Thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Ëp 1 ta ®­îc S H = 1,1 ; S F = 1,75 . KFC - hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng ®Æt t¶i , KFC = 1 khi ®Æt t¶i mét phÝa ( bé truyÒn quay 1 chiÒu) ; KFC = 0,7 - 0,8 khi ®Æt t¶i hai phÝa . ë ®©y ta lÊy KFC = 1 . KHL , KFL- hÖ sè tuæi thä , xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña thêi h¹n phôc vô vµ chÕ ®é t¶i träng cña bé truyÒn , ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau : KHL = ( NHO/NHE )1/mH ( 4-3 ) ; KFL = ( NFO/NFE )1/mF ( 4-4 ) . ë ®©y : mH , mF - bËc cña ®­êng cong mái khi thö vÒ tiÕp xóc vµ uèn ; mH = 6 ; mF = 6 khi ®é r¾n mÆt r¨ng HB 350 vµ kh«ng mµi mÆt l­în ch©n r¨ng . Nh­ vËy ë ®©y mH = mF = 6 . NHO – sè chu kú thay ®æi øng suÊt khi thö vÒ tiÕp xóc NHO = 30.H2,4HB ( 4-5 ). Víi HHB - ®é r¾n Brinen . Víi HB1 = 280 , Thay vµo c«ng thøc ( 4-5 ) ta cã : NHO1 = 30.2802,4 = 22402708,6 = 2,24.107 . Víi HB2 = 260 , Thay vµo ( 4-5 ) ta cã : NHO2 = 30.2602,4 = 18752418,64 = 1,875.107 . NFO – sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ uèn NFO = 4.106 ®èi víi tÊt c¶ c¸c lo¹i thÐp . NHE , NFE – sè chu kú thay ®æi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng . Do bé truyÒn chÞu t¶i träng kh«ng thay ®æi theo thêi gian nªn : NHE = NFE = N = 60.c.n.tS ( 4-6 ). Trong ®ã c, n , tS lÇn l­ît lµ sè lÇn ¨n khíp trong vßng quay, sè vßng quay trong mét phót vµ tæng sè giê lµm viÖc . Dùa vµo ®Çu ®Ò thiÕt kÕ ta cã : tS = 5. 300 .8 = 12000 ( giê ), n = 131,896 (vßng/phót) , c = 1 . VËy NHE = NFE = 60.12000 .131,896 .1 = 949,65.105 . V× NFE > NFO vµ NHE > NHO2 nªn ta lÊy KHL = KFL = 1 TiÕp tôc thay c¸c gi¸ trÞ s0Hlim1, s0Hlim2, s0Flim1, s0Flim2, KFC, KHL, KFL , SF , SH vµo c«ng thøc ( 4-1a ) vµ ( 4-2a ) ta ®­îc : [ sH1 ] = 630 .1/1,1 = 572,73 ( MPa ) ; [ sH2 ] = 590 .1/1,1 = 554,55 ( MPa ); [ sF1 ] = 504 .1/1,75 = 288 ( MPa ) ; [ sF2 ] = 468 .1/1,75 = 267,43 ( MPa ) . Nh­ vËy c¸c gi¸ trÞ øng suÊt cho phÐp vÒ tiÕp xóc vµ uèn t­¬ng øng lµ: [ sH ] = 554,55 MPa; [ sF1 ] = 288 ; [ sF2 ] = 267,43 MPa øng suÊt uèn qu¸ t¶i cho phÐp : [ sH ]max = 2,8.sch = 1960 ( MPa ) ; [ sF1 ]max = [ sF2 ]max = 560 ( MPa ) . III, TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña bé truyÒn : §Ó thiÕt kÕ bé truyÒn ngoµi , ta ph¶i tÝnh ®­îc m«men m . m = 1,4. ( 4-7 ). Trong ®ã : yd - hÖ sè chiÒu réng b¸nh r¨ng : Víi b¸nh r¨ng cã ®é r¾n HB < 350 vµ l¾p c«ng s«n ta lÊy yd = 0,4 . Z3 - sè r¨ng cña b¸nh chñ ®éng : chän Z3 = 24 , vËy sè r¨ng cña b¸nh bÞ ®éng Z4 = un.Z3 = 4.24 = 96 r¨ng . T1- m«men xo¾n trªn b¸nh chñ ®éng : T1 = TIII = 1711650,295 Nmm .( Dùa vµo b¶ng ph©n phèi tû sè truyÒn ) KFb - hÖ sè tËp trung t¶i träng . Tra theo ®å thÞ 10-14 trang 148 s¸ch chi tiÕt m¸y tËp 1 ta cã : KFb = 1,03 . YF3- hÖ sè d¹ng r¨ng cña b¸nh r¨ng 3 : Tra theo ®å thÞ 10-21 trang 159 s¸ch chi tiÕt m¸y tËp 1 ta cã YF3 = 3,92 ( víi sè r¨ng Z3 = 24 ) . [ sF3 ] - øng suÊt uèn cho phÐp cña b¸nh r¨ng 1 : [ sF3 ] = 288 MPa . B¸nh r¨ng 2 cã Z4 = 96 r¨ng ( YF4 = 3,6 ); [sF4] = 267,43 MPa . Ta so s¸nh Ta cã : YF3/[sF3] = 3,92/288 > YF4/[sF4] = 3,6/267,43 . Nh­ vËy ta tÝnh to¸n cho b¸nh r¨ng 3 Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc ( 4-7 ) ta cã : m = 1,4. = 6,587 mm LÊy theo b¶ng tiªu chuÈn ta ®­îc m = 6 . C¸c kÝch th­íc cña bé truyÒn : Kho¶ng c¸ch trôc : aw4 = 0,5.m(Z3 + Z4 ) = 0,5.6.120 = 360 mm. §­êng kÝnh vßng chia : d3 = m.Z1 = 24.6 = 144 mm . d4 = m.Z2 = 96.6 = 576 mm. §­êng kÝnh vßng ®Ønh r¨ng : da3 = d1 + 2.m = 144 + 2.6 = 152 mm . da4 = d2 + 2.m = 576 + 2.6 = 588 mm . §­êng kÝnh vßng ®¸y r¨ng : df3 = d1 - 2,5.m = 144 - 2,5.6 = 129 mm . df4 = d2 - 2,5.m = 576 - 2,5.6 = 561 mm. HÖ sè trïng khíp ngang : ea = 1,88 - 3,2.( 1/Z3 + 1/Z4) = 1,88 - 3,2 ( 1/24 + 1/96 ) = 1,713 . IV, KiÓm nghiÖm bé truyÒn theo ®é bÒn uèn : øng suÊt uèn sinh ra t¹i c¸c ®¸y r¨ng b¸nh 1 vµ b¸nh 2 lµ kh¸c nhau do c¸c hÖ sè d¹ng r¨ng kh¸c nhau , nh­ng ta chØ cÇn kiÓm tra trªn b¸nh r¨ng cã øng suÊt lín nhÊt . C¸c øng suÊt uèn sinh ra t¹i c¸c ch©n r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sF = [ sF ] ( 4-8 ) . Trong ®ã : TIII = 1711650,295 Nmm- m«men xo¾n trªn b¸nh chñ ®éng . KFb - hÖ sè t©p trung t¶i träng : KFb = 1,03. YF3, YF4 - hÖ sè d¹ng r¨ng : YF3 = 3,92 ; YF4 = 3,6 . KFv - hÖ sè t¶i träng ®éng : KFv = 1 + ( 4-10 ) . Trong ®ã : dw3 - ®­êng kÝnh vßng chia : dw3 = d3 = 144 mm . bw3 - chiÒu réng vµnh r¨ng : bw3 = yd.dw3 = 0,4 .144 = 57,6 mm . KFa = 1 - hÖ sè ph©n bè t¶i träng kh«ng ®Òu trªn c¸c r¨ng . nF - c­êng ®é t¶i träng ®éng . nF = dF.g0.v ( 4-11 ). dF = 0,016 - hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña sai sè ¨n khíp . g0 = 82 . v = 3,14.144.35,9978/60.1000 = 0,271 vßng/phót . Chän cÊp chÝnh x¸c chÕ t¹o lµ 9 . Thay vµo ( 4-11 ) ta cã : nF = 0,016.82.0,271. = 4,77 . Thay vµo ( 4-10 ) ta cã : KFv = 1 + = 1,011 . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ( 4-8 ) ta cã : sF1 = = 280,85 ( MPa ) . Ta kiÓm tra ®iÒu kiÖn ( 3-1 ) : ( [sF1] - sF1 )/[sF1] = ( 288 - 280,85 )/288 = 0,0248 < 0,04 . VËy c¶ hai b¸nh r¨ng ®Òu tho¶ m·n vÒ bÒn uèn . V, KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc vµ qu¸ t¶i : Ta nhËn thÊy bé truyÒn tho¶ m·n vÒ bÒn tiÕp xóc do chØ tiªu bÒn uèn ®· tho¶ m·n. Ta cÇn kiÓm tra qu¸ t¶i : øng suÊt qu¸ t¶i ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : sF1max = sF1.Kqt = 280,85.1,3 = 365,105 MPa < 560 MPa sF2max = sF2.Kqt = 267,43.1,3 = 347,659 MPa < 560 MPa . Nh­ vËy ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i còng tho¶ m·n . VËy bé truyÒn tho¶ m·n bÒn vÒ c¶ uèn , tiÕp xóc vµ qu¸ t¶i . VI, C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña bé truyÒn : Th«ng sè ký hiÖu TrÞ sè Kho¶ng c¸ch trôc aw aw3 = 360 mm M«®un m 6 mm Sè r¨ng Z Z3 = 24 Z4 = 96 §­êng kÝnh vßng chia d d3 = 144 mm d4 = 576 mm §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng da da3 = 152 mm da4 = 588 mm §­êng kÝnh ch©n r¨ng df df3 = 129 mm df4 = 561 mm HÖ sè trïng khíp ngang ea 1,713 PhÇn 5 : ThiÕt kÕ trôc . Trôc dïng ®Ó ®ì c¸c chi tiÕt quay, bao gåm trôc t©m vµ trôc truyÒn. Trôc t©m cã thÓ quay cïng víi c¸c chi tiÕt l¾p trªn nã hoÆc kh«ng quay, chØ chÞu ®­îc lùc ngang vµ m«men uèn . Trôc truyÒn lu«n quay, cã thÓ tiÕp nhËn ®ång thêi c¶ m«men uèn vµ m«men xo¾n . C¸c hép trong hép gi¶m tèc hép tèc ®é lµ nh÷ng trôc truyÒn . Chi tiªu quan träng nhÊt ®èi víi phÇn lín c¸c trôc truyÒn lµ ®é bÒn, ngoµi ra lµ ®é cøng vµ ®èi víi c¸c trôc quay nhanh lµ ®é æn ®Þnh dao ®éng . I, Chän vËt liÖu : V× ta cÇn thiÕt kÕ trôc trong hép gi¶m tèc , chÞu t¶i träng trung b×nh ta dïng thÐp 50 ®­îc nhiÖt luyÖn b»ng t«i c¶i thiÖn ®Ó chÕ t¹o trôc . C¬ tÝnh cña thÐp 50 ®· ®­îc nªu trong phÇn 3 thiÕt kÕ bé truyÒn trong hép gi¶m tèc . II, TÝnh thiÕt kÕ trôc : TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc nh»m x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vµ chiÒu dµi c¸c ®o¹n trôc ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ ®é bÒn, kÕt cÊu, l¾p ghÐp vµ c«ng nghÖ. Muèn vËy cÇn biÕt trÞ sè, ph­¬ng, chiÒu vµ ®iÓm ®Æt cña t¶i träng t¸c dông lªn trôc, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ tõ gèi ®ì ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p trªn trôc. 1, T¶i träng t¸c dông lªn trôc : T¶i träng chñ yÕu t¸c dông lªn trôc lµ m«men xo¾n vµ c¸c lùc t¸c dông khi ¨n khíp trong bé truyÒn b¸nh r¨ng, bé truyÒn trôc vÝt - b¸nh vÝt, lùc c¨ng ®ai, lùc c¨ng xÝch, lùc lÖch t©m do sù kh«ng ®ång trôc khi l¾p hai nöa khíp nèi. Träng l­îng cña b¶n th©n trôc vµ träng l­îng c¸c chi tiÕt l¾p trªn trôc chØ ®­îc tÝnh ë c¬ cÊu t¶i nÆng, cßn lùc ma s¸t trong c¸c æ ®­îc bá qua . a, Lùc t¸c dông tõ c¸c bé truyÒn b¸nh r¨ng vµ trôc vÝt : - Bé truyÒn trôc vÝt - b¸nh vÝt : Fa1 = Ft2 = 2T2/d2 = 2T1hu/d2 . Ft1 = Fa2 = Fa1.tg( g + j ) . ( 5-1 ) . Fr1 = Fr2 = Fa1.cosj.tga/cos(g + j ) . Trong ®ã : d2 - ®­êng kÝnh vßng chia b¸nh vÝt , d2 = 352 mm . T2 - m«men xo¾n trªn trôc b¸nh vÝt : T2 = TII = 491532,2 Nmm( X¸c ®Þnh trong b¶ng ph©n phèi tû sè truyÒn trong phÇn 2 ) ; a - gãc pr«fin trong mÆt c¾t däc cña trôc vÝt , a = 200 ; g - gãc vÝt , g = 8,7460 . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ( 5-1 ) ta cã : Fa1 = Ft2 = 2.491532,2/352 = 2845,66 N . j - gãc ma s¸t , v× j = 0,80 nªn ta tÝnh gÇn ®óng : Ft1 = Fa2 = Fa1.tgg = 2845,66.tg8,7460 = 437,786 N ; Fr1 = Fr2 = Fa1.tga = 2845,66.tg200 = 1035,736 N . - Bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng trong hép gi¶m tèc : Ft1 = Ft2 = 2T1/dw1 ; Fr1 = Fr2 = Ft1.tgatw . ( 5-2 ) . Trong ®ã : T1 - m«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng, T1 = TII = 491532,2 Nmm .( TII ®­îc x¸c ®Þnh trong b¶ng ph©n phèi tû sè truyÒn ë phÇn 2 ). dw1 - ®­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh chñ ®éng , dw1 = 119,78 mm . atw - gãc ¨n khíp , atw = 19,710 . Thay vµo c«ng thøc ( 5-2 ) ta cã : Ft1 = Ft2 = 2.491532,2/119,78 = 8417,42 N ; Fr1 = Fr2 = 8417,42.tg19,710 = 3015,53 N . - Bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng ®Ó hë : Ft3 = Ft4 = 2T3/dw3 ; Fr3 = Fr4 = Ft3.tga . ë ®©y : T3 = 1711650,295 Nmm ( T3 ®­îc x¸c ®Þnh t¹i b¶ng ph©n phèi tû sè truyÒn trong phÇn 2 ) ; dw3 = 144 mm ; a = 200 . Thay vµo ta cã : Ft3 = Ft4 = 2.1711650,295/144 = 23772,92 N . Fr3 = Fr4 = 23772,92.tg200 = 8652,636 N . b, Lùc t¸c dông tõ khíp nèi : Khi sö dông nèi trôc di ®éng do tån t¹i sù kh«ng ®ång t©m cña c¸c trôc ®­îc nèi, t¶i träng phô sÏ xuÊt hiÖn . Lùc h­íng t©m Frk nµy cã thÓ lÊy gÇn ®óng b»ng : Frk = 0,3Ft ( 5-3 ) . Víi Ft lµ lùc vßng trªn khíp nèi, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Ft = 2T/Dt . Dt - ®­êng kÝnh vßng trßn qua t©m c¸c chèt cña khíp nèi ®µn håi . Dt = 63 mm víi T = 28158 Nmm = 28,158 Nm . VËy : Ft = 2.28158,6 /63 = 893,9 N . Thay vµo ( 5-3 ) ta cã : Frk = 893,9 N . c, S¬ ®å ®éng biÓu diÔn t¶i träng t¸c dông lªn trôc trong hép gi¶m tèc : 2, TÝnh s¬ bé trôc : §­êng kÝnh trôc ®­îc x¸c ®Þnh chØ dùa vµo m«men xo¾n theo c«ng thøc : d ( 5-4 ) . Trong ®ã : T - m«men xo¾n trªn trôc ( ta lÊy ë phÇn trªn ) . [] - øng suÊt xo¾n cho phÐp , ThÐp 50 cã [] = 12 MPa . Trôc I : dI = = 22,72 ( mm ) . LÊy dI = 25 mm . Trôc II : dII = = 58,94 ( mm ) . LÊy dII = 60 mm . Trôc III : dIII = = 89,34 ( mm ) . LÊy dIII = 90 mm . 3, X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc : ChiÒu dµi trôc còng nh­ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ c¸c ®iÓm ®Æt lùc phô thuéc vµo s¬ ®å ®éng, chiÒu dµi may¬ cña c¸c chi tiÕt m¸y quay, chiÒu réng æ, khe hë cÇn thiÕt vµ c¸c yÕu tè kh¸c . Tõ ®­êng kÝnh trôc s¬ bé ta cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng chiÒu réng æ l¨n b0 : Trôc I cã dI = 25 ; b01 = 17 mm . Trôc II cã dII = 60 mm ; b02 = 31 mm . Trôc III cã dIII = 90 mm ; b03 = 43 mm . Dùa vµo b¶ng 10.4 trang 191 s¸ch TKHD§CK tËp 1 ta tÝnh chiÒu dµi cña tõng trôc trong hép gi¶m tèc : a, Trôc I ( trôc vÝt ) : ChiÒu dµi may¬ nöa khíp nèi : lm11 = 1,4dI = 1,4.25 = 35 mm . Tra theo b¶ng 10.3 trang 189 s¸ch TKHD§CK tËp 1 ta chän : Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh chi tiÕt quay ®Õn thµnh trong cña hép hoÆc kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c chi tiÕt quay : k1 = 12 mm . Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh æ ®Õn thµnh trong cña hép : k2 = 10 mm . Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh cña chi tiÕt quay ®Õn n¾p æ : k3 = 15 mm. ChiÒu cao n¾p æ vµ ®Çu bul«ng : hn = 16 mm . Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 gèi ®ì trªn trôc thø nhÊt : l11 = 0,9daM2 = 0,9.384 = 345,6 mm . Kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn khíp nèi trôc : l12 = - lc11 . Trong ®ã lc11 lµ kho¶ng c«ng s«n trªn trôc I : lc11 = 0,5( lm11 + b01) + k3 + hn = 0,5( 35 + 17 ) + 15 + 16 = 57 mm . Kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn t©m trôc b¸nh vÝt : l13 = l11/2 = 172,8 . b, Trôc II ( trôc b¸nh vÝt vµ b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng ) : ChiÒu dµi may¬ b¸nh vÝt : lm22 = 1,5d = 90 mm . ChiÒu dµi may¬ b¸nh r¨ng trô : lm23 = 1,4d = 1,4.60 = 84 mm . Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 gèi ®ì trôc cña trôc II : l21 = lm22 + lm23 + 3k1 + 2k2 + b02 = 90 + 84 + 3.12 + 2.10 + 31 = 261 mm . Kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn b¸nh vÝt : l22 = 0,5( lm22 + b02) + k1 + k2 = 0,5( 90 + 31 ) + 12 + 10 = 82,5 mm Kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn b¸nh r¨ng trô : l23 = l22 + 0,5( lm22 + lm23 ) + k1 = 76,5 + 0,5(90 + 84) + 12 = 181,5 mm . c, Trôc III ( trôc b¸nh r¨ng trô cÊp chËm ) : ChiÒu dµi may¬ b¸nh r¨ng trô trong hép gi¶m tèc : lm34 = lm23 = 84 mm . ChiÒu dµi may¬ b¸nh r¨ng trô ®Ó hë : lm35 = 1,2d = 1,2.90 = 108 mm . Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì trôc thø ba : l31 = l21 = 261 mm . Kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn b¸nh r¨ng trong hép gi¶m tèc : l32 = l23 = 175,5 mm . Kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn b¸nh r¨ng trô ®Ó hë ( c«ng s«n ) : l33 = l31 + lc35 . Trong ®ã lc35 lµ kho¶ng c«ng s«n tõ gèi ®ì 1 ®Õn b¸nh r¨ng trô ®Ó hë : lc35 = 0,5( lm35 + b03) + k3 + hn = 0,5( 108 + 43) + 15 + 16 = 106,5 mm . VËy : l33 = l32 + lc35 = 261 +106,5 = 367,5 mm . 