Thiết kế ổ lăn hộp giảm tốc

§2.4. Ồ LĂN Chọn ổ lăn cho trục vào (trục