Đề tài Thiết kế đồ án chi tiết máy

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài Thiờ́t kờ́ đụ̀ án chi tiờ́t máyMỤC LỤC LỜI NểI ĐẦU Thiết kế đồ ỏn Chi tiết mỏy là một mụn học cơ bản của ngành cơ khớ,mụn học này khụng những giỳp cho sinh viờn cú cỏi nhỡn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức đó được học, mà nú cũn là cơ sở rất quan trọng cho cỏc mụn học chuyờn ngành sẽ được học sau này. Đề tài của sinh viờn được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm cú hộp giảm tốc hai cấp bỏnh răng trụ và bộ truyền đai thang. Hệ thống được đẫn động bằng động cơ điện thụng qua bộ truyền đai thang, hộp giảm tốc và khớp nối truyền chuyển động tới băng tải. Trong quỏ trỡnh tớnh toỏn và thiết kế cỏc chi tiết mỏy sinh viờn đó sử dụng và tra cứu cỏc tài liệu sau. -Tập 1 và 2 Chi tiết mỏy của GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP. -Tập 1 và 2 Tớnh toỏn thiết kế hệ dẫn động cơ khớ của PGS.TS.TRỊNH CHẤT- TS. Lấ VĂN UYỂN. -Dung sai và lắp ghộp của GS.TS NINH ĐỨC TỐN. Do là lần đầu tiờn làm quen với cụng việc tớnh toỏn, thiết kế chi tiết mỏy cựng với sự hiểu biết cũn hạn chế cho nờn dự đó rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của cỏc mụn học cú liờn quan song bài làm của sinh viờn khụng thể trỏnh được những thiếu sút. Sinh viờn kớnh mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tỡnh của cỏc Thầy cụ bộ mụn giỳp cho sinh viờn ngày càng tiến bộ. Cuối cựng sinh viờn xin chõn thành cảm ơn cỏc Thầy cụ bộ mụn, đặc biệt là Thầy NGUYỄN ANH TÚ đó trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một cỏch tận tỡnh giỳp sinh viờn hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. Hà Nội năm 2008 Sinh viờn : Kiều Văn Quyến PHẦN I : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I.CHỌN ĐỘNG CƠ 1. Xỏc định cụng suất cần thiết của động cơ. Cụng suất yờu cầu dặt lờn trục động cơ xỏc định theo cụng thức (2.8)[1]. Pyc Trong đú : +,Cụng suất cụng tỏc Pct: Theo cụng thức (2.11)[1] kw (trong đú F=8000 N Lực kộo băng tải V=0.3 m/s vận tốc băng tải ) +,Hiệu suất hệ dẫn động η : Theo cụng thức (2.9)[1] : Trong đú η1,η2,η3… là hiệu suất của cỏc bộ truyền và cỏc cặp ổ trong hệ thống dẫn động. Theo sơ đồ đề bài thỡ : : hiệu suất của khớp. :hiệu suất một cặp bỏnh răng. :hiệu suất bộ truyền đai. :hiệu suất một cặp ổ lăn. Tra bảng (2.3)[1], ta được cỏc hiệu suất : vậy +,Hệ số xột đến sự thay đổi tải khụng đều β : Theo cụng thức (2.14)[1] thỡ hệ số β được xỏc định ; (Tmm được bỏ qua vỡ thời gian mở mỏy quỏ nhỏ so với một chu kỳ ) Cụng suất yờu cầu đặt lờn trục động cơ là : 2. Xỏc định tốc độ đồng bộ của động cơ điện. - Số vũng quay trờn trục cụng tỏc nlv : Theo cụng thức (2.16)[1] ta cú. (trong đú v=0,3 m/s vận tốc băng tải, D=350 mm đường kớnh tang ) - Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động (sơ bộ) ut : Theo cụng thức (2.15)[1] ta cú : Trong đú un là tỉ số truyền sơ bộ của đai thang uh là tỉ số truyền của hộp giảm tốc . Theo bảng 2.4[1] . +, Truyền động bỏnh răng trụ , HGT bỏnh răng trụ 2 cấp uh=(8…40) +, Truyển động đai thang un= uđ=(3…5) chọn uh= 20 un=ud =4 - Số vũng quay trờn trục động cơ nsb Theo cụng thức (2.18)[1] ,ta cú Chọn số vũng quay đồng bộ của động cơ nsb=1500 v/ph. 3, Chọn động cơ. Động cơ phải thỏa món điều kiện sau:  Ta cú Pyc =2,1 kw nsb= 1309,6 v/ph +, Chọn động cơ. - Để thuận tiện cho việc tỡm kiếm, bảo dưỡng, sửa chữa và giỏ thành sản phẩm khụng cao ta chọn động cơ điện loại DK. Tra bảng P1.2[1] ta chọn được loại động cơ DK42-4 cú cỏc thụng số sau : Pdc= 2,8 kw nđb =1420 v/ph Khối lượng 47 kg -Đường kớnh trục động cơ :ddc= 25 mm (tra bảng 1.6[1] ) II, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN -Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động được xỏc định theo cụng thức (3.23)[1] - Theo cụng thức (3.24)[1] ta cú Ta chọn ud= 3,15 Ta chọn tỷ số truyền bộ truyền cấp nhanh u1= 7 tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm là : III, XÁC ĐỊNH CÁC THễNG SỐ TRấN CÁC TRỤC 1. Cụng suất tỏc dụng lờn cỏc trục. +, trờn trục cụng tỏc, Pct= 2,4 kw (đó tớnh ) +, Trục III : +, Trục II ; +, Trục I : +, Trục động cơ : 2. Số vũng quay trờn cỏc trục. +, Tốc độ quay của động cơ ndc=1420 v/ph +, Tốc độ quay của trục I : +,Tốc độ quay của trục II : +, Tốc độ quay của Trục III: +, Tốc độ quay của trục cụng tỏc : nct= n3=16,38 v/ph 3,Mụmen xoắn trờn cỏc trục. +, Trục I : +, Trục II : +, Trục III : +, Trục động cơ : +, Trục cụng tỏc : IV. BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN. Trục Thụng số Động cơ I II III Cụng tỏc Tỉ số truyền u ud=3,15 7 3,93 Khớp Số vũng quay n (v/ph) 1420 450,79 64,39 16,38 16,38 Cụng suất P (kw) 2,79 2,62 2,52 2,42 2,4 Momen xoắn T (N.mm) 18764 55504 T2’=186877 1410928 1399267 Trong đú : T’2= T2/2=373754:2 = 186877 N.mm. Phần II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I, TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI 1. Chọn đai. - Chọn tiết diện đai Theo hỡnh 4.1[1]. Với Pdc=2,79 kw ndc= 1420 v/ph chọn tiết diện đai A với cỏc thụng số sau : Kớ hiệu Kớch thước tiết diện (mm) Diện tớch tiết diện A (mm2) Đường kớnh bỏnh đai nhỏ d1 (mm) Chiều dài giới hạn l (mm) bt b H h Yy0 A 11 13 8 2,8 81 100ữ200 560ữ4000 -Chọn đường kớnh đai nhỏ Chọn d1 =180 (mm) theo bảng 4.21[1]. Kiểm tra vận tốc đai -Chọn đường kớnh đai lớn Theo cụng thức (4.2)[1] ta cú Trong đú u= uđ =3,15 ε = 0,02 Theo bảng 4.21[1] chọn đường kớnh tiờu chuẩn : d2=560 mm Vậy tỷ số truyền thực tế : ut = = = 3,17 sai lệch tỷ số truyền : < 4 % thỏa món điều kiện *Chọn khoảng cỏch trục và chiều dài đai. Theo bảng 4.14[1] chọn khoảng cỏch trục dựa theo tỉ số truyền u và đường kớnh đai d2 . (ut=3,17 ) Kiểm tra điều kiện a. Thỏa món điều kiện Từ khoảng cỏch trục a đó chọn theo cụng thức (4.4)[1] ta cú : l = 2.a + 0,5.п.(d1 + d2 ) + Theo bảng 4.13[1] , chọn chiều dài đai tiờu chuẩn : l = 2500 (mm) Theo cụng thức (4.15)[1] ta kiểm nghiệm đai về tuổi thọ. 2, Xỏc định cỏc thụng số của bộ truyền đai. - Tớnh lại khoảng cỏch trục a theo chiều dài tiờu chuẩn l = 2500 mm theo cụng thức (4.6)[1] ta cú a = với = l - = 2500 - = 1337,61 Δ = = =190 Do đú * Gúc ụm ‏ ‏ trờn bỏnh đai nhỏ. Theo cụng thức (4.7)[1] ta cú thỏa món điều kiện 3.Xỏc định số đai z: -Số đai z được tớnh theo cụng thức 4.16[1] : z = Theo bảng 4.7 (tttk) với đặc tớnh làm việc ờm và số ca làm việc là 2 chọn Kđ = 1,2( hệ dẫn động cơ nhúm II ) : hệ số kể đến ảnh hưởng của gúc ụm Theo [1] trang 61 ta tớnh được: với Với = = 1,47 theo bảng 4.16 [1] suy ra C1=1,08 +, Cu : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền Theo bảng 4.17[1] và u = 3,17 > 3 nờn = 1,14 +, [P0] : cụng suất cho phộp (kw). Tra bảng 4.19[1] → [P0] =3,1 kw Với v= 13,38 m/s và d1=180 (mm) +Cz : hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phõn bố khụng đều tải trọng cho cỏc dõy đai Theo bảng 4.18[1] Cz ≈ 1 khi Pdc/[P0] = 0,9 Do đú Vậy chọn z = 1 * Chiều rộng đai : Theo cụng thức 4.17[1] và bảng 4.21[1]: Ta cú : B = (z – 1).t +2.e = (1 -1).15 + 2.10 = 20 (mm) * Đường kớnh ngoài của bỏnh đai da = d1 + 2.ho = 180 + 2.3,3 = 186,6 (mm) 4, Xỏc định lực căng ban đầu và lực tỏc dụng lờn trục. -Lực căng bỏnh đai. Theo cụng thức (4.16)[1]. Fo = + Fv Trong đú : Fv = qm.v2 (lực căng do lực li tõm gõy ra ) với qm = 0,105 ( theo bảng 4.22[1]. ) Fv = 0.105.13,382 = 18,79 (N) Vậy lực tỏc dụng lờn trục : Theo cụng thức 4.21(tttk) : Fr = 2.Fo.z.sin() = 2.231,1.1.sin() = 442,23(N) 5, Bảng kết quả tớnh toỏn. Thụng số Giỏ trị Đường kớnh bỏnh đai nhỏ d1(mm) 180 Đường kớnh bỏnh đai lớn d2(mm) 560 Chiều rộng bỏnh đai B(mm) 20 Chiều dài đai l (mm) 2500 Số đai z 1 Khoảng cỏch trục a (mm) 640,63 Lực tỏc dụng lờn trục Fr (N) 442,23 II,THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CỦA HỘP GIẢM TỐC. A, Thiết kế bộ truyền cấp nhanh (Bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng) +,Cỏc thụng số đầu vào. P1=2.62 kw n1=450,79 v/ph u1=7 T1=55504 N.mm 1, chọn vật liệu Theo bảng 6.1[1] chọn vật liệu cho cả 2 bỏnh là thộp 45 ụi cải thiện Bỏnh nhỏ cú độ rắn HB 241…285 cú giới hạn bền σb1=850 Mpa và giới hạn chảy σch1=580 Mpa Bỏnh lớn cú độ rắn HB 192…240 cú giới hạn bền σb1=750 Mpa và giới hạn chảy σch1=450 Mpa 2,Xỏc định ứng suất cho phộp. a, Ứng suất tiếp xỳc cho phộp. (*) Dựa vào bảng 6.2[1] với thộp tụi cải thiện ta cú : σ0Hlim=2HB +70 Ứng suất tiếp xỳc cho phộp ứng với chu kỡ cơ sở. SH=1,1 hệ số an toàn khi tớnh về tiếp xỳc Chọn độ rắn :Bỏnh nhỏ 250 HB Bỏnh lớn 240 HB → σ0Hlim1=2.250+70 =570 Mpa σ0Hlim2= 2.240 +70 =550 Mpa +, KHL là hệ số tuổi thọ xỏc định theo cụng thức (6.3)[1]. Với mH : là bậc đường cong mỏi khi thử về tiếp xỳc, do HB<350 → mH =6 +, NHO số chu kỡ thay đổi ứng xuất cơ sở khi thử về tiếp xỳc Theo cụng thức (6.5)[1] ta cú: NHO1=30HB12,4 =30.2502,4=17,1.106 NHO2=30HB22,4 =30.2402,4=15,5.106 +, NHE số chu kỡ thay đổi ứng xuất tương đương. Theo cụng thức (6.7)[1] ta cú Thay vào(*) ta được (vỡ bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng nờn [σH]=min{[σH]1,[σH]2}) b, Ứng suất uốn cho phộp. Do trục quay 1 chiều nờn KFC=1 Dựa vào bảng (6.2)[1] với thộp 45 tụi cải thiện σ0Flim=1,8HB SF=1,75 → σ0Flim1=1,8.HB1=1,8.250=450 (Mpa) σ0Flim2=1,8.HB2=1,8.240=432 (Mpa) - KFL là hệ số tuổi thọ. theo cụng thức (6.4)[1] ta cú. +,mF là bậc của đường cong mỏi mF=6 +, NFO :Số chu kỡ ứng suất cơ sở khi thử về uốn với thộp NFO=4.106 Từ cụng thức (6.8)[1] ta cú, Vậy : ; ị [sF]1 = (Mpa) ; [sF]2 = ; c, Ứng suất quỏ tải cho phộp. [σH]max=2,8.σch [σH]max=2,8.450=1260 Mpa [σF]max=0,8.