Thiết kế hệ dẫn động băng tải, hộp giảm tốc phân đôi cắp nhanh

Cccccccccccccccc bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbTr­êng ®¹i häc B¸ch khoa hµ néi Bé m«n c¬ së thiÕt kÕ m¸y §å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y *** §Ò sè:13 ThiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i T= 1,5T T= 0,8T t = 4 (h) t = 3 (h) t= 8 (h) tmm=3s 1. §éng c¬ 3. Hép gi¶m tèc 5. XÝch t¶i 2. Nèi trôc ®µn håi 4. Bé truyÒn xÝch Sè liÖu cho tr­íc: Lùc kÐo b¨ng t¶i: F=9500 (N) VËn tèc b¨ng t¶i: v=0.45 (m/s) §­êng kÝnh tang D=350(mm) Thêi h¹n phôc vô: l=21.000 (h) Sè ca lµm viÖc: soca= 2 Gãc nghiªng ®­êng nèi t©m bé truyÒn ngoµi: 8. §Æc tÝnh lµm viÖc: þ va ®Ëp nhÑ Khèi l­îng thiÕt kÕ: 1 b¶n vÏ l¾p hép gi¶m tèc – khæ A 1 b¶n vÏ l¾p hép gi¶m tèc – khæ A 1 b¶n thuyÕt minh Sinh viªn thiÕt kÕ : TrÇn §¹i Phong G¸o viªn h­íng dÉn: Hoµng V¨n Ngäc PhÇn I Chän ®éng c¬ vµ ph©n phèi tû sè truyÒn 1.1 TÝnh to¸n ®éng häc C«ng suÊt lµm viÖc trªn trôc c«ng t¸c lµ: Trong ®ã: F: lùc kÐo b¨ng t¶i (N) ; v: vËn tèc b¨ng t¶i (m/s) Thay sè: Do b¨ng t¶i lµm viÖc t¶i träng thay ®æi nªn ta cã c«ng suÊt t­¬ng ®­¬ng : thay sè ta cã C«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ lµ : (1) h = h.h.h... Þ h = hk.h.h.hx .hol Trong ®ã hk: hiÖu suÊt nèi trôc di ®éng, h: hiÖu suÊt 1 cÆp æ l¨n ( do cã 3 cÆp æ l¨n), h: hiÖu suÊt 1 cÆp b¸nh r¨ng trong hép gi¶m tèc ( do cã 2 cÆp b¸nh r¨ng), h: hiÖu suÊt truyÒn ®éng xÝch. Tra b¶ng 2.3 ta ®­îc: hk: = 0,99 h: = 0,99 h: = 0,97 h: = 0,95 Þ h = 0,99.0,99.0,96.0,95.0,9 = 0,85 thay vµo c«ng thøc (1) ta cã : * TÝnh sè vßng ®éng c¬ : Ta cã : Víi : víi bé truyÒn trong lµ b¸nh r¨ng trô 2 cÊp vµ bé truyÒn ngoµi lµ bé truyÒn xÝch ta chän : ungoai=3 ; utrong=20. Suy ra nsb=20.3.24,57= 1474(vßng/phót). Theo b¶ng P1.1 phô lôc víi ta chän ®éng c¬ K123M4 cã c¸c th«ng sè nh­ sau: Pdn=5,5(Kw) n®c=1445(v/ph) ΦD=32(mm) 1.2 Ph©n phèi tû sè truyÒn TÝnh tû sè truyÒn cña hÖ Nh­ trªn ta cã: chän tr­íc suy ra Ph©n phèi tû sè truyÒn cho c¸c cÊp trong hép: víi hép gi¶m tèc ph©n ®«i cÊp nhanh chän 1.3 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè vµ ®iÒn vµo b¶ng víi Tèc ®é c¸c trôc * Momen xo¾n trªn c¸c trôc Trôc §éng c¬ I II III C«ng t¸c P(kw) TS truyÒn N(vg/ph) 1445 T(mm) PhÇn II ThiÕt kÕ c¸c bé truyÒn 2.1 TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp nhanh: (B¸nh trô r¨ng nghiªng, tÝnh cho hép gi¶m tèc ph©n ®«i cÊp nhanh). 2.1.1 Chän vËt liÖu - Do c«ng suÊt truyÒn t¶i kh«ng lín l¾m, kh«ng cã yªu cÇu ®Æc biÖt g× vÒ vËt liÖu, ®Ó thèng nhÊt trong thiÕt kÕ ë ®©y chän vËt liÖu hai cÊp nh­ nhau : cô thÓ chän thÐp 45 t«i c¶i thiÖn, ph«i rÌn. §ång thêi ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng ch¹y mßn cña r¨ng, nªn nhiÖt luyÖn b¸nh r¨ng lín ®¹t ®é r¾n thÊp h¬n ®é r¾n b¸nh r¨ng nhá tõ 10 ¸15 ®¬n vÞ B¸nh nhá: thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®én r¾n HB1= 245. B¸nh lín : HB2= 230 2.1.2. X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp, øng suÊt uèn cho phÐp, víi bé truyÒn cÊp nhanh vµ cÊp chËm . Trong ®ã : : hÖ sè xÐt ®Õn ®é nh½n cña