Đồ án Thiết kế chi tiết máy: Côn trụ 1 cấp

Lêi nãi ®Çu ThiÕt KÕ §å ¸n Chi TiÕt M¸y lµ mét m«n häc c¬ b¶n cña ngµnh c¬ khÝ. M«n häc nµy kh«ng nh÷ng gióp cho sinh viªn cã mét c¸i nh×n cô thÓ h¬n thùc tÕ h¬n ®èi víi c¸c kiÕn thøc ®· ®­îc häc, mµ nã cßn lµ c¬ së rÊt quan träng cña c¸c m«n chuyªn ngµnh sÏ ®­îc häc sau nµy. §Ò tµi mµ em ®­îc giao lµ thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i gåm cã bé hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng vµ bé truyÒn xÝch . HÖ thèng ®­îc dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn th«ng qua khíp nèi, hép gi¶m tèc vµ bé truyÒn xÝch sÏ truyÒn chuyÓn ®éng tíi b¨ng t¶i. Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ c¸c chi tiÕt m¸y cho hép gi¶m tèc em ®· sö dông vµ tra cøu mét sè nh÷ng tµi liÖu sau: -Chi tiÕt m¸y tËp 1 vµ 2 cña GS.TS-NguyÔn Träng HiÖp. -TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 1 vµ 2 cña PGS.TS TrÞnh ChÊt vµ TS Lª V¨n UyÓn. - Dung sai vµ l¾p ghÐp cña GS.TS Ninh §øc Tèn. Do lµ lÇn ®Çu lµm quen víi c«ng viÖc thiÕt kÕ chi tiÕt m¸y,cïng víi sù hiÓu biÕt cßn h¹n chÕ cho nªn dï ®· rÊt cè g¾ng tham kh¶o c¸c tµi liÖu vµ bµi gi¶ng cña c¸c m«n cã liªn quan song bµi lµm cña sinh viªn chóng em kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt. KÝnh mong ®­îc sù h­íng dÉn vµ chØ b¶o nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy c« trong bé m«n gióp cho nh÷ng sinh viªn nh­ chóng em ngµy cµng tiÕn bé trong häc tËp. Cuèi cïng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy trong bé m«n, ®Æc biÖt lµ thÇy Lª V¨n UyÓn ®· trùc tiÕp h­íng dÉn, chØ b¶o tËn t×nh ®Ó em co thÔ hoµn thµnh tèt nhiÖm vô ®­îc giao .Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Sinh viªn : §ç ThiÖn I. phÇn ®éng häc 1. X¸c ®Þnh Plv : C«ng suÊt trªn trôc c«ng t¸c ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Theo ®Ò bµi : + F : Lùc kÐo b¨ng t¶i : 2F = 5000N + v : VËn tèc b¨ng t¶i : v = 0,85 m/s Suy ra : Pct = = 4.25 (kW) 2. X¸c ®Þnh hÖ sè t¶i träng b b =1 3. X¸c ®Þnh hiÖu suÊt cña hÖ dÉn ®éng h : HiÖu suÊt truyÒn ®éng cña toµn bé hÖ thèng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: h = Trong ®ã : hk : HiÖu suÊt nèi trôc ®µn håi hbrc : HiÖu suÊt bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n hol : HiÖu suÊt cña 1 cÆp æ l¨n hx : HiÖu suÊt cña bé truyÒn xÝch Theo b¶ng , ta cã : + HiÖu suÊt cña nèi trôc ®µn håi : hk = 1 + HiÖu suÊt bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n : hbrc = 0,97 + HiÖu suÊt cña 1 cÆp æ l¨n : hol = 0,99 + HiÖu suÊt cña bé truyÒn xÝch: hx = 0,97 Thay vµo ta tÝnh ®­îc: h= 1.0,97.0,992.0,97= 0,92 4. X¸c ®Þnh c«ng suÊt yªu cÇu cña ®éng c¬: C«ng suÊt yªu cÇu cña ®éng c¬ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Trong ®ã: + Pyc : C«ng suÊt cÇn thiÕt trªn trôc ®éng c¬(kW) + Plv : C«ng suÊt trªn trôc m¸y c«ng t¸c(kW) + h : HiÖu suÊt cña toµn bé hÖ thèng truyÒn ®éng + b : HÖ sè t¶i träng t­¬ng ®­¬ng Nh­ vËy ta tÝnh ®­îc : = = 4,62 kW 5. X¸c ®Þnh nlv : VËn tèc trôc m¸y c«ng t¸c ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Nlv = trong ®ã : v : vËn tèc dµi b¨ng t¶i : v = 0,85(m/s) D : §­êng kÝnh tang cuèn : D= 270mm Thay sè vµo ta cã: nlv = = 60,13 (v/ph) 6. X¸c ®Þnh usb : Tû sè truyÒn cña toµn bé hÖ thèng ®­îc tÝnh theo: usb = un.uh trong ®ã : uh: Tû sè truyÒn s¬ bé cña hép gi¶m tèc un: Tû sè truyÒn s¬ bé cña bé truyÒn ngoµi(bé truyÒn xÝch) Theo b¶ng , chän tû sè truyÒn : + Hép gi¶m tèc 1 cÊp b¸nh r¨ng c«n : uh = 2…5 + Bé truyÒn ngoµi lµ bé truyÒn xÝch : un = 2…4 Suy ra: usb = (2…5).(2…4) = 4..20 7. X¸c ®Þnh s¬ bé tèc ®é quay cña ®éng c¬ ®iÖn : Sè vßng quay s¬ bé hîp lý cña ®éng c¬ ®iÖn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : nsb = nlv.usb trong ®ã: nlv : sè vßng quay trôc m¸y c«ng t¸c (v/ph) usb : Tû sè truyÒn s¬ bé cña c¶ hÖ thèng truyÒn ®éng Suy ra tèc ®é s¬ bé cña ®éng c¬ : nsb =(4…20).60,13 = 120,72…1202,6 (v/ph) chän nsb = 1000 (v/ph) 8. Chän quy c¸ch ®éng c¬ ®iÖn : Víi nh÷ng sè liÖu ®· tÝnh : Pyc = 4,62 Kw nsb =1000 v/ph KÕt hîp yªu cÇu l¾p ghÐp,më m¸y tra b¶ng , ta chän ®­îc ®éng c¬ cã ký hiÖu : 4A132S6Y3 cã c¸c th«ng sè: + Pdc = 5 kW > Pyc + ndc = 960 v/ph + =2 > = 1 9. Ph©n phèi tû sè truyÒn: X¸c ®Þnh tû sè truyÒn chung : uch = = = 15.97 Mµ :uch = uh.ux Chän ux = 3 => uh = = = 5.32 víi uh = 5,32 ta ®­îc u1 =5,32 do là bộ truyền 1 cấp 10. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®éng häc : * TÝnh c«ng suÊt trªn c¸c trôc : C«ng suÊt trªn c¸c trôc cña hÖ thèng ®­îc tÝnh theo h­íng tõ trôc c«ng t¸c trë l¹i trôc ®éng c¬ PII = = = 4.43 kW PI = = = 4.61 kW Pdc = = = 4,66 kW * TÝnh c¸c vËn tèc : VËn tèc trªn c¸c trôc ®­îc tÝnh theo h­íng tõ trôc ®éng c¬ ®Õn c¸c trôc c«ng t¸c nI = = ndc = 960 v/ph nII = = = 181.13 v/ph * TÝnh c¸c m« men xo¾n trªn c¸c trôc : Tdc = = = 46357,29 Nmm TI = = = 45859,90 Nmm T2 = = = 233569,81 Nmm Tct = = = 674995,84 Nmm 11 - B¶ng sè liÖu tÝnh to¸n : Th«ng sè §éng c¬ Trôc 1 Trôc 2 Trôc c«ng t¸c U 1 5.32 3 P(kW) 4,66 4,61 4,43 4,25 n(v/ph) 960 960 181,13 60,13 T(Nmm) 46357,29 45859,90 233569,81 674995,84 II. thiÕt kÕ bé truyÒn ngoµi – bé truyÒn xÝch : C¸c sè liÖu ®· cã: + Tû sè truyÒn : u = ux = 3 + C«ng suÊt bé truyÒn : P = PII/2 = 4,443/2=2,22kW + M«men xo¾n trªn trôc dÉn : T = T2 /2= 233569,81/2= 116789,91Nmm + VËn tèc : n = nII =181,13 v/ph 1- Chän lo¹i xÝch: VËn tèc n = 181,13 v/ph Þ chän xÝch con l¨n 2 - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña bé truyÒn xÝch : a. Chän sè r¨ng c¸c ®Üa xÝch : Víi u = 3 Þ Z1 = 29 - 2u = 29 - 2.3 = 23 Theo b¶ng , l¸y trßn Z1 theo sè lÎ Þ chän Z1 = 23 Suy ra sè r¨ng ®Üa lín : Z2 = uZ1 = 3.23 = 69 LÊy trßn : Z2 = 69 b. X¸c ®Þnh b­íc xÝch : TÝnh theo c«ng thøc : Pt = £ [P] Víi : Pt,P,[P]: c«ng suÊt tÝnh to¸n, c«ng suÊt cÇn truyÒn, c«ng suÊt cho phÐp Kz : HÖ sè sè r¨ng : víi Z01 = 25 Þ Kz = Z01/Z1 = 25/23 = 1,09 Kn : HÖ sè sè vßng quay : n = 181,13 v/ph Þ n01 = 200 v/ph Þ Kn =n01/n1 = 200/181,13 = 1,1 Theo CT 5.3 vµ b¶ng 5.6 ta cã K= K®.Ko.K®c.Ka.Kbt.Kc K® : HÖ sè t¶i träng ®éng : Bé truyÒn lµm viÖc chÞu va ®Ëp võa Þ K® = 1 Ko : HÖ sè xÐt ®Õn sù bè trÝ bé truyÒn Þ Ko = 1 K®c : HÖ sè xÐt ®Õn sù ®iÒu chØnh lùc c¨ng xÝch : Cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc Þ K®c = 1,25 K a : HÖ sè xÐt ®Õn chiÒu dµi xÝch : Chän Ka = 1 Kbt : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña b«i tr¬n : Bé truyÒn lµm viÖc trong m«i tr­êng cã bôi , b«i tr¬n nhá giät Þ Kbt = 1,3 Kc : HÖ sè xÐt ®Õn chÕ ®é lµm viÖc : Lµm viÖc 2 ca Þ Kc = 1,25 Suy ra : K =1.1.1,25.1,3.1.1,25 = 2,03 VËy ta cã: Pt =2,22.2,03.1,1.1,09 = 5,40 kW Theo b¶ng , víi n01 = 200v/ph , chän bé truyÒn xÝch 1 d·y cã b­íc xÝch p = 25,4 mm B =22,61 mm d=7,95 mm Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn mßn : Pt £[P] 3. x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc a vµ sè m¾t xÝch : Chän a = (30…50)p = (30…50)25,4 = (762…1270) mm Chọn a = 787 mm TÝnh sè m¾t xÝch theo c«ng thøc : x = = = 108,03 LÊy sè m¾t xÝch ch½n : x = 108 TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc a theo c«ng thøc : a= = = 764,79 mm §Ó xÝch kh«ng chÞu lùc c¨ng qu¸ lín, nªn gi¶m a ®I mét l­îng b»ng: Da = 0,004a = 0,004.764,79 » 3,06 mm Do ®ã kho¶ng c¸ch trôc thùc tª : a = 764,79 – 3,06 = 761,73 mm * Sè lÇn va ®Ëp cña xÝch ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : i = = = 1,57 < [i] =30 (Theo b¶ng ) 4 - TÝnh kiÓm nghiÖm xÝch theo ®é bÒn mßn : Theo c«ng thøc : s = Theo b¶ng , víi xÝch con l¨n 1 d·y, b­íc xÝch p = 25,4 mm, ta tra ®­îc: + T¶i träng ph¸ huû : Q = 56,7 kN + Khèi l­îng 1 mÐt xÝch : q1 = 2,6 kg kd = 1,2 : ChÕ ®é lµm viÖc trung b×nh VËn tèc vßng cña xÝch: v = = 1,76 m/s Lùc vßng : Ft = 1000.4,43/1,76 = 1261,36 N Lùc c¨ng do lùc li t©m sinh ra : Fv = qv2 = 2,6.1,762 = 8,05 N Lùc c¨ng do träng l­îng nh¸nh xÝch bÞ ®éng sinh ra : Fo = 9,81kfqa Ta cã Fo = 9,81.6.2,6.0,762 = 116,61 N Do ®ã : s = = 34,61 Theo b¶ng , víi n01 = 200 v/ph Þ Chän [s] = 8,2 Suy ra : s ³ [s] Þ Bé truyÒn ®ñ bÒn 5. X¸c ®Þnh th«ng sè cña ®Üa xÝch : a. TÝnh c¸c ®­êng kÝnh ®Üa xÝch : - §­êng kÝnh vßng chia c¸c ®Üa xÝch ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : d1= = = 186,54 mm d2 = = = 558,06 mm - §­êng kÝnh vßng ®Ønh r¨ng ®Üa xÝch : da1 = = = 197,50 mm da2 = = = 570,18 mm - §­êng kÝnh vßng ch©n r¨ng ®Üa xÝch : df = d-2r Víi r = 0,5025dl +0,05 = 0,5025.15,88 + 0,05 = 8,03 dl = 15,88 mm: §­êng kÝnh cña con l¨n Suy ra : df1 = d1 - 2r = 186,54-2.8,03 = 170,50 mm df2 = d2 - 2r = 570,18-2.8,03 = 554,12 mm b. KiÓm nghiÖm theo ®é bÒn tiÕp xóc r¨ng ®Üa xÝch: R¨ng ®Üa xÝch ®­îc kiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc theo c«ng thøc : sH = £ [sH] [sH] : øng suÊt tiÕp cho phÐp : Chän vËt liÖu lµm ®Üa xÝch lµ thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t HB170, tra theo b¶ng , ta cã : [sH] = 600 MPa HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña sè r¨ng: Víi Z1 = 23 => kr1 = 0,48 Z2 = 58 Þ kr2 = 0,22 A = 180 mm2 : DiÖn tÝch chiÕu cña b¶n lÒ : Tra b¶ng víi p = 25,4 mm K® : HÖ sè t¶i träng ®éng : K® = 1,2 - Bé truyÒn chÞu va ®Ëp võa E = : M«®un ®µn håi t­¬ng ®­¬ng, víi E1,E2 lÇn l­ît lµ m«®un ®µn håi vËt liÖu con l¨n vµ r¨ng ®Üa Þ Chän vËt liÖu lµm con l¨n vµ ®Üa xÝch ®Òu lµ thÐp : E = 2,1.105 MPa k® : HÖ sè ph©n bè t¶i träng kh«ng ®Òu trong c¸c d·y xÝch Þ Chän xÝch 1 d·y nªn k® = 1 Fv® : Lùc va ®Ëp trªn m = 1 d·y xÝch : Fv® = 13.10-7n1p3m = 13.10-7.181,13.25,43.1= 3,86 MPa Suy ra : sH1 = = 433,27 MPa £ [sH] sH2 = = 293,32 MPa £ [sH] 7 - B¶ng tæng hîp sè liÖu Th«ng sè Ký hiÖu Gi¸ trÞ Lo¹i xÝch xÝch con l¨n B­íc xÝch P 25,4 mm Sè m¾t xÝch x 108 Kho¶ng c¸ch trôc a 761,73 mm Sè r¨ng ®Üa xÝch Z1 Z2 23 69 VËt liÖu ®Üa xÝch ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn §­êng kÝnh vßng chia d1 d2 186,54 mm 558,06 mm §­êng kÝnh vßng ®Ønh da1 da2 197,50 mm 570,18 mm B¸n kÝnh ®¸y r 8,03 mm §­êng kÝnh ch©n r¨ng ®Üa xÝch df1 df2 170,50 mm 554,12 mm Lùc t¸c dông lªn trôc Fr 1450,56 N 6 - TÝnh lùc t¸c dông : Lùc t¸c dông lªn trôc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Fr = kxFt kx : HÖ sè xÐt ®Õn träng l­îng xÝch : Bé truyÒn ®Æt n»m ngang Þ kx = 1,15 VËy suy ra : Fr=1,15.1261,36=1450,56 N III. tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c bé truyÒn A. bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n 1. Chän vËt liÖu : Theo b¶ng , chän: - B¸nh nhá : ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn, HB 241..285, sb1 = 850 MPa, sch1 = 580 MPa - B¸nh lín : ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn, HB 192..240, sb2 = 750 MPa, sch2 = 450 MPa 2. