Đồ án Chi tiết máy Đề số 1: thiết kế hệ dẫn động xích tải
6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp Với bộ truyền ngoài hộp khi làm việc sẽ dính bụi bặm do hộp không được che kín nên ta dùng phương pháp bôi trơn định kì bằng mỡ.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Chi tiết máy Đề số 1: thiết kế hệ dẫn động xích tải, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tra bảng
5.6
1
82
B => kđc = 1
kbt – Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn: Tra bảng
5.6
1
82
B , ta được kbt = 1,3
bộ truyền ngoài làm việc trong môi trường có bụi , chất lỏng bôi trơn đạt yêu
cầu
kđ – Hệ số tải trọng động: Tra bảng
5.6
1
82
B , ta được kđ = 1
- đặc tính va đập êm
kc – Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền: Tra bảng
5.6
1
82
B với số ca
làm việc là 2 ta được kc = 1,25
k = k0kakđckbtkđkc = 1.1.1.1.1,3.1,25 = 1,63
Công suất cần truyền P = 12,03 (KW)
Do vậy ta có:
Pt = P.k.kz.kn = 12,03.1,63.1,0.1,10 = 21,57 (KW)
Tra bảng
5.5
1
81
B với điều kiện
01
21,57( )
400
tP KW P
n
ta được:
Bước xích: p = 31,75 (mm)
Đường kính chốt: dc = 9,55 (mm)
Chiều dài ống: B = 27,46 (mm)
Công suất cho phép: [P] = 32 (KW)
2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
Chọn sơ bộ:
a= 40.p = 40.31,75 = 1270 (mm)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 9
Số mắt xích:
2 2
2 11 2
2 2
73 25 31,752a 2.1270 25 73
130, 46
2 4 31,75 2 4 1270
Z Z pZ Z
x
p a
Chọn số mắt xích là chẵn: x = 130
Chiều dài xích L =x.p =130.31,75 = 4127.5 (mm).
2 2
* 1 2 1 2 2 12
4 2 2
Z Z Z Z Z Zp
a x x
2 2
* 31,75 25 73 25 73 73 25130 130 2 1262,57( )
4 2 2
a mm
Để xích không quá căng cần giảm a một lượng:
*0,003. 0,003.1262.57 3,79( )a a mm
Do đó:
* 1262,57 3,79 1258,78( )a a a mm
Số lần va đập của xích i:
Tra bảng
5.9
1
85
B với loại xích ống con lăn, bước xích p = 31,75 (mm) => Số
lần va đập cho phép của xích: [i] = 25
1 1
. 25.365
4,78 25
15.x 15.130
Z n
i i
2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền
0.đ t V
Q
s s
k F F F
, với:
Q – Tải trọng phá hỏng: Tra bảng
5.2
1
78
B với p = 31,75 (mm) ta được:
Q = 88.5 (KN)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 10
Khối lượng 1m xích: q = 3,8 (kg).
kđ – Hệ số tải trọng động:
Do làm việc ở chế độ trung bình => kđ = 1
Ft – Lực vòng:
1000 1000.12,03
2490,68( )
4,83
t
P
F N
v
Với: 1 1
. . 25.31,75.365
4,83( / )
60000 60000
Z p n
v m s
Fv – Lực căng do lực ly tâm sinh ra:
2 2. 3,8.4,83 88,65( )vF q v N
F0 – Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:
0 9,81. . .fF k q a , trong đó:
kf – Hệ số phụ thuộc độ võng của xích: Do @ =0
0 => kf = 6
30 9,81. . . 9,81.6.3,8.1258.78.10 281,548( )fF k q a N
[s] – Hệ số an toàn cho phép: Tra bảng
5.10
1
86
B với p = 31,75 (mm);
n1 = 400 (v/ph) ta được [s] = 10,2
Do vậy:
0
88650
30,99
. 1.2490,68 281,54 88,65đ t V
Q
s s
k F F F
2.6 Xác định thông số của đĩa xích
Đường kính vòng chia:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 11
1
1
2
2
31,75
253.32( )
sinsin
25
31,75
737.99( )
sinsin
73
p
d mm
Z
p
d mm
Z
Đường kính đỉnh răng:
1
1
2
2
0,5 cot g 31,75 0,5 cot g 267,2( )
25
0,5 cot 31,75 0,5 cot g 735,18( )
73
a
a
d p mm
Z
d p g mm
Z
Bán kính đáy: '10,5025d 0,05r với
'
1d tra theo bảng
5.2
1
78
B ta được: '1d
19,05(mm)
'10,5025d 0,05 0,5025.19,05 0,05 9,62( )r mm
Đường kính chân răng:
1 1
2 2
2 253,32 2.9, 26 234,8( )
2 737,99 2.9, 26 719, 47( )
f
f
d d r mm
d d r mm
Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc:
1 v0, 47 ( )
.
H r t đ đ
đ
E
k F K F
A k
, trong đó:
Kđ – Hệ số tải trọng động: Theo như mục trên ta đã tra được Kđ = 1,0
A – Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng
5.12
1
87
B với p = 31,75 (mm);
A = 262 (mm2)
kr – Hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích, tra bảng ở trang 87 tài liệu [1]
theo số răng Z1 = 25 ta được kr = 0,42
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 12
kđ – Hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các dãy
(nếu sử dụng 1 dãy xích => kđ = 1)
Fvđ – Lực va đập trên m dãy xích:
7 3 7 3v 113.10 . . . 13.10 .365.31,75 .1 3,28( )đF n p m N
E – Môđun đàn hồi:
51 2
1 2
2E E
2,1.10 ( )
E E
E MPa
do E1 = E2 = 2,1.10
5 MPa : Cả hai đĩa xích cùng
làm bằng thép.
Do vậy:
5
1 v
2,1.10
0, 47 ( ) 0,47 0, 42.(2490,68.1,0 3,28) 430,64( )
. 262.1
H r t đ đ
đ
E
k F K F MPa
A k
Tra bảng
5.11
1
86
B ta chọn vật liệu làm đĩa xích là thép 45, với các đặc tính
tôi cải thiện, có 500 430,64( )H H MPa
2.7 Xác định lực tác dụng lên trục
x.r tF k F trong đó:
kx – Hệ số kể đến trọng lượng của xích:
kx =1,15 vì β ≤ 40
0.