σch [σF]max1=0,8.580=464 Mpa [σH]max2=0,8.450=360 Mpa 3, Tớnh toỏn bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng. a, Khoảng cỏch sơ bộ trục. Theo cụng thức (6.15)[1] Theo bảng 6.6[1] ta chọn ψba=0,3 Theo bảng 6.5[1] ta chọn ka=49,5 (răng thẳng ) kHβ. Hệ số xột đến sự phõn bố khụng đều tải trọng trờn chiều rộng vành răng. Tra bảng 6.7[1]kHβ= 1.064 Với T1=55504 N.mm u1=7 ta cú Ta chọn b, Xỏc định cỏc thụng số ăn khớp . -chọn modun phỏp theo cụng thức (6.17)[1] - Chọn modun theo bảng 6.8[1] mn=2,5 -Số răng bỏnh nhỏ 1: Theo cụng thức (6.19)[1] ta cú Theo cụng thức (6.21)[1] tớnh lại khoảng cỏch trục. *,Xỏc định hệ số dịch chỉnh. -Tớnh hệ số dịch tõm y. Hệ số dịch chỉnh của cả 2 bỏnh là x1=x2=0 *Gúc ăn khớp. Theo cụng thức (6.27)[1] ta cú Trong đú zt=z1+z2 Vậy ; 4, Tớnh kiểm nghiệm bộ truyền bỏnh răng trụ -răng thẳng. a, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xỳc. Trong đú : +, Zm –Hệ số kể đến cơ tớnh vật liệu của cỏc bỏnh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5[1] ta cú Zm=274 (Mpa)1/3 +, ZH – Hệ số kể đến hỡnh dạng bề mặt tiếp xỳc Vỡ bỏnh răng trụ răng thẳng nờn ta cú βb +,Zε - Hệ số kể đến sự trựng khớp của răng. Theo cụng thức (6.38b)[1] ta cú +, dω1 đường kớnh vũng lăn bỏnh nhỏ. +, bω chiều rộng vành răng bω1=ψba.aω1=0,3.190=57 (mm) +, kH –Hệ số tải trọng khi tớnh về tiếp xỳc Với kHB=1,064 Vận tốc vành răng là Theo bảng 6.13[1] chọn cấp chớnh xỏc 9 theo bảng (6.14),(6.15)[1] ta chọn được kHB=1,13 ,δH=0,004 , g0=73 Theo cụng thức (6.41)[1] ta cú Ta tớnh được Theo cụng thức (6.1)[1] với v=1,12 m/s < 5 m/s thỡ Zv=1 với cấp chớnh xỏc động học là 9, chọn cấp chớnh xỏc về mức tiếp xỳc là 8, khi đú cần gia cụng đạt đọ nhỏm Ra=2,5…1,25 μm do đú ZR=0.95 với da <700 mm. KXH=1, do đú theo (6.1)và (6.1a)[1] ta cú Vậy bỏnh răng thỏa món điều kiện về độ bền tiếp xỳc. b, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn. Ta cú ψbd=1,272 tra bảng 6.7[1] ta cú kFB=1,158 Với vận tốc v=1,12 m/s với cấp chớnh xỏc 9 tra bảng 6.14[1] ta cú kFα=1,37 Tr bảng 6.15 và 6.16[1] ta cú δF= 0,011 (bỏnh rẳng thẳng, cú vỏt đầu răng)và g0=73 -Hệ xột đến tải trọng động xuất hiện trong vựng ăn khớp khi tớnh về uốn. - Hệ số tải trọng khi tớnh về uốn Với Z1=19 , Z2=133 hệ số dịch chỉnh x1=x2=0 theo bảng 6.18[1] ta cú YF1=4,14 YF2=3,6 -Hệ số kể đến sự trựng khớp của bỏnh răng với bỏnh răng thẳng ta cú Yβ=1 Vậy (Mpa) Tớnh chớnh xỏc ứng suất uốn cho phộp YR :hệ số xột đến ảnh hưởng của độ nhỏm mặt lượn chõn răng YR=1 YxF : Hệ số xột đến kớch thước bỏnh răng YxF1=1 YS hệ số xột đến độ nhạy của vật liệu (Trang 92[1] ) Do đú Vậy bỏnh răng thỏa món điều kiện độ bền uốn. c,Kiểm nghiệm độ bền quỏ tải. Ta có Vậy bỏnh răng thỏa món điều kiện quỏ tải. 5, Cỏc thụng số và kớch thước bộ truyền bỏnh răng cấp nhanh. -Khoảng cách trục: -Môđun pháp : m=2,5 (mm) -Chiều rộng vành răng -Tỉ số truyền: u1=7 -Số răng: z1=19 ; z2=133 -Hệ số dịch chỉnh : x1= x2=0 Theo bảng 6.11/104 [I] ta có: + Đường kính vòng chia: d1=mz1=2,5.19=47,5(mm); d2=mz2=2,5.133=332,5(mm) + Đường kính đỉnh răng: + Đường kính chân răng: 6. Tính các lực tác dụng B, Thiết kế bộ truyền bỏnh răng cấp chậm, (bỏnh răng trụ -răng nghiờng) +, Cỏc thụng số đầu vào P2=2.52 kw n2= 64,39 v/ph u2=3,93 T2=373754 N.mm Vỡ hộp giảm tốc phõn đụi cấp chậm nờn. P’2=2.62 kw T’2=186877 N.mm 1, Chọn vật liệu. Để đảm bảo tớnh thống nhất húa ta chọn vật liệu cho bỏnh răng cấp chậm như bỏnh răng cấp nhanh, thộp 45 tụi cải thiện. 2, Xỏc định ứng xuất cho phộp. Vỡ chọn vật liệu như bộ truyền cấp nhanh nờn KHL= và KFL= Với mH = 6; mF = 6; NHO1 = 17,1.106; NFO1 = NFO2 = 4.106; NHO2 = 15,5.106; NFE1 = 177,4.106; NHE1 = 187,33.106; NFE2 = 46,68.106; NHE2 = 49,3.106; ị NHE1> NHO1 ; NHE2> NHO1 ị KHL1 = KHL2 = 1; NFE1> NFO1 ; NFE2> NFO1 ị KFL1 = KFL2 = 1; Vậy Và Vỡ bỏnh răng trụ răng nghiờng ị Và [sH]max = 2,8.450=1260 Mpa [sF]max1 = 0,8.580 = 464 Mpa ; [sF]max2 = 0,8.450 = 360 Mpa 3, Tớnh toỏn bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng. a, khoảng cỏch sơ bộ trục. (cụng thức 6.15[1]) Với: T2: Momen xoắn trờn trục chủ động , N.mm ; T’2 = 186877 N.mm Ka: hệ số phụ thuộc vào vật liệu bỏnh răng và cặp bỏnh răng ; K a= 43 (vật liệu thộp-thộp, bỏnh răng nghiờng). Yba = bw/aw là hệ số chiều rộng vành răng theo bảng 6.6[1] do bộ truyền bỏnh răng đặt khụng đối xứng so với cỏc ổ trục nờn chọn Yba = 0,2 ; ybd = 0,53.yba.(u2+1) = 0,53.0,2.(3,93 +1 ) = 0,52 (cụng thức 6.16[1]) Tra bảng (6.7)[1], ta cú: KHb = 1,062 = 43.(3,93+1). Lấy b, Xỏc định cỏc thụng số ăn khớp. +, Để đảm bảo tớnh thống nhất húa trong thiết kế ta chọn modun cấp chậm bằng cấp nhanh mn = m = 2,5 mm +, chọn sơ bộ = 20o ị Theo cụng thức 6.31[1] số răng bỏnh nhỏ là : z1 = ị chọn z1 = 35 răng ị Số răng bỏnh lớn là: z2 = u.z1 = 3,93.35 = 137.55 ị chọn z2 = 138 răng +, Tớnh chớnh xỏc tỉ số truyền um = z2/z1 = 138/35 = 3,94; +, Tớnh chớnh xỏc theo 6.32[1] Cos = ị = 16,26 = 16o15’36”; +, Chiều rộng bỏnh răng : bw = yba .aw = 0,2.225 = 45 (mm) ; 4. Tớnh kiểm nghiệm độ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng a, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo công thức (6.33)[1] : sH = ZM ZH Ze Trong đó : ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu, với cặp vật liệu bánh răng thép - thép ZM =274 Mp1/3 ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc; ZH = Trong đó: +, tgb = cost.tg +, Răng nghiờng khụng dịch chỉnh ị = t = arctg=arctg ị tgb = cos51,3o.tg16,26o = 0,18 ị b =10,33 o ; ị ZH = Ze : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; = ị Ze = Với: ea = [1,88 - 3,2(1/z1 + 1/z2)].cosb ea = 1,88 - 3,2(1/35 + 1/138)cos16,26o = 1.77 KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; KH = KHb. KHVKHa ; KHb : hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; (bảng 6.7[1]) KHb = 1,116; KHV : hệ số tải trọng động trong vùng ăn khớp với : dW2 = mm m/s vì v < 4 m/s tra bảng 6.13[1] chọn cấp chính xác 9 KHa : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp; KHα = 1,13; m/s (tra bảng 6.15 răng nghiêng được :dH =0,002 ) (tra bảng 6.16 cấp chính xác là cấp 9 được :go =73 ) ị ị KH =1,062.1,13.1,003 = 1,204 bw : Chiều rộng vành răng; bω = 45 mm dw2 : Đường kính vòng chia của bánh chủ động; dw2 = 91,28 mm T2 = 186877 N.mm sH = 274. 1,43. 0,75. +, Tính chính xác ứng suất cho phép hay Do: v < 5 m/s nên : Zv = 1; Ra = 2,5...1,25 mm nên : ZR = 0,95 da < 700 mm nên : KXH = 1 [sH] = 509,1. 0,95. 1. 1 = 483,65 MPa ; Ta có: [sH] sH Vậy cặp bánh răng trụ thỏa mãn bền tiếp xúc ; b, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo công thức ( 6.33) : ; trong đó : +, T’2 = 186877 N.mm : mômem xoắn trên trục chủ động ; +, m = 2,5 mm : môđun pháp ; +, b = 45 mm : chiều rộng vành răng ; +,dw2 = 91,28 mm : đường kính vòng lăn của bánh chủ động ; +,Yb : hệ số kể đến độ nghiêng của răng ; Yb = 1 - /140 = 1- 16,26/140 = 0,88 +,với ea =1,77 đ Ye =1/ea = 1/1,77 = 0,565 +,YF : hệ số dạng răng, tra bảng (6.18)[1] ta có : YF1 =3,7 ; YF2=3,60 (với x1 = x2 = 0 và zV1 = 39.67, zv2 =155.97); +, KF : hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KFb .KFa .KFv ; KFb : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng KFb =1,234 (Bảng 6.7[1]) KFa: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, tra bảng (6.14)[1] , ta được: KFa = 1,37 ( với v = 0,31 m/s) KFV: hệ số tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp : KFn =1+nF.bw.dm1/(2.T1.KFbKFa ) Theo 6.64 : Trong đó : dF = 0,006 bảng (6.15) g0= 73 bảng (6.16) ị Do đó : KFv = 1 + 1,03.67,5.91,28/(2. 186877. 1,234. 1,37) =1,01 ; KF = 1,234.1,37.1,01 = 1,71; ị <[sF1] ; sF2 = sF1 .YF2/YF1 = 114.5.3,60/ 3,7 = 111.4 (MPa) <[sF2] ; Như vậy: điều kiện bền uốn được đảm bảo . c, Kiểm nghiệm răng về quá tải Theo (6.48) ,với hệ số quá tải : Kqt = 1,4 : Theo (6.49) : sF1max = sF1.Kqt = 114,5.1,4 = 160,3 (MPa) < [sF1] max sF2max = sF2.Kqt = 111,4.1,4 = 155.9 (MPa) < [sF2] max ị Thoả mãn điều kiện về quá tải ; 5, Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ Khoảng cách các trục aw2 = 225 mm Mô đun pháp m = 2,5 mm Chiều rộng vành răng b2 = 45 mm Tỷ số truyền u2 = 3,94 Góc nghiêng của răng b = 16o15’36”; Góc ăn khớp a = 20o Số răng bánh răng Z1 =35 răng ; Z2 = 138 răng Hệ số dịch chỉnh chiều cao x1 = 0 ; x2 = - 0 Đường kính vòng chia d1 = 91mm ; d2 = 359 mm Đường kính đỉnh răng da1 = 93mm ; da2 = 361 mm Đường kính đáy răng df1 = 88.5 mm ; df2 = 356,5 mm 6, Tính lực ăn khớp : khi ăn khớp lực ăn khớp được chia làm 3 thành phần : Ft3 = Ft4 =2.T2 /dw2 =2.186877/91,28 = 4095 (N) Fr3 = Fr4 = Ft3. tga/cosb = 4095. tg20o/cos34,69= 1813 (N) Fa3 = Fa4 = Ft3.tgb = 4095.tg34,690= 2834 (N) C, Bảng thụng số của bộ truyền bỏnh răng cấp nhanh cấp chậm Khoảng cỏch trục aw (mm) 190 225 Mụđun phỏp um 2,5 2,5 Chiều rộng vành răng bw (mm) 57 45 Tỷ số truyền ut 7 3,94 Gúc nghiờng của răng β 0 16o15’36”; Hệ số dịch chỉnh x1 0 0 x2 0 0 Số răng bỏnh răng z1 19 35 z2 133 138 Đường kớnh chia d1 (mm) 47,5 91 d2 (mm) 332,5 359 Đường kớnh đỏy răng df1 (mm) 45 88,5 df2 (mm) 330 356,5 Đường kớnh đỉnh răng da1 (mm) 49,5 93 da2 (mm) 334,5 361 III,THIẾT KẾ TRỤC. 1,Chọn vật liệu. Chọn vật liệu chế tạo cỏc trục là thộp 45 tụi thường húa cú giới hạn bền σb=600 và giới hạn chảy σch=340 2, Xỏc định tải trọng tỏc dụng lờn trục. Lực tỏc dụng lờn hệ dẫn động. -Trờn bỏnh đai Fr=442,23 (N) -Trờn cặp bỏnh răng trụ. +,Cặp bỏnh răng trụ- răng thẳng. Ft1=Ft2=2337 (N) Fr1=Ft2=850,6 (N) +,Cặp bỏnh răng trụ răng nghiờng. Ft3=Ft4=Ft5=Ft6= 4095 (N) Fr3=Fr4=Fr5=Fr6= 1813 (N) Fa3=Fa4=Fa5=Fa6=2834 (N) 3,Tớnh thiết kế trục a, Xỏc định sơ bộ đường kớnh trục Theo cụng thức 10.9(tttk) đường kớnh trục thứ k với k = 1…3 dk = ứng suất cho phộp [] = 15…30 MPa lấy giỏ trị nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc , trị số lớn đối với trục ra (ở đõy trục vào là trục I và trục ra là trục III ) chọn [] = 20 d1 = = chọn [] = 25 d2 = = chọn [] = 27 d3 = = Vậy ta chọn sơ bộ đường kớnh trục như sau : d1 = 25 (mm) ; d2 = 35 (mm) ; d3 = 65(mm) Từ đường kớnh d và bảng 10.2[1] ta xỏc định được chiều rộng ổ lăn lần lượt như sau. b01=17 (mm) b02=21(mm) b03=33(mm) b, Xỏc định khoảng cỏch giữa cỏc gối đỡ và điểm đặt lực. Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong hộp: k1 = 8 mm Khoảng cách mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp : k2 = 8 mm Khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến lắp ổ : k3 = 10 mm Chiều cao lắp ổ và đầu bu lông : hn = 15 mm - Chiều dài mayơ và bỏnh răng trụ (trờn trục I) lm12=lm13=(1,2..1,5).d1=(30 ữ 37,5) mm Ta chọn lm12=30 mm và lm13=35 mm -Chiều dài mayơ bỏnh răng trụ răng nghiờng (trờn trục II) lm22=lm23=lm24=(1,2 ữ 1,5)d2=( 42 ữ 52,5) mm Chọn lm22=45 mm, lm23=50 mm và lm24= 45 mm -Chiều dài mayơ bỏnh răng trụ răng nghiờng (trờn trục III) lm32=lm33=lm34=(1,2 ữ 1,5)d3=( 78 ữ 97,5) mm Chọn lm32=lm34=90 mm, lm33=80 mm *Chiều dài cỏc đoạn trục. -Trục II. l22=0,5(lm22 + b02) +k1 +k2= 0,5.(45 +21) +8+8 =49 mm chọn l22=55 mm l23= l22 +0,5.(lm22 +lm23) +k1=55 +0,5.(45 +50) +8 =10,5 mm chọn l23=115 mm l24=2l23 –l22= 2.115 -55=175 mm l21=2l23= 2.104,5 =230 mm -Trục III. l33=-lc33=0,5(lm33 + b03) +k3 +hn= 0,5.(80 +33) + 10 +15=81,5 mm chọn l33=85 mm l32=l22=55 mm l34=l24=175 mm l31=l34 + l32 =230 mm -Trục I. l12=lc12=0,5.(lm12 +b01) +k3 +hn=0,5,(30 +17) +10 +15 =48,5 mm chọn l12=50 mm l13=l23=115 mm l11=2l13=230 mm 4.Tớnh toỏn thiết kế trục I. a,Cỏc lực tỏc dụng lờn trục. Fyđ=Fđ.cos450=442,23.1/√2=312,7 N Fxđ= Fđ.sin450=442,23.1/√2=312,7 N Ft1=2337 N Fr1=850,6 N b, Vẽ biểu đồ mụmen *xột trờn mặt phẳng z0y cú *Xột trờn mặt phẳng x0z cú Cỏc mụmen tỏc dụng lờn trục. Mx12=0 My12=0 Mx10=15635 Nmm My10=15635 Nmm Mx13=56725 Nmm My13=126560 Nmm c,Tớnh chớnh xỏc trục. theo cụng thức (10.15),(10.16),(10.17)[1] ta tớnh được momen uốn tổng cộng, momen tương đương , đường kớnh tại cỏc tiết diện trờn trục là. - Tại chỗ lắp bỏnh đai (tiết diện 12). M12=0 (vỡ dsb1=25 mm theo bảng 10.5[1] ta cú [τ] =63 Mpa) - Tại chỗ lắp ổ lăn. - Tại chỗ lắp bỏnh răng. (tiết diện 13). Xuất phỏt từ cỏc yờu cầu về độ bền, lắp ghộp và cụng nghệ ta chọn đường kớnh cỏc đoạn trục như sau. +,Đường kớnh chỗ lắp bỏnh răng là :d13=30 mm, vỡ đường kớnh đỏy răng trụ lắp lờn trục I : df1=45 mm nờn phải thiết kế bỏnh rang liền trục +, Để thuận tiện cho việc thỏo lắp ta chọn đường kớnh chỗ lắp ổ lăn dol=25 mm. +,Đường kớnh chỗ lắp bỏnh đai dđ=20 mm Chọn then cú tiết diện bđ=6 mm, hđ=6 mm,chiều sõu rónh then trờn trục t1đ=3,5 mm, trờn lỗ t2đ=2,8 mm. d, Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục thiết kế phải thỏa món điều kiện. Trong đú : [S]-Hệ số an toàn cho phộp [s] =1,5…2,5 Khi cần tăng cứng thỡ [s] =2,5…3. (khụng cần kiểm tra độ bền  cứng của trục ). sσ,sτ -Hệ số an toàn chỉ xột riờng cho trường hợp ứng suất phỏp hoặc ứng suất tiếp, được tớnh theo cụng thức (10.20),(10.21)[1]. Trong đú :σ-1,τ-1 –giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỡ đối xứng, vật liệu thộp 45 cú σb=600 Mpa →σ-1=0,436.σb=0,436.600=261,6 Mpa →τ-1=0,58.σ-1= 0,58.261,6= 151.73 Mpa. Theo bảng 10.7[1] ta cú ψσ=0,05 ψτ=0 Vỡ cỏc trục của hộp giảm tốc đều quay nờn ứng suất uốn thay đổi theo chu kỡ đối xứng ,do đú σm=0 σa=σmax=Mj/W Tại tiết diện 13 (chỗ lắp bỏnh răng ). Cú M13=138690 Nmm. Tại chỗ lắp bỏnh đai(tiết diện 12). Cú M12=0 → σa12=0 Mpa Vỡ trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động : Ta cú T=55504 Nmm Kσd và Kτd -Hệ số xỏc theo cụng thức (10.25),(10.26)[1]. Cỏc trục được ra cụng trờn mỏy tiện, tại cỏc tiết diện nguy hiểm yờu cầu đạt Ra=2,5…0,63 μm, do đú theo bảng 10.8[1], hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bề mặt Kx=1,06.Do khụng dựng phương phỏp tăng bền bề mặt,do đú hệ số tăng bền Ky=1. Theo bảng 10.12[1] khi dựng dao phay đĩa , hệ số tõp trung ứng suất tại rónh then ứng với vật liệu cú σb=600 Mpa là Kσ=1,46 , Kτ=1,54. theo bảng 10.10[1] tra được hệ số kớch thước tại tiết diện 13 là εσ13=0,88 .