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp : Theo b¶ng , víi thÐp 45 t«i c¶i thiÖn: s°Hlim = 2HB + 70 ; SH = 1,1 s°Flim = 1,8HB ; SF = 1,75 Chän ®é r¾n b¸nh chñ ®éng( b¸nh nhá) HB1 = 245, b¸nh bÞ ®éng( b¸nh lín) HB2 = 230, ta cã : s°Hlim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa ; s°Flim 1= 1,8HB1 = 1,8.245 = 441 MPa s°Hlim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; s°Flim 2= 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 MPa ¨ Ứng suất tiếp xóc cho phÐp : sè chu ki thay ®æi øng suÊt c¬ së khi töh vÒ tiÕp xóc víi tÊt c¶ c¸c lo¹i thÐp Theo c«ng thøc : NHO = : Sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ tiÕp xóc Þ NHO1 = = 30.2452,4 = 1,6.107 Þ NHO2 = = 30.2302,4 = 1,39.107 Sè chu kú thay ®æi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Víi c =1 lµ sè lÇn ¨n khíp trong 1 vßng quay Suy ra : NHE1 > NHO1Þ lÊy KHL1 = 1 Ứng suất tiếp xóc cho phÐp : [σH] = Trong đã : ZR: hệ số xÐt đến độ nh¸m của mặt răng làm việc Zv : hệ sè xÐt đến ảnh hưởng của vận tốc vßng KxH: hệ sè xÐt đến ảnh hưởng của kÝch thước b¸nh răng Chọn sơ bộ ZR.Zv.KxH = 1 Þ Theo c«ng thøc , ®Þnh s¬ bé : [sH1] = = = 509,09 MPa [sH2] = = = 481,82 Mpa Do ®©y lµ bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n th¼ng nªn ¨ øng suÊt uèn cho phÐp : Theo c«ng thøc : Bé truyÒn quay 1 chiÒu : [sF] = s°Flim.KFC.KFL/SF Víi KFC : HÖ sè ¶nh h­ëng cña ®Æt t¶i : quay 1 chiÒu Þ KFC = 1 Þ [sF1] = 441.1.1/1,75 = 252 MPa [sF2] = 414.1.1/1,75 = 236,57 MPa ¨ øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp : Theo c«ng thøc vµ ,: [sH]max = 2,8sCH2 = 2,8.450 = 1260 MPa [sF1]max = 0,8sCH1 = 0,8.580 = 464 MPa [sF2]max = 0,8sCH2 = 0,8.450 = 360 MPa 3 - X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc s¬ bé : ¨ ChiÒu dµi c«n ngoµi : Theo c«ng thøc : Re = Trong ®ã : + KR : HÖ sè phô thuéc vËt liÖu, lo¹i r¨ng : KR = 0,5K® K® : HÖ sè phô thuéc lo¹i r¨ng : Víi b¸nh r¨ng c«n, r¨ng th¼ng lµm b»ng thÐp Þ K® = 100 MPa1/3 Þ KR = 0,5.100 = 50 MPa1/3 + Kbe : HÖ sè chiÒu réng vµnh r¨ng Þ Chän Kbe = 0,25 + KHb : HÖ sè xÐt ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶I träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng Víi b¸nh r¨ng c«n , cã = 0,56 Þ Theo b¶ng Þ KHb = 1,23 + T1 = 45859,90 Nmm : M«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng Suy ra : Re = = = 168,63 mm 4 - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè : ¨ Sè r¨ng b¸nh nhá : §­êng kÝnh chia ngoµi b¸nh nhá : de1 = = = 62,53 mm Þ Tra b¶ng : Z1P = 15 Þ Víi HB < 350 : Z1 = 1,6Z1P = 1,6.15 = 24 Þ LÊy Z1 = 24 Dùa vµo b¶ng 6.20 chän hÖ sè dÞch chØnh ®èi xøng x1 = 0,39 : x2 = -0,39 ¨ §­êng kÝnh trung b×nh vµ m«®un trung b×nh : dm1 = (1-0,5Kbe)de1 = (1-0,5.0,25)62,53 = 54,71 mm mtm = dm1/Z1 = 54,71/24 = 2,28 mm ¨ M«®un vßng ngoµi : TÝnh theo c«ng thøc : mte = = = 2,61 mm Theo b¶ng , lÊy mte theo tiªu chuÈn : mte = 3 mm Do ®ã: mtm = mte(1-0,5Kbe) = 3(1-0,5.0,25) = 2,63 mm X¸c ®Þnh sè r¨ng: ¨ Sè r¨ng b¸nh lín : V× Z1 = =54,71/2,63 = 20,08 , lÊy =21 r¨ng Þ Sè r¨ng b¸nh lín Z2 = uZ1 = 5,32.21 = 111,72 LÊy Z2 = 112 r¨ng Þ Tû sè truyÒn thùc : u = Z2/Z1 = 112/21 = 5,33 Sai lÖch tØ sè truyÒn == 0,19% < 4% v©y tháa m·n ¨ Gãc c«n chia : d1 = arctg(Z1/Z2 ) = arctg(21/112) = 10,62° d2 =90° - d1 = 90° - 10,62° = 79,38° §­êng kÝnh trung b×nh =2,63.21=55,23 mm =2,63.112=294,56 mm ¨ ChiÒu dµi c«n ngoµi : Re = 0,5mte = 0,5.3. = 170,93 mm ¨ ChiÒu réng vµnh r¨ng b b = Re. Kbe =170,93.0,25=42,73 mm LÊy b = 43 mm 5 - KiÓm nghiÖm bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n : ¨ KiÓm nghiÖm theo ®é bÒn tiÕp xóc Theo c«ng thøc : sH = ZMZHZe ≤ [sH]’ Trong ®ã : + ZM : HÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu lµm b¸nh r¨ng Þ Theo b¶ng , víi b¸nh r¨ng lµm b»ng thÐp : ZM = 274 MPa 1/3 + ZH : HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc : Theo b¶ng , víi xt = x1+x2 = 0 Þ ZH = 1,76 + Ze : HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp r¨ng : Ze = Víi ea : HÖ sè trïng khíp ngang : ea = = = 1,70 Þ Ze = = 0,88 + Theo c«ng thøc : KH = KHaKHbKHv : HÖ sè t¶i träng tiÕp xóc KHa : HÖ sè xÐt ®Õn sù ph©n bè t¶i träng kh«ng ®Òu trong c¸c ®«i r¨ng ®ång thêi ¨n khíp Þ B¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng nªn : KHa = 1 KHb : HÖ sè xÐt ®Õn sù ph©n bè t¶i träng kh«ng ®Òu trªn chiÒu réng vµnh r¨ng Theo b¶ng : KHb = 1,23 KHv : HÖ sè t¶i träng ®éng : KHv = 1 + vH : TÝnh theo c«ng thøc : vH =dHgov Víi v= = = 2,75 m/s Þ Theo b¶ng chän cÊp chÝnh x¸c 8 Theo b¶ng : dH = 0,006 Theo b¶ng : go = 56 Þ vH = 0,006.56.2,75 = 7,45 Þ KHv = 1 + = 1 + = 1,16 Suy ra : KH = KHaKHbKHv = 1.1,23.1,16 = 1,42 Thay sè vµo c«ng thøc , ta ®­îc : sH = 274.1,76.0,88= 418,16 MPa Theo c«ng thøc vµ , ta cã : [sH]’ = [sH]ZRZvKxH Zv : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vËn tèc vßng : v = 2,75 m/s Þ Zv=1 ZR : HÖ sè xÐt ®Õn ®é nh¸m bÒ mÆt lµm viÖc : Víi cÊp chÝnh x¸c 8 , theo b¶ng ,ta cã: Víi Ra = 2m5..1m25 mm Þ ZR = 0,95 KxH : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc b¸nh r¨ng : Víi da =294,56mm< 700 mm Þ KxH = 1 Þ [sH]’ = 481,82.1.1.0,95 = 457,73 MPa KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc : = » 8,64 % < 10% Þ §ñ bÒn ¨ KiÓm nghiÖm theo ®é bÒn uèn Theo c«ng thøc : σF1 = Trong ®ã:=2,63mm + K : HÖ sè t¶i trän khi tÝnh vÒ uèn KFa : HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè t¶i träng kh«ng ®Òu trªn c¸c ®«i r¨ng cïng ¨n khíp ®ång thêi Þ B¸nh r¨ng c«n, r¨ng th¼ng Þ KFa = 1 KFb : HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè t¶i träng kh«ng ®Òu trªn chiÒu réng vµnh r¨ng : Theo b¶ng , víi = 0,56 Þ KFb = 1,47 KFv : HÖ sè t¶i träng ®éng tÝnh theo ®é bÒn uèn : KFv = 1 + Víi : δF : tra bảng : δF  = 0,016 go : tra bảng : go = 56 Þ vF = 0,016.56.2,75 = 19,96 Þ KFv = 1 + = 1,35 Suy ra : KF = 1.1,47.1,35 = 1,99 + Yb : HÖ sè xÐt ®Õn ®é nghiªng cña r¨ng : B¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng Þ Yb=1 + Ye : HÖ sè xÐt ®Õn sù trïng khíp r¨ng : ea = 1,70 Þ Ye = 1/ea = 0,59 + YF1,YF2 : HÖ sè d¹ng r¨ng cña b¸nh dÉn vµ b¸nh bÞ dÉn : tra b¶ng víi = = 21,37 = 607,7 ta ®­îc YF1 = 3,59 ; YF 2 = 3,63 Suy ra : σF1 = = 123,42 MPa σF2 = = = 124,80 MPa Suy ra : sF1 < [sF1]’=252 MPa sF2 < [sF2]’=236,57 MPa Þ §iÒu kiÖn bÒn uèn ®­îc ®¶m b¶o ¨KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i : Theo c«ng thøc ,víi : Kqt = Tmax/T1 = 1 Theo c«ng thøc : == 124,80.1 = 124,80 MPa Þ §¹t yªu cÇu vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i 6 - TÝnh lùc ¨n khíp Ft1 = Ft2= = =1660.69 N Fr1 = Fa2= Ft1.tg20.cos10,62 =594,09 N Fr1 = Fa2= Ft1.tg20.sin10,62 =111,40 N 7 - B¶ng th«ng sè Th«ng sè Ký hiÖu C«ng thøc tÝnh KÕt qu¶ ChiÒu dµi c«n ngoµi Re Re = 0,5mte 168,63 mm ChiÒu réng vµnh r¨ng b b = KbeRe 43 mm ChiÒu dµi c«n trung b×nh Rm Rm = Re – 0,5b 147,13 mm M«®un vßng trung b×nh mtm mtm = mte.Rm/Re 2,63 mm M«®un vßng ngoµi mte mte = 3 mm Lùc ¨n khíp Ft1 = Ft2 Fa2 = Fr1 Fa1 = Fr2 1660,69 N 594,09 N 111,40 N Gãc c«n chia d1 d2 d1 = arctg(Z1/Z2 ) d2 = 90° - d1 10,62° 79,38° ®­êng kÝnh chia ngoµi de1 ; de2 de1 = mteZ1 ; de2 =mteZ2 63 mm ; 336 mm ChiÒu cao r¨ng ngoµi he he=2hte.mte + c víi c=0,2mte ; hte = cosbm 6,6 mm ChiÒu cao ®Çu r¨ng ngoµi hae hae1 = (hte +xn1.cosb)mte víi xn1 tra b¶ng 6.20 hae2 = 2hte.mte – hae1 4,17 mm 1,83 mm ChiÒu cao ch©n r¨ng ngoµi hfe1; hfe2 hfe1(2) = he – hae1(2) 2,43 ; 4,77 mm §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng ngoµi dae1 ; dae2 dae1(2) = de1(2) + 2hae1(2).cosd1(2) 71,20 mm; 336,67 mm Sè r¨ng cña c¸c b¸nh Z1 ; Z2 Z1 = dm1/mtn ; Z2 = u.Z1 21 ; 112 r¨ng HÖ sè dÞch chØnh x1 ; x2 0,39 ; -0,39 IV. tÝnh to¸n trôc - æ l¨n - then - khíp A. tÝnh vµ chän khíp nèi 1. Chän khíp nèi V× m«men xo¾n nhá Tdc=46357,29 Nmm vµ cÇn bï sai lÖch trôc nªn cÇn sö dông lo¹i nèi trôc vßng ®µn håi (cã kh¶ n¨ng bï sai lÖch, gi¶m va ®Ëp, chÊn ®éng, cÊu t¹o ®¬n gi¶n) +, M«men xo¾n trªn trôc I: Tt = k.T1= 1,2.46357,29 = 55628,75 N.mm 55,63 N.m Víi k : hÖ sè chÕ ®é lµm viÖc, k = 1,2 (tra b¶ng 16.1) Víi ®éng c¬ 4A132S6Y3 tra b¶ng P1.7-TL1 ta cã =38mm LÊy = 38 mm Tra b¶ng 16.10a, 16.10b, dùa vµo m«men xo¾n T1 vµ ®­êng kÝnh ta ®­îc kÝch th­íc cña nèi trôc T = 63 (N.m d = 28 (mm) D = 100 (mm) dm = 50 (mm) L = 124 (mm) l = 60 (mm) d1 = 48 (mm) Do = 71 (mm) Z = 6 nmax = 5700 (vg/ph) B = 4 B1 = 28 l1 = 21 (mm) D3 = 20 (mm) l2 = 20 (mm) T = 63 (N.m) dc = 10 (mm) d1 = M8 D2 = 15 (mm) l = 42 (mm) l1 = 20 (mm) l2 = 10 (mm) l3 = 15 (mm) h = 1,5 2, KiÓm tra ®é bÒn cña vßng ®µn håi +, §iÒu kiÖn vÒ søc bÒn dËp cña vßng ®µn håi : Víi : dc=10; l3 =15; Do=71; Z = 6; k = 1,3; VËy vßng ®µn håi tháa m·n søc bÒn dËp. +, §iÒu kiÖn søc bÒn cña chèt : l0 = l1+ l2/2 = 20 + 10/2 = 25 mm ; VËy chèt ®ñ ®iÒu kiÖn lµm viÖc. B. s¬ ®å ®Æt lùc 1. S¬ ®å kÕt cÊu chung : 2. S¬ ®å ®Æt lùc: C: X¸c ®Þnh s¬ bé ®­êng kÝnh,kho¶ng c¸ch c¸c ®o¹n trôc Chän vËt liÖu chÕ t¹o c¸c trôc lµ thÐp 45 cã sb= 600 MPa øng suÊt xo¾n cho phÐp [t]= 15…30 Mpa , =340Mpa 1- X¸c ®Þnh s¬ bé ®­êng kÝnh trôc : §­êng kÝnh trôc s¬ bé ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : d ³ Trong ®ã : T : m«men xo¾n trªn trôc cÇn tÝnh : Lµ øng suÊt xo¾n cho phÐp Ta cã =12..20 MPa ¨ Trôc I l¾p víi ®éng c¬ ®iÖn th«ng qua khíp nèi ®µn håi Þ d1 = (0,8¸1,2)d®c Theo b¶ng , víi ®éng c¬ 4A132S6Y3 cã: d ®c = 38 mm Þ chän d1 = 0,8.d ®c = 0,8.38 = 30,4 mm Þ LÊy d1 = 30 mm ¨ Trôc II : Víi T2/2 = 233569,91/2 = 116784,96 Nmm d mm Þ chän s¬ bé d3 = 35mm 2 - X¸c ®Þnh c¸c kho¶ng c¸nh Theo b¶ng Þ ChiÒu réng c¸c æ l¨n : d1 = 30 mm Þ bo1 = 19 mm d2 = 35 mm Þ bo2 = 21 mm Theo c«ng thøc : ChiÒu dµi may¬ cña : + B¸nh r¨ng c«n : +Trªn trôc I : l m13=(1,2..1,4)d1=(1,2..1,4).30 = 36¸42mm Þ Do ®ã chän lm13= 40 (mm) + Trªn trôc II :l m23= (1,2..1,4) d2= (1,2..1,4).35 =42..49mm Þ Do ®ã chän