mÆt r¨ng lµm viÖc, : hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vËn tèc vßng, : hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc b¸nh r¨ng, : hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña ®é nh¸m mÆt l­în ch©n r¨ng, : hÖ sè xÐt ®Õn ®é nh¹y cña vËt liÖu ®èi víi tËp trung øng suÊt, : hÖ sè xÐt ®Õn kÝch th­íc b¸nh r¨ng ¶nh h­ëng ®Õn ®é bÒn uèn. Trong b­íc tÝnh thiÕt kÕ s¬ bé lÊy vµ Do ®ã: Trong ®ã: vµ lµ øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp vµ øng suÊt uèn cho phÐp øng víi sè chu kú c¬ së, : HÖ sè an toµn khi tÝnh vÒ tiÕp xóc vµ uèn, : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng ®Æt t¶i, : HÖ sè tuæi thä xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña thêi h¹n phôc vô vµ chÕ ®é t¶i träng cña bé truyÒn. * Víi b¸nh nhá: Theo b¶ng 6.2 ta cã: bËc cña ®­êng cong mái khi thö vÒ tiÕp xóc (v× ) sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ tiÕp xóc víi Víi ®é r¾n Brinen sè chu kú thay ®æi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng Trong ®ã: c: sè lÇn ¨n khíp trong 1 vßng quay, n: sè vßng quay trong mét phót, t: tæng sè giê lµm viÖc. V× Theo b¶ng 6.2 V× * Víi b¸nh lín tÝnh to¸n t­¬ng tù v× v× MÆt kh¸c bé truyÒn quay mét chiÒu * øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp 2.1.3. TÝnh to¸n cÊp nhanh bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng. X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc víi cÊp nhanh (do hép gi¶m tèc ph©n ®«i nªn t¶i träng ph©n ®«i cho mçi b¸nh ). Trong ®ã: : hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu cña cÆp b¸nh r¨ng, : m«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng (N.mm), : øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp MPA, :tû sè truyÒn cÊp nhanh. : chiÒu réng vµnh r¨ng Tra b¶ng 6.5 víi r¨ng nghiªng vËt liÖu 2 b¸nh lµ: ThÐp – ThÐp Tra b¶ng 6.6 Tra b¶ng 6.7 víi s¬ ®å 3 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp Theo b¶ng 6.8 chän m = 1,5(mm) Chän s¬ bé do ®ã cosb = 0,7660 Þ sè r¨ng b¸nh nhá Þ sè r¨ng b¸nh lín Tû sè truyÒn míi lµ : Khi ®ã ta cã gãc lµ : * KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc trong ®ã HÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu cña b¸nh r¨ng ¨n khíp Tra b¶ng 6.5 : hÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc Gãc nghiªng trªn h×n trô c¬ së : v× theo TCVN gãc profil : hÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng . Ta cã ®­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh nhá theo b¶ng 6.13 víi v=2,52 (m/s) dïng cÊp chÝnh x¸c 9,víi cÊp chÝnh x¸c 8 ta cã (theo b¶ng 6.14) Tra b¶ng 6.15 Tra b¶ng 6.16 Theo b¶ng 6.7 víi s¬ ®å h×nh 3 X¸c ®Þnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp víi (m/s) :hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vËn tèc vßng khi v£10 (m/s) Víi cÊp chÝnh x¸c ®éng häc lµ 9 chän cÊp chÝnh x¸c vÒ møc tiÕp xóc lµ 8 khi ®ã cÇn gia c«ng ®¹t ®é nh¸m Khi ®­êng kÝnh vßng ®Ønh b¸nh r¨ng Ta cã Do ®ã kÕt qu¶ tÝnh to¸n phï hîp víi yªu cÇu. * KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn Theo b¶ng 6.7 . Tra