỉ sồ truyền :
Tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống :
Chọn ud = 2.2 => ubr =
Bảng số liệu dung cho thiết kế các bộ truyền cơ khí :

Trục
Công suất (kW)
Tỉ số truyền
Số vòng quay (
Momen xoắn T
(Nmm)

Động cơ
4.48
2.2
1447.16
29564

I
4.23

II
4
2.99

657.8
61412


220
173636


PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT
Thông số ban đầu :
Thông số đầu vào : P1 = 4.48 kW ; n1 = 1447.16 (; T1 = 29564 Nmm
Chọn đai dẹt vật liệu vải cao su ( vì các loại đai khác khó tìm trên thị trường )
2.1 Trình tự thiết kế :

+ Tính d1 :
:.
+ Vận tốc vòng :
Chấp nhận
+ Tính d2 : chọn
≫ chọn
Tính lại chính xác tỉ số truyền :

Sai lệch so với giá trị chọn trước :
≫ thỏa điều kiện
+ Tính khoảng cách trục a :

Chọn khoảng cách trục a theo điều kiện :
15m ≥ a ≥ 2(
Vậy chọn khoảng cách trục = 1160 mm
+ Tính chiều dài đai L theo a :
L = 2a + = 2 = 3241.49 (mm)
L = 3241.49 mm đây là chiều dài đai khi tính toán được .
Kiểm nghiệm lại chiều dài đai khi tính toán được : L =3241.49 mm > (thỏa)
Khi nối đai chiều dài đai tăng thêm : L’ = L + 3500

+ Số vòng chạy của đai trong 1 s
i = = 4.21 ≤


≫ thỏa , vậy không cần phải tăng a .
+ Gốc ôm
__

Kiểm nghiệm điều kiện :
≫ Vật liệu làm đai là vải cao su phù hợp với vật liệu đã chọn ban đầu
+ Xác định tiết diện dây đai δ, b
 Tính bề dầy của đai δ :
Chọn trước bề dầy của đai theo điều kiện :
Đối với đai vải cao su :
 δ≤

Chọn δ = 4.5 mm .


 Tính chiều rộng đai b:

b≥

C=

≫C=1
Tra bảng 4.7 trang 147
•
•


>> = 2.25 (Mpa)
≫b≥
Chọn chiều rộng tiêu chuẩn của đai ( trang 124) : b = 50 mm
 Chọn chiều rộng bánh đai B ( tra bảng 4.5 trang 129): b = 50 mm => B =
63 mm
 Tính lực căng ban đầu :
Lực tác dụng lên trục ( có bộ phận căng đai )
= 1209.6 (N )
2.2 Thông số của bộ truyền đai dẹt :
4.48
i(
4.83

(
1447.16

405

1209.6

180

400

1160

)
169.19
L(mm)
3241.49


u
2.245
B(mm)
63

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG
Số liệu ban đầu :
Công suất truyền
Số vòng quay trục dẫn
Số vòng quay trục bi dẫn
Momen xoắn
Tỉ số truyền u = 2.99
Thời gian làm việc L = 4 năm
Làm 2 ca / ngày
Tổng số giờ làm viêc
3.1 Chọn vật liệu :
Bánh nhỏ ( bành dẫn ) : thép 45 tôi cải thiện HB = 241 . Độ rắn = 850 Mpa.
Giới hạn chảy = 580 Mpa
Bánh lớn (bánh bị dẫn ): thép 45 tôi cải thiện HB1 = HB2 +(10 nên độ rắn
bánh lớn 230 HB .Gioi hạn bền
3.2 Ứng suất cho phép :
a) Ưng suất tiếp xúc :
Ứng suất tiếp xúc cho phép [ =
Tải trọng thay đổi theo bậc , số chu kỳ tương đương