lm23= 45 mm Gi¶ sö cã b¸nh trô + B¸nh r¨ng trô : + Trªn trôc II: l m22= (1,2..1,5) d2 = (1,2..1,5).35 =42..52,5mm Þ Do ®ã chän lm22= 50 mm + Khíp nèi ®µn håi : l m12= (1,2..2,5) d1= (1,2 ..2,5).30 = 36¸75 mm Þ Do ®ã chän lm12 =45 + §Üa xÝch : l m31= lm33= (1,2..1,5) d2 = (1,2..1,5).35=42..52,5 Þ Do ®ã chän l m31= lm33= 45 mm 3 - X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc : ¨Trôc I : Theo b¶ng : + k1 : Kho¶ng c¸ch tõ mÆt canh cña chi tiÕt quay ®Õn thµnh trong cña hépÞ Chän k1 =8 mm + k2 : Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh cña æ ®Õn thµnh trong cña hép Þ Chän k2 = 5 mm + k: Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh cña chi tiÕt quay ®Õn n¾p æ Þ Chän k3 =15 mm + hn : ChiÒu cao n¾p æ vµ ®Çu bu l«ng Þ chän hn =20 mm Suy ra : = 0,5(45 + 19) + 15 + 20 =67 mm chän = 70mm l11 = (2,5¸3)d1 = (2,5¸3).30 = 75¸90 mm Þ Do ®ã chän l11= 80 mm l13 = l11 +k1 + k2 + lm13 + 0,5(bo1 +b13cosd1) = 80+ 8+ 5+ 40+ 0,5(19 - 40cos10,32°) = 132,98 mm chän = 133 mm Víi b13 : ChiÒu réng vµnh r¨ng b¸nh r¨ng c«n : b13 = 43 mm ¨ Trôc II : l22 = 0,5(lm22 + bo2) +k1 + k2 = 0,5(50 + 21) +5 +8 = 48,5 mm chän =50mm l23 = l22 + 0,5(lm22 + b13cosd2) + k1 = 50 +0,5(50 + 43cos79,68°) + 8 = 90 mm l21 = lm22 + lm23 +bo2 +3k1 + 2k2 = 50 + 45 + 21 + 3.8+ 2.5 = 150 mm lc31 = lc33 = 0,5(lm31 + bo2) + k3 +hn = 0,5(45 + 21) +15 + 20 =70 mm l32 = l23 = 90 mm l31 = l21 = 150 mm l33 = lc31 + lc33 +l31 =2.70 + 150 = 290 mm 4 - X¸c ®Þnh trÞ sè c¸c lùc t¸c dông lªn trôc Theo s¬ ®å ®Æt lùc chung cÇn tÝnh Fa, Fr,Ft,Fk,Fx ¨Bé truyÒn xÝch : Tõ phÇn tÝnh bé truyÒn ngoµi, ta cã : Fr5 = Fr6 = 1450,56 N ¨ Bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n: Theo c«ng thøc : Ft1 = Ft2 =1660,69 N Fr1= Fa2 = 594,09N Fa1 = Fr2 = 111,40 N ¨ Lùc tõ khíp nèi: Fk = (0,1¸0,3)Ft’ Ft’ = 2T1/Do Víi Do : §­êng kÝnh vßng trßn qua t©m c¸c chèt cña nèi trôc vßng ®µn håi Þ Theo b¶ng : víi T1 = 46357,29 Nmm Þ Do = 71 mm Suy ra : Fk = (0,1..0,3) .2.46357,29/71 = 130,6..391,6 N LÊy =200N D.biÓu ®å m«men vµ ®­êng kÝnh c¸c ®o¹n trôc 1 - Trôc I Ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men: Þ · TÝnh m«men uèn tæng vµ m«men uèn t­¬ng ®­¬ng vµ ®­êng kÝnh c¸c ®o¹n trôc: Víi =30 tra b¶ng 10.5 TL1 ®­îc * T¹i tiÕt diÖn 1-1 : Nmm mm T¹i tiÕt diÖn l¾p æ l¨n 1 Þ d1 =18,84 mm * T¹i tiÕt diÖn 2-2 : Nmm mm T¹i tiÕt diÖn l¾p æ l¨n 2 Þ d2 = 25,18 mm * T¹i tiÕt diÖn 3-3 : Nmm mm T¹i tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng c«n Þ d3 = 18,49 mm * T¹i tiÕt diÖn khíp nèi: =0 Nmm mm *XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu c«ng nghÖ ta ®­îc - §­êng kÝnh tiÕt diÖn l¾p æ l¨n 1 : d =30 mm - §­êng kÝnh tiÕt diÖn æ l¨n 2 : d =30 mm - §­êng kÝnh tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng c«n vµ khíp : d =22 mm · BiÓu ®å m«men * B¶ng sè liÖu vÏ ®å thÞ 2 - Trôc II C¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng: · TÝnh m«men uèn tæng vµ m«men uèn t­¬ng ®­¬ng vµ ®­êng kÝnh c¸c ®o¹n trôc: Tra b¶ng 10.5 TL1 ®­îc * T¹i tiÕt diÖn 1-1 : T¹i tiÕt diÖn l¾p æ l¨n víi Þd mm * T¹i tiÕt diÖn 2-2 : T¹i tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng c«n víi Þ d mm T¹i tiÕt diÖn æ l¨n 3-3: Þd T¹i tiÕt diÖn ®Üa xÝch : Þ d mm *XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu c«ng nghÖ ta ®­îc - §­êng kÝnh tiÕt diÖn l¾p æ l¨n : d =40 mm - §­êng kÝnh tiÕt diÖn l¾p BR c«n : d =38 mm - §­êng kÝnh tiÕt diÖn l¾p b¸nh xÝch : d =35 mm · BiÓu ®å m«men * B¶ng sè liÖu vÏ ®å thÞ E. tÝnh to¸n mèi ghÐp then : 1 – Chän vµ kiÓm nghiÖm mèi ghÐp then cho trôc I. * Chän then Theo b¶ng , víi ®­êng kÝnh chç l¾p then d = 22 mm , ta chän then b»ng cã: b = 8 mm t1 = 4 mm h = 7 mm - chiÒu dµi then theo tiÕt diÖn chøa b¸nh r¨ng c«n nhá lt1 =(0,8..0,9) lm13= 35 mm - chiÒu dµi then theo tiÕt diÖn chøa khíp nèi. lt2 =(0,8..0,9) lm12= 36 mm * KiÓm tra ®é bÒn cña then : Theo c«ng thøc : Then trªn b¸nh c«n nhá: víi lt1 =28 mm Þ Þ Then ®ñ bÒn Then trªn khíp nèi: víi lt2 =36 mm Þ Þ Then ®ñ bÒn 2 – Chän vµ kiÓm nghiÖm mèi ghÐp then cho trôc II. * Chän then Theo b¶ng , víi ®­êng kÝnh chç l¾p then d = 35..38mm , ta chän then b»ng cã: b = 10 mm t = 5,5 mm h = 9 mm - chiÒu dµi then theo tiÕt diÖn chøa b¸nh r¨ng c«n lín : lt3 =(0,8..0,9) lm22= (40..45) mm - chiÒu dµi then trªn tiÕt diÖn chøa ®Üa xÝch: =(0,8..0,9)=(36..40,5)mm * KiÓm tra ®é bÒn cña then : Theo c«ng thøc : -Then trªn b¸nh c«n nhá: víi lt3 =40 mm Þ Þ Then ®ñ bÒn - Then trªn b¸nh xÝch : víi lt4 =40 mm Þ Þ Then ®ñ bÒn F. kiÓm nghiÖm ®é bÒn mái víi trôc Ta thÊy r»ng t¹i trôc 1 tiÕt diÖn nguy hiÓm nhÊt ch×nh lµ tiÕt diÖn chøa æ bi. HÖ sè an toµn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Trong ®ã : + [s] : HÖ sè an toµn cho phÐp : [s] = 2..2,5 + ss,st: HÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p vµ hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt tiÕp t¹i tiÕt diÖn thø j : - s-1,t-1 : Giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n t­¬ng øng víi chu kú ®èi xøng - Víi thÐp CT45 cã : sb=600MPa Þ s-1 = 0,436.600 = 261,6 MPa t-1=0,58. s-1= 0,58.261,6 = 151,7 MPa