4, X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vµ chiÒu dµi c¸c ®o¹n trôc : a, Trôc I : TÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì trôc 0 , 1 : Fly , Flx . Sö dông ph­¬ng tr×nh m«men vµ ph­¬ng tr×nh h×nh chiÕu cña c¸c lùc trong mÆt ph¼ng zOy vµ xOy : Trong mÆt ph¼ng zOy ta cã : Fly11 = = = 123,25 N . Fly10 = Fr1 - Fl11 = 1035,736 - 123,25 = 912,48 N Trong mÆt ph¼ng zOx ta cã : Flx11 = = = 366,32 N. Flx10 = Ft1 - Frk - Flx11 = - 437,786 + 893,9 + 366,32 = 822,434 N. Ta tÝnh m«men uèn tæng vµ m«men t­¬ng ®­¬ng t¹i c¸c mÆt c¾t (1-1) , (2-2) vµ (3-3) : T¹i mÆt c¾t (1-1) : M1 = = 0 Nmm . Mt® = ( 5-5 ) . Mt®1(I) = = 24386,06 Nmm . T¹i mÆt c¾t (2-2) : M2 = Mx2 = 50952,2 Nmm. Mt®2(I) = = 56487,3166 Nmm . T¹i mÆt c¾t (3-3) : M3 = = 169908,76 Nmm . Mt®3(I) = = 171649,84 Nmm . §­êng kÝnh cña c¸c ®o¹n trôc trªn trôc vÝt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : d = ( 5-6 ) . Trong ®ã : [s] - øng suÊt uèn cho phÐp cña thÐp chÕ t¹o trôc , tra trong b¶ng 10.5 trang 195 s¸ch TKHD§CK tËp 1 ta cã : [s] = 45 MPa . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (5-6) ta cã : d1(I) = = 17,5648 mm . d2(I) = = 23,24 mm . d3(I) = = 33,66 mm . S¬ ®å biÓu diÔn m«men uèn vµ m«men xo¾n trªn trôc vÝt : Ta ®Þnh kÕt cÊu cña trôc vÝt nh­ sau : Trôc vÝt ®­îc chÕ t¹o liÒn trôc do ®ã phÇn cã ren bªn trong cña trôc vÝt ph¶i ®­îc thiÕt kÕ theo ®­êng kÝnh chia cña trôc vµ ®­êng kÝnh ch©n ren ®­êng kÝnh ®Ønh r¨ng , phÇn bªn ngoµi cña trôc vÝt nèi víi khíp nèi vµ th«ng qua khíp nèi nèi víi trôc cña ®éng c¬, do ®ã ®­êng kÝnh ®o¹n trôc nµy ph¶i phô thuéc vµo ®­êng kÝnh ra cña trôc ®éng c¬. Dùa vµo b¶ng P1.7 trang 242 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 1 ta tra ®­îc ®­êng kÝnh trôc ra cña ®éng c¬ lµ d1 = 38 mm, kho¶ng c«ng s«n l¾p víi khíp nèi l1 = 80 mm . Nh­ vËy kÕt cÊu cña trôc vÝt cã d¹ng sau : b, Trôc II : TÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì : Flx , Fly XÐt trªn mÆt ph¼ng zOy : Fly21 = = = 5885,669 N . Fly20 = 3567,487 N . MÆt ph¼ng xOz : Flx21 = = = 2996,5 N . Flx20 = Ft2 + Fr3 - Flx21 = 2845,66 + 3015,53 - 2996,5 = 2864,69 N. S¬ ®å biÓu diÔn m«men trªn trôc II : M«men uèn tæng vµ m«men t­¬ng ®­¬ng t¹i c¸c mÆt c¾t trªn trôc II : XÐt chñ yÕu t¹i 2 mÆt c¾t nguy hiÓm lµ ( 1-1) vµ (2-2) ( lµ hai mÆt c¾t chøa chi tiÕt m¸y quay ) : T¹i mÆt c¾t (1-1) : M1 = = 384364,8 Nmm . Thay vµo (5-5 ) : Mt®1(II) = = 573532,24 Nmm . T¹i mÆt c¾t (2-2) : M2 = = 520391,41 Nmm . Thay vµo (5-5) : Mt®2(II) = = 672317 Nmm . §­êng kÝnh cña c¸c ®o¹n trôc trªn trôc II : Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (5-6) : d1(II) = = 50,324 mm . d2(II) = = 53,062 mm . §Þnh kÕt cÊu trôc II : Trôc ph¶i cã kÕt cÊu g©y tËp trung øng suÊt nhá nhÊt, vµ ta chñ yÕu dïng trôc bËc nh»m c¸c môc ®Ých sau : Theo søc bÒn cña trôc, t¹i nh÷ng n¬i cã c¸c chi tiÕt m¸y ®­êng kÝnh trôc ph¶i ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o vÒ ®é bÒn , nh­ng t¹i nh÷ng n¬i cã øng suÊt thÊp nÕu còng cã ®­êng kÝnh trôc nh­ vËy sÏ thõa bÒn, kh«ng ®¶m b¶o vÒ tÝnh kinh tÕ. Theo c«ng nghÖ chÕ t¹o : dÔ gia c«ng chÝnh x¸c. L¾p ghÐp vµ ®Þnh vÞ chi tiÕt trªn trôc dÔ dµng, ®¶m b¶o viÖc thay thÕ vµ ®iÒu chØnh khe hë . Nh­ vËy kÕt cÊu cña trôc II ( l¾p b¸nh vÝt vµ b¸nh r¨ng trô sÏ cã kÕt cÊu nh­ sau : Ta xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn b¸nh r¨ng liÒn trôc ë b¸nh r¨ng trô cÊp chËm : x < 2,5m . ë ®©y : x - kho¶ng c¸ch tõ ch©n r¨ng ®Õn then : x = 112,21 - 60 = 52,2 > 2,5.3 = 7,5 . Nh­ vËy ta ph¶i tÝnh chän then chø kh«ng chÕ t¹o b¸nh r¨ng liÒn trôc t¹i vÞ trÝ nµy . c, Trôc III : Ta ®i x¸c ®Þnh c¸c ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì : Flx vµ Fly XÐt trong mÆt ph¼ng zOy : Fly31 = = = 10086,3 N . Fly30 = Fr4 + Fly31 - Fr5 = 3015,53 + 10086,3 - 8652,636 = 4449,2 N Trong mÆt ph¼ng zOx : Flx31 = = = 27619,87 N. Flx30 = Flx31+ Ft4 - Ft5 = 27619,87 + 8417,42 - 23772,92 = 12264,37 N . TÝnh c¸c m«men trªn trôc : My1 = Fly30.l32 = 4449,2.181,5 = 807529,8 Nmm . My2 = Fly30.l31 - Fr4.(l31- l32 ) = 4449,2.261 - 3015,53( 261 - 181,5 ) = 921506,565 Nmm . Mx1 = Flx30.l32 = 12264,37.181,5 = 2225983,155 Nmm . Mx2 = Flx30.l31 + Ft4.(l31 - l32) = 12264,37.261 - 8417,42(261 - 181,5) = 2531815,68 Nmm . M«men uèn tæng vµ m«men t­¬ng ®­¬ng trªn trôc III : M1(III) = = = 2367932,724 Nmm . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (5-5) : Víi Tm = 1711650 Nmm . Mt®1(III) = = 2793638,25 Nmm . M2(III) = = = 2694302,32 Nmm . Mt®2(III) = = 3075154,35 Nmm . Mt®3(III) = = 1482332,38 Nmm Ta tÝnh to¸n c¸c ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm : Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc ( 5-6 ) : d1(III) = = 85,307 mm . d2(III) = = 88,0815 mm . d3(III) = = 69,06 mm . S¬ ®å biÓu diÔn m«men trªn trôc III : Dùa vµo kÕt cÊu hîp lÝ cña trôc ta ®Þnh kÕt cÊu cña trôc nh­ sau : Ta t¨ng ®­êng kÝnh cña ®o¹n trôc l¾p b¸nh r¨ng trô trong hép lªn 95 , cßn ®o¹n trôc l¾p æ l¨n cã ®­êng kÝnh 90 mm , ®o¹n trôc l¾p b¸nh r¨ng trô r¨ng hë ta cã ®­êng kÝnh 70mm .Vµ ®Ó cè ®Þnh trôc b¸nh r¨ng trô th× ®­êng kÝnh ®o¹n trôc gi÷a cã ®­êng kÝnh 100 mm . Trôc cã d¹ng : III, TÝnh chän then : Mèi ghÐp then vµ then hoa ®­îc dïng ®Ó truyÒn m«men xo¾n tõ trôc ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p trªn trôc hoÆc ng­îc l¹i . Mèi ghÐp then ®¬n gi¶n vÒ chÕ t¹o vµ l¾p ghÐp nªn ®­îc dïng réng r·i, vµ then ®­îc dïng nhiÒu nhÊt lµ then b»ng . So víi mèi ghÐp then, mèi ghÐp then hoa ®¶m b¶o cho c¸c chi tiÕt l¾p trªn trôc cã ®é ®ång t©m tèt h¬n, kh¶ n¨ng t¶i vµ ®é tin cËy lµm viÖc cao h¬n, nhÊt lµ khi mèi ghÐp chÞu t¶i träng thay ®æi vµ t¶i träng va ®Ëp . Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, mèi ghÐp then vµ then hoa cã thÓ bÞ háng do dËp bÒ mÆt lµm viÖc, ngoµi ra then cã thÓ bÞ háng do bÞ c¾t , mèi ghÐp then hoa cã thÓ háng do bÞ mßn bÒ mÆt lµm viÖc . Ta chñ yÕu chän then b»ng ®Ó l¾p ghÐp v× then b»ng ®· ®­îc tiªu chuÈn ho¸, ta chØ viÑc chän then theo ®­êng kÝnh trôc. Sau ®ã kiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn dËp vµ ®iÒu kiÖn bÒn c¾t cña then. 1, Chän then : Dùa theo b¶ng 9.1a trang 173 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ ta cã : C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña then b»ng : Trôc §­êng kÝnh trôc d, mm. KÝch th­íc tiÕt diÖn then ChiÒu s©u r·nh then B¸n kÝnh gãc l­în cña r·nh r b h trªn trôc trªn lç nhá nhÊt lín nhÊt I 35 10 8 5 3,3 II 55 16 10 6 4,3 0,25 0,4 III 95 25 14 9 5,4 0,4 0,6 70 20 12 7,5 4,9 0,25 0,4 2, KiÓm tra bÒn cña then : §iÒu kiÖn bÒ dËp vµ ®iÒu kiÖn bÒn c¾t cña then cã d¹ng sau ®©y : sd = 2T/[dlt( h-t1 )] [sd] ( 5-7 ) . tc = 2T/(dlt.b) [ tc ] . ( 5-8 ) . Trong ®ã : sd ,tc - øng suÊt dËp vµ øng suÊt c¾t tÝnh to¸n ,MPa d - ®­êng kÝnh trôc , mm ; T - m«men xo¾n trªn trôc ,Nmm . lt ,b, h, t - kÝch th­íc mm ; ®­îc liÖt kª trªn b¶ng . [ sd ] - øng suÊt dËp cho phÐp , MPa, trÞ sè cho trong b¶ng 9.5 trang 178 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 2 : [ sd ] = 150 MPa ; [ tc ] - øng suÊt c¾t cho phÐp , MPa . Víi then lµm b»ng thÐp 45 ta lÊy [ tc ] = 60 MPa . C¸c kÝch th­íc cña then ®· ®­îc nªu ë trªn ta cã : Trªn trôc II : T2 = 491532,2 Nmm . d21 = d22 = 55 mm . lt21 = 0,9lm22 = 0,9 .90 = 81 mm . h21 = h22 = 10 mm . b21 = b22 = 16 mm . t1 = 6 mm . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc ( 5-7 ) vµ (5-8) ta cã : sd1 = = 55 MPa < [ sd ] = 150 MPa . tc = = 12 MPa < 60 MPa . Nh­ vËy ®¨ tho¶ m·n vÒ c¶ bÒn dËp vµ bÒn c¾t . Trôc III : TIII = 1711650 Nmm . MÆt c¾t 3-1 : d31 = 95 mm . lt31 = 0,9.84 = 75,6 mm . b31 = 25 mm . h31 = 14 mm . t31 = 9 mm . Thay vµo ( 5-7 ) vµ (5-8) ta cã : sd = = 95 MPa < [sd] = 150 MPa . tc = = 19 MPa < [ tc ] = 50 MPa . MÆt c¾t 3-3 : d33 =70 mm . lt33 = 0,9.108 = 97,2 mm . b33 = 20 mm . h33 = 12 mm . t33 = 7,5 mm . Thay vµo (5-7) vµ (5-8) ta cã : sd = = 111,8 MPa < [sd] = 150 MPa . tc = = 25,156 MPa < [tc] = 50 MPa . Nh­ vËy c¶ hai mèi ghÐp then ®Òu ®¶m b¶o bÒn . IV, KiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái : Khi x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh trôc theo ( 5-4 ) hoÆc theo ( 5-6 ) ta ®Òu ch­a xÐt tíi mét sè yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn ®é bÒn mái cña trôc nh­ ®Æc tÝnh thay ®æi cña chu kú øng suÊt , sù tËp trung øng suÊt , yÕu tè kÝch th­íc , chÊt l­îng bÒ mÆt ... V× vËy sau khi ®Þnh kÕt cÊu trôc cÇn thiÕt tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái cã kÓ ®Õn c¸c yÕu tè võa nªu . Ta chØ tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm bÒn mái trªn 2 trôc lµ trôc II vµ trôc III , con trôc I lµ trôc vÝt chÕ t¹o liÒn trôc cã ®­êng kÝnh ch©n r¨ng lín h¬n rÊt nhiÒu so víi ®­êng kÝnh trôc yªu cÇu .Nªn trôc I tù tho¶ m·n . KÕt cÊu trôc võa thiÕt kÕ ®¶m b¶o ®­îc ®é bÒn mái nÕu hÖ sè an toµn t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau : sj = [ s] ( 5-9) . Trong ®ã : [ s ] - hÖ sè an toµn cho phÐp , th«ng th­êng [ s ] = 1,5 ..2,5 . ë ®ay ta lÊy [s] = 3 ®Ó kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra vÒ ®é cøng cña trôc . ssj vµ stj - 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 j : ssj = ( 5-10 ). stj = ( 5-11 ). Trong c¸c c«ng thøc ( 5-10 ) vµ (5-11) : s-1 vµ t-1 - giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n øng víi chu kú ®èi xøng. Cã thÓ lÊy gÇn ®óng s-1 = 0,436sb = 0,436.800 = 348,8 MPa ( ThÐp C¸cbon 50 ). t-1 = 0,58s-1 = 0,58.348,8 = 202,304 MPa . saj , taj, smj, tmj - biªn ®é vµ trÞ sè trung b×nh cña øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp t¹i tiÕt diÖn j : §èi víi trôc quay , øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng , do ®ã : smj = 0 ; saj = smaxj = Mj/Wj ( 5-12 ). V× trôc quay lµm viÖc mét chiÒu nªn : tmj = taj = tmax/2 = Tj/(2W0j ) ( 5-13 ) . Víi Wj vµ W0j lµ m«men c¶n uèn vµ m«men c¶n xo¾n t¹i tiÕt diÖn j cña trôc , ®­îc x¸c ®Þnh trong b¶ng 10.6 trang 196 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 1 . Ta xÐt chñ yÕu t¹i trôc cã r·nh then : Wj = ( 5-14 ) . W0j = ( 5-15) . B¶ng trÞ sè m«men c¶n uèn vµ m«men c¶n xo¾n øng víi c¸c trôc II vµ III t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm cã then b»ng : TiÕt diÖn §­êng kÝnh trôc b - h t1 W(mm3) W0(mm3) 21 55 16 - 10 6 14230 30555,67 22 55 16 - 10 6 14230 30555,67 31 95 25 - 14 9 75371,5 159501 33 70 20 - 12 7,5 29471,6 63128,48 Thay c¸c gi¸ trÞ Mj vµ c¸c gi¸ trÞ Tj vµo c«ng thøc ( 5-12 ) vµ (5-13) ta ®­îc : Trªn trôc II ta cã : sa21 = = 27,01 MPa . sa22 = = 36,57 MPa . tm21= tm22 = = 8,04 MPa . Trªn trôc III : sa31 = = 36,93 MPa . sa33 = 0 . tm31 = = 5,365 MPa . tm33 = = 13,557 MPa . Ta nhËn thÊy r»ng trªn trôc III cã tiÕt diÖn nguy hiÓm t¹i vÞ trÝ l¾p æ l¨n (mÆt c¾t 3-2 ), t¹i ®©y trôc ®­îc l¾p c¨ng víi vßng trßn cña æ l¨n . Ta ph¶i xÐt ®Õn vÞ trÝ nµy : sa32 = = = 37 MPa . ta32 = tm32 = = = 11,95 MPa . Trong ®ã M32 = 2694302,32 Nmm ,TIII = 1711650 Nmm ®­îc x¸c ®Þnh ë trªn . Cßn W32 = 71533,125 mm3 , W032 = 143066,25 mm3 lµ m«men c¶n uèn vµ m«men c¶n xo¾n t¹i tiÕt diÖn 3-2 . ys vµ yt - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña trÞ sè øng suÊt trung b×nh ®Õn ®é bÒn mái , tra theo b¶ng 10.7 trang197 s¸ch TKHD§CK tËp 1 víi sb = 800MPa ta ®­îc : ys = 0,1 ; yt = 0,05. Ksdj vµ Ktdj - hÖ sè, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Ksdj = (Ks/ea + Kx -1 )/Ky (5-16). Ktdj = (Kt/et + Kx - 1 )/Ky (5-17) . Trong ®ã : Kx - 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 , cho trong b¶ng 10.8 trang 197 s¸ch TKHD§CK tËp 1 . Víi Ra = 2,5 ... 0,63 mm ta ®­îc Kx = 1,1 . Ky - hÖ sè t¨ng bÒn bÒ mÆt trôc, tra trong b¶ng 10.9 ta ®­îc Ky = 3 víi trôc tËp trung Ýt øng suÊt vµ sb = 800 MPa. es vµ et - hÖ sè kÝch th­íc kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc tiÕt diÖn trôc ®Õn giíi h¹n mái, trÞ sè cho trong b¶ng 10.10 : esII = 0,81 vµ et = 0,76 víi trôc II . esIII = 0,70 vµ et = 0,70 ®èi víi trôc III . Ka vµ Kt - hÖ sè tËp trung øng thùc tÕ khi chÞu uèn vµ chÞu xo¾n , trÞ sè cña chóng phô thuéc vµo lo¹i yÕu tè g©y tËp trung øng suÊt .ë ®©y do cã r·nh then nªn ta tra trong b¶ng 10.12 trang 199 s¸ch TKHD§CK tËp 1 ta ®­îc : Ks = 1,62 , Kt = 1,88 ®èi víi c¶ 2 trôc II vµ III . T¹i mÆt c¾t 3-2 l¾p cã ®é d«i th× Ks/es = 2,97 ;Kt/et = 2,28 ( kiÓu l¾p ta chän lµ k6 ). Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (5-16) vµ (5-17) ta ®­îc : KsdII = = 0,704. KsdIII = = 0,809 . KtdII = = 0,858 . KtdIII = = 0,929 . Ksd32 = = 1,023 . Ktd32 = = 0,793 . Thay c¸c gi¸ trÞ cña s-1 , t-1, Ksdj, Ktdj, saj, ys, yt, tmj vµ smj = 0,taj = tmj vµo c«ng thøc (5-10) vµ (5-11) ta ®­îc : Trôc II : ss21 = = = 18,34 . ss22 = = = 13,55 . st21 = st22 = = = 27,80 . Trôc III : ss31 = = = 11,675 . V× t¹i mÆt c¾t 3-3 kh«ng cã m«men nªn ta kh«ng x¸c ®Þnh ss33 . st31 = st33 = = = 38,517 . ss32 = = = 9,215 . st32 = = = 20,08 . Nh­ vËy thay c¸c gi¸ trÞ ssj vµ stj vµo c«ng thøc ( 5-9 ) ta ®­îc : s21 = = = 15,309 > [ s ] = 3 . s22 = = = 12,18 > [ s ] = 3 . s31 = = = 11,17 > [ s ] = 3 . s32 = = = 8,375 > [s] = 3 . T¹i mÆt c¾t 3-3 trªn trôc III , ®iÒu kiÖn mái ®­îc tho¶ m·n . Ta lËp b¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n hÖ sè an toµn ®èi víi c¸c tiÕt diÖn cña trôc TiÕt diÖn d(mm) Tû sè Ks/es Tû sè Kt/et Ksd Ktd Ss St S r·nh then l¾p d«i r·nh then L¾p d«i 21 55 2,01 2,44 2,47 1,86 0,704 0,86 18,34 27,8 15,31 22 55 2,01 2,44 2,47 1,86 0,704 0,86 18,34 27,8 15,31 31 95 2,32 2,97 2,69 2,28 0,809 0,929 11,68 38,52 11,17 32 90 2,32 2,97 2,69 2,28 1,023 0,792 9,125 20,08 8,375 33 70 2,32 2,97 2,69 2,28 0,809 0,929 kx® kx® kx® Ta nhËn thÊy hÖ sè an toµn s mµ ta tÝnh to¸n ®­îc kh¸ lín do ®­êng kÝnh trôc mµ ta thiÕt kÕ kh¸ lín , ngoµi ra do ®iÒu kiÖn l¾p ghÐp vµ kh¶ n¨ng c«ng nghÖ nªn víi gi¸ trÞ nh­ trªn ta cã thÓ chÊp nhËn ®­îc . V, TÝnh kiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn tÜnh : §Ó ®Ò phßng kh¶ n¨ng biÕn d¹ng dÎo kh¸ lín hoÆ do ph¸ háng do qu¸ t¶i ®ét ngét ( khi më m¸y ) ta tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn tÜnh. C«ng thøc kiÓm nghiÖm cã d¹ng : std = [ s ] (5-18 ). Trong ®ã : s = Mmax/(0,1. d3) (5-19). t = Tmax/(0,2.d3 ) (5-20). [s] = 0,8sch = 0,8.530 = 424 MPa . Thay c¸c gi¸ trÞ cña Mmax ,d t¹i vÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt ta cã ®­îc : Trôc I : Mmax = 169908,76 Nmm ; Tmax =28158,6 Nmm . d1 =da1 = 84 mm . s1 = 169908,76/(0,1.843) = 2,87 MPa . t1 = 28158,6/(0,2.843) = 0,237 MPa . Trôc I tho¶ m·n . Trôc II : Mmax = 520391,41 Nmm; Tmax = 491532,2 Nmm ,d2 = 55 mm . s2 = = 31,28 MPa . t2 = = 14,77 MPa . std2 = = 40,409 MPa << [s] = 424 MPa. Trôc thø II còng tho¶ m·n . Trôc III : Mmax = 2694302,32 Nmm ; Tmax = 1711650 Nmm ; d3 = 90 mm . s3 = = 36,95 MPa . t3 = = 11,74 MPa . std3 = = 42,175 MPa << [s] = 424 MPa . Trôc III còng tho¶ m·n . Nh­ vËy c¶ 3 trôc ®Òn tho¶ m·n bÒn tÜnh . Do khi kiÓm nghiÖm ®é bÒn mái cña trôc ta ®· xÐt ®Õn yÕu tè ®é cøng , nªn ta kh«ng cÇn kiÓm nghiÖm vÒ ®é cøng . PhÇn 6 : TÝnh chän æ l¨n . æ trôc dïng ®Ó ®ì trôc , gi÷ cho trôc cã vÞ trÝ x¸c ®Þnh trong kh«ng gian , tiÕp nhËn t¶i träng vµ truyÒn ®Õn bÖ m¸y.Tuú theo d¹ng ma s¸t trong æ ng­êi ta ph©n ra lµm 2 d¹ng æ lµ æ ®ì vµ æ l¨n . Nhê cã ­u ®iÓm nh­ m«men ma s¸t vµ m«men më m¸y nhá , Ýt bÞ nãng khi lµm viÖc , ch¨m sãc, b«i tr¬n ®¬n gi¶n , thuËn tiÑn trong söa ch÷a vµ thay thÕ ... nªn æ l¨n ®­îc dïng ngµy cµng réng r·i . æ l¨n lµ chi tiÕt ®· ®­îc tiªu chuÈn ho¸ , ta chØ cÇn tÝnh chän æ l¨n dùa theo hai chØ tiªu : kh¶ n¨ng t¶i ®éng C vµ kh¶ n¨ng t¶i tÜnh C0 . Muèn chän æ l¨n cÇn biÕt : - TrÞ sè , chiÒu vµ ®Æc tÝnh cña t¶i träng ; - TÇn sè quay vßng cña æ ; - Tuæi thä cÇn thiÕt tÝnh b»ng giê hoÆc triÖu vßng quay . - C¸c yªu cÇu cô thÓ liªn quan ®Õn kÕt cÊu m¸y hoÆc bé phËn m¸y vµ ®iÒu kiÖn sö dông . - Gi¸ thµnh æ . I, Chän lo¹i æ l¨n : Cã nhiÒu lo¹i æ l¨n. Theo h­íng t¸c dông cña t¶i träng do æ tiÕp nhËn , chia ra : æ ®ì , æ chÆn , æ ®ì - chÆn vµ æ chÆn - ®ì . Theo d¹ng con bi cã : æ bi vµ æ ®òa ... . Chän lo¹i æ thÝch hîp ®Ó dïng chØ cã thÓ gi¶i quyÕt tèt trªn c¬ së n¾m v÷ng ®Æc ®iÓm lµm viÖc cña æ thÓ hiÖn ë kh¶ n¨ng t¶i . Ta xÐt thÊy tû sè gi÷a Fa vµ Fr trªn c¸c trôc nh­ sau . Trôc I : Fa/Fr = = 2,747 lÇn nªn ta ph¶i chän æ ®òa c«n . Trôc II : Fa/Fr = = 0,422 . Ta chän æ bi ®ì - chÆn cã gãc tiÕp xóc a = 120 . Trôc III kh«ng cã lùc däc trôc nh­ng cã chÞu lùc lín nªn ta chän lo¹i æ ®òa ng¾n ®ì . II, Chän cÊp chÝnh x¸c æ l¨n : Khi chän lo¹i æ l¨n ®· ®Ò cËp ®Õn vÊn ®Ò gi¸ thµnh cña æ, vÊn ®Ò nµy cßn liªn quan rÊt chÆt chÏ ®Õn cÊp chÝnh x¸c æ l¨n. Tiªu chuÈn GOST 520-71 quy ®Þnh æ l¨n cã 5 cÊp chÝnh x¸c : 0, 6, 5, 4 vµ 2 theo thø tù cÊp chÝnh x¸c t¨ng dÇn. §é chÝnh x¸c cña æ l¨n ®­îc quyÕt ®Þnh bëi ®é chÝnh x¸c cña c¸c kÝch th­íc l¾p ghÐp cña vßng æ vµ ®é chÝnh x¸c khi quay cña c¸c vßng æ. §é ®¶o h­íng t©m vµ ®é ®¶o däc trôc ®Æc tr­ng ®é chÝnh x¸c khi quay cã ý nghÜa ®Æc biÖt quan träng ®èi víi c¸c vßng quay v× c¸c ®é ®¶o nµy sÏ t¸c ®éng ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p ghÐp víi æ, g©y nªn c¸c hËu qu¶ xÊu : t¶i träng ®éng, dao ®éng vµ tiÕng ån . Chän cÊp chÝnh x¸c nµo cña æ l¨n lµ tuú thuéc vµo yªu cÇu ®Æt ra khi thiÕt kÕ m¸y . §èi víi hép gi¶m tèc , hép tèc ®é vµ nh÷ng kÕt cÊu kh¸c trong ngµnh chÕ t¹o m¸y th­êng dïng æ l¨n cÊp chÝnh x¸c lµ 0 . III, Chän kÝch th­íc æ l¨n : KÝch th­íc æ l¨n ®­îc x¸c ®Þnh theo 2 chi tiªu : kh¶ n¨ng t¶i ®éng nh»m ®Ò phßng trãc rç c¸c bÒ mÆt lµm viÖc vµ kh¶ n¨ng t¶i tÜnh nh»m ®Ò phßng biÕn d¹ng d­ . 1, Chän æ theo kh¶ n¨ng t¶i ®éng : Chän kÝch th­íc theo kh¶ n¨ng t¶i ®éng ®­îc tiÕn hµnh víi c¸c æ cã sè vßng quay n > 10 vßng/phót . Kh¶ n¨ng t¶i ®éng Cd ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Cd = Q. ( 6-1 ). Trong ®ã : Q - T¶i träng ®éng quy ­íc , kN . L - Tuæi thä tÝnh b»ng triÖu vßng quay ; m - BËc cña ®­êng cong mái khi thö vÒ æ l¨n, m = 3 ®èi víi æ bi; m = 10/3 ®èi víi æ ®òa . Gäi Lh lµ tuæi thä cña æ tÝnh b»ng giê th× : Lh = 106.L/(60n) (6-2). Dùa theo b¶ng 11.2 trang 214 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 1 ta chän Lh = 25.103 giê . Ta ph¶i tÝnh to¸n chän æ l¨n cho tõng trôc . a, TÝnh chän æ l¨n cho trôc vÝt : Dùa vµo sè vßng quay cña trôc vÝt : ntv = 2907 vßng/phót ( tra trong b¶ng ph©n phèi tû sè truyÒn ). Thay vµo c«ng thøc ( 6-2 ) ta rót ra ®­îc : L = 4360,5 triÖu vßng . Ta cÇn x¸c ®Þnh t¶i träng ®éng quy ­íc : Q T¶i trong ®éng quy ­íc ®ùoc tÝnh theo c«ng thøc sau : Q = ( XVFr + YFa ).kt.k® (6-3). Do ta chän lo¹i æ ®òa c«n . Trong ®ã : Fr vµ Fa - t¶i träng h­íng t©m vµ t¶i träng däc trôc . 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 , ta lÊy kt = 1 víi q = 1050C . k® - hÖ sè kÓ ®Õn ®Æc tÝnh cña t¶i träng , tra trong b¶ng 11.3 trang 215 s¸ch TKHD§CK tËp 1 ta cã : k® = 1 víi t¶i träng va ®Ëp nhÑ - kh«ng ®æi . X - hÖ sè t¶i träng h­íng t©m ; Y - hÖ sè t¶i träng däc trôc ; S¬ ®å bè trÝ æ : Tæng lùc däc trôc t¸c ®éng lªn c¸c æ ®ì chÆn O vµ 1 . Fa0 = Fs1 - Fat1 ( 6-4). Fa1 = Fs0 - Fat1 ( 6-5). Trong ®ã : Fs1 = Fs0 = 0,83.1,5.tg260.Fr1 = 0,83.1,5.0,4877.1035,736 = 628,926 N. Fs - lùc däc trôc do c¸c lùc h­íng t©m t¸c ®éng lªn æ g©y ra . Fa1 = Fa0 = 628,926 - 2845,66 = - 2216,734 N . LÊy Fa = 2216,734 N . ë phÇn tÝnh to¸n trôc ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc c¸c ph¶n lùc h­íng t©m t¹i æ lµ : Fr0 = = = 1228,42 N . Fr1 = = = 386,5 N . Ta nhËn thÊy r»ng : Fa/VFr = 2845,66/1.1035,736 > e = 1,5.tg260 . Víi lo¹i æ ®· chän ban ®Çu lµ æ ®òa c«n nªn tra theo b¶ng 11.4 trang 215 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ ta ®­îc : X = 0,4 ; Y = 0,4.tg260 = 0,195 . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc ( 6-3 ) ta ®­îc : Q0 = ( XVFr0 + YFa0)ktk® = ( 0,4.1.1228,42 + 0,195.2216,734).1.1 = 923,63 N = 0,924 kN . Q1 = ( XVFr1 + YFa1).k®kt = (0,4.386,5 + 0,195.2216,734 ).1. 1 = 586,86 N = 0,587 kN . Thay c¸c gi¸ trÞ : Q = 0,924 kN; L = 4360,5 triÖu vßng ; m = 10/3 vµo c«ng thøc ( 6-1 ) ta cã : Cd = = 11,42 kN . Dùa vµo Cd = 11,42 kN vµ dngâng trôc = 40 mm , ta chän lo¹i æ ®òa c«n cã ký hiÖu 7208 cã C = 42,4 kN vµ C0 = 32,7 kN , gãc c«n 14,220 . b¶ng liÖt kª c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña æ : Ký hiÖu d , mm D , mm B ,mm T , mm a (0) C , kN C0 , kN 7208 40 85 18 19,75 14,33 42,4 32,7 KiÓm nghiÖm theo kh¶ n¨ng t¶i tÜnh : Ta tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng t¶i tÜnh nh»m ®Ò phßng biÕn d¹ng d­, theo ®iÒu kiÖn : Qt < C0 ( 6-6 ). Trong ®ã : C0 - kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ, cho trong b¶ng tiªu chuÈn . Qt - t¶i träng tÜnh quy ­íc , kN . Qt , lµ trÞ sè lín trong hai gi¸ trÞ Q0 tÝnh sau ®©y : Q0 = X0Fr + Y0Fa ( 6-7 ). Q0 = Fr ( 6-8 ). Trong ®ã : X0, Y0 - hÖ sè t¶i träng h­íng t©m vµ hÖ sè t¶i träng däc trôc , tra trong b¶ng 11.6 ta ®­îc : X0 = 0,5 ; Y0 = 0,22cotg14,330 = 0,868 . Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc ( 6-7) ta ®­îc : Qt = 0,5 .1228,42 + 0,868.2216,734 = 2538,335 N . So s¸nh víi Fr = 1228,42 th× Qt = 2538,335 N = 2,538kN << C0 = 32,7 kN . Nh­ vËy æ ®¶m b¶o kh¶ n¨ng t¶i tÜnh . KiÓm tra kh¶ n¨ng quay nhanh cña æ : Khi t¨ng sè vßng quay cña æ sÏ lµm t¨ng nhiÖt ®é ë chç tiÕp xóc, lµm t¨ng mÊt m¸t vÒ ma s¸t gi÷a c¸c con l¨n vµ vßng c¸ch, lµm t¨ng mÊt m¸t vÒ ma s¸t do t¶i träng phô g©y nªn bëi lùc qu¸n tÝnh , lµm gi¶m ®é nhít cña dÇu vµ chiÒu dµy líp dÇu b«i tr¬n dÉn ®Õn lµm gi¶m kh¶ n¨ng k×m h·m sù ph¸t triÓn vÕt nøt do mái. MÆt kh¸c cïng víi sè vßng quay t¨ng, x¸c suÊt háng cña æ l¨n còng t¨ng lªn do sù ph¸ háng vßng c¸ch g©y nªn. V× vËy ®èi víi mäi lo¹i æ l¨n ph¶i ®¶m b¶o cho nã lµm viÖc thÊp h¬n sè vßng quay tíi h¹n, nÕu kh«ng tuæi thä cña æ sÏ kh«ng ®¶m b¶o. Sè vßng quay tíi h¹n cña æ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : nth = [ dmn ].k1.k2.k3/dm (6-9). Trong ®ã : [dmn] - th«ng sè vËn tèc quy ­íc, mm vg/ph , ®Æc tr­ng cho ®é quay nhanh tíi h¹n cña æ, tra trong b¶ng 11.7 trang 222 s¸ch TKHD§CK tËp 1 ta ®­îc [dmn] = 2,5.105 . dm - ®­êng kÝnh vßng trßn qua c¸c con l¨n dm = 80 mm . k1 - hÖ sè kÝch th­íc æ ; v× dm = 80 mm nªn k1 = 1 . k2 - hÖ sè cì æ, tra trong b¶ng 11.8 ; k2 = 1,0 víi lo¹i æ 7028 (lo¹i nhÑ) . k3 - hÖ sè tuæi thä ; k3 = 0,95 do Lh = 25.1000 giê . Thay vµo ( 6-9 ) ta cã : nth = = 2968,75 vßng/phót > nI = 2907 vßng/phót . VËy æ tho¶ m·n kh¶ n¨ng quay nhanh . b, Chän æ cho trôc II : S¬ ®å bè trÝ æ : Trôc II cã Fr2 = 1035,736 N ; Fa2 = 437,786 N. Vµ lo¹i æ chän lµ bi ®ì chÆn cã gãc a = 120 . Sè vßng quay cña trôc II : nII = 131,896 vßng/phót . Thay vµo c«ng thøc ( 6-2 ) ta thu ®­îc L = 182,21 triÖu vßng . TÝnh t¶i träng quy ­íc Q : Dùa vµo b¶ng 11.4 ta ®­îc X = 1; Y = 0 . TÝnh c¸c ph¶n lùc h­íng t©m t¹i c¸c gèi ®ì trªn trôc II : Fr0 = = = 4575,3 N . Fr1 = = = 6604,55 N . C¸c lùc däc trôc t¸c dông lªn æ ®ì 1 vµ 0 : Fa0 = Fs1 - Fat = 1981,365 - 437,736 = 1543,629 N . Fa1 = Fs0 - Fat = 1372,59 - 437,736 = 934,854 N . Trong ®ã : Fs0 = e.Fr0 = 0,3.4575,3 = 1372,59 N . Fs1 = e.Fr1 = 0,3.6604,55 = 1981,365 N . VËy thay vµo (6-3) ta cã : Q0 = (XVFr0 + YFa0 )kt.k® = 4575,3 N . Q1 = ( XVFr1 + YFa1)ktk® = 6604,55 N . VËy Q = 6604,55 N = 6,604 kN . Thay c¸c gi¸ trÞ Q = 6,6 kN ; m = 3; L = 182,21 triÖu vßng vµo c«ng thøc ( 6-1 ) : Cd = = 37,42 kN . Dùa vµo Cd = 37,42 kN ; dngâng trôc = 45 mm ta chän lo¹i æ bi ®ì - chÆn cã ký hiÖu 46309 . C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña æ 46309 : Ký hiÖu æ d , mm D , mm b = T , mm r ,mm r1 , mm C , kN C0 , kN 46309 45 100 25 2,5 1,2 48,1 37,7 KiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng t¶i tÜnh : Ta còng cã : Qo = X0Fr + Y0Fa = 0,5. 6604,629 + 0,47.437,736 = 3508,05 N = 3,5 kN . So s¸nh víi Fr = 6604 N = 6,6 kN ta lÊy Qt = 6,6 kN . Do Qt = 6,6 kN < C0 = 37,7 kN . Nªn kh¶ n¨ng t¶i tÜnh ®¶m b¶o . KiÓm tra kh¶ n¨ng quay nhanh cña æ : dm = 58,75 mm . [ dmn] = 1,3.105 . k1 = 1 do D = 100 mm . k2 = 0,9 víi æ trung hÑp . k3 = 0,95 . Thay vµo c«ng thøc (6-9) ta ®­îc : nth = = 1891,92 vg/ph >> nII = 132 vg/ph c, TÝnh chän æ cho trôc III : V× trôc III kh«ng chÞu lùc däc trôc nªn ta chän lo¹i æ bi ®ì mét d·y . Nh­ vËy t¶i trän ®éng quy ­íc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Q = (XVFr+YFa)k®kt = XVFrktk® . Trong ®ã Fr lµ t¶i träng h­íng t©m t¸c dông lªn gèi ®ì : Fr0 = = = 13046,46 N . Fr1 = = = 29403,82 N . VËy : Q0 = 1.1.13046,46 = 13046,46 N = 13,046 kN . Q1 = 29403,82 N = 29,40382 kN . Sè vßng quay cña trôc : nIII = 36,9978 vßng/phót . Thay vµo ( 6-3 ) ta ®­îc L = 55,4967 triÖu vßng . Thay m = 10/3 ; L = 55,4967 triÖu vßng ; Q = 29,40382 kN vµo c«ng thøc ( 6-1 ) ta ®­îc : Cd = = 98,10 kN . Dùa vµo b¶ng phô lôc P2.8 víi Cd = 98,1 kN vµ dngâng trôc = 90 ta chän lo¹i æ ®òa cã ký hiÖu 318 . C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña æ ®òa trô ng¾n ®ì . Ký hiÖu æ d , mm D , mm B , mm r , mm C , kN C0 , kN 318 90 190 43 4,0 112,0 101,0 KiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ : Qt = Fr = 29,04 kN . Ta thÊy Qt < C0 nªn kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ ®¶m b¶o . IV, C¸c biÖn ph¸p c«ng nghÖ cña æ l¨n : 1, Gèi ®ì trôc : Tuú theo ph­¬ng ph¸p cè ®Þnh vÞ trÝ æ theo ph­¬ng däc trôc, gèi ®ì trôc ®­îc chia lµm hai lo¹i : Gèi ®ì trôc tuú ®éng, cßn gäi lµ gèi tuú ®éng, cho phÐp trôc di chuyÓn däc trôc vÒ hai phÝa . Gèi ®ì trôc cè ®Þnh , cßn gäi lµ gèi cè ®Þnh, cã thÓ h¹n chÕ sù di chuyÓn cña trôc theo mét phÝa hoÆc c¶ hai phÝa . V× hép gi¶m tèc mµ ta thiÕt kÕ lµ hép gi¶m tèc trôc vÝt - b¸nh r¨ng vµ do m¸y chØ quay mét chiÒu nªn ta sö dông gèi ®ì trôc cè ®Þnh h¹n chÕ sù di chuyÓn trôc theo mét phÝa . 2, Cè ®Þnh æ trªn trôc : Ta cè ®Þnh mÆt ®Çu vßng trong æ l¨n b»ng 2 vÝt 3, Cè ®Þnh æ trong vá hép Cã hai c¸ch cè ®Þnh lµ dïng vßng ch¾n vµ dïng vµnh tú lªn vá hép . Ta dïng vßng ch¾n v× ph­¬ng ph¸p nµy sÏ ®¬n gi¶n khi gia c«ng lç vµ r·nh trªn lç hép, kÕt cÊu ®¬n gi¶n, lµm viÖc ch¾c ch¾n, nhÊt lµ khi chÞu lùc däc trôc kh«ng t¸c ®éng vÒ phÝa lß xo . ë ph­¬ng ph¸p nµy vßng ngoµi cña æ l¨n ®­îc ®Æt gi÷a mÆt t× cña n¾p vµ vßng ch¾n . 