Vì mỗi vòng quay răng chỉ vào khớp 1 lần nên c = 1

=0.16

=0.14
Vì
Giới hạn mõi tiếp xúc cho phép :
Hệ số an toàn
Ưng suất tiếp súc cho phép
[ = 458.2 Mpa
[ = 433.6 Mpa
Do tính bánh răng thẳng ,[ ) =
Thỏa điều kiện :
b) Ưng suất uốn :
Ứng suất uốn:
Số chu kỳ tương đương:
Vì mỗi vòng quay răng chỉ vào khớp 1 lần nên c = 1
Số chu kỳ cơ sở
Giới hạn mõi cho phép :

Hệ số an toàn
ứng suất tiếp súc cho phép :
[ = 252 Mpa
[ = 236.6 Mpa
3.3 Chọn hệ số . Chọn sơ bộ hệ số
Chọn hệ số chiều rộng vành răng sử trục được lắp trên ổ bi đỡ chặn ,ta chọn chọc sơ
bộ hệ số tải trọng tính với = 0.497
3.4 Xác định chiều dài côn ngoài :
3.5 Chọn
Mô đun vòng chia ngoài :
Chọn
Tính lại chính xác tỉ số truyền : u =
Sai lệch
Góc mặt côn chia :

= arctan(


3.6 Xác định modun trung bình .Chọn cấp chính xác
Modun trung bình :
Đường kính vòng chia trung bình :
Chiều dài đường sinh mặt nón chia :
Bề rộng vành răng :
b = = 114.63
vận tốc vòng :
v=
chọn cấp chính xác CCX = 9
3.7 Tính lực tác động lên trục :
- Lực vòng :
- Lực dọc trục và lực hướng tâm :
= 1975.62 tan(2(18.4) = 682.18 (N)
= 1975.62 tan(2(18.4) = 227.33 (N)
3.8 Kiểm nghiệm ứng suất :
a) Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc :
xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép

Điều kiện :
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng :

 = 518.25 (Mpa)

Kiểm nghiệm ứng suất uốn :
Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép tại chân răng :
định số răng tương đương và
= 30.57 (răng)

= 275.19 (răng)
số dạng răng ( không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh
= 3.902
= 3.518


Lập tỉ số
Vì < ta tình theo bánh dẫn .
Ưng suất uốn tại tiết diện nguy hiểm tại chân rang tính cho bánh dẫn .
Ta có :
Nên bánh răng đủ độ bền uốn .
3.9 Các thông số của bộ truyền :
Chiều dài côn ngoài
Chiều rộng vành răng: b= 32.67 mm
Đường kính chia ngoài :
Đường kính vòng chia trung bình :
Góc chia ở đỉnh côn :
Lực vòng :
Lực dọc trục :
=

PHẦN 4 : THIẾT KẾ TRỤC – THEN – NỐI TRỤC
4.1 Thiết kế trục
Sơ đồ chọn chiều dài các trục :

+

+



Sơ đồ phân tích lực tác động lên các trục :

THIẾT KẾ TRỤC I :
Chọn vật liệu thép 45 có = 600 Mpa và [
Chọn kích thước chiều dài trục :
. Chọn sơ bộ

56

34

41

Thay trục bằng dầm sức bền :

x
y

Với

Tính các phản lực gối tựa :
Phương trình cân bằng momen trong mặt phẳng đứng tại gối A
Phản lực tại gối tựa B theo phương đứng :
Phương trình cân bằng lực theo phương Y :


Phản lực tại gối tựa A theo phương đứng

Phương trình cân bằng momen trong mặt phẳng ngang tại gối A
Phản lực tại gối tựa theo phương ngang :


Phương trình cân bằng lực theo phương x :
Phản lực tại gối A theo phương ngang :
Vẽ biểu đồ nội lực :
Biểu đồ momen trong mặt phẳng đứng (Nmm)

A
B

7067

Biểu đồ momen trong mặt phẳng ngang
81000

A

B

Biểu đồ momen xoắn T(Nmm)