b¶ng 6.14 víi m/s, víi CCX9 suy ra Do ®ã: Víi Víi Sè r¨ng t­¬ng ®­¬ng Tra b¶ng 6.18 ta cã ®­îc Víi hÖ sè dÞch chØnh B¸nh r¨ng phay Ta cã KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i víi * C¸c th«ng sè kÝch th­íc cña bé truyÒn: Kho¶ng c¸ch trôc M«dun ph¸p ChiÒu réng vµnh r¨ng Tû sè bé truyÒn Gãc nghiªng cña r¨ng Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng HÖ sè dÞch chØnh §­êng kÝnh vßng chia §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng §­êng kÝnh ®¸y r¨ng 2.2. TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp chËm (b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng) X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc: aw2 = Ka(u2+1) Víi: T2: M«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng(Nmm);T2=176934Nmm) Ka : hÖ sè phô thuéc vµo lo¹i r¨ng ; Ka=49,5(r¨ng th¼ng ) HÖ sè Yba = bw/aw; Tra ë s¬ ®å 7 (b¶ng 6.6, trang 98) ta ®­îc KHb=1,03 ;u2= 3,5; [sH]=481,8( MPa ). Thay sè ta ®Þnh ®­îc kho¶ng c¸ch trôc : aw1= 49,5.(3,5+1). (mm) Chän aw1 = 180 mm 2.2.1 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp * M«®un : m m = (0,01 ¸ 0,02). aw1 = (0,01 ¸ 0,02).180= 1,80¸ 3,6. Chän m = 2 * Sè r¨ng Z1 = 2 aw1/ (m(u1 +1)) = 2.180/ 2.(3,5+1) = 40 Chän Z1 = 40; Z2 = u1 Z1 = 3,5.40 = 140 r¨ng. Zt = Z1 + Z2 = 40+ 140 = 180 r¨ng ; TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc : aw1' = m.Zt/ 2 = 2. 180/ 2 = 180( mm). aw1’ = aw1 .Do ®ã kh«ng cÇn dÞch chØnh . Chän aw1= 180 (mm) 2.2.2 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc. Yªu cÇu ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn tiÕp xóc :sH [sH] , sH = ZM ZH Ze ; Trong ®ã : - ZM : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng c¬ tÝnh vËt liÖu; - ZH : HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc; - Ze : HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng; - KH : HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc; - bw : ChiÒu réng vµnh r¨ng. - dw : §­êng kÝnh vßng chia cña b¸nh chñ ®éng; T2 176934= (Nmm) ; Ta cã ZM = 274 Mpa1/3 (tra b¶ng 6.5 ) ; Gãc pr«fin r¨ng b»ng gãc ¨n khíp : cosatw= => atw = 20o ZH = = = 1,76 ; dw1 = (mm). ea = 1,88 – 3,2 ; Ze = = 0,86 KH = KHb.KHVKHa ; KHb = 1,03 ; KHa = 1( b¸nh r¨ng th¼ng ) VËn tèc b¸nh dÉn : v = m/s; v× v < 6 m/s tra b¶ng 6.13 (trang 106) chän cÊp chÝnh x¸c 9, tra b¶ng 6.16 chän go= 73 ; tra b¶ng 6.14 ta cã KHa = 1,13 ; KFa= 1,37. Theo c«ng thøc 6.42 theo b¶ng 6,15:r¨ng th¼ng , kh«ng v¸t ®Çu r¨ng => dH =0,006 KHV = 1,06 Þ KH = 1,03.1,0.1 = 1,08 Thay sè : sH = 274.1,76.0,86.= 425,9( Mpa) TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp : [sH] = [sH]. ZRZVKxH. Víi v =2,2 m/s Þ ZV = 1 (v× v < 5m/s ) , CÊp chÝnh x¸c ®éng häc lµ 9, chän møc chÝnh x¸c tiÕp xóc lµ 9. Khi ®ã cÇn gia c«ng ®¹t ®é nh¸m lµ Ra = 10...40 mm. Do ®ã ZR = 0,9 ; víi da< 700mm Þ KxH = 1. [sH] = 481,8.0,9.1.1 = 433,64 MPa , sH [sH] ; R¨ng tho¶ m·n vÒ ®é bÒn tiÕp xóc. 2.2.3 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn Tra b¶ng 6.7 ( vµ s¬ ®å 7) Tra b¶ng 6.15 Tra b¶ng 6.14 Do ®ã: Víi Víi Sè r¨ng t­¬ng ®­¬ng Tra b¶ng 