ys=0,05 ; yt=0 víi ys,yt hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña trÞ sè øng suÊt trung b×nh ®Õn ®é bÒn mái . - C¸c trôc cña hép gi¶m tèc ®Òu quay øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng do ®ã saJ tÝnh theo c«ng thøc : ; Trôc quay 1 chiÒu nªn øng suet xo¾n thay ®æi theo chu k× m¹ch ®«ng do ®ã: Trong ®ã m«men c¶n uèn ,c¶n xo¾n t¹i tiÕt diÖn J cña trôc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc theo b¶ng , NÕu trôc tiÕt diÖn trßn: ; NÕu trôc cã 1 r·nh then: Víi b,t tra b¶ng 9.1a TL1 Víi trôc I mÆt c¾t nguy hiÓm lµ mÆt 10 vµ 11( tiÕt diÖn t¹i c¸c æ ®ì) Víi trôc 2 mÆt c¨t nguy hiÓm lµ mÆt c¾t 21 vµ 22 , 23 tuy nhiªn v× mÆt c¾t 23 vµ 22 lµ nh­ nhau cho nªn ta chØ cÇn xÐt mÆt c¾t 21 vµ 22 Ta cã: X¸c ®Þnh c¸c hÖ sè ; Trong ®ã : + K:hÖ sè tËp trung øng suÊt do tr¹ng th¸I bÒ mÆt, phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p gia c«ng vµ ®é nh½n bÒ mÆt, tra b¶ng C¸c trôc gia c«ng trªn m¸y tiÖn , t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm yªu cÇu ®¹t: : hÖ sè t¨ng bÒn bÒ mÆt trôc , phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p t¨ng bÒn bÒ mÆt , c¬ tÝnh vËt liÖu. V× trôc ®­îc l»m b»ng vËt liÖu thÐp 45 th­êng hãa kh«ng t¨ng bÒn bÒ mÆt nªn =1 - Theo b¶ng dïng dao phay ngãn ,vËt liÖu cã sb = 600 MPa : HÖ sè tËp trung øng suÊt : Ks=1,76 ; Kt=1,54 - , : HÖ sè kÝch th­íc kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc tiÕt diÖn trôc ®Õn giíi h¹n mái Trôc 10 11 21 22 d(mm) 30 30 40 38 0,88 0,88 0,85 0,85 0,89 0,81 0,78 0,78 Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta ®­îc b¶ng sè liÖu sau: Trôc d(mm) 10 30 2,06 1,96 11 30 2,06 1,96 21 40 2,13 2,03 22 38 2,13 2,03 Þ Þ §iÒu kiÖn mái ®­îc ®¶m b¶o G. KiÓm NghiÖn Trôc VÒ §é BÒn TÜnh Khi qu¸ t¶i ®ét ngét nh­ khi më m¸y cã thÓ g©y biÕn d¹ng dÎo hoÆc g·y háng do ®ã trôc tÝnh theo ®é bÒn mái cÇn ph¶i ®c kiÓm tra ®é bÒn tÜnh trªn tiÕt diÖn võa chÞu uèn võa chÞu xo¾n nªn ta tÝnh ®­îc øng suÊt t­¬ng ®­¬ng theo thuyÕt thÕ n¨ng biÕn d¹ng: Trong ®ã : : lµ momen uèn lín nhÊt vµ xo¾n lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm khi qu¸ t¶i T¹i tiªt diÖn æ l¨n 1-0: + T¹i tiÕt diÖn æ l¨n 1-1 + T¹i tiÕt diÖn æ l¨n 21 + T¹i tiÕt diÖn æ l¨n 22 Trôc 1 vµ trôc 2 ®¶m b¶o ®é bÒn tÜnh. H. tÝnh to¸n vµ chän æ l¨n 1, Chän vµ tÝnh æ l¨n cho trôc I + Chon lo¹i æ Do cã khíp nèi lªn khi tÝnh æ l¨n ta chän chiÒu cña ng­îc víi chiÒu ®· chän trong khi tÝnh trôc nã cã nghÜa cïng chiÒu víi : TÝnh l¹i c¸c lùc vµ My/0= -Fk.l12 – X2.l11 + Ft.l13 = 0 T¶i träng h­íng t©m ë hai æ : Fr1 = N Fr2 = N T¶i träng däc trôc: Fa1 = 111,40N Do yªu cÇu ®é cøng cao ,®¶m b¶o ®é chÝch x¸c gi÷a vÞ trÝ trôc vµ b¸nh r¨ng c«n ,chän æ ®òa c«n 1 d·y .Tra tra b¶ng P.2.11 tttkhd®ck tËp 1 ,dùa vµo ®­êng kÝnh ngâng trôc d =30 mm, ta chän : s¬ bé æ ®òa c«n cì trung. Ký hiÖu 7206 cã : C = 29,8 KN, C0= 22,3 KN, a = 13,670 . S¬ ®å bè trÝ æ : H×nh 6: S¬ ®å bè trÝ æ l¨n trªn trôc I + TÝnh æ theo kh¶ n¨ng t¶i ®éng Cd= Q. < C Trong ®ã : m: lµ bËc cña ®­êng cong, m = 10/3 L: tuæi thä tÝnh b»ng triÖu vßng quay , L = 60.n110-6 .Lh = 60.960.10-6.15000 = 864( triÖu vßng) Q: lµ t¶i träng ®éng : Qi= (XiVFri + Yi.Fai)Kt.K® Qi = (XVFri + YFai)Kt.K® Víi : Fa , Fr -t¶i träng däc trôc vµ h­íng t©m t¹i c¸c æ 0 vµ 1 V: hÖ sè kÓ ®Õn vßng nµo quay, ë ®©y vßng trong quay nªn V = 1. Kt: hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é, lÊy Kt = 1 (v× t0 < 1250) K®: hÖ sè t¶i träng ®éng (b¶ng 11.3) lµm viÖc ªm lÊy K® = 1 X : hÖ sè t¶i träng h­íng t©m Y : hÖ sè t¶i träng däc trôc Ta cã: e = 1,5.tga = 1,5 .tg13,670 = 0,365 Fs1 = 0,83.e.Fr1= 0,83. 0,365. 807,49 =244,62 N Þ Fs2= 0,83.e.Fr2= 0,83. 0,365. 2754,61 = 834,51 N Þ N åFa1>Fs1 ÞFao= 945,91 N Þ åFa2 < Fs2 ÞFa2= 934,51 N Ta cã : Fa1/Fr1=945,91 /807,49=1,17 > e Þ X1=0,4 ,Y1= 0,4.cotg13,670 = 1,64 ÞQ1= (X1VFr1 + Y1.Fa1)Kt.K® = (0,4.1.807,49+1,64.945,91).1.1 =1874,19 N Fa2/Fr2=934,51/2754,61 = 0.339 < e Þ X2=1 ,Y2=0 ; Þ Q2 = (X2.VFr2 + Y2.Fa2)Kt.K® = (1.1.2754,61+0.934,51).1.1= 2754,61 N VËy : Q2 > Q1 do ®ã chØ tÝnh cho æ 2: Q = Q2=2754,61 N Þ Cd = < C = 29,6 KN Þ æ tho¶ m·n kh¶ n¨ng t¶i ®éng. +, KiÓm nghiÖm æ vÒ kh¶ n¨ng t¶i tÜnh C0 ³ Qt Theo (11.19): Q’t2=X0.Fr2+ Y0.Fa2 vµ (11.20) : Q‘’t1 = Fr2 Tra b¶ng 11.6 tttkhd®ck tËp 1, ta cã : X0=0,5; Y0= 0,22.cotga = 0,90 Þ Q’t2 = 0,5. 2754,61 + 0,90.934,51 = 2218,36N Q‘’t2 = Fr2=2754,61 N Þ Qt = Max(Q‘t1, Q‘’t1) = 2162,27 N < C0=29,9 KN. VËy æ tho¶ m·n vÒ kh¶ n¨ng t¶i tÜnh. +, KÕt luËn: víi trôc I ta dïng æ 7206 cã : d =30 mm, D = 62 mm, D1=50,6 mm, B = 16 mm, C1=14 mm. 2, Chän vµ tÝnh æ l¨n cho trôc II +, Chän lo¹i æ T¶i träng h­íng t©m ë hai æ : Fr3 = N Fr4 = N Lùc däc trôc: Fa2 = 594,09 N kh¸ nhá so víi lùc h­íng t©m; Fa2/Fr= 0,22 nh­ng do t¶i träng kh¸ lín vµ yªu cÇu n©ng cao ®é cøng nªn ta chän æ ®òa c«n vµ bè trÝ c¸c æ nh­ h×nh vÏ : H×nh 7: S¬ ®å bè trÝ æ l¨n trªn trôc II Víi ®­êng kÝnh c¸c ngâng trôc lµ d = 40 mm, theo b¶ng P2.11, Phô lôc chän s¬ bé æ cì nhÑ ký hiÖu 7208 cã: C = 42,4 kN, C0 = 32,7 kN, gãc tiÕp xóc a = 14,330. L=60.n2.10-6.lh=60.181,13.10-6.15000=163,02( triÖu