61421

61412

Tính momen tương đương tại tiết diện nguy hiểm . Tiết diện nguy hiểm tại gối B
Tính đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm .
Kí hiệu tiết diện 1-3 của trục 1 là tiết diện thứ 3 tại gối tựa B ( từ trái sang phải )
Do tại tiết diện nguy hiểm có lắp ổ lăn nên chọn . Ta chọn các tiết diện còn lại :
Kiểm tra lại tiết diện 1-2 :



Chọn then bằng :
Vật liệu làm then bằng là thép 45 có :
ứng suất cắt cho phép [
ứng suất dập cho phép [
chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng (TCVN 2261-77) :
Chiều dài làm việc của then 1 đầu tròn ,1 đầu bằng :
Kiểm tra ứng suất cắt :
==[
Kiểm tra ứng suất dập :
[
Chọn then bằng tại vị trí lắp bánh đai (TCVN 2261-77)
Chiều dài làm việc của then 1 đầu tròn ,1 đầu bằng :
Kiểm tra ứng suất cắt :
==[
Kiểm tra ứng suất dập :
[
Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mõi
Tại tiết diện 1-3
+ Hệ số an toàn về mõi chỉ xét đến ứng suất pháp (thay đổi theo chu kỳ đối xứng )

ứng suất pháp cực đại = 31.56 Mpa
ứng suất pháp trung bình
ứng suất pháp biên độ

+ Hệ số an toàn về mõi chỉ xét đến ứng suất tiếp (thay đổi theo chu kỳ mach động
dương)
Với = 0.22



ứng suất tiếp cực đại :
ứng suất tiếp trung bình ( trục quay 1 chiều )
Ưng suất tiếp biên độ :
Hệ số an toàn :
Tại các tiết diện còn lại :
Tiết
diện
1-1
1-2
1-3
1-4

M

T

0
67738
83653
7067

61412
61412
61412
61412

S
1.75
1
1

1.75

0
25.55
31.56
5.21

1.5
1
1
1.5

22.63
11.58
11.58
22.63

7.45
6.03
20.89

Kết cấu trục 1:
56

ɸ 24

34

41


ɸ 30

96

68

10

39

THIẾT KẾ TRỤC II :
Chọn vật liệu :
Thép 45 có
Chọn kích thước chiều dài trục :
Chọn sơ bộ
168

Thay trục bằng dầm sức bền :

26

57.5

5.54
16.23
16.23
5.54

6.77
5.65

5.35


Với

Giả sử chọn nối trục vòng đàn hồi. Bộ phận công tác là máy công cụ (thùng sấy )
chọn K=1.25 .Momen xoắn tính toán 217045 (Nmm) = 217 (Nm)
Chọn nối trục vòng đàn hồi có [T] = 310 Nm, .
Lực vòng tại chốt =
Lực do nối trục tác động lên trục .
Tính phản lực gối tựa :
Phương trình cân bằng momen trong mặt phẳng đứng tại gối tựa C
Phản lực tại gối B theo phương đứng :
=
Phương trình cân bằng lực theo phương Y:
Phản lực tại gối C theo phương đứng :
Phương trình cân bằng momen trong mặt phẳng ngang tại C
Phản lực tại gối D theo phương ngang :
= = -399.05 (N)
Phương trình cân bằng lực thep phương X:
Phản lực tại gối C theo phương ngang :
-564.69(N)
Vẽ biểu đồ nội lực :
Biểu đồ momen trong mặt phẳng đứng (Nmm)

499973

C

D

13644

Biểu đồ momen trong mặt phẳng ngang (Nmm)

94868
58184


Biểu đồ momen xoắn T(Nmm)
T

173636

173636

Tính momen tương đương tại tiết diện nguy hiểm
Tiết diện nguy hiểm tai vi trí lắp bánh răng côn răng thẳng
= 522098 (Nmm)
Tính đường kính trục tại tiết diên nguy hiểm . Kí hiệu tiết diện 2-2 là trục 2 ,(tiết diện
thứ 2 từ trái sang phải )
Do tại tiết diện nguy hiểm có lắp then bằng nên tang thêm 5%
Chọn
Từ = 32 mm , =32 mm,= 30 mm
Kiểm tra lại tiết diện 2 -3
=161237 (Nmm)
< 32 mm
Tính chọn then bằng :
Chọn vật liệu then bằng giống trục 1. Chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng (TCVN
2261-77).Chọn then 2 đầu tròn .
= 50 mm ; b= 14 mm; h = 9 mm, = 5.5 mm,= 3.8 mm; L=56 mm