=> x. 1,15.2490,68 2865,09( )r tF k F N
2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích
1
1
x
0
P 12,03 KW
T 81109 N.mm
n 365 v / ph
u u 2,88
@ 0
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 13
Thông số Ký hiệu Giá trị
Loại xích ---- Xích ống con lăn
Bước xích P 31,75 (mm)
Số mắt xích X 130
Chiều dài xích L 1427,5 (mm)
Khoảng cách trục A 1258,78 (mm)
Số răng đĩa xích nhỏ Z1 25
Số răng đĩa xích lớn Z2 73
Vật liệu đĩa xích Thép 45 500( )H MPa
Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 253,32 (mm)
Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2 737.99 (mm)
Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ da1 267.2 (mm)
Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn da2 753.18 (mm)
Bán kính đáy R 9,62 (mm)
Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 234,8 (mm)
Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df2 719,47 (mm)
Lực tác dụng lên trục Fr 2865,09 (N)
PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 14
Thông số đầu vào:
P=PI= 12,4 (KW)
T1=TI= 81109 (N.mm)
n1=nI= 1460 (v/ph)
u=ubr=4
Lh=18500 (h)
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
Tra bảng
6.1
[1]
92
B , ta chọn:
Vật liệu bánh răng lớn:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
Độ rắn: :192 240HB Ta chọn HB2=230
Giới hạn bền σb2=750 (MPa)
Giới hạn chảy σch2=450 (MPa)
Vật liệu bánh răng nhỏ:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
Độ rắn: HB=192÷240, ta chọn HB1= 245
Giới hạn bền σb1=850 (MPa)
Giới hạn chảy σch1=580 (MPa)
3.2 Xác định ứng suất cho phép
a. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 15
0
lim
0
lim
[ ]
[ ]
H
H R v xH HL
H
F
F R S xF FL
F
Z Z K K
S
Y Y K K
S
, trong đó:
Chọn sơ bộ:
1
1
R v xH
R S xF
Z Z K
Y Y K
SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn:
Tra bảng
6.2
[1]
94
B với:
Bánh răng chủ động: SH1= 1,1; SF1= 1,75
Bánh răng bị động: SH2= 1,1; SF2= 1,75
0 0lim lim,H F - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:
0
lim
0
lim
2 70
1,8
H
F
HB
HB
=>
Bánh chủ động:
0
lim1 1
0
lim1 1
2 70 2.245 70 560( )
1,8 1,8.245 441( )
H
F
HB MPa
HB MPa
Bánh bị động:
0
lim2 2
0
lim2 1
2 70 2.230 70 530( )
1,8 1,8.230 414( )
H
F
HB MPa
HB MPa
KHL,KFL – Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ
tải trọng của bộ truyền:
0
0
E
H
F
Hm
HL
HE
Fm
FL
F
N
K
N
N
K
N
, trong đó:
mH, mF – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh
răng có HB mH = 6 và mF = 6
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 16
NHO, NFO – Số chu kỳ thay đổi ứng suấtkhi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng
suất uốn:
2,4
6
30.
4.10
HO HB
HO
N H
N
2,4 2,4 6
1 1
2,4 2,4 6
2 2
6
O1 O2
30. 30.245 16, 26.10
30. 30.245 13,97.10
4.10
HO HB
HO HB
F F
N H
N H
N N
NHE, NFE – Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do bộ truyền chịu tải
trọng tĩnh => NHE= NFE= 60c.n.t∑ , trong đó:
c – Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c=1
n – Vận tốc vòng của bánh răng
t∑ – tổng số thời gian làm việc của bánh răng
6
1 1 1
61
2 2 2
60. . . 60.1.1460.18500 1620,6.10
1460
60. . . 60. . . 60.1. .18500 405,1510
4
HE FE
HE FE
N N c n t
n
N N c n t c t
u
Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1
NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1
NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1
NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1
Do vậy ta có:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 17
0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2
2
0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2
2
560
[ ] .1.1 509,10 )
1,1
530
[ ] .1.1 481,82( )
1,1
441
[ ] .1.1 252( )
1,75
414
[ ] .1.1 236,57( )
1,75
H
H R v xH HL
H
H
H R v xH HL
H
F
F R S xF FL
F
F
F R S xF FL
F
Z Z K K MPa
S
Z Z K K MPa
S
Y Y K K MPa
S
Y Y K K MPa
S
Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng =>
1 2
2
H H
H
=>
1 2 509,09 481,82 495,46
2 2
H H
H
(MPa)
b. Ứng suất cho phép khi quá tải
ax 1 2
1 ax 1
2 ax 2
[ ] 2,8. ax( , ) 2,8.580 1624( )
[ ] 0,8. 0,8.580 464( )
[ ] 0,8. 0,8.450 360( )
H m ch ch
F m ch
F m ch
m MPa
MPa
MPa
3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
13w 2
.
1 .
[ ] . .
H
a
H ba
T K
a K u
u
, với:
Ka – hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng: Tra bảng
6.5
1
96
B => Ka= 43 MPa
1/3.
T1 – Moment xoắn trên trục chủ động: T1 = 81109 (N.mm)
[σH] - Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 495,46 (MPa)
u – Tỷ số truyền: u = 4
,ba bd – Hệ số chiều rộng vành răng:
Tra bảng
6.6
1
97
B với bộ truyền đối xứng, HB < 350 ta chọn được 0,4ba
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 18
0,5 ( 1) 0,5.0,4(4 1) 1,0bd ba u
KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn: Tra bảng
6.7
[1]
98
B với 1,0bd và sơ đồ
bố trí là sơ đồ 6 ta được:
1,05
1,1
H
F
K
K
Do vậy:
1 33w 2 2
. 81109.1,05
1 . 43(4 1) 129,17( )
[ ] . . 495, 46 .4.0, 4
H
a
H ba
T K
a K u mm
u
Chọn aw = 130 (mm)
3.4 Xác định các thông số ăn khớp
a. Mô đun pháp
m = (0,01÷0,02)aw = (0,01÷0,02).130 = 1,3÷2,6 (mm)
Tra bảng
6.8
[1]
99
B chọn m theo tiêu chuẩn: m = 2 (mm).
b. Xác định số răng
Chọn sơ bộ β = 140 => cosβ = 0,970296
Ta có:
0
w
1
2. cos 2.130.cos14
25,23
( 1) 2(4 1)
a
Z
m u
, lấy Z1= 25.
Z2= u.Z1= 4.25= 100
Tỷ số truyền thực tế: 2
1
100
4
25
t
Z
u
Z
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 19
Sai lệch tỷ số truyền:
4 4
.100% .100% 0
4
tu uu
u
<4% thoả mãn.
c. Xác định góc nghiêng răng
1 2
w
0
2 25 100( )
os 0.96
2 2.130
ar os( os ) ar os(0,96) 15,94
m Z Z
c
a
cc c cc
d. Xác định góc ăn khớp αtw
0
0
w
20
ar ar 20,73
os 0,96
t t
tg tg
ctg ctg
c
Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở βb:
0 0 0ar os . ar ( os20,73 . 15,94 ) 14,96b tctg c tg ctg c tg
3.5 Xác định các hệ số vầ một số thông số động học
Tỷ số truyền thực tế: ut= 4
Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng:
w
w1
w2 w w1
2. 2.130
52( )
1 4 1
2. 2.130 52 208( )
t
a
d mm
u
d a d mm
Vận tốc trung bình của bánh răng: w1 1
. .52.1460
3,98( / )
60000 60000
d n
v m s
Tra bảng
6.13
[1]
106
B với bánh răng trụ răng nghiêng và v = 3,98 (m/s) ta được
cấp chính xác của bộ truyền là: CCX= 9
Tra phụ lục
2.3
[1]
250
PL với:
CCX= 9
HB < 350
Răng thẳng
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 20
V =3,98 (m/s)
Nội suy tuyến tính ta được:
1,05
1,14
Hv
Fv
K
K
Hệ số tập trung tải trọng:
1,05
1,1
H
F
K
K
KHα , KFα – Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về
ứng suất tiếp xúc, uốn: Tra bảng
6.14
1
107
B với
3,98( / )
X = 9
v m s
CC
nội suy ta được:
1,15
1,39
H
F
K
K
3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
a. Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc
1
2
w w1
2 1
Z Z [ ]
. .
H t
H M H H
t
T K u
Z
b u d
[ ]H - Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ ] [ ]. Z K 495,460,95.1 470,69( )H H R v xHZ MPa
ZM – Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp: Tra bảng
6.5
[1]
96
B
=> ZM = 274 MPa
1/3
ZH – Hệ số kể đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc:
0
0
w
2 os 2 os14,96
1,708
sin(2 ) sin(2.20,73 )
b
H
t
c c
Z
Z – Hệ số sự trùng khớp của răng: Phụ thuộc vào hệ số trùng khớp ngang εα
và hệ số trùng khớp dọc εβ:
εα – Hệ số trùng khớp ngang:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 21
0
1 2
1 1 1 1
1,88 3, 2 . os 1,88 3, 2 . os15,94 1,654
25 100
c c
Z Z
εβ – Hệ số trùng khớp dọc:
0
w sin 52.sin15,94 2,274
. 2.
b
m
1 1
Z 0,778
1,654
KH – Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
K K K 1,15.1,05.1,05 1,268H H H HvK
bw – chiều rộng vành răng:
w w. 0,4.130 52( )bab a mm lấy bw = 56(mm).
Thay vào ta được:
1
2 2
w w1
2 1 2.81109.1, 268 4 1
Z Z 274.1,708.0,778 468, 44( )
. . 56.4.52
H t
H M H
t
T K u
Z MPa
b u d
Ta có 468,44 [ ] 470,69( )H H MPa
=> Thoả mãn
b. Kiểm nghiệm độ bền uốn
1 1
1 1
w w1
1 2
2 2
1
2. . .
[ ]
. .
.
[ ]
F F
F F
F F
F F
F
T K Y Y Y
b d m
Y
Y
1 2[ ],[ ]F F - Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:
1 1
2 1
[ ] [ ]. 252.095.1 239,4( )
[ ] [ ]. 236,57.0,95.1 224,74( )
F F R S xF
F F R S xF
Y Y K MPa
Y Y K MPa
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 22
KF – Hệ số tải trọng khi tính về uốn
. . 1,39.1,1.1,14 1,743F F F FvK K K K
Yε – Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
1 1
0,605
1,654
Y
Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:
0 0
0 0
15,94
1 1 0,886
140 140
Y
YF1, YF2 – Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương ZV1 và ZV2:
1
1 3 3 0
2
2 3 3 0
25
28,12
cos cos 15,94
100
112,48
cos cos 15,94
v
v
Z
Z
Z
Z
Tra bảng
6.18
1
109
B với:
Zv1 =28,12
Zv2 = 112,48
x1 = 0
x2 =0
Ta được:
1
2
3,80
3,60
F
F
Y
Y
Thay vào ta có:
1 1
1 1
w w1
1 2
2 2
1
2. . . 2.81109.1,743.0,605.0,886.3,8
106,5( ) [ ] 252( )
. . 56.52.2
. 106,5.3,60
100,89( ) [ ] 236,75( )
3,8
F F
F F
F F
F F
F
T K Y Y Y
MPa MPa
b d m
Y
MPa MPa
Y
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 23
c. Kiểm nghiệm về quá tải:
ax ax
ax1 1 1 ax
ax2 2 2 ax
.
.
Hm H qt H m
Fm qt F F m
Fm qt F F m
K
K
K
Kqt – Hệ số quá tải:
ax ax 2, 2m mqt
dn
T T
K
T T
Do vậy:
ax ax
ax1 1 1 ax
ax2 2 2 ax
492,35 2, 2 730,27( ) 1624( )
. 2, 2.106,5 234,3( ) 464( )
. 2,2.100,89 221,96( ) 360( )
Hm H qt H m
Fm qt F F m
Fm qt F F m
K MPa MPa
K MPa MPa
K MPa MPa
3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng
Đường kính vòng chia:
1
1 0
2
2 0
.Z 2.25
52( )
os os15,94
.Z 2.100
208( )
os os15,94
m
d mm
c c
m
d mm
c c
Khoảng cách trục chia:
1 20,5( ) 0,5(52 208) 130( )a d d mm
Đường kính đỉnh răng:
1 1
2 2
2 52 2.2 56( )
2 208 2.2 212( )
a
a
d d m mm
d d m mm
Đường kính đáy răng:
1 1
2 2
2,5. 52 2,5.2 47( )
2,5. 208 2,5.2 203( )
f
f
d d m mm
d d m mm
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 24
Đường kính vòng cơ sở:
0
1 1
0
2 2
os 52 os20 46,86( )
os 208 os20 195, 46( )
b
b
d d c c mm
d d c c mm
Góc prôfin gốc: α = 200.