vßng) +,TÝnh kiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng t¶i ®éng cña æ Theo b¶ng 11.4 , víi æ ®òa ®ì – chÆn : e = 1,5.tga = 1,5.tg(14,330) = 0.38 Theo (11.7) lùc däc trôc do lùc h­íng t©m sinh ra trªn æ : Fs3 = 0,83.e.Fr 3 = 0,83.0,38.3710,67=1170,35 N Fs4 = 0,83.e.Fr 4 = 0,83.0,38.3058,97 = 964,8 N Theo b¶ng 11.5 víi s¬ ®å bè trÝ ®· chän ta cã : SFa3 = Fs4 + Fa2 = 964,8+594,09 = 1558,89 N > Fs3 => Fa3 = 1558,89 N SFa4 = Fs3 -Fa2 = 1170,35-594,09 = 576,26 N < Fs4 => Fa4 = Fs4 = 964,8 N X¸c ®Þnh X vµ Y: xÐt tû sè : - Fa3/Fr3 = 1558,89 / 3710,67 = 0,42 > e = 0,36 => X3 = 0,4 ; Y3 =0,4.cotg14,330 =1,57 => Q3 =(X3VFr3 + Y3.Fa3)Kt.K® = (0,4.1.3710,67+1,57.1558,89).1.1 = 3931,73 N xÐt tû sè : - Fa4/Fr4= 964,8 /3058,97 = 0,31 < e = 0,36 theo b¶ng 11.4 ta cã : X4 = 1 , Y4 = 0 => Q4= (X4.VFr4 + Y4.Fa4)Kt.K® = (1.1.3058,97+0.964,8).1.1 = 3058,97 N Q3 > Q4 Nh­ vËy chØ cÇn tÝnh cho æ 3 lµ æ chÞu lùc lín h¬n. Q= Q3= 3931,73N =<C =42,4KN æ tháa m·n kh¶ n¨ng t¶i ®éng. + KiÓm nghiÖm t¶i tÜnh. Theo 11.19 ta cã : vµ theo 11.20 cã Tra b¶ng 11.6 TL1 ta cã VËy cã Q’t3=0,5.3710,67+0,90.594,09=2390,02N Q’’t3=Fr3=3710,69N VËy Qt= Q’’t3=3720,69N<C0=32,7KN VËy æ tháa m·n t¶i tÜnh. +, KÕt luËn: víi trôc II ta dïng æ 7208 cã : d =40 mm, D = 80 mm, D1=66,22 mm, B = 18 mm, C1=16 mm. V. thiÕt kÕ vá hép Vá hép gi¶m tèc lµ b¶o ®¶m vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a c¸c chi tiÕt vµ bé phËn m¸y , tiÕp nhËn t¶i träng do c¸c chi tiÕt l¾p trªn vá truyÒn ®Õn , ®ùng dÇu b«i tr¬n , b¶o vÖ c¸c chi tiÕt tr¸nh bôi bÆm VËt liÖu lµm vá hép chñ yÕu lµ gang x¸m, ph­¬ng ph¸p gia c«ng lµ ®óc 1 - X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña vá hép Tªn gäi BiÓu thøc tÝnh to¸n ChiÒu dµy : Th©n h«p, d N¾p hép, d1 d = 0,03.Re +3 = 0,03.169,45+3=8 mm d1 = 0,9. d =0,9.10 = 90 mm G©n t¨ng cøng : ChiÒu dµy ,e ChiÒu cao, h §é dèc e= (0,8...1).d = (0,8...1).10 = 8..10Þ e = 8 mm lÊy h = 55 mm LÊy b»ng 2° §­êng kÝnh bul«ng vµ vÝt : Bul«ng nÒn ,d1 Bul«ng c¹nh æ, d2 Bul«ng ghÐp bÝch n¾p vµ th©n, d3 VÝt ghÐp n¾p,d4 VÝt ghÐp n¾p cöa th¨m, d5 d1>0,04.Re+10=0,04.169,45+10=16,78 mm Þ M17 d2=(0,7..0,8)d1=(0,7..0,8)17=11,9..13,6 Þ M14 d3=(0,8..0,9)d2=(0,8..0,9)14=11,2..12,6mmÞ M12 d4=(0,6..0,7)d2=(0,6..0,7)12=7,2..8,4mm Þ M8 d5 =(0,5..0,6)d2=(0,5..0,6)14=7..8,4mm Þ M8 §­êng kÝnh gèi trôc : §­êng kÝnh ngoµi vµ t©m lç vÝt, D3,D2 BÒ réng mÆt ghÐp bul«ng c¹nh æ :K2 T©m bul«ng c¹nh æ : C ( k : kho¶ng c¸ch tõ t©m bul«ng ®Õn mÐp lç) ChiÒu cao , h Trôc I Trôc II D mm 62 80 D2 mm 78 96 D3 mm 96 124 K2=E2+R2+(3..5)=44..46 mm,víiÞK2=45mm E2 »1,6d2 = 22,4 mm Þ LÊy E2 = 23 mm R2 »1,3d2 = 18,2 mm Þ LÊy R2 = 18 mm C »D3/2 ph¶i ®¶m b¶o k ³1,2d2= 16,8 mm X¸c ®Þnh theo kÕt cÊu MÆt bÝch vµ ghÐp n¾p th©n : ChiÒu dµy bÝch th©n hép, S3 ChiÒu dµy bÝch n¾p hép, S4 R3 s4 s3 BÒ réng bÝch n¾p vµ th©n , K3 k2 E2 k1 S3=(1,4..1,8)d3=(1,4..1,8)12 =16,8..21,6ÞS3=20mm S4= (0,9...1).S3 =18…20 mm Þ S4= 20mm K3 = K2- (3 ¸5)= 45 - 5 = 40 mm §Õ hép : ChiÒu dµy : khi kh«ng cã phÇn låi S1 BÒ réng mÆt ®Õ hép: K1, q S1 » (1,3..1,5)d1 = (1,3..1,5)17 = 22,1..25,5mm ÞS1= 24 mm K1 » 3.d1 = 3.17 = 51 mm q ³ k1 + 2.d = 48 +2.10 = 68 mm Khe hë gi÷a c¸c chi tiÕt : Khe hë gi÷a b¸nh rÆng víi thµnh hép : D Gi÷a ®Ønh b¸nh r¨ng lín víi ®¸y hép : D1 Gi÷a mÆt bªn c¸c b¸nh r¨ng víi nhau : D D ³ ( 1..1,2).d = (1..1,2)10 = 10..12 mm Þ D=10mm D1 = (3..5).d = (3..5).10 = 30..50 mmÞ D1=40mm D> d =10, lÊy D = 10 mm Sè l­îng bul«ng nÒn : L : chiÒu dµi vá hép B : chiÒu réng vá hép Z= LÊy Z= 4 S¬ bé chän L =600 mm, B= 200 mm. Dùa theo b¶ng chän vÝt M8x22 cã c¸c th«ng sè C=125 , A=100 , B=75 , A, , K=87 , R=12 sè l­îng 6 2 - Mét sè chi tiÕt kh¸c: a. Cöa th¨m. -§Ó kiÓm tra quan s¸t chi tiÕt m¸y trong hép khi l¾p ghÐp vµ ®Ó ®æ dÇu vµo hép, trªn ®Ønh hép cã l¾p cöa th¨m, cöa th¨m ®­îc ®Ëy b»ng n¾p, cöa th¨m cã kÕt cÊu vµ kÝch th­íc nh­ h×nh vÏ, theo b¶ng tra®­îc c¸c kÝch th­íc cña cöa th¨m. A B A1 B1 C C1 K R VÝt Sè l­îng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4 125 100 75 100 150 87 4 - b. Nót th«ng h¬i. -Khi lµm viÖc nhiÖt ®é trong n¾p t¨ng nªn, ®Ó gi¶m ¸p xuÊt vµ ®iÒu hoµ kh«ng khÝ bªn trong vµ bªn ngoµi hép ta dïng nót th«ng h¬i, theo b¶ng tra ®­îc c¸c kÝch th­íc. -Chän M27x2 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 c. Nót th¸o dÇu. -Sau mét thêi gian lµm viÖc , dÇu b«i tr¬n chøa trong hép bÞ bÈn, hoÆc bÞ biÕn chÊt , do ®ã cÇn ph¶i 23 12 8 19,6 M16 17 30 thay dÇu míi, ®Ó th¸o dÇu cò ë ®¸y hép cã lç th¸o dÇu, lóc lµm viÖc lç th¸o dÇu ®­îc bÞt kÝn bµng nót th¸o dÇu, kÕt cÊu vµ kÝch th­íc nh­ h×nh vÏ (c¸c kÝch th­íc tra b¶ng ). d. KiÓm tra møc dÇu. -§Ó kiÓm tra møc dÇu trong hép ta dïng que th¨m dÇu, que th¨m dÇu cã kÝch th­íc vµ kÕt cÊu nh­ 30 F18 F12 F6 6 12 h×nh vÏ . e. Chèt ®Þnh vÞ: MÆt ghÐp gi÷a n¾p vµ th©n n»m trong mÆt ph¼ng chøa ®­êng t©m c¸c trôc. Lç trô trªn n¾p vµ th©n ®ù¬c gia c«ng ®ång thêi, ®Ó ®¶m b¶o vÞ trÝ t­¬ng ®èi cña n¾p vµ th©n c¶ tr­íc vµ sau khi gia c«ng còng nh­ khi l¾p ghep, ta chän hai chèt ®Þnh vÞ. Nhê cã chèt ®Þnh vÞ, khi xiÕt bul«ng kh«ng bÞ biÕn