Chiều dài làm việc của then đầu tròn = L – b = 56 -14 = 42 (mm)
Kiểm tra ứng suất cắt :
==[
Kiểm tra ứng suất dập :
[
Chọn then bằng tại vị trí lắp nối trục đàn hồi (TCVN 2261-77).Chọn then 1 đầu bằng
1 đầu tròn .
= 30 mm ; b= 8 mm; h = 7 mm, = 4 mm,= 2.8 mm; L= 45 mm
Chiều dài làm việc của then đầu tròn = L – b/2 = 45 – 8/2 = 41 (mm)
Chọn hai then bằng đặt cách nhau 18 tại vị trí lắp nối trục ,khi đó xem như 1 then chịu
0.7T
Kiểm tra ứng suất cắt :
==[
Kiểm tra ứng suất dập :
[
Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mõi:
Hệ số an toàn về mõi chỉ xét đến ứng suất pháp (thay đổi theo chu kỳ đối xứng )
Do có tập trung ứng suất do có rãnh then


ứng suất pháp cực đại = 47.4 Mpa
ứng suất pháp trung bình Mpa
ứng suất pháp biên độ

+ Hệ số an toàn về mõi chỉ xét đến ứng suất tiếp (thay đổi theo chu kỳ mach động
dương)
Với = 0.22
Do có tập trung ứng suất do rãnh then

ứng suất tiếp cực đại :

ứng suất tiếp trung bình ( trục quay 1 chiều ) :
Ưng suất tiếp biên độ :
Hệ số an toàn :
Tại các tiết diện còn lại :
Tiết
diện
2-1
2-2
2-3
2-4

M

T

s

0
508894
58184
0

0
173636
173636
173636

1.75
1
-


47.4
18.09
-

1.5
1
-

7.54
26.99
-

2.12
10.18
-

14.57
6.34
-

Kết cấu trục :
168

26

57.5

ɸ 50
ɸ 32


ɸ 32

36

12 10

75

38

ɸ30

42

2.1
5.38
-


4.2 Chọn nối trục :
Do các trục không đồng tâm nên chọn nối trục vòng đàn hồi .
Thông số của nối trục vòng đàn hồi của hang Flexitech .

Đường kính qua tâm các chốt :
Kí
hiệu
FBC
2


[T]
N
m
31
0

d
m
m
30

A
m
m
11
4

B
m
m
99

PHẦN 5 : THIẾT KẾ Ổ LĂN
+ Thiết kế ổ trên trục 1:
Lực hướng tâm tác động lên ổ A:

Lực hướng tâm tác động lên ổ B:

C
m

m
48

D
m
m
3

E
m
m
42

F
m
m
70

Z
chố
t
2

510
0

mm

mm


mm

12.7

30

85.
8


Lực dọc trục hướng vào ổ B. Gỉa sử chọn ổ bi đỡ chặn 46X06 cho 2 ổ lăn A,B
C0
α = 260 ,
d=30 mm,
2 ổ lăn ghép kiểu chữ “O”, e=0.68, ,[C]=25.6 KN ,[ ]=18.17
KN
Lực dọc trục phụ tác dụng lên 2 ổ lăn A,B :
Lực dọc trục phụ :
0.684499.18 = 3059.44 (N)
0.685459.97 = 3712.78 (N)
Tổng lực dọc trục tác động lên ổ A:
Xét hệ số : (V=1 ,vòng trong quay )
Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=0.41,Y=0.87
Tải trọng tác dụng lên ổ lăn A:
=(14499.18+0.873485.45)=4877(N)=4.88 KN
Tổng lực dọc trục tái động lên ổ B:
Chọn
Xét hệ số : (V=1 ,vòng trong quay )
Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=1,Y=0
Tải trọng tác dụng lên ổ lăn B :