3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng
1
1
t
h
P 12,4 KW
T 81109 N.mm
n 1460 v / ph
u u 4
L 18500 h
Thông số Ký hiệu Giá trị
Khoảng cách trục chia a 130(mm)
Khoảng cách trục aw 130(mm)
Số răng Z1 25
Z2 100
Đường kính vòng chia d1 52(mm)
d2 208(mm)
Đường kính vòng lăn dw1 52(mm)
dw2 208(mm)
Đường kính đỉnh răng da1 56(mm)
da2 212(mm)
Đường kính cơ sở db1 46,86(mm)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 25
db2 195,46(mm)
Hệ số dịch chỉnh x1 0
x2 0
Góc prôfin gốc α 200
Góc prôfin răng αt 20,73
0
Góc ăn khớp αtw 20,73
0
Hệ số trùng khớp ngang εα 1,654
Hệ số trùng khớp dọc εβ 2,274
Môđun pháp m 2
Góc nghiêng của răng β 15,940
PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1 Tính toán khớp nối
Thông số đầu vào:
Mô men cần truyền: T = Tđc = 81894,52 (N.mm)
Đường kính trục động cơ: dđc = 48 (mm)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 26
4.1.1 Chọn khớp nối:
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:
Ta chọn khớp theo điều kiện:
cf
t kn
cf
t kn
T T
d d
Trong đó:
dt – Đường kính trục cần nối: dt = dđc =48 (mm)
Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với:
k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng
16.1
2
58
B ta lấy k = 1,7
T – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục:
T = Tđc = 81894,52(N.mm)
Do vậy:
Tt = k.T = 1,7.81894,52= 139220,68 (N.mm)
Tra bảng
16.10a
2
68
B với điều kiện:
139220,68( . )
48( )
cf
t kn
cf
t kn
T N mm T
d mm d
Ta được các thông số khớp nối như sau:
0
500( . )
50( )
8
130( )
cf
kn
cf
kn
T N m
d mm
Z
D mm
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 27
Tra bảng
16.10b
2
69
B với: 500( . )cfknT N m ta được:
1
3
0
34( )
28( )
14( )
l mm
l mm
d mm
4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối
a. Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng đàn hồi:
0 0 3
2. .
. . .
d d
k T
Z D d l
, trong đó:
d - Ứng suất dập cho phép của vòng cao su. Ta lấy (2 4)d MPa ;
Do vậy, ứng suất dập sinh ra trên vùng đàn hồi:
0 0 3
2. . 2.1,7.81894,52
0,68( )
. . . 8.130.14.28
d d
k T
MPa
Z D d l
b. Điều kiện bền của chốt:
13
0 0
. .
0,1. . .
u u
k T l
d D Z
, trong đó:
u - Ứng suất cho phép của chốt. Ta lấy (60 80) ;u MPa
Do vậy ứng suất sinh ra trên chốt:
13 3
0 0
. . 1,7.81894,52.34
16, 43( )
0,1. . . 0,1.14 .130.8
u u
k T l
MPa
d D Z
4.1.3 Lực tác dụng lên trục
Ta có: (0,1 0,3)kn tF F ; lấy 0,2kn tF F trong đó:
2 2.81894,52
1259,92( )
130
t
o
T
F N
D
0,2 0,2.1259,92 251,98( )kn tF F N
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 28
4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:
Thông số Ký hiệu Giá trị
Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được cfknT 500 (N.m)
Đường kính lớn nhất có thể của trục nối cfknd 50 (mm)
Số chốt Z 8
Đường kính vòng tâm chốt D0 130 (mm)
Chiều dài phần tử đàn hồi l3 28 (mm)
Chiều dài đoạn công xôn của chốt l1 34 (mm)
Đường kính của chốt đàn hồi d0 14 (mm)
4.2. Thiết kế trục
4.2.1 Chọn vật liệu
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σb = 600 MPa, ứng suất xoắn cho
phép
[τ] = 12 ÷ 30 Mpa.
4.2.2 Xác định lực tác dụng
a, Sơ đồ lực tác dụng lên các trục:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 29
TrụcI
Trục II
b. Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh răng:
Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền xích: Fx = 2865,09 (N)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 30
Lực tác dụng lên trục từ khớp nối: Fkn = 251,98 (N)
Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng:
- Lực vòng: 1 2
w1
2 2.81109
3119,58
52
I
t t
T
F F
d
(N)
- Lực hướng tâm:
1 w
1 2
. ( )
os
t t
r r
F tg
F F
c
0
1 2 0
3119,58. (20,73 )
1227,87( )
os(15,94 )
r r
tg
F F N
c
- Lực dọc trục: 1 2 1.a a tF F F tg
0
1 2 3119,58. (15,94 ) 890,99( )a aF F tg N
4.2.3 Xác định sơ bộ đường kính trục
- Với trục I:
31
0, 2.
I
sb
T
d
, trong đó:
TI – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI = 81109(N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
ta chọn [τ] = 15 (MPa)
31
81109
30,01
0, 2.15
sbd (mm)
- Với trục II:
32
0, 2.