4, §iÒu chØnh khe hë cña æ l¨n : Sù tån t¹i khe hë trong æ l¨n ( khe hë däc trôc vµ khe hë h­íng t©m ), còng nh­ biÕn d¹ng cña trôc d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc lµ nguyªn nh©n lµm trôc bÞ ®¶o vµ dao ®éng . CÇn ph¶i ph©n biÖt c¸c lo¹i khe hë sau : Khe hë ban ®Çu ( ®o ®­îc khi æ cßn ë tr¹ng th¸i tù do ), khe hë do l¾p ghÐp ( ®o ®­îc khi l¾p æ trªn trôc vµ vµo vá hép ) vµ khe hë lµm viÖc ( ®o ®­îc khi æ chÞu t¶i träng vµ nhiÖt ®é ë tr¹ng th¸i lµm viÖc ). Khe hë ¶nh h­ëng ®Õn sù ph©n bè t¶i trªn c¸c con l¨n vµ ®é bÒn l©u cña æ. Lùa chän khe hë thÝch hîp cã kh¶ n¨ng lµm gi¶m tiÕng ån, gi¶m dao ®éng, t¨ng ®é cøng cña gèi trôc . Khi ®iÒu chØnh æ ta cÇn x¸c ®Þnh khe hë däc trôc bÐ nhÊt mµ trong qu¸ tr×nh sö dông kh«ng ph¸t sinh ®é d«i do biÕn d¹ng nhiÖt . Dùa vµo b¶ng 15-11 vµ 15-12 trang 40 s¸ch TKHD§CK tËp 2 ta cã : Khe hë cho phÐp ®èi víi æ bi ®ì chÆn (mm) cña trôc II ( d = 90 mm ) : min = 50; max = 100 . Khe hë cho phÐp ®èi víi æ ®òa c«n ( mm ) cña trôc vÝt : min = 40 ; max = 70 . 5, B«i tr¬n æ l¨n : Khi ®­îc b«i tr¬n ®óng kü thuËt, æ sÏ kh«ng bÞ mµi mßn bëi chÊt b«i tr¬n sÏ gióp tr¸nh kh«ng ®Ó c¸c chi tiÕt tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau. Ma s¸t trong æ sÏ gi¶m, kh¶ n¨ng chèng mßn cña æ t¨ng lªn, kh¶ n¨ng tho¸t nhiÖt tèt h¬n, b¶o vÖ bÒ mÆt kh«ng han rØ, ®ång thêi gi¶m ®­îc tiÕng ån . VÒ nguyªn t¾c, tÊt c¶ c¸c lo¹i æ l¨n ®Òu cã thÓ b«i tr¬n b»ng mì hoÆc dÇu, riªng vßng bi tù lùa lßng cÇu th­êng chØ b«i tr¬n b»ng dÇu , trõ tr­êng hîp vßng quay rÊt thÊp cã thÓ b«i tr¬n b»ng mì. ChÊt b«i tr¬n ®­îc lùa chän dùa trªn chÕ ®é lµm viÖc vµ sè vßng quay cña æ . So víi dÇu th× viÖc b«i tr¬n b»ng mì ®­îc gi÷ trong æ dÔ dµng h¬n, ®ång thêi kh¶ n¨ng b¶o vÖ æ tr¸nh t¸c ®éng cña t¹p chÊt vµ ®é Èm . Mì cã thÓ dïng cho æ lµm viÖc l©u dµi, ®é nhít Ýt thay ®æi khi nhiÖt ®é thay ®æi nhiÒu. Nhê cã nh÷ng ­u ®iÓm næi bËt trªn ta dïng mì ®Ó b«i tr¬n cho c¸c lo¹i æ mµ ta dïng. 6, Lãt kÝn bé phËn cña æ : Lãt kÝn bé phËn cña æ nh»m môc ®Ých b¶o vÖ æ khái bôi bÆm, chÊt bÈn, h¹t cøng vµ c¸c t¹p chÊt kh¸c x©m nhËp vµo trong æ. Nh÷ng chÊt nµy lµm æ chãng bÞ mµi mßn vµ han rØ . Ngoµi ra , lãt kÝn c¸c bé phËn æ cßn ®Ò phßng dÇu ch¶y ra ngoµi. Tuæi thä æ l¨n, ®Æc biÖt ®èi víi c¸c æ lµm viÖc trong m«i tr­êng cã nhiÒu bôi bÆm vµ chÊt ho¸ häc, phô thuéc r¸t nhiÒu vµo bé phËn lãt æ . ë ®©y ta sö dông lãt æ b»ng c¸c b¹c chÆn ( vÒ phÝa trong æ ®Ó ng¨n dÇu trµn tõ trong ra ). V, ThiÕt kÕ khíp nèi trôc : Ta sö dông khíp nèi trôc ®µn håi ®Ó nèi trôc tõ ®éng c¬ sang trôc vÝt. Nhê cã bé phËn ®µn håi cho nªn nèi trôc ®µn håi cã kh¶ n¨ng : gi¶m va ®Ëp vµ chÊn ®éng , ®Ò phßng céng h­ëng do dao ®éng xo¾n g©y nªn vµ bï l¹i ®é lÖch trôc ( lµm viÖc nh­ nèi trôc bï ) . Nèi trôc cã bé phËn ®µn håi b»ng vËt liÖu phi kim rÎ vµ ®¬n gi¶n, v× vËy nã ®­îc dïng ®Ó truyÒn m«men xo¾n nhá vµ trung b×nh ( ®Õn 10000 Nm ). Khi gi¸ trÞ m«men xo¾n lín, th­êng dïng khíp nèi trôc cã bé phËn ®µn håi lµ kim lo¹i . ë ®©y m«men trªn trôc vÝt chØ lµ 28158 Nmm nªn ta dïng khíp nèi cã bé phËn ®µn håi lµ cao su . PhÇn 7 : ThiÕt kÕ vá hép gi¶m tèc Vá hép gi¶m tèc cã thÓ cã nhiÒu d¹ng kh¸c nhau, song chóng ®Òu cã chung nhiÖm vô : 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 m¸y tr¸nh khái bôi bÆm. ChØ tiªu c¬ b¶n cña vá hép gi¶m tèc lµ ®é cøng cao vµ khèi l­îng nhá . Hép gi¶m tèc bao gåm : Thµnh hép, nÑp ho¨c g©n t¨ng cøng, mÆt bÝch , gèi ®ì ... VËt liÖu chÕ t¹o vá hép lµ gang x¸m GX15-32 . I, Chän bÒ mÆt ghÐp n¾p vµ th©n : BÒ mÆt ghÐp cña vá hép ( phÇn trªn cña vá lµ n¾p, phÇn d­íi lµ th©n ) th­êng ®i qua ®­êng t©m c¸c trôc. Nhê ®ã viÖc l¾p ghÐp c¸c chi tiÕt sÏ thuËn tiÖn h¬n. Sau khi ®· l¾p trªn trôc c¸c chi tiÕt nh­ b¸nh r¨ng, b¹c , æ...( kh«ng phô thuéc vµo c¸c trôc ) sau ®ã tõng trôc sÏ ®­îc ®Æt vµo vá hép . Ta chän bÒ mÆt ghÐp lµ bÒ mÆt song song víi mÆt ®Õ . Vµ v× hép gi¶m tèc trôc vÝt nªn ta chän bÒ mÆt l¾p víi th©n lµ bÒ mÆt ®i qua trôc b¸nh vÝt ®Ó viÖc l¾p b¸nh vÝt vµ c¸c chi tiÕt kh¸c lªn trôc sÏ ®­îc dÔ dµng h¬n. §ång thêi do ®­êng kÝnh ngoµi cña trôc vÝt lín h¬n ®­êng kÝnh lç gèi trôc nªn ta ph¶i dïng thªm c¸c cèc lãt ®Ó : D' = D + da1 . II, X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña vá hép : B¶ng liÖt kª c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña vá hép : Tªn gäi BiÓu thøc tÝnh to¸n Gi¸ trÞ mm ChiÒu dµy : Th©n hép , d N¾p hép , d1 d = 0,03a + 3 > 6 mm d1 = 0,9d 11,4 10,26 G©n t¨ng cøng : ChiÒu dµy, e ChiÒu cao §é dèc e = ( 0,8 - 1 )d h< 58 Kho¶ng 20 11 50 §­êng kÝnh Bu l«ng nÒn, d1 Bu l«ng c¹nh æ, d2 Bul«ng ghÐp bÝch n¾p vµ th©n, d3 VÝt ghÐp n¾p æ, d4 VÝt ghÐp n¾p cöa th¨m , d5 d1> 0,04a +10 >12 d2 = ( 0,7- 0,8)d1 d3 = ( 0,8 - 0,9 )d2 d4 = ( 0,6 - 0,7 )d2 d5 = ( 0,5 - 0,6 )d2 21,2 14,84 11,872 10,388 8,162 MÆt bÝch ghÐp n¾p vµ th©n : ChiÒu dµy bÝch th©n hép, S3 ChiÒu dµy bÝch n¾p hép , S4 BÒ réng bÝch n¾p vµ th©n , K3 S3 = ( 1,4 - 1,8 )d3 S4 = ( 0,9 - 1 )S3 K3 = K2 - (3-5) mm 17,808 17,808 45 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 vµ C ( k lµ kho¶ng c¸ch tõ t©m bul«ng ®Õn mÐp lç ) ChiÒu cao h X¸c ®Þnh theo kÝch th­íc n¾p æ hoÆc tra b¶ng 18-2 . K2 = E2+R2+(3-5) mm E2 = 1,6d2 ; R2 = 1,3d2 C = D3/2 h x¸c ®Þnh theo kÕt cÊu , phô thuéc vµo t©m lç bul«ng vµ kÝch th­íc mÆt tùa . D2 = 120 D3 = 150 K2 = 48 E2 = 23,7 C= 75 MÆt ®Õ hép ChiÒu dµy khi kh«ng cã phÇn låi S1 khi cã phÇn låi : Dd, S1 vµ S2 BÒ réng mÆt ®Õ hép, K1 vµ q S1 = (1,3 - 1,5 )d1 K1 = 3d1 vµ q > K1+2d S1 = 29,68 K1 = 63,6 q = 97,8 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 > (1 - 1,2)d D1 > (3 - 5)d vµ phô thuéc vµo lo¹i hép gi¶m tèc vµ l­îng dÇu b«i tr¬n trong hép D2> d D = 11,4 D1 = 34,2 D2 = 12 Sè l­îng bul«ng nÒn Z Z = ( L+B)/(200-300) L, B chiÒu dµi vµ réng cña hép . III, Mét sè kÕt cÊu kh¸c liªn quan ®Õn cÊu t¹o vá hép : 1, Bul«ng vßng hoÆc mãc vßng : §Ó n©ng hoÆc vËn chuyÓn hép gi¶m tèc ( khi gia c«ng, khi l¾p ghÐp ... ) trªn n¾p vµ th©n th­êng l¾p thªm bul«ng vßng hoÆc mãc vßng . KÝch th­íc bul«ng vßng ®­îc chän theo träng l­îng hép gi¶m tèc . VËt liÖu bul«ng lµ thÐp 20 hoÆc thÐp 25, cßn träng l­îng Q( kg ) cña hép ®­îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng theo kho¶ng c¸ch trôc a1, a2 , a3 hoÆc chiÒu dµi c«n Re cho trong b¶ng 18-3b trang 89 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 2 . Tra trong b¶ng víi kho¶ng c¸ch trôc vÝt b¸nh vÝt lµ 225 mm ta lÊy gÇn ®óng Q = 350 kg . KÝch th­íc bul«ng vßng tra trong b¶ng 18-3a trang 89 ta cã ®­îc s¬ bé nh­ sau: 2, Chèt ®Þnh vÞ : Nh­ ®· tr×nh bµy th× mÆt ghÐp gi÷a n¾p vµ th©n n»m trong mÆt ph¼ng chøa ®­êng t©m c¸c trôc . Lç trô ( ®­êng kÝnh D ) l¾p ë trªn n¾p vµ th©n hép ®­îc gia c«ng ®ång thêi. §Ó ®¶m b¶o vÞ trÝ t­¬ng ®èi cña n¾p