ετ13=0,81 Vậy : Vậy tại tiết diện 13 (chỗ lắp bỏnh răng ) thỏa món điều kiện bền mỏi. 5.Tớnh toỏn thiết kế trục II. a,Cỏc lực tỏc dụng lờn trục. Ft3=Ft4=4095 N Fr3=Fr4=1813 N Fa3=Fa4=3080 N Ft2=2337 N Fr2=850,6 N Mụmen do Fa4,Fa3 tỏc dụng lờn trục. Ma3=Ma4=2834.91,28/2=129340 Nmm b, Vẽ biểu đồ mụmen *xột trờn mặt phẳng z0y cú Vỡ Fa3=Fa4 , dr3=dr4 *Xột trờn mặt phẳng x0z cú Mụmen tại cỏc tiết diện. Mx23=27490 Nmm My23=359600 Nmm, Mx22=Mx24= 76320 Nmm My22=My24= 289490 Nmm, c,Tớnh chớnh xỏc trục. theo cụng thức (10.15),(10.16),(10.17)[1] ta tớnh được mụmen uốn tổng cộng, mụmen tương đương , đường kớnh tại cỏc tiết diện trờn trục là. (vỡ dsb1=35 mm theo bảng 10.5[1] ta cú [τ] =63 Mpa) - Tại tiết diện 22(24) - Tại chỗ lắp bỏnh răng. (tiết diện 23). Xuất phỏt từ cỏc yờu cầu về độ bền, lắp ghộp và cụng nghệ ta chọn đường kớnh cỏc đoạn trục như sau. Đường kớnh tiết diện : d20=d21=35 mm d22=d24=38 mm d23=42 mm Dựa vào bảng 9.1a[1] ta chọn được then lắp bỏnh răng . Tại tiết diện 22 cú b=10 mm, h=8 mm t1=5 mm, t2=3,3 mm Tại tiết diện 23 cú: b=12 mm, h=8 mm t1=5 mm, t2=3,3 mm Trong đú b,h,t1,t2 lần lượt là kớch thước tiết diện của then và chiều sõu rónh then trờn trục và trờn lỗ. d, Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục thiết kế phải thỏa món điều kiện. Trong đú : [S]-Hệ số an toàn cho phộp [s] =1,5…2,5 Khi cần tăng cứng thỡ [s] =2,5…3. (khụng cần kiểm tra độ bền  cứng của trục ). sσ,sτ -Hệ số an toàn chỉ xột riờng cho trường hợp ứng suất phỏp hoặc ứng suất tiếp, được tớnh theo cụng thức (10.20),(10.21)[1]. Trong đú :σ-1,τ-1 –giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỡ đối xứng, vật liệu thộp 45 cú σb=600 Mpa →σ-1=0,436.σb=0,436.600=261,6 Mpa →τ-1=0,58.σ-1= 0,58.261,6= 151.73 Mpa. Theo bảng 10.7[1] ta cú ψσ=0,05 ψτ=0 Vỡ cỏc trục của hộp giảm tốc đều quay nờn ứng suất uốn thay đổi theo chu kỡ đối xứng ,do đú σm=0 σa=σmax=Mj/W Tại tiết diện 22, 24. Cú M22=299380 Nmm. Vỡ trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động : Ta cú T’2=186877 Nmm Kσd và Kτd -Hệ số xỏc theo cụng thức (10.25),(10.26)[1]. Ta cú :Kx=1,06 Ky=1 Kσ=1,46 Kτ=1,54 Theo bảng 10.10[1] ta cú εσ22=0,856 .ετ22=0,786 εσ23=0,842 .ετ23=0,776 Vậy Vậy tại tiết diện 22,24 và 23 thỏa món điều kiện bền mỏi. 6, Tớnh toỏn thiết kế trục III. a,Cỏc lực tỏc dụng lờn trục. Ft5=Ft6=4095 N Fr5=Fr6=1813 N Fa5=Fa6=2834 N Lực do khớp nối tỏc dụng lờn trục. Fx33=(0,2…0,3)2T3.Dt Trong đú Dt =200 mm là đường kớnh vũng trũn qua tõm cỏc chốt của nối trục vũng đàn hồi (tra bảng 16.10a[1]) Chọn : Fx33=0,2.2.1410928/200=2822 N Mụmen do Fa5,Fa6 tỏc dụng lờn trục. Ma5=Ma6=2834.358,72 /2=508306 Nmm. Mụmen uốn tỏc dụng lờn trục. T3=1410928 Nmm. b, Vẽ biểu đồ mụmen *xột trờn mặt phẳng z0y cú Vỡ Fa5=Fa6 , dr5=dr6 *Xột trờn mặt phẳng x0z cú Mụmen tại cỏc tiết diện. Mx32 = 608021 Nmm My32=282590 Nmm. Mx34 = 608020 Nmm My34= 345170 Nmm, Mx31= 0 Nmm My31= 177310 Nmm, c,Tớnh chớnh xỏc trục. theo cụng thức (10.15),(10.16),(10.17)[1] ta tớnh được mụmen uốn tổng cộng, mụmen tương đương , đường kớnh tại cỏc tiết diện trờn trục là. (vỡ dsb1=65 mm theo bảng 10.5[1] ta cú [τ] =50 Mpa) - Tại chỗ diện 32(34) - Tại chỗ lắp ổ lăn. (tiết diện 31,30). -Tại chỗ lắp khớp nối. Xuất phỏt từ cỏc yờu cầu về độ bền, lắp ghộp và cụng nghệ ta chọn đường kớnh cỏc đoạn trục như sau. Đường kớnh tiết diện : d30=d31=65 mm d32=d34=70 mm d33=63 mm Dựa vào bảng 9.1a[1] ta chọn được then lắp bỏnh răng,khớp nối. Tại tiết diện 32,34 cú b=20 mm, h=12 mm t1=7,5 mm, t2=4,9 mm. Tại tiết diện 33 cú b=18 mm, h=11 mm t1=7 mm, t2=4,4 mm Trong đú b,h,t1,t2 lần lượt là kớch thước tiết diện của then và chiều sõu rónh then trờn trục và trờn lỗ. d, Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục thiết kế phải thỏa món điều kiện. Trong đú : [S]-Hệ số an toàn cho phộp [s] =1,5…2,5 Khi cần tăng cứng thỡ [s] =2,5…3. (khụng cần kiểm tra độ bền  cứng của trục ). sσ,sτ -Hệ số an toàn chỉ xột riờng cho trường hợp ứng suất phỏp hoặc ứng suất tiếp, được tớnh theo cụng thức (10.20),(10.21)[1]. Trong đú :σ-1,τ-1 –giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỡ đối xứng, vật liệu thộp 45 cú σb=600 Mpa →σ-1=0,436.σb=0,436.600=261,6 Mpa →τ-1=0,58.σ-1= 0,58.261,6= 151.73 Mpa. Theo bảng 10.7[1] ta cú ψσ=0,05 ψτ=0 Vỡ cỏc trục của hộp giảm tốc đều quay nờn ứng suất uốn thay đổi theo chu kỡ đối xứng ,do đú σm=0 σa=σmax=Mj/W Tại tiết diện 22, 24. Cú M34=699164 Nmm. Tại chỗ lắp khớp nối, cú M33=0 σa33=0 Vỡ trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động : Ta cú T3=1410928 Nmm Kσd và Kτd -Hệ số xỏc theo cụng thức (10.25),(10.26)[1]. Ta cú :Kx=1,06 Ky=1 Kσ=1,46 Kτ=1,54 Theo bảng 10.10[1] ta cú εσ32=0,76 .