II
sb
T
d
TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII = 314757 (N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
ta chọn [τ] = 25 (MPa)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 31
32
314757
39,87
0,2.25
sbd (mm)
Ta chọn: 1
2
40( )
45( )
sb
sb
d mm
d mm
4.2.4 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
a. Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục
Tra bảng
10.2
1
189
B với: 1
2
40( )
45( )
d mm
d mm
Ta được chiều rộng ổ lăn trên các trục: 01
02
23( )
25( )
b mm
b mm
b. Xác định khoảng cách trục
Trục I:
Tra bảng
10.3
1
189
B ta được:
4.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Vì hộp giảm tốc 1 cấp, nên ta có:
Chiều dài may ơ của khớp nối
(1,4 2,5)mc tl d
1 1(1,4 2,5) (1,4 2,5)40 56 100( )mcl d mm
Chọn lmc1 = 60 mm
Chiều dài may ơ bánh răng trụ
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 32
lm=(1,2…1,5)dsb
lm1 =(1,2…1,5)d1=(1,2…1,5)40=(48…60 ) mm
Chọn lm13= 60 mm
l = (1,2 ÷ 1,5)d = (1,2 ÷ 1,5)45 = 54 ÷ 67,5
Chọn 2 67,5( )ml mm
Chiều dài may ơ đĩa xích:
(1,2 1,5)ml d
2 2 2(1,2 1,5) (1,2 1,5)45 54 67,5( )mc ml l d mm
Chọn 2 2 67,5( )mc ml l mm
Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo bảng
10.3
1
189
B
-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, hoặc khoảng
cách giữa các chi tiết quay: k1=10 mm;
-Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2=10 mm;
-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=5mm;
-Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=20mm
4.3.1. Với trục I
l1c = 0,5.(lmc1 + b01) + k3 + hn = 0,5.(60 +23)+5+20=66,5 mm
l12= 0,5.(lm1+b01)+k1 + k2=0,5.( 60 +23)+10+10=61,5 mm
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 33
l11 = 2.l12 = 2. 61,5 = 123mm
4.3.2. Với trục II
L11 = l21 =123 mm ;
l22 = l12 = 61,5 mm ;
l2c= 0,5.(lmc2+b02)+k3 + hn=0,5.(67,5+25) +5+20= 71,25 mm
4.2.5 Xác định các lực tác dụng lên gối đỡ
Thông số đầu vào:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 34
- Lực tác dụng lên trục I từ khớp nối: Fkn = 251,98 (N)
- Lực tác dụng lên trục II từ bộ truyền xích: Fx = 2865,09 (N)
- Lực tác dụng lên bánh răng: Ft = Ft1 = Ft2 = 3119,58 (N)
Fr = Fr1 = Fr2 = 1227,87 (N)
Fa = Fa1 = Fa2 =890,99 (N)
Trục II:
Từ hệ phương trình cân bằng lực:
0
. 0
i
i i i
F
M F l
Trong đó:
Fi – Lực thành phần
Mi – Mômen uốn
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 35
li – Cánh tay đòn
Ta có :
2y C D r XYF Y Y F F =0
2.194.25 .132.5 .66.25 .104 0
D
x xy c r aM F Y F F
2
.194.25 .61.5 .104
123
xy r a
yC
F F F
F
2865,09.194,25 1227,87.61,5 890,99.104
4385,32( )
123
cY N
2 1227,87 2865,09 4385,32 292,36( )D r xy cY F F Y N
2 0xD xC tx F F F F
2.123 .61.5 0y xC t
D
M F F
2.61,5 3119,58.61,5 1559,79( )
123 123
t
xc
F
F N
2 3119,58 1559,79 1559,79( )xD t xCF F F N
4.5 Tính thiết kế trục
4.5.1. Tính sơ bộ trục I
+Với d2sb = 30mm. Ta chọn đường kính các đoạn trục:
-Tại tiết diện lắnp bánh răng: d12 =30 mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn: d11 = d13=25mm
-Tại tiết diện lắp khớp nối : d10 =20 mm
+Chọn then:
Tra bảng 9.1a/173 [I] với d11 = 25 mm ta chọn được then có các thông số sau:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 36
b = 8 (mm)
h =7(mm)
t1=4(mm)
t2=2,5 (mm)
rmin=0,25 (mm)
rmax=0,4 (mm)
Chiều dài then bằng : lt=(0,80,9) lm22= (48,454,45) chọn lt=50(mm)
Sơ đồ trục I
4.5.2.Tính chi tiết trục II
Mômen uốn tổng và mômen tương đương Mj Mtđj ứng với các tiết diện j đươc tính
theo công thức: =
+
đ =
+ 0,75
M = 0
M đ = 0,75. T
= 0,75. 314757 = 272587,56 (Nmm)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 37
M = 0
+ 204137,6 = 204137,6 (Nmm)
M đ = 204137,6
+ 0,75. 314757 = 340552,7 (Nmm)
M = 110643,1
+ 95927,09 = 146437,31 (Nmm)
M đ = 146437,31
+ 0,75. 314757 = 309431,5 (Nmm)
M = 0
M đ = 0,75. 0
=0
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 38
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 39
-Đường kính trục tại các tiết diện tương ứng khi tính sơ bộ.
với =63N/mm2 tra bảng 10.5/195
-Tại tiết diện bánh xích
d =
đ
, .[ ]
=
,
, .
= 37,91mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
340552,69
0,1.50
= 40,84 mm
-Tại tiết diện bánh răng:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
309431,51
0,1.50
= 39,55 mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
0
0,1.50
= 0 mm
Ta chọn đường kính theo tiêu chuẩn và đảm bảo điều kiện lắp ghép:
d20<d23= d21 < d22
Suy ra ta chọn được: d22=45 mm
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 40
d23= d21 = 40 mm
d20= 35mm
Sơ đồ trục 2 tại các tiết diện :
Chọn then:
+Do các trục nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn loại then bằng. Để đảm bảo tính
công nghệ ta chọn loại then giống nhau trên cùng một trục.
Khi đó, theo TCVN 2261- 77 ta có thông số của các loại then được sử dụng như
sau:
Tiết
diện
Đường
kính trục
Kích thước tiết
diện
Chiều sâu
rãnh then
Bán kính góc lượn của
rãnh
b
h
t1
t2
Nhỏ nhất
Lớn nhất
2-0
35
10
8
5
3,3
0.25
0.4
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 41
2-2 45 14 9 5,5 3,8 0,25 0,4
+Kiểm nghiệm độ bền của then:
a. Tại tiết diện 2-2 (tiết diện lắp bánh răng)
-Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then. Chọn lt=(0,8…0,9)lm12=
(0,8…0,9)67,5 = 56 mm.
Với then làm bằng thép, tải va đập nhẹ ta chọn được
MPad 100
MPac 30...20
Công thức (9.1) ta có:
σ =
2T
dl (h − t )
=
2.314757
45.56. (9 − 5,5)
= 71,37 MPa < 100
Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2):
τ =
=
.
. .
= 17,84 MPa < [τ ]
=> thỏa mãn
b. Tại tiết diện 2-0 (tiết diện lắp bộ truyền ngoài)
-Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then. Chọn
lt=(0,8…0,9)lm10=(0,8…0,9)67,5 = 63 mm.
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 42
Với then làm bằng thép, tải va đập nhẹ ta chọn được
MPad 100
MPac 30...20
Công thức (9.1) ta có:
σ =
2T
dl (h − t )
=
2.314757
38.63. (8 − 5)
= 87,65 MPa < 100
=> thỏa mãn
Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2):
τ =
2T
dl b
=
2.314757
38.63.10
= 26,3 < [τ ]
=> thỏa mãn
4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi.
Với thép 45 có: MPab 600 , MPab 6,261600.436,0.436,01
MPa728,1516,261.58,0.58,0 11 và theo bảng 10.7 ta có:
05,0 , 0
Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng. ta
có :
j
j
jaj
W
M
max và 0mj ; với
j
jj
j
d
tdbtd
W
.2
.
32
.
2
11
3
(trục có một rãnh then)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 43
Nên:
j
jj
j
j
j
jaj
d
tdtbd
M
W
M
.2
..
32
.
2
11
3max
Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động. ta có :
oj
jj
ajmj
W
T
.22
max
với
j
jj
j
d
tdbtd
W
.2
.
16
.