6.18 ta cã ®­îc (B¸nh r¨ng phay) 2.2.4 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i 2.2.5 C¸c th«ng sè kÝch th­íc cña bé truyÒn: Kho¶ng c¸ch trôc M«dun ph¸p m=1,4(mm) ChiÒu réng vµnh r¨ng Tû sè bé truyÒn Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng B¸nh r¨ng kh«ng dÞch chØnh. §­êng kÝnh vßng chia vµ ®­êng kÝnh vßnh l¨n. §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng §­êng kÝnh ®¸y r¨ng 2.3. TÝnh to¸n bé truyÒn ngoµi 2.3.1 Chän lo¹i xÝch: V× vËn tèc thÊp dïng xÝch con l¨n 2.3.2 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña bé truyÒn xÝch Tra b¶ng 5.4 víi Chän do ®ã sè r¨ng ®Üa lín (®èi víi xÝch con l¨n) C«ng suÊt tÝnh to¸n Trong ®ã: P: c«ng suÊt cÇn truyÒn hÖ sè sè r¨ng hÖ sè vßng quay víi ( ®­êng t©m c¸c ®Üa xÝch lµm víi ph­¬ng n»m ngang 1 gãc ) hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vÞ trÝ bé truyÒn. (chän a = 40.p) hÖ sè kÓ ®Õn kho¶ng c¸ch trôc vµ chiÒu dµi xÝch ®Üa c¨ng hoÆc con l¨n c¨ng xÝch. t¶i träng va ®Ëp nhÑ. bé truyÒn lµm viÖc 2 ca (Tra b¶ng 5.6). (m«i tr­êng cã bôi, chÊt l­îng b«i tr¬n II) (Theo b¶ng 5.7). th× Ta cã Tra b¶ng 5.5 chän bé truyÒn xÝch 1 d·y cã b­íc p=31,75(mm) tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn mßn §ång thêi theo b¶ng 5.8 Kho¶ng c¸ch trôc a=40p =40.31,75=1270(mm) X¸c ®Þnh sè m¾t xÝch x LÊy sè m¾t xÝch ch½n x=132 TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc §Ó xÝch kh«ng chÞu lùc c¨ng qu¸ lín gi¶m l­îng b»ng Sè lÇn va ®Ëp cña xÝch Tra b¶ng 5.9 * TÝnh kiÓm nghiÖm xÝch vÒ ®é bÒn Q t¶i träng ph¸ háng (N) Tra b¶ng 5.2 Q=88500(N) Khèi l­îng 1 mÐt xÝch q = 3,8 (kg) hÖ sè t¶i träng ®éng víi chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh lùc vßng (N) Trong ®ã (bé truyÒn n»m ngang) Tra b¶ng 5.10 n=200(vg/ph) [s]=8,5 VËy s>[s] bé truyÒn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn * §­êng kÝnh ®Üa xÝch Tra b¶ng 5.2 2.3.3 KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc cña ®Üa xÝch Trong ®ã øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp (MPA) lùc vßng (N) =4684(N) lùc va ®Ëp trªn m d·y xÝch hÖ sè t¶i träng ®éng Tra b¶ng 5.6 A diÖn tÝch chiÕu cña b¶n lÒ Tra b¶ng 5.12 A= 262() E modun ®µn håi Nh­ vËy dïng thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB210 sÏ ®¹t ®­îc øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp ®¶m b¶o ®­îc ®é bÒn tiÕp xóc cho r¨ng ®Üa 1 T­¬ng tù víi cïng vËt liÖu nhiÖt luyÖn 2.3.4 X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn trôc Trong ®ã: : hÖ sè kÓ ®Õn träng l­îng xÝch, do bé truyÒn n»m ngang. PhÇn III ThiÕt kÕ trôc vµ chän æ l¨n 3.1. Chän vËt liÖu chÕ t¹o C¸c trôc lµ thÐp 45 cã øng suÊt xo¾n cho phÐp lµ: [t]= 12 ¸ 20(MPA) 3.2. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh s¬ bé: Trong ®ã: : m«men xo¾n N.mm, [t]: øng suÊt xo¾n cho phÐp MPA [t]= 15¸50 (MPA) lÊy trÞ sè nhá ®èi víi trôc vµo cña hép gi¶m tèc, trÞ sè lín trôc ra theo kÕt qu¶ trong thùc tÕ ng­êi ta th­êng dïng c«ng thøc sau víi hép gi¶m tèc chän c=160: di lµ ®­êng kÝnh chç l¾p b¸nh r¨ng trªn trôc thø i (i=1,2,3). ë ®Çu vµo trôc I cã l¾p nèi trôc ®µn håi. ë ®Çu ra trôc III cã l¾p b¸nh xÝch. 3.3 X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc. Dùa theo ®­êng kÝnh c¸c trôc sö dông b¶ng 10.2 ®Ó chän chiÒu réng æ l¨n chiÒu réng æ lÊy theo ®­êng kÝnh s¬ bé cña trôc trung gian X¸c ®Þnh chiÒu dµi may ¬, may ¬ ®Üa xÝch, may ¬ b¸nh r¨ng trô: X¸c ®Þnh chiÒu dµi may ¬ cña nöa khíp nèi ®èi víi trôc vßng ®µn håi. Tra b¶ng 10.3 ta ®­îc: Kho¶ng c¸ch mÆt c¹nh cña chi tiÕt quay ®Õn thµnh trong cña hép hoÆc kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c chi tiÕt quay Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh æ ®Õn thµnh trong cña hép Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh cña chi tiÕt quay ®Õn thµnh n¾p æ ChiÒu cao n¾p æ vµ ®Çu bu l«ng Tra b¶ng 10.4 víi hép gi¶m tèc b¸nh ph©n ®«i cÊp nhanh h×nh 10.8(nh­ h×nh vÏ) Suy ra ta cã: 3.4. X¸c ®Þnh trÞ sè vµ chiÒu c¸c lùc tõ chi tiÕt quay t¸c dông lªn trôc vµ tÝnh to¸n trôc. ChiÒu quay cña c¸c trôc vµ chiÒu cña c¸c lùc t¸c dông lªn c¸c trôc nh­ h×nh vÏ: Quy dÊu cña c¸c lùc theo chiÒu cña c¸c trôc to¹ ®é. Trªn trôc I: Lùc tõ khíp nèi t¸c dông lªn trôc cã ®é lín lµ : Nèi trôc vßng ®µn håi D0 tra theo b¶ng 16-10a theo m«men xo¾n T1: ChiÒu cña lùc Fk cã chiÒu bÊt k×. Nh­ng khi Fk cã chiÒu ng­îc víi chiÒu cña lùc vßng Ft11 th× sÏ lµm t¨ng m«men uèn trªn trôc t¹i chç l¾p b¸nh r¨ng. Tr­êng nµy lµ tr­êng hîp Fk g©y nguy hiÓm nhÊt. Suy ra chän chiÒu cña Fk ng­îc chiÒu víi Ft11. S¬ ®å ph©n tÝch lùc C¸c ph¶n lùc gèi tùa t¸c dông lªn trôc nh­ h×nh vÏ. D­a vµo c¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc, m«men ta cã: M«men t¹i c¸c tiÕt diÖn: A1; B1; C1; D1; Chän then b»ng t¹i c¸c vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng vµ l¾p khíp nèi. Trªn trôc I c¸c b¸nh r¨ng lµm liÒn trôc. Kh«ng cã then. TÝnh kiÓm nghiÖm ®é bÒn cña then vÒ ®é bÒn dËp vµ ®é bÒn c¾t: víi thÐp 45 chÞu t¶i träng va ®Ëp nhÑ Tra b¶ng 95 Tra b¶ng 9.1a t¹i vÞ trÝ l¾p nèi trôc ®µn håi: d= 20 b=6 h=6 BiÓu ®å m«men vµ kÕt cÊu s¬ bé trôc I Trôc II TÝnh ph¶n lùc ë c¸c æ trôc vµ vÏ biÓu ®å m«men: Ta cã C¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc vµ m«men trªn trôc. M«men t¹i c¸c tiÕt diÖn A2; B2; C2; D2; E2; BiÓu ®å m«men vµ kÕt cÊu s¬ bé trôc II Theo tiªu chuÈn chän: TÝnh kiÓm nghiÖm ®é bÒn cña then vÒ ®é bÒn dËp vµ ®é bÒn c¾t: T­¬ng tù trôc I chän then b»ng: ; T¹i chç l¾p b¸nh r¨ng ®­êng kÝnh d=34(mm) chän lo¹i then cã : b= 10 h =8 Víi T¹i chç l¾p b¸nh r¨ng ®­êng kÝnh d=40 chän lo¹i then cã: b=12 h=8 KiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái Víi thÐp 45 cã: Tra b¶ng 10.7 ta cã: XÐt tiÕt diÖn nguy hiÓm t¹i 3 vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng: Víi vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng ta cã: §èi víi trôc quay øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng Khi trôc quay 1 chiÒu øng suÊt xo¾n thay ®æi theo chu kú m¹ch ®éng. T¹i vÞ trÝ cã d=40(mm) Tra b¶ng 9.10 X¸c ®Þnh hÖ sè Tra b¶ng 10.8 víi ph­¬ng ph¸p gia c«ng vµ ®é nh½n bÒ mÆt chän tiÖn Tra b¶ng 10.9 víi tËp trung øng suÊt Ýt Tra b¶ng 10.12 ta cã: Tra b¶ng 10.10 ta cã : Lµm t­¬ng tù víi tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng cã d=34(mm) Tra b¶ng 10.12 ta cã: Tra b¶ng 10.10 ta cã : KÕt LuËn : Trôc ®¶m b¶o ®é bÒn mái. Trôc III TÝnh ph¶n lùc ë c¸c æ trôc vµ vÏ biÓu ®å m«men Lùc do xÝch t¸c ®éng trªn trôc M«men t¹i c¸c mÆt c¾t A3 ; E3 ; D3 ; F3 nh­ h×nh vÏ. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh c¸c ®o¹n trôc. KiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái t¹i c¸c vÞ trÝ nguy hiÓm: vÞ trÝ l¾p æ l¨n D3 vµ t¹i chç l¾p b¸nh xÝch F3; Víi thÐp 45 cã: Tra b¶ng 10.7 ta cã: XÐt tiÕt diÖn nguy hiÓm t¹i vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng vµ l¾p æ l¨n : Víi vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng ta cã: §èi víi trôc quay øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng Khi trôc quay 1 chiÒu øng suÊt xo¾n thay ®æi theo chu kú m¹ch ®éng. T¹i vÞ trÝ cã d=50(mm) X¸c ®Þnh hÖ sè Tra b¶ng 10.8 víi ph­¬ng ph¸p gia c«ng vµ ®é nh½n bÒ mÆt chän tiÖn Tra b¶ng 10.9 víi tËp trung øng suÊt Ýt Tra b¶ng 10.11 víi kiÓu l¾p cã ®é d«i k6: Trôc ®¶m b¶o ®ñ bÒn mái. KÕt cÊu trôc nh­ ®· chän. TÝnh kiÓm nghiÖm ®é bÒn cña then vÒ ®é bÒn dËp vµ ®é bÒn c¾t: T­¬ng tù trôc I chän then b»ng: ; T¹i chç l¾p b¸nh r¨ng ®­êng kÝnh d=60(mm) chän lo¹i then cã : b= 18 h =11 Víi T¹i chç l¾p b¸nh xÝch ®­êng kÝnh d=45 . Do cã m«men xo¾n rÊt lín do ®ã chän then then b»ng , l¾p hai then c¸ch nhau 1800: khi ®ã mçi then sÏ chÞu 0,75T. KÝch th­íc then nh­ sau. b= 14 h=9 BiÓu ®å m«men vµ kÝch th­íc s¬ bé trôc III PhÇn IV: TÝnh to¸n chän æ l¨n cho 3 trôc Hép gi¶m tèc ph©n ®«i cÊp nhanh, cÊp chËm lµ r¨ng th¼ng. Trôc I lµ trôc vµo cña hép gi¶m tèc ph©n ®«i cÊp nhanh do ®ã ®Ó ®¶m b¶o t¶i träng ph©n ®«i cho mçi cÆp b¸nh r¨ng ph©n ®«i, trôc I bè trÝ l¾p æ tuú ®éng. C¸c trôc cßn l¹i l¾p cè ®Þnh. 4.1. Chän lo¹i æ l¨n cho trôc I Lùc h­íng t©m t¹i gèi A1 Lùc h­íng t©m t¹i gèi D1 víi dïng æ ®òa trô ng¾n. S¬ ®å bè trÝ nh­ sau: V¬Ý n=1445(vßng/phót), tÝnh æ theo kh¶ n¨ng t¶i ®éng ®Ó ®¶m b¶o tuæi thä cña æ. Khr n¨ng t¶i ®éng Cd ®­îc tÝnh theo c«ng thøc Víi (triÖu vßng) Víi æ ®òa ta cã Víi æ ®òa trô ng¾n ®ì : Ta cã: (vßng trong quay) (va ®Ëp nhÑ). Tra b¶ng P2.8 víi ®­êng kÝnh trôc d=25(mm) chän lo¹i æ cì trung hÑp. KiÓu æ 92000. kÝ hiÖu æ 92305 cã c¸c th«ng sè nh­ sau. §­êng kÝnh trong d=25(mm) §­êng kÝnh ngoµi D=62(mm) BÒ réng æ B=17(mm) §­êng kÝnh cn l¨n 9(mm) ChiÒu dµi con l¨n 9(mm) Gãc l­în r=r1=2(mm) Kh¶ n¨ng t¶i ®éng C= 22,6(kN) Kh¶ n¨ng t¶i tÜnh = 14,3(kN). Kh«ng cÇn kiÓm tra kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ. 4.2. Chän lo¹i æ l¨n cho trôc II Lùc h­íng t©m t¹i gèi A2(gèi 0) Lùc h­íng t©m t¹i gèi D2(gèi 1) Víi lùc däc trôc V× cÇn cè ®Þnh trôc nªn ta sö dông æ bi ®ì chÆn cã gãc tiÕp xóc . S¬ ®å bè trÝ æ nh­ h×nh vÏ: TÝnh æ theo kh¶ n¨ng t¶i ®éng cña æ. Tra b¶ng 11.4 æ bi ®ì chÆn víi Lùc däc trôc do lùc h­íng t©m sinh ra trªn c¸c æ Tra b¶ng 11.5 víi s¬ ®å bè trÝ nh­ h×nh vÏ x¸c ®Þnh X vµ Y víi V=1 do vßng trong quay T¶i träng ®éng trªn æ 0 vµ 1 Víi (t¶i träng va ®Ëp nhÑ) Hai æ chÞu lùc nh­ nhau nªn chØ cÇn