ετ22=0,73 Vậy Vậy tại tiết diện 32,34 thỏa món điều kiện bền mỏi. IV, CHỌN VÀ TÍNH TOÁN Ổ LĂN. 1, Chọn và tớnh toỏn ổ lăn cho trục I. a, chọn ổ lăn. Xột tỷ số : Fa / Fr = 0 vỡ Fa= 0 , tức là khụng cú lực dọc trục nờn ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dóy : Dựa vào đường kớnh ngừng trục d = 25 ( mm ) Tra bảng P2.7[1], chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung, cú ký hiệu 305 Đường kớnh trong d = 25 ( mm ) , đường kớnh ngoài D = 62 ( mm ) khả năng tải trọng C = 17,6 kN , khả năng tải tĩnh Co = 11,6 kN; B = 17 ( mm ) ; r = 2,0 ( mm) ; đường kớnh bi = 11,51 ( mm ) b,Kiểm nghiệm khả năng tải : * khả năng tải động : Theo cụng thức 11.3[1] với Fa = 0 tải trọng quy ước Q = X.V.Fr.kt.kđ Trong đú : kiểm nghiệm ở ổ chịu tải lớn Fr0 = = Fr1 = = Võy ta kiểm nghiệm với ổ Fr0 = 1544,4( N ) Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tõm X = 1 V = 1 khi vũng trong quay kt = 1 vỡ nhiệt độ t ≤ 100o với làm việc ờm kđ = 1 Q = 1.1.1544,4.1.1 = 1544,4 ( N ) = 1,54 kN Theo cụng thức 11.1[1] khả năng tải động Cd = Q. tuổi thọ của ổ bi m = 3 Tuổi thọ của ổ lăn : L = Lh.n1.60.10-6 = 15000.450,79.60.10-6 = 405,7 triệu vũng Hệ số khả năng tải động : Cd = 1,54. Do Cd = 11,4 kN < C = 17,6 kN loại ổ lăn đó chọn đảm bảo khả năng tải động * Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh Tải trọng tĩnh tớnh theo cụng thức 11.19[1] với Fa = 0 Q0 = X0.Fr với Xo = 0,6 , tra theo bảng 11.6[1]. Q0 = 0,6.1544,4 = 926,6 ( N ) = 0,9266 kN Theo cụng thức 11.20[1]. Qt = Fr = 1,54 kN Chọn Q = Qt để kiểm tra vỡ Qt > Q0 Q = 1,54 kN < Co = 11,51 kN loại ổ lăn này thoả món khả năng tải tĩnh . 2, Chọn và tớnh toỏn ổ lăn cho trục II. a, chọn ổ lăn. Ta chọn ổ tuỳ động cho trục II, cụ thể ta dựng ổ đũa trụ ngắn đỡ cú ngấn chặn (gờ) trờn vũng trong, nhờ đú khi trục cần di truyển dọc trục để bự lại sai số về gúc nghiờng của răng đảm bảo cho hai cặp bỏnh răng vào khớp, do lực dọc trục bị triệt tiờu nờn coi Fa = 0. Với đường kớnh ngừng trục d = 35 ( mm ), Tra bảng P2.8 ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ trung hẹp ký hiệu 2307 cú: Khả năng tải động C = 34,1 kN Khả năng tải tĩnh Co = 23,2 kN Đường kớnh ngoài của ổ D = 80 ( mm ) , chiều rộng của ổ B = 21 ( mm ) r = r1 = 2,5 ( mm ), đường kớnh chiều dài con lăn = 11 ( mm ) b, Kiểm nghiệm khả năng tải : * khả năng tải động : Theo cụng thức 11.6[1] Q =V.Fr.kt.kđ Trong đú : Fr0 = Fr1 = = Vậy ta kiểm nghiệm với ổ Fr = 5990 ( N ) V = 1 khi vũng trong quay kt = 1 vỡ nhiệt độ t ≤ 100o Với làm việc ờm kđ = 1 Q = 1.5990.1.1 = 5990 ( N ) = 5,99 kN Theo cụng thức 11.1[1], khả năng tải động Cd = Q. Tuổi thọ của ổ đũa m = 10/3 Tuổi thọ của ổ lăn : L = Lh.n2.60.10-6 = 15000.64,39.60.10-6 = 57,95 triệu vũng Hệ số khả năng tải động : Cd = 5,99. Do Cd = 20,25 kN < C = 34,1 kN loại ổ lăn đó chọn đảm bảo khả năng tải động * Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh Tải trọng tĩnh tớnh theo cụng thức 11.19[1] với Fa = 0 Q0 = X0.Fr với Xo = 0,5, tra theo bảng 11.6[1]. Q0 = 0,5.5990 = 2995 ( N ) = 2,995 kN Theo cụng thức 11.20[1] Qt = Fr =5,9 kN Chọn Q = Qt để kiểm tra vỡ Qt > Q0 Q = 5,9 kN < Co = 23,2 kN loại ổ lăn này thoả món khả năng tải tĩnh. 3, Chọn và tớnh toỏn ổ lăn cho trục III. a, chọn ổ lăn. Xột tỷ số : Fa / Fr = 0 (vỡ tổng hợp lực dọc trục Fa=0 , tức là khụng cú lực dọc trục nờn ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dóy : Dựa vào đường kớnh ngừng trục d = 65 ( mm ) Tra bảng P2.7[1], chọn loại ổ bi đỡ cỡ nhẹ, cú ký hiệu 213 Đường kớnh trong d = 65 ( mm ) , đường kớnh ngoài D = 120 ( mm ) khả năng tải trọng C = 44,9 kN , khả năng tải tĩnh Co = 34,7 kN; B = 23 ( mm ) ; r = 2,5 ( mm) ; đường kớnh bi = 16,67 ( mm ) b,Kiểm nghiệm khả năng tải : * khả năng tải động : Theo cụng thức 11.3[1] với Fa = 0 tải trọng quy ước Q = X.V.Fr.kt.kđ Trong đú : kiểm nghiệm ở ổ chịu tải lớn Fr0 = = Fr1 = = Võy ta kiểm nghiệm với ổ Fr0 = 5907( N ) Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tõm X = 1 V = 1 khi vũng trong quay kt = 1 vỡ nhiệt độ t ≤ 100o với làm việc ờm kđ = 1 Q = 1.1.5907.1.1 = 5907 ( N ) = 5,9 kN Theo cụng thức 11.1[1] khả năng tải động Cd = Q. Tuổi thọ của ổ bi m = 3 Tuổi thọ của ổ lăn : L = Lh.n3.60.10-6 = 15000.16,38.60.10-6 = 14,74 triệu vũng Hệ số khả năng tải động : Cd = 5,9. Do Cd = 14,47 kN < C = 44,9 kN loại ổ lăn đó chọn đảm bảo khả năng tải động * Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh Tải trọng tĩnh tớnh theo cụng thức 11.19[1] với Fa = 0 Q0 = X0.Fr với Xo = 0,6 , tra theo bảng 11.6[1]. Q0 = 0,6.5907 =3544,2 ( N ) ≈3,54 kN Theo cụng thức 11.20[1]. Qt = Fr = 5,9 kN Chọn Q = Qt để kiểm tra vỡ Qt > Q0 Q = 5,9 kN < Co = 34,7 kN loại ổ lăn này thoả món khả năng tải tĩnh . V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 1, Tính kết cấu của vỏ hộp Vỏ hộp của hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền tới , đựng dầu bôi trơn, bảo vệ các chi tiết may tránh bụi bặm. Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ, vì vậy vật liệu nên dùng của hộp giảm tốc là GX15-32. 2, Bảng thông số vỏ hộp Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày: Thân hộp, d Nắp hộp, d1 d = 0,03.a + 3 = 0,03.225 + 3 = 9,75 mm. d = 10 > 6mm d1 = 0,9. d = 0,9.10 = 9 mm ị Chọn d1 = 9 mm Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc e =(0,8 á 1)d = 8 á 10, chọn e = 9 mm h < 5.d =50 mm Khoảng 2o Đường kính: Bulông nền, d1 Bulông cạnh ổ, d2 Bulông ghép bích nắp và thân, d3 Vít ghép lắp ổ, d4 Vít ghép lắp cửa thăm, d5 d1 > 0,04.a +10 = 0,04. 225 + 10 =19 ị d1 =M20 d2 = (0,7 á 0,8).d1 ị Chọn d2 = M14 d3 = (0,8 á 0,9).d2 ị Chọn d3 = M12 d4 = (0,6 á 0,7).d2 ị Chọn d4 = M8 d5 = (0,5 á 0,6).d2 ị Chọn d5 = M6 Mặt bích ghép nắp và thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp hộp, K3 S3 =(1,4 á 1,5) d3 , chọn S3 = 17 mm S4 = ( 0,9 á 1) S3 = 17 mm K3 = K2 - ( 3á5 ) mm = 45 - 5 = 40 mm Kích thước gối trục: Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 k là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ Chiều cao h Định theo kích thước nắp ổ K2=E2+R2+(3á5)mm =22+18+5 = 45mm E2= 1,6.d2 = 1,6 . 14 = 22 mm. R2 = 1,3 . d2 = 1,3. 14 = 18 mm k ³ 1,2.14 =16,8 ị k = 17 mm h: phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày: Khi không có phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q S1 = (1,3 á 1,5) d1 ị S1 = 26 mm K1 ằ 3.d1 ằ 3.18 =54 mm q = K1 + 2d = 54 + 2.9 = 72 mm; Khe hở giữa các chi tiết: Giữa bánh răng với thành trong hộp Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp Giữa mặt bên các bánh răng với nhau. D ³ (1 á 1,2) d ị D = 10 mm D1 ³ (3 á 5) d ị D1 = 35 mm D2 ³ d = 10 mm Số lượng bulông nền Z Z = ( L + B ) / ( 200 á 300) ị chọn Z = 6 Lvà B : Chiều dài và rộng của hộp 3, Kích thước một số chi tiết khác liên quan đến vỏ hộp a, Bu lông vòng Theo bảng 18-3a[2] ta có kích thước của bu lông vòng Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l f b c x r r1 r2 M10 45 25 10 25 15 22 8 6 21 2 12 1,5 3 2 5 4 b, Chốt định vị : d = 8 ; c= 1,2 ; ∆ 1:50 ; l = 36 c, Cửa thăm Nắp quan sát Theo bảng 18-5[2] ta có kích thước nắp quan sát: Bảng kích thước nắp quan sát. A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4 d, nút thông hơi. Theo cụng bảng 18.6[1], ta chon nỳt thụng hơi cú cỏc kớch thước sau. A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32 e, Nút tháo dầu Theo bảng 18-7[2]ta có kích thước nút tháo dầu: Bảng kích thước của nút tháo dầu. d b m f L c q D S Do M16x1,5 12 8 3 23 2 13,8 26 17 19,6 f, Que thăm dầu Hình dáng và kích thước như hình vẽ: g, Vũng phớt. Trờn trục vào và trục ra phải dựng vũng phớt để cựng với nắp ổ che kớn ổ lăn. Cỏc kớch thước tra bảng 15.17[1] như sau. Vị trí d(mm) d1(mm) d2(mm) D(mm) a(mm) b(mm) S0(mm) Trục I 25 26 24 38 6 4,3 9 Trục III 75 76,5 74 98 12 9 15 h, Lắp ổ. Căn cứ vào bảng 18.2[1] ta cú kớch thước lắp ổ lăn như sau. Vị trí D(mm) D2(mm) D3(mm) D4(mm) h(mm) d4(mm) Số lượng Trục I 62 75 90 52 8 M6 4 Trục II 80 100 125 75 10 M8 4 Trục III 120 140 170 115 14 M10 6 *Bảng kớch thước đầu bulụng và đai ốc (mm) d Đầu bulụng Đai ốc thường S D h S D H 6 10 11 4,5 10 11 5 8 14 14,4 5,5 14 16,2 6,5 10 17 18,9 7 17 18,9 8 12 19 21,1 8 19 21,1 10 14 21 23,9 9 21 23,9 11,5 20 30 33,6 13 30 33,6 16 VI : Bảng thống kờ kiểu lắp trong hộp giảm tốc Smax = ES – ei Smin = EI – es Nmax = es – EI Nmin = ei – ES Trục Vị trớ lắp Kiểu lắp ES ( ) es ( ) EI ( ) ei ( ) I Trục , vũng trong ổ bi 25k6 + 15 + 2 Trục và bỏnh đai 20 +21 +15 0 +2 vỏ lắp ổ 62H7 +30 0 II Trục và bỏnh răng nghiờng 38 +25 +18 0 +2 Trục – vũng trong ổ bi 35k6 +18 +2 Vỏ - vũng ngoài ổ bi 80H7 +30 0 Trục bỏnh răng thẳng 42 +25 +18 0 +2 III Trục và ổ 65k6 +21 +2 Lắp ổ và vỏ 120H7 +35 0 Trục và bỏnh răng 70 +30 +21 0 +2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. TTTKHDĐCK- Tập 1-2-Trịnh Chất_Lờ Văn Uyển-Nhà xuất bản Giỏo Dục - năm 2007. [2]. CHI TIẾT MÁY- Tập 1_2- Nguyễn Trọng Hiệp – Nhà xuất bản Giỏo Dục- năm 2006. [3]. DUNG SAI và LẮP GHẫP – GS.TS- Ninh Đức Tốn- Nhà xuất bản Giỏo Dục –năm 2007. MỤC LỤC Trang Lời núi đầu 1 Phần I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I, Chọn động cơ. 2 II, Phõn phối tỉ số truyền. 4 III, Xỏc định cỏc thụng số trờn trục. 4 Bảng kết quả tớnh toỏn. 6 Phần II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. I, Tớnh bộ truyền đai. 7 1, Chọn đai. 7 2, Xỏc định cỏc thụng số của bộ truyền đai. 8 3, Xỏc định số đai. 8 4, Xỏc định lực căng ban đầu và lực tỏc dụng lờn trục. 9 5, Bảng kết quả tớnh toỏn. 10 II, Thiết kế bộ truyền bỏnh răng của hộp giảm tốc. 10 A, Thiết kế bộ truyền bỏnh răng cấp nhanh. 10 B, Thiết kế bộ truyền bỏnh răng cấp chậm. 16 C, Bảng thụng số của bộ truyền bỏnh răng. 21 III, Thiết kế trục. 21 1, Chọn vật liệu. 21 2, Xỏc định tải trọng tỏc dụng lờn trục. 21 3, Tớnh thiết kế trục. 22 4, Tớnh toỏn thiết kế trục I. 24 5, Tớnh toỏn thiết kế trục II. 28 6, Tớnh toỏn thiết kế trục III. 34 IV, Chọn và tớnh toỏn ổ lăn. 38 1, Chọn và tớnh toỏn ổ lăn cho trục I. 38 2, Chọn và tớnh toỏn ổ lăn cho trục II. 39 3, Chọn và tớnh toỏn ổ lăn cho trục III. 40 V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc. 41 VI, Bảng thống kờ kiểu lắp trong hộp giảm tốc. 46