2
11
3
0
nên
j
jj
j
oj
jj
ajmj
d
tdbtd
T
W
T
.2
.
16
.
.2
.22 2
11
3
max
Với các thông số của then, kích thước trục tại các vị trí nguy hiểm.Ta có:
Tiết
diện
Đường
kính trục
b*h
t1
W
W0
a
a
2-0 35 10*8 5 4667,87 7771,36 0 20,25
2-1 40 0 0 6280 12560 32,51 12,53
2-2 45 14*9 5,5 7606,76 16548,4 19,25 9,51
Xác định hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm của trục.
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 44
Dựa vào biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn trên trục I ta thấy các tiết diện nguy
hiểm là tiết diện lắp bánh răng 2 và tiết diện lắp ổ lăn 1.Kết cấu trục vừa thiết kế
đảm bảo độ bền mỏi nếu hế số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều
kiện sau:
sss/s.ss 22
Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho ,[s] = 1,5...2,5
s , s - hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất
tiếp, được tính theo công thức sau:
Trong đó :-1, -1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng a, avà m,
m là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diên
xét .
Chọn sơ bộ kiểu lắp
7
6
H
r
theo bảng
10 11
1
198
B
ta có
2,75
K
2,05
K
Ứng suất uốn biên : a
u
M
W
Ứng suất xoắn biên
2.
o
a
x
M
W
Hệ số an toàn tính riêng về ứng suất uốn là : 1
.
. a m
s
K
;
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 45
Hệ số an toàn tính riêng về ứng suất xoắn là 1
.
. a m
K
Trong đó 1 - hệ số bề mặt
0,05
0
tra bảng
10 7
1
197
B
với 600b MPa
Hệ số an toàn tổng sss/s.ss 22
Mặt
cắt
W Wo a m S a m S S
2-0 4667.67 7771,36 0 0 10^6 20,25 20,25 3,65 3,65
2-1 6280 12560 32,51 0 2,93 12,53 12,53 5,91 2,63
2-2 7606,67 16548,4 19,25 0 4,94 9,51 9,51 7,78 4,17
PHẦN 5. TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN
5.1. Chọn ổ lăn cho trục I
Để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp nhất. chọn ổ bi đỡ chặn .Chọn kết cấu
ổ lăn theo khả năng tải động.Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn : d= 25 mm.
Tra phụ lục 2.12/264 với ổ cỡ trung hẹp ta chọn ổ bi đỡ có kí hiệu 46305, có các
thông số sau :
d = 25mm ; D= 62 mm ; b= 17 mm ; r= 2 mm ;
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 46
C= 21,10 kN ; C0 =14,90 kN.
5.2.Chọn ổ lăn cho trục II
5.2.1.Chọn loại ổ lăn
a. Phản lực hướng tâm lên các ổ là :
+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên trái bánh răng
F = F
+F
= 292,36 + 1559,79 = 1586,95 N
+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng
F = F
+ F
= 4385,32 + 1559,79 = 4654,46 N
Lực dọc trục: Fa1 =890,99 N
Xét tỷ số :Fa1 / Fr1 = 890,99/1586,95 = 0,56 > 0,3
Để đảm bảo tính đồng bộ của ổ lăn ta chọn ổ bi đỡ chặn. Vì hệ thống các ổ lăn
trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường và độ đảo hướng
tâm 20 micrô mét.
5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn
Chọn theo khả năng tải động. Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn :
D21= d23 = 40 mm.
Tra bảng P2.12/264, với loại ổ cỡ trung hẹp, ta chọn được loại ổ bi đỡ chặn có kí
hiệu là 46308 có các thông số sau :
d= 40 mm ; D= 90 mm ; b = 23 mm ; r= 2,5mm ;
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 47
C= 39,2 kN ; C0 =30,7 kN.
Tính tỉ số : i.Fa1 / C0 với : +i : số dãy con lăn, i= 1
+C0 =30,7 kN
+ Fa1 =890,99 N
=> 1
3
890,99
0,028
30,7.10
a
o
F
i
C
tra bảng
14 4
1
216
B
, nội suy ta được e= 0,34 ; góc tiếp xúc
α = 12 (độ)
5.2.3.Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn
Bố trí dạng chữ O
5.2.4.Lực dọc trục hướng tâm sinh ra trên các ổ
Fs0 =e.Fr0 = 0,3. 1586,95 = 476,09 (N)
Fs1 =e.Fr1 = 0,3.4654,46 =1396,34 (N)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 48
1
ao S atF F F =1396,34+890,99 = 2287,33 (N) > Fs0 nên F0a =2287,33N
1 0
a S atF F F = 476,09- 890,99 = -414,9 (N) < Fs1 nên F1a =1396,34 N
5.2.5. Tính tỷ số
+Xét F0a / V. Fr0 = 2287,33/ 1.1586,95= 1,44 > e
Suy ra , tra bảng 11.4/216 ta chọn được : X0 = 0,45
Y0 = 1,62
+Xét F1a / V. Fr1 = 1396,34/1.4654,46 = 0,3 < e
Suy ra ta có : X1 = 1
Y1 = 0
5.2.6. Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn.
Q0 = ( X0.V.Fr0 + Y0.F0a ) kt .kd =(0,45.1.1586,95+1,62.2287,33).1.1=4419,6 ( N)
Q1 = ( X1.V.Fr1 + Y1.F1a ) kt .kd =(1.1.4654,46 + 0.1396,34).1.1=4654,46 (N)
Tải quy ước Q = max(Q0 , Q1 )= 4654,46 N
5.2.7. Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động
Ta có:
m
d LQC .
Với :
m: bậc của đường cong mỏi, m=3 do tiếp xuc điểm ;
L: Tuổi thọ của ổ bi đỡ. Với Lh= 18500 giờ
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 49
Tuổi thọ của ổ lăn:
L = Lh.n1.60.10
-6 = 18500. 1460. 60. 10-6 = 405,15 (triệu vòng)
Q = 4654,46 N
Cd = 4654,46. 405,15
=34440,90 N= 34,44 kN < C = 39,2 kN
Thoả mãn điều kiện tải động.
5.2.8.Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh
0 0 1 0 1. .r aQ X F Y F
Tra bảng 11.6 ta được 0
0
0,5
0,47
X
Y
1 0 1 0 1. . 0,5.4654,46 0,47.1396,34 2983,60t r aQ X F Y F
0 0 0 0 0. . 0,5.1586,95 0,47.2287,33 1868,52t r aQ X F Y F
max 0 1 1,t t tQ Max Q Q Q
max 1, 4654,46t tQ Q Q Q < Co=30,7kN
Như vậy, ổ bi đỡ chặn có kí hiệu là 46308 thoả mãn khả năng tải động và tải tĩnh
PHẦN 6: KẾT CẤU VỎ HỘP
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 50
6.1.VỎ HỘP
6.1.1Tính kết cấu của vỏ hộp
Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ.Chọn vật liệu để đúc
hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32.
Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục.
6.1.2 Kết cấu nắp hộp
Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32.
Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc
Tên gọi Tính toán
Chiều dày: Thân hộp, δ
Nắp hộp, δ1
δ = 0,03a + 3 = 0,03.130 + 3 = 7 (mm)
Chọn δ = 8 (mm)
δ1 = 0,9.7 = 0,9.8 = 7,2 (mm) chọn 1 7
Gân tăng cứng: Chiều dày, e
Chiều cao, h
Độ dốc
e = (0,8÷1)δ = 5,6÷ 7 mm Chọn e = 8 (mm)
h < 58 mm = 5. =5.7=35
khoảng 20
Đường kính:
Bulông nền, d1
Bulông cạnh ổ, d2
Bulông ghép bích nắp và thân, d3
Vít ghép nắp ổ, d4
d1 > 0,04a + 10 = 0,04.130 + 10 = 15,2 (mm)
Chọn d1 = 16 (mm)
d2 = (0,7÷0,8)d1 = 11,2÷12,8 mm chọn d2 = 12(mm)
d3 = (0,8÷0,9)d2 = 9,6÷10,8 mm chọn d3 = 10 (mm)
d2 = (0,6÷0,7)d2 = 7,2÷8,4 chọn d4 = 8 (mm)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 51
Vít ghép nắp của thăm, d5 d2 = (0,5÷0,6)d2 = 6÷7,2 chọn d2 = 6 (mm)
Mặt bích ghép nắp và thân:
Chiều dày bích thân hộp, S3
Chiều dày bích nắp hộp, S4
Chiều rộng bích nắp và thân, K3
S3 = (1,4÷1,8)d3 = 14÷18 mm chọn S3 = 16(mm)
S4 = (0,9÷1)S3 = 15,3÷17 mm chọn S4 = 16 (mm)
K3 = K2 - (3÷5) = 38- (3÷5)= 34÷36 mm
chọn K3 = 35 (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 và C (k là
khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ)
Chiều cao, h
Trục I: D2 = 78 (mm), D3 = 97(mm)
Trục II: D2 = 110(mm), D3 = 135 (mm)
K2 = E2+R2+(3÷5)=19+16+3=38 (mm)
E2 = 1,6d2 = 1,6.12=19,2(mm) chọn E2 = 19 (mm)
R2 = 1,3d2 =1,3.12=15,6 (mm) chọn R2 = 16 (mm)
Chọn h = 45 (mm)
Mặt đế hộp:
Chiều dày: khi không có phần lồi S1
khi có phần lồi: Dd, S1 và S2
Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q
Chọn S1 = (1,3 1,8)d1 =(20,8 24) chọn =S1
=24(mm)
S2=(1,01,1)d2=(1617,6) chọn S2=17 (mm)
K1 = 3d1 = 3.16=48 (mm),
q ≥ K1 + 2δ =48+2.7= 62 (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 của các bánh răng với
Nhau
Δ ≥ (1÷1,2)δ = (11,2).7=(7÷8,4) chọn Δ = 8 (mm)
Δ1 ≥ (3÷5)δ = (35).7=(21÷35) chọn Δ = 30 (mm)
Δ2 =7 chọn 2=8 (mm)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 52
Số lượng bulông nền, Z
L: chiều dài vở hộp
B:chiều rộng vỏ hộp
Z=4
6.2.2 .Kết cấu nắp ổ và cốc lót
6.2.2.1 Nắp ổ
Đường kính nắp ổ được xác định theo công thức :
3 4
2 4
4.4
1.6 2
D D d
D D d
Trong đó D là đường kính lắp ổ lăn
Căn cứ vào bảng
18.2
2
88
ta có:
Vị trí D mm 2D mm 3D mm 4D mm 4d mm Z h
Trục I 62 78 100 52 M8 4 8
Trục II 90 110 135 85 M8 4 10
6.2.2.2 Cốc lót
Dùng cho ổ bố trí hình chữ “ O “
6.2.3.Cửa thăm
Để kiểm tra qua sát các chi tiết máy trong khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên
đỉnh hộp có làm cửa thăm.Dựa vào bảng
18.5
2
92
B ta chọn được kích thước cửa
thăm như hình vẽ sau.
D4
D2D3
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 53
A
(mm)
B
(mm)
1A
(mm)
1B
(mm)
C
(mm)
1C
(mm)
K
(mm)
R
(mm)
Vít
(mm)
Số
lượng
100 75 150 100 125 - 87 12 M8×22 4
6.2.4.Nút thông hơi
Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên.Để giảm áp suất và điều hòa không khí
bên trong và ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi.Nút thông hơi thường được
lắp trên nắp cửa thăm. Tra bảng
18.6
2
93
B ta có kích thước nút thông hơi
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 54
A B C D E G H I K L M N O P Q R S
M27×2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32
6.2.5.Nút tháo dầu
Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp, bị bẩn (do bụi bặm và do
hạt mài), hoặc bị biết chất, do đó cần phải thay dầu mới.Để thay dầu cũ, ở đáy hộp
có lỗ tháo dầu.Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu. Dựa vào bảng
18.7
2
93
B ta có kích thước nút tháo dầu
D b m f L c q D S
oD
M20×2 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 55
30
1
8
1
2
6
6 12
6.2.6.Kiểm tra mức dầu
Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như
hình vẽ.
6.2.7.Chốt định vị.
Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục.Lỗ trụ
lắp ở thân hộp & trên nắp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối
giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt
định vị, nhờ các
chốt định vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ.
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 56
Thông số kĩ thuật của chốt định vị là
d=4
c=0,6
l=38
6.2.8.Ống lót và lắp ổ
Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp và điều chỉnh bộ phận ổ
đồng thời trái cho ổ khỏi bụi băm, chất bẩn ống lót được làm bằng vật liệu GX15-
32 ta chọn kích thước của ống lót như sau.
Chiều dày: 6 8( )mm , ta chọn 8( )mm
Chiều dày vai 1 và chiều dày bích 2
1 2 8( )mm
Đường kính lỗ lắp ống lót
' 2 68 2.8 84( )D D mm
6.2.9.Bulông vòng
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 57
Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulong
vòng. Kích thước bulong vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc. Với a=
105 mm , hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp, tra bảng
18.3
2
89
b
B ta có Q = 40(Kg),
ta chọn bulông vòng M8.
Ren d 1d 2d 3d 4d 5d h 1h 2h
M8 36 20 8 20 13 18 6 5
l f b c x r 1r 2r Q(Kg)
18 2 10 1,2 2,5 1 4 4 40
6.3. BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP
6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc
Do bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có 12( / )v m s nên ta chọn
phương pháp bôi trơn ngâm dầu. Với vận tốc vòng của bánh răng nghiêng v =
2,05 m/s < 12 m/s tra bảng
18.11
2
100
B ta được độ nhớt của dầu 186/16 ứng với
100oC
Tra bảng
18.11
2
100
B ta chọn được loại dầu là: AK-15 có độ nhớt là 20 Centistic.
6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp
Với bộ truyền ngoài hộp khi làm việc sẽ dính bụi bặm do hộp không được che
kín nên ta dùng phương pháp bôi trơn định kì bằng mỡ.
Bảng thống kê dành cho bôi trơn
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 58
Tên dầu hoặc
mỡ
Thiết bị cần bôi
trơn
Lượng dầu hoặc
mỡ
Thời giant hay dầu
hoặc mỡ
Dầu ôtô máy
kéo
AK-15
Bộ truyền trong 0,6 lít/KW 5 tháng
Mỡ T
Tất cả các ổ và bộ
truyền ngoài
2/3 chỗ hổng bộ
phận
1 năm
6.3.3. Điều chỉnh sự ăn khớp
Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then với bánh lớn và chọn kiểu lắp là
H7/k6 vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ.Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc
bánh răng trụ này ta chọn chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng
bánh răng lớn.
6.3.4. Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai:
Tại các tiết diện lắp bánh răng không yêu cầu tháo lắp thường xuyên ta chọn kiểu
lắp H7/k6, tiết diện lắp trục với ổ lăn, khớp nối, đĩa xích được chọn trong bảng
sau :
Trục
Vị trí lắp
Kiểu lắp ES es
EI ei
Trục-vòng trong ổ bi ∅25k6
+15
+2
m m
m m
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 59
I
Vỏ-lắp ổ H7
62
d11
+30 -100
0 -290
Vòng phớt trục I 8
25
6
D
k
+98 +15
+65 +2
Bạc chặn trục I
8
20
6
D
k
+98 +15
+65 +2
II
Bạc chặn trục II
∅35
7
6
H
k
+25 +15
0 +2
ổ lăn ∅40k6 +18
+2
Bánh răng
∅45
7
6
H
k
+25 +50
0 +34
Vỏ và ổ lăn ∅90H7 +35
0
Then bánh răng
14 9
9
N
h
0 0
-43 -43
Then đĩa xích
9
9
10
N
h
0 0
-36 -36
Vỏ và nắp ổ
∅90
7
11
H
d
+35 -120
0 -340
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 60
Mục lục
Trang
Phần 1: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 1
1.1 Công suất làm việc 1
1.2 Hiệu suất hệ dẫn động 1
1.3 Công suất cần thiết trên trục động cơ 1
1.4 Số vòng quay trên trục công tác 1
1.5 Chọn tỷ số truyền sơ bộ 1
1.6 Số vòng quay trên trục động cơ 2
1.7 Tính số vòng quay đồng bộ của động cơ 2
1.8 Chọn động cơ 2
1.9 Phân phối tỷ số truyền 2
1.10 Tính các thông số trên trục 2
1.11 Lập bảng thông số 3
PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
2.1 Chọn loại xích
2.2 Chọn số răng đĩa xích
2.3 Xác định bước xích
2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
5
6
6
6
8
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 61
2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền
2.6 Xác định thông số của đĩa xích
2.7 Xác định lực tác dụng lên trục
2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích
PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
3.2 Xác định ứng suất cho phép
3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
3.4 Xác định các thông số ăn khớp
3.5 Xác định các hệ số vầ một số thông số động học
3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng
3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng
PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1 Tính toán khớp nối
4.1.1 Chọn khớp nối:
4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối
4.1.3 Lực tác dụng lên trục
4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:
4.2. Thiết kế trục
4.2.2 Xác định lực tác dụng
9
9
11
11
13
14
16
17
18
18
19
22
23
24
24
26
26
26
27
27
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 62
4.2.3 Xác định sơ bộ đường kính trục
4.2.4 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
4.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
4.3.1. Với trục I
4.3.2. Với trục II
4.2.5 Xác định các lực tác dụng lên gối đỡ
4.5 Tính thiết kế trục
4.5.1. Tính sơ bộ trục I
4.5.2.Tính chi tiết trục II
4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi.
PHẦN 5. TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN
5.1. Chọn ổ lăn cho trục I
5.2.Chọn ổ lăn cho trục II
5.2.1.Chọn loại ổ lăn
5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn
5.2.3.Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn
5.2.4.Lực dọc trục hướng tâm sinh ra trên các ổ
5.2.5. Tính tỷ số
5.2.6. Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn.
29
30
30
31
32
32
34
34
35
35
41
44
44
45
45
45
45
45
47
47
47
47
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 63
5.2.7. Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động
5.2.8.Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh
PHẦN 6: KẾT CẤU VỎ HỘP
6.1.VỎ HỘP
6.1.1Tính kết cấu của vỏ hộp
6.1.2 Kết cấu nắp hộp
6.2.2 .Kết cấu nắp ổ và cốc lót
6.2.2.1 Nắp ổ
6.2.3.Cửa thăm
6.2.2.2 Cốc lót
6.2.4.Nút thông hơi
6.2.5.Nút tháo dầu
6.2.6.Kiểm tra mức dầu
6.2.7.Chốt định vị.
6.2.8.Ống lót và lắp ổ
6.2.9.Bulông vòng
6.3. BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP
6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc
6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp
47
48
49
49
49
49
51
51
54
52
52
53
53
54
54
54
55
55
56
56
56
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 64
6.3.3. Điều chỉnh sự ăn khớp
6.3.4. Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai:
57
57
Tài liệu tham khảo
1. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập 1 + 2) – Trịnh chất, Lê Văn Uyển
2. Chi tiết máy (tập 1 + 2) – Nguyễn Trọng Hiệp
3. Dung sai và lắp ghép – Ninh Đức Tốn
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải
Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Đồng Tính Trang 65
Các file đính kèm theo tài liệu này:
hai_bkhn_1854.pdf