tÝnh cho mét æ. Kh¶ n¨ng t¶i ®éng cña æ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã L lµ tuæi thä cña æ tÝnh b»ng triÖu vßng quay: (triÖu vßng) Q lµ t¶i träng ®éng quy ­íc: Q=3852(N). §èi víi æ bi ta cã m=3. Tra b¶ng phô lôc P2.12 ta chän lo¹i æ bi ®ì chÆn cì trung hÑp, æ cã kÝ hiÖu 46306 cã c¸c th«ng sè nh­ sau: §­êng kÝnh trong d=30(mm) §­êng kÝnh ngoµi D=72(mm) BÒ réng æ B=19(mm) Gãc l­în r=2(mm), r1=1,0(mm) Kh¶ n¨ng t¶i ®éng C= 25,60(kN) Kh¶ n¨ng t¶i tÜnh = 18,17(kN). Kh«ng cÇn kiÓm tra kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ. 4.3. Chän lo¹i æ l¨n cho trôc III TÝnh to¸n t­¬ng tù trôc I ta cã: Lùc h­íng t©m t¹i gèi A3(gèi 0) Lùc h­íng t©m t¹i gèi D3(gèi 1) Víi lùc däc trôc V× cÇn cè ®Þnh trôc nªn ta sö dông æ bi ®ì chÆn cã gãc tiÕp xóc . S¬ ®å bè trÝ æ nh­ h×nh vÏ: TÝnh æ theo kh¶ n¨ng t¶i ®éng cña æ: Tra b¶ng 11.4 æ bi ®ì chÆn víi Lùc däc trôc do lùc h­íng t©m sinh ra trªn c¸c æ Tra b¶ng 11.5 víi s¬ ®å bè trÝ nh­ h×nh vÏ x¸c ®Þnh X vµ Y víi V=1 do vßng trong quay T¶i träng ®éng trªn æ 0 vµ 1 Víi (t¶i träng va ®¹p nhÑ) VËy chØ cÇn tÝnh cho æ 1 lµ æ chÞu lùc lín h¬n. Kh¶ n¨ng t¶i ®éng cña æ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã L lµ tuæi thä cña æ tÝnh b»ng triÖu vßng quay: (triÖu vßng) Q lµ t¶i träng ®éng quy ­íc: Q=9762(N). §èi víi æ bi ta cã m=3. Tra b¶ng phô lôc P2.12 ta chän lo¹i æ bi ®ì chÆn cì nhÑ hÑp, æ cã kÝ hiÖu 36210 cã c¸c th«ng sè nh­ sau: §­êng kÝnh trong d=50(mm) §­êng kÝnh ngoµi D=90(mm) BÒ réng æ B=20(mm) Gãc l­în r=2(mm), r1=1,0(mm) Kh¶ n¨ng t¶i ®éng C= 33,9(kN) Kh¶ n¨ng t¶i tÜnh = 27,6(kN). Kh«ng cÇn kiÓm tra kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ. PhÇn V: ThiÕt kÕ vá hép gi¶m tèc, b«I tr¬n vµ ®IÒu chØnh ¨n khíp. 1. TÝnh kÕt cÊu cña vá hép: ChØ tiªu cña vá hép gi¶m tèc lµ ®é cøng cao vµ khèi l­îng nhá. Chän vËt liÖu ®Ó ®óc hép gi¶m tèc lµ gang x¸m cã kÝ hiÖu GX 15-32. Chän bÒ mÆt ghÐp n¾p vµ th©n ®i qua t©m trôc . 2. B«i tr¬n trong hép gi¶m tèc: LÊy chiÒu s©u ng©m dÇu kho¶ng 1/4 b¸n kÝnh cña b¸nh r¨ng cÊp chËm (kho¶ng 30 mm). 3. DÇu b«i tr¬n hép gi¶m tèc : Chän lo¹i dÇu lµ dÇu c«ng nghiÖp 45. 4. L¾p b¸nh r¨ng lªn trôc vµ ®iÒu chØnh sù ¨n khíp: §Ó l¾p b¸nh r¨ng lªn trôc ta dïng mèi ghÐp then vµ chän kiÓu l¾p lµ H7/k6 v× nã chÞu t¶i võa vµ va ®Ëp nhÑ 5. §iÒu chØnh sù ¨n khíp: §Ó ®iÒu chØnh sù ¨n khíp cña hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng trô nµy ta chän chiÒu réng b¸nh r¨ng nhá t¨ng lªn 10 % so víi chiÒu réng b¸nh r¨ng lín. C¸c kÝch th­íc cña c¸c phÇn tö cÊu t¹o nªn hép gi¶m tèc ®óc: Tªn gäi BiÓu thøc tÝnh to¸n ChiÒu dµy: Th©n hép, d N¾p hép, d1 d = 0,03.a + 3 = 0,03.290 + 3 = 11,2 Þd=10(mm) d1 = 0,9. d = 0,9. 