d¹ng vßng ngoµi æ 10 D1:50 E. Nèi trôc ®µn håi Trong nèi trôc ®µn håi , hai nöa nèi trôc nèi víi nhau b»ng bé phËn ®µn håi . Nhê cã bé phËn ®µn håi cho nªn nèi trôc ®µn håi cã kh¶ n¨ng gi¶m va ®Ëp vµ chÊn ®énh . ®Ò phßng céng h­ëng do dao ®éng xo¾n g©y nªn vµ bï l¹i ®é lÖch trôc Nèi trôc ®µn håi Vßng ®µn håi d = 28 mm D = 100 mm dm= 50 mm dc = 10 mm l = 42mm B = 4 mm Do = 7163 mm Z = 6 d1: M8 l3 =15 mm B1 =28 mm nmax = 5700 v/ph D3 = 20 mm l1 = 20 mm l2 = 10 mm d1 = 4 mm L = 124 mm l = 60 mm h = 1,5 mm D2 = 15 mm l1 = 21 mm l2 = 20 mm D a k E2 D0 d dm dc D3 d1 L l B l2 l1 D2 l3 l h l1 l2 d1 f. B«i tr¬n vµ thèng kª c¸c kiÓu l¾p I. B«i tr¬n 1- B«i tr¬n trong hép : - Theo c¸ch dÉn dÇu ®Õn b«i tr¬n c¸c tiÕt m¸y , ng­êi ta ph©n biÖt b«i tr¬n ng©m dÇu vµ b«i tr¬n l­u th«ng , do c¸c bé truyÒn b¸nh r¨ng trong hép gi¶m ®Òu cã vËn tèc v < 12 m/s nªn ta b«i tr¬n b¸nh r¨ng trong hép b»ng ph­¬ng ph¸p ng©m dÇu . - Víi vËn tèc vßng cña b¸nh c«n v=2,75 m/s tra b¶ng , ta ®­îc ®é nhít 8 øng víi nhiÖt ®é 100C - Theo b¶ng ta chän ®­îc lo¹i dÇu AK-15 cã ®é nhít 20Centistoc 2-B«i tr¬n ngoµi hép. -Víi bé truyÒn ngoµi hép do kh«ng cã thiÕt bÞ nµo che dËy nªn dÔ bÞ bôi bÆm vµo do ®ã ë bé truyÒn ngoµi ta th­êng b«i tr¬n b»ng mì ®Þnh kú 3- B«i tr¬n æ l¨n. - Khi æ ®­îc b«i tr¬n ®óng kü thuËt , nã sÏ kh«ng bÞ mµi mßn , ma s¸t trong æ sÏ gi¶m , gióp tr¸nh kh«ng ®Ó c¸c chi tiÕt kim lo¹i trùc tiÕp tiÕp xóc víi nhau , ®iÒu ®ã sÏ b¶o vÖ ®­îc bÒ mÆt vµ gi¶m ®­îc tiÕng ån .Th«ng th­êng th× c¸c æ l¨n ®Òu cã thÓ b«i tr¬n b»ng dÇu hoÆc mì , nh­ng trong thùc tÕ th× ng­êi ta th­êng dïng mì bëi v× so víi dÇu th× mì b«i tr¬n ®­îc gi÷ trong æ dÔ dµng h¬n, ®ång thêi cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ æ tr¸nh t¸c ®éng cña t¹p chÊt vµ ®é Èm . Ngoµi ra mì ®­îc dïng l©u dµi Ýt bÞ ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é theo b¶ng ta dïng lo¹i mì LGMT2 vµ chiÕm 1/2 kho¶ng trèng .§Ó che kÝn c¸c ®Çu trôc ra , tr¸nh sù x©m nhËp cña bôi bÆm vµ t¹p chÊt vµo æ còng nh­ ng¨n mì ch¶y ra ngoµi , ë ®©y ta dïng lo¹i vßng phít, theo b¶ng , tra ®­îc kÝch th­íc vßng phít cho c¸c æ nh­ sau : - B¶ng th«ng sè r·nh l¾p vßng phít vµ vßng phít : d d1 d2 D a b S0 20 21 19 33 6 4,3 9 40 41 39 59 9 6,5 12 D a b S0 d2 d d1 D B¶ng thèng kª dïng cho b«i tr¬n Tªn dÇu hoÆc mì ThiÕt bÞ cÇn b«i tr¬n L­îng dÇu hoÆc mì Thêi gian thay dÇu hoÆc mì DÇu «t« m¸y kÐo AK- 15 Bé truyÒn trong hép 0,6 lÝt/Kw 5 th¸ng Mì LGMT2 TÊt c¶ c¸c æ vµ bé truyÒn ngoµi 1/2 chç rçng bé phËn æ 1 n¨m II. B¶ng kª c¸c kiÓu l¾p vµ dung sai Trôc chi tiÕt l¾p ghÐp KiÓu l¾p Sai lÖch ghíi h¹n Sai lÖch ghíi h¹n kiÓu l¾p Lç trôc Trôc1 Trôc vµ khíp nèi f 38 k6 +0,015 +0,002 Trôc vµ æ l¨n f 30 k6 +0,015 +0,002 Trôc vµ b¸nh r¨ng f 30 H7/k6 +0,021 0 +0,015 +0,002 +0,015 -0,019 Vßng ch¾n dÇu f 22 F8/k6 +0,053 +0,02 +0,015 +0,002 +0,066 +0,002 N¾p æ vµ th©n hép f62 H7/d11 +0,025 0 -0,08 -0,24 +0,021 -0,028 Trôc vµ b¹c chÆn f 22D11/k6 +0,16 +0,05 +0,015 +0,002 +0,238 +0,062 Trôc 2 N¾p æ vµ th©n hép f 62H7/d11 +0,03 0 -0,1 -0,29 +0,32 +0,1 Trôc vµ æ l¨n f 40k6 +0,018 +0,002 Trôc vµ b¸nh r¨ng c«n f38 H7/k6 +0,025 0 +0,018 +0,002 +0,018 -0,023 Trôc vµ xÝch f 35 k6 +0,018 +0,002 N¾p æ vµ th©n hép f 90 H7/d11 +0,035 0 -0,12 -0,34 +0,32 +0,1 Trôc vµ vßng ch¾n dÇu f38 F8/k6 +0,076 +0,03 +0,021 +0,002 +0,095 +0,030 Trôc vµ b¹c chÆn f 38D11/k6 +0,24 +0,08 +0,018 +0,002 +0,238 +0,062 Môc lôc Lêi nãi ®Çu..............................................................................................................1 I . phÇn ®éng häc..................................................................................................2 ii.thiÕt kÕ bé truyÒn ngoµi – bé truyÒn xÝch................................................5 III.tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c bé truyÒn.............................................................10 A. bé truyÒn cÊp b¸nh r¨ng c«n...........................................................10 IV. tÝnh to¸n trôc - æ l¨n - then – khíp.......................................................19 A. tÝnh vµ chän khíp nèi...............................................................................19 B. s¬ ®å ®Æt lùc..................................................................................................20 D.biÓu ®å m«men vµ ®­êng kÝnh c¸c ®o¹n trôc............................................24 E. tÝnh to¸n mèi ghÐp then ................................................................................30 F. kiÓm nghiÖm ®é bÒn mái víi trôc ra .............................................................31 G. tÝnh to¸n vµ chän æ l¨n...............................................................................36 V. thiÕt kÕ vá hép...............................................................................................39 Tµi liÖu tham kh¶o: [TL1]: S¸ch TÝnh to¸n thiÕt kÕ HÖ dÉn ®éng c¬ khÝ, tËp1 - TrÞnh ChÊt&Lª V¨n UyÓn [TL2]: S¸ch TÝnh to¸n thiÕt kÕ HÖ dÉn ®éng c¬ khÝ, tËp2 - TrÞnh ChÊt&Lª V¨n UyÓn [TL3]: S¸ch H­íng dÉn lµm bµi tËp Dung sai vµ l¾p ghÐp - Ninh §øc Tèn