=(15459.97+03286.77)=5459.97(N)=5.46 KN
Do,tính toán theo

∑ (Q L )
∑L
3

Q2 E =

3

i

i

i

Tải trọng theo bậc :

=

Tuổi thọ :
L= = 757.8 (triệu vòng )
Do tuổi thọ quá lớn nên chia ba tuổi thọ ( thay ổ mới sau 20 tháng sử dụng )
L = 252.6 (triệu vòng )
Khả năng tải động tính toán :
> [C]=25.6 KN


Chọn ổ 66406 có :

d (mm)
D(mm)
B(mm)
30
90
23
Tính toán lại ổ 66406 cho 2 ổ lăn A,B

C(KN)
38.4

28.1
C0

d=30 mm, 2 ổ lăn ghép kiểu chữ “O”, e=0.99, ,[C]=38.4 KN ,[
Lực dọc trục phụ tác dụng lên 2 ổ lăn A,B :
Lực dọc trục phụ :
0.994499.18 = 4454.19 (N)
0.995459.97 = 5405.37 (N)
Tổng lực dọc trục tác động lên ổ A:

]=28.1 KN

Xét hệ số : (V=1 ,vòng trong quay )
Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=0.36,Y=0.64
Tải trọng tác dụng lên ổ lăn A:
=(14499.18+0.645178.04)=4933.65(N)=4.93 KN
Tổng lực dọc trục tái động lên ổ B:
Chọn
Xét hệ số : (V=1 ,vòng trong quay )

Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=1,Y=0
Tải trọng tác dụng lên ổ lăn B :
=(15459.97+05405.37)=5459.97(N)=5.46 KN
Do,tính toán theo

∑ (Q L )
∑L
3

Q2 E =

3

i

i

i

Tải trọng theo bậc :

=

Tuổi thọ :
L= = 757.8 (triệu vòng )
Do tuổi thọ quá lớn nên chia ba tuổi thọ ( thay ổ mới sau 20 tháng sử dụng )
L = 252.6 (triệu vòng )
Khả năng tải động tính toán :



< [C]=38.4 KN
Vậy ổ 66406 thỏa .
Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh : = 0.37

Chọn = 28.1(KN)
Ổ đảm bảo bền theo điều kiện tĩnh .
+ Thiết kế ổ trên trục 2:
Lực hướng tâm tác động lên ổ C:

Lực hướng tâm tác động lên ổ B:

Lực dọc trục hướng vào ổ D. Lập tỉ số : >1
Vậy chọn ổ bi đỡ chặn .Gỉa sử chọn 2 ổ loại 46X06 có .Lắp kiểu chữ “O”
Lực dọc trục phụ :
0.68638.25 = 434.01 (N)
0.68659.28 = 448.31 (N)
Ổ lăn C:
Tổng lực dọc trục tác động lên ổ C:
Chọn
Xét hệ số : (V=1 ,vòng trong quay )
Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=1,Y=0
Tải trọng tác dụng lên ổ lăn C
=(1638.25+0(-233.87))=638.25(N)=0.64 KN
Ổ lăn D:
Tổng lực dọc trục tác động lên ổ C:
Chọn
Hệ số : (V=1 ,vòng trong quay )
Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=0.41,Y=0.87



Tải trọng tác dụng lên ổ lăn D
=(1659.28+01116.19)=1241.39(N)=1.24 (KN)
Do , tính toán theo

∑ (Q L )
∑L
3

Q2 E =

3

i

i

i

Tải trọng theo bậc :

=

Tuổi thọ :
L= = 253.44 (triệu vòng )
Khả năng tải động tính toán :

Chọn ổ 46106 có :
d (mm)
30


D(mm)
55

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh : = 0.37

Chọn = 8.03(KN)
Ổ đảm bảo bền theo điều kiện tĩnh .

B(mm)
13

C(KN)
11.2

8.03