10 = 9 Þd1=9(mm) G©n t¨ng cøng: ChiÒu dµy, e ChiÒu cao, h §é dèc e =(0,8 ¸ 1) d = 0,8 ¸ 1 chän e = 8 mm h < 58 chän h = 50 mm Kho¶ng 2o §­êng kÝnh: Bul«ng nÒn, d1 Bul«ng c¹nh æ, d2 Bul«ng ghÐp bÝch n¾p vµ th©n, d3 VÝt ghÐp l¾p æ, d4 VÝt ghÐp l¾p cöa th¨m dÇu, d5 d1 > 0,04.a+10 Þ d1 =M20 d2 = ( 0,7¸ 0,8).d1 Þ d2 =M16 d3 = ( 0,8¸ 0,9).d2 Þ d3 = M12 d4 = ( 0,6 ¸ 0,7).d2 Þ d4 = M8 d5 = ( 0,5 ¸ 0,6).d2 Þ d5 = M8 MÆt bÝch ghÐp n¾p vµ th©n: ChiÒu dµy bÝch th©n hép, S3 ChiÒu dµy bÝch n¾p hép, S4 BÒ réng bÝch n¾p hép, K3 S3 =(1,4 ¸ 1,8)d3 , chän S3 = 18 mm S4 = ( 0,9 ¸ 1)S3 = 16 mm K3 = K2 – ( 3¸5 ) mm = 51 – 5 = 4516 mm KÝch th­íc gèi trôc: §­êng kÝnh ngoµi vµ t©m lç vÝt, D3, D2 BÒ réng mÆt ghÐp bul«ng c¹nh æ: K2 T©m lç bul«ng c¹nh æ: E2 k lµ kho¶ng c¸ch tõ t©m bul«ng ®Õn mÐp lç ChiÒu cao h §Þnh theo kÝch th­íc n¾p æ K2 =E2 + R2 + (3¸5) mm = 20 + 26 + 5 = 51mm E2= 1,6.d2 = 1,6 . 16 = 26 mm. R2 = 1,3 . d2 = 1,3. 16 = 21 mm k ³ 1,2.d2 =20 mm h: phô thuéc t©m lç bul«ng vµ kÝch th­íc mÆt tùa MÆt ®Õ hép: ChiÒu dµy: Khi kh«ng cã phÇn låi S1 BÒ réng mÆt ®Õ hép, K1 vµ q S1 = (1,3 ¸ 1,5) d1 Þ S1 =26 mm K1 » 3.d1 » 3.20 =60 mm q = K1 + 2d = 60 + 2.10 =80 mm; Khe hë gi÷a c¸c chi tiÕt: Gi÷a b¸nh r¨ng víi thµnh trong hép Gi÷a ®Ønh b¸nh r¨ng lín víi ®¸y hép Gi÷a mÆt bªn c¸c b¸nh r¨ng víi nhau. D ³ (1 ¸ 1,2) d Þ D = 10 mm D1 ³ (3 ¸ 5) d Þ D1 = 30 mm D2 ³ d = 8 mm Sè l­îng bul«ng nÒn Z Z = ( L + B ) / ( 200 ¸ 300) » 1200 / 200 = 4 chän Z = 4 PhÇn VI : b¶ng thèng kª c¸c kiÓu l¾p, trÞ sè cña sai lÖch giíi h¹n vµ dung sai cña c¸c kiÓu l¾p KiÓu l¾p Trôc I Trôc II Trôc III KiÓu l¾p Dung sai (mm) KiÓu l¾p Dung sai (mm) KiÓu l¾p Dung sai (mm) B¸nh r¨ng - trôc +25 0 +25 0 +18 +2 +18 +2 +25 0 +18 +2 Nèi trôc - Trôc +6,5 -6,5 B¸nh xÝch - Trôc +18 +2 æ l¨n - Trôc +15 +2 +12 +2 +18 +2 B¹c chÆn - Trôc +55 +20 +55 +20 +64 +25 +18 +2 +15 +2 +18 +2 N¾p – Vá hép +25 0 +30 0 +30 0 -80 -240 -100 -290 -100 -290 R·nh then trªn trôc -30 0 0 -36 0 -36 +30 +36 +36 +43 +36 +43 0 -36 +36 +43 Môc lôc Trang PhÇn I Chän ®éng c¬ vµ ph©n phèi tû sè truyÒn 2 1. TÝnh to¸n ®éng häc 2 2. Ph©n phèi tû sè truyÒn 3 3. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè vµ ®iÒn vµo b¶ng 4 PhÇn II ThiÕt kÕ c¸c bé truyÒn 5 A. TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp nhanh (B¸nh trô r¨ng nghiªng) 5 1. Chän vËt liÖu 5 2. X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp, øng suÊt uèn cho phÐp, 5 víi bé truyÒn cÊp nhanh vµ cÊp chËm 5 3. TÝnh to¸n nhanh bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng 7 B. TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp chËm 11 C. TÝnh to¸n bé truyÒn ngoµi 15 PhÇn III ThiÕt kÕ trôc vµ chän æ l¨n 17 1. Chän vËt liÖu chÕ t¹o 17 2. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh s¬ bé 17 3. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc 18 4. X¸c ®Þnh trÞ sè vµ chiÒu c¸c lùc tõ chi tiÕt quay t¸c dông lªn trôc 19 TÝnh to¸n trôc I 20 TÝnh to¸n trôc II 22 TÝnh to¸n trôc III 25 PhÇn IV: TÝnh to¸n chän æ l¨n cho 3 trôc 27 1. Chän lo¹i æ l¨n cho trôc I 27 2. Chän lo¹i æ l¨n cho trôc II 28 3. Chän lo¹i æ l¨n cho trôc III 29 PhÇn V: ThiÕt kÕ vá hép gi¶m tèc 30 b«I tr¬n vµ ®IÒu chØnh ¨n khíp. 1. TÝnh kÕt cÊu cña vá hép 31 2. B«i tr¬n trong hép gi¶m tèc 31 3. DÇu b«i tr¬n hép gi¶m tèc 31 4. L¾p b¸nh r¨ng lªn trôc vµ ®iÒu chØnh sù ¨n khíp 31 5. §iÒu chØnh sù ¨n khíp 31 C¸c kÝch th­íc cña c¸c phÇn tö cÊu t¹o nªn hép gi¶m tèc ®óc 31 PhÇn VI: b¶ng thèng kª c¸c kiÓu l¾p 33