va th©n tr­íc vµ sau khi gia c«ng còng nh­ khi l¾p ghÐp, dïng hai chèt ®Þnh vÞ . Nhê cã chèt ®Þnh vÞ , khi xiÕt bul«ng kh«ng lµm biÕn d¹ng vßng ngoµi cña æ ( do sai lÖch vÞ trÝ t­¬ng ®èi cña n¾p vµ th©n ), do ®ã lo¹i trõ ®­îc mét trong c¸c nguyªn nh©n lµm cho æ chãng bÞ háng . H×nh d¹ng vµ kÝch th­íc c¸c lo¹i chèt ®­îc cho trong b¶ng tõ 18-4a ®Õn 18-4d . ë trong hép gi¶m tèc cña ta ta sö dông chèt ®Þnh vÞ d¹ng c«n cã ren trong ë ®Çu chèt . H×nh d¹ng vµ c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña chèt lµ : 3, Cöa th¨m : §Ó kiÓm tra , quan s¸t c¸c tiÕt m¸y trong hép khi l¾p ghÐp vµ ®Ó ®æ dÇu vµo hép. Trªn ®Ønh hép cã lµm cöa th¨m. Cöa th¨m ®­îc ®Ëy b»ng n¾p . Trªn n¾p cã thÓ cã nót th«ng h¬i. KÝch th­íc cöa th¨m ta chän theo b¶ng 18-5 trang 92 s¸ch thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng tËp 2 . C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña n¾p quan s¸t : A B A1 B1 C K R VÝt Sè l­îng 100 75 150 100 - 87 12 M8 4 4, Nót th«ng h¬i : Khi lµm viÖc , nhiÖt ®é trong hép t¨ng lªn. §Ó gi¶m ¸p suÊt vµ ®iÒu hoµ kh«ng khÝ trong vµ ngoµi hép, ng­êi ta dïng nót th«ng h¬i . Nót th«ng h¬i th­êng ®­îc l¾p trªn cöa th¨m hoÆc ë vÞ trÝ cao nhÊt cña n¾p hép . H×nh d¹ng vµ kÝch th­íc nót th«ng h¬i : 5, Nót tho¸t dÇu : Sau mét thêi gian lµm viÖc, dÇu b«i tr¬n chøa trong hép bÞ bÈn ( do bôi bÆm vµ do h¹t mµi ), hoÆc bÞ biÕn chÊt, do ®ã cÇn thay dÇu míi. §Ó th¸o dÇu cò, ë ®¸y hép cã lç th¸o dÇu. Lóc lµm viÖc, lç ®­îc bÞt kÝn b»ng nót th¸o dÇu. KÕt cÊu vµ kÝch th­íc cña nót th¸o dÇu ta tra trong b¶ng 18-7 trang 93 s¸ch TKHD§CK tËp 2, do ta chän lo¹i nót th¸o dÇu d¹ng trô . 6, KiÓm tra møc dÇu : Do ta thiÕt kÕ bé truyÒn trôc vÝt - b¸nh r¨ng cã trôc vÝt n»m d­íi nªn ta ng©m trôc vÝt hoµn toµn trong dÇu. ChiÒu cao møc dÇu trong hép ®­îc kiÓm tra qua thiÕt bÞ chØ dÇu. Ta sö dông m¾t chØ dÇu lo¹i m¾t kÝnh ph¼ng . CÊu t¹o vµ kÝch th­íc cña m¾t chØ dÇu kÝnh ph¼ng : KÝch th­íc m¾t kÝnh D D1 l h 20 55 40 10 6 KÕt cÊu kiÓm tra møc dÇu vµ que th¨m dÇu : PhÇn 8 : L¾p ghÐp , dung sai . I, Chän cÊp chÝnh x¸c : øng víi mçi cÊp chÝnh x¸c cã mét miÒn dung sai nhÊt ®Þnh .Ch¼ng h¹n víi c¸c kÝch th­íc tõ 1 ®Õn 500 mm, cÊp chÝnh x¸c 6, cã 11 miÒn dung sai cña lç vµ 11 miÒn dung sai cña trôc, trong khi ®ã ®èi víi c¸c cÊp chÝnh x¸c kh¸c, sè miÒn dung sai cña lç vµ trôc Ýt h¬n . V× gia c«ng lç phøc t¹p h¬n gia c«ng trôc, do ®ã nªn chän ®ä chÝnh x¸c gia c«ng lç thÊp h¬n ( th­êng lµ thÊp h¬n 1 cÊp vµ kh«ng qu¸ hai cÊp ) so víi ®é chÝnh x¸c gia c«ng trôc . II, KiÓu l¾p ghÐp vµ dung sai cña tiÕt m¸y quay trªn trôc : §Ó dÔ chÕ t¹o vµ l¾p ghÐp th× ta chän l¾p theo hÖ lç ®Ó l¾p ghÐp b¸nh r¨ng, b¸nh vÝt vµo trôc . §èi víi c¸c b¹c chÆn ta dïng l¾p ghÐp theo hÖ trôc do trôc ®· ®­îc chÕ t¹o tr­íc ®Ó l¾p víi c¸c tiÕt m¸y quay . B¶ng thèng kª kiÓu l¾p vµ dung sai cña c¸c tiÕt m¸y quay trªn trôc : Trôc Mèi ghÐp KiÓu l¾p Sai lÖch (mm) Trªn trôc Trªn lç I Khíp nèi - trôc f35 H7/h6 + 0 -16 +25 0 B¹c chÆn - trôc f35 F8/h6 + 0 -16 +64 +25 II B¸nh vÝt- trôc f50 H7/k6 +18 +2 +25 0 B¸nh r¨ng- trôc f50 H7/k6 +18 +2 +25 0 B¹c chÆn - trôc f50 F8/k6 +18 +2 +64 +25 III B¸nh r¨ng - trôc f95 H7/k6 +25 +3 +35 0 B¸nh r¨ng ngoµi - trôc f70 H7/k6 +21 + 2 +30 0 B¹c chÆn - trôc f90 F8/k6 +25 +3 +76 +30 III, KiÓu l¾p vµ dung sai l¾p ghÐp æ l¨n : Khi chän kiÓu l¾p æ l¨n cÇn dùa vµo : chÕ ®é lµm viÖc, ®iÒu kiÖn chÞu t¶i cña c¸c vßng æ, trÞ sè vµ chiÒu cña t¶i träng t¸c dông, lo¹i vµ kÝch th­íc æ, tÇn sè quay, ph­¬ng ph¸p l¾p r¸p vµ ®iÒu chØnh khe hë h­íng t©m vµ däc trôc, ®iÒu kiÖn sö dông, ®é bÒn vµ ®é cøng cña vá, c¸c yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c kh¶ n¨ng tù lùa vµ ®Æc tÝnh cña æ ( æ tù lùa hay kh«ng tù lùa ) . B¶ng thèng kª c¸c kiÓu l¾p vµ dung sai cña æ khi l¾p víi trôc vµ víi vá hép : Lo¹i æ KiÓu l¾p víi Sai lÖch giíi h¹n trôc (mm) Sai lÖch giíi h¹n vá (mm) trôc vá hép æ ®òa c«n f40 k6 f85H7 +18 + 2 +25 æ bi ®ì chÆn f45js6 f100H7 +8 -8 +35 æ bi ®ì f90js6 f190H7 +11 -11 +40 IV, Dung sai vµ l¾p ghÐp mèi ghÐp then : Chän kiÓu l¾p cho then b»ng tuú thuéc vµo ®Æc tÝnh cña mèi ghÐp ®ã vµ quy m« s¶n xuÊt . Dùa theo b¶ng 20-5 vµ b¶ng 20-6 trang124 s¸ch TKHD§CK tËp 2 ta cã: Sai lÖch giíi h¹n cña chiÒu réng b, chiÒu cao h vµ chiÒu dµi l cña then còng nh­ sai lÖch giíi h¹n cña chiÒu réng r·nh then trªn trôc vµ trªn b¹c ®­îc liÖt kª trong b¶ng sau : kÝch th­íc tiÕt diÖn then b-h Sai lÖch giíi h¹n cña chiÒu réng r·nh then (mm) ChiÒu s©u r·nh then Trªn trôc t1 Trªn b¹c t2 t1 (mm) sai lÖch giíi h¹n (mm) t2 (mm) sai lÖch giíi h¹n (mm) Js9 10-8 +0,018 -0,018 5 +0,2 3,3 +0,2 16-10 +0,021 -0,021 6,0 +0,2 4,3 +0,2 20-12 +0,026 -0,026 7,5 +0,2 4,9 +0,2 25-14 +0,026 -0,026 9,0 +0,2 5,4 +0,2 V, Dung sai h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ bÒ mÆt : Sai lÖch h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ bÒ mÆt cã ¶nh h­ëng quan träng ®Õn chÊt l­îng vµ ®é tin cËy lµm viÖc cña chi tiÕt m¸y. Sai lÖch h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ bÒ mÆt lµm gi¶m ®é cøng tiÕp xóc cña chi tiÕt, lµm t¨ng nguy hiÓm vÒ tÝnh dÝnh vµ mßn côc bé. Sai lÖch h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ lµ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n quan träng lµm cho t¶i träng ph©n bè kh«ng ®Òu trªn c¸c ®­êng tiÕp xóc cña b¸nh r¨ng ¨n khíp. §é ®¶o mÆt mót cña vai trôc t¹i chç l¾p æ l¨n vµ cèc lãt còng nh­ ®é kh«ng vu«ng gãc cña mÆt mót gèi ®ì æ l¨n so víi ®­êng t©m lç æ l¨n lµm lÖch c¸c vßng æ. §é kh«ng ®ång trôc cña c¸c lç l¾p ghÐp lµ nguyªn nh©n g©y nªn c¸c va ®Ëp mÐp cña æ ®òa. Ngoµi ra, c¸c sai lÖch h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ bÒ mÆt cßn g©y nªn sù chuyÓn ®éng kh«ng ®Òu, lµm xuÊt hiÖn t¶i träng phô vµ lµm gi¶m ®é chÝnh x¸c ®éng häc ch¼ng h¹n ®èi víi bé truyÒn b¸nh r¨ng. V× vËy, trong thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o cÇn h¹n chÕ ®é kh«ng chÝnh x¸c cña h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ bÒ mÆt . Cã nhiÒu lo¹i sai lÖch h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ bÒ mÆt. Ng­êi thiÕt kÕ cÇn ph©n tÝch ®iÒu kiÖn lµm viÖc cô thÓ mµ chän d¹ng vµ trÞ sè dung sai h×nh d¸ng vµ vÞ trÝ thÝch hîp . C¸c lo¹i dung sai cña chi tiÕt ®­îc nªu mét c¸ch ®Çy ®ñ trong b¶n vÏ chÕ t¹o chi tiÕt ®iÓn h×nh lµ trôc vÝt. Phô lôc: Tµi liÖu tham kh¶o : TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 1 vµ 2 cña nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc ( TrÞnh ChÊt – Lª V¨n UyÓn ). Dung sai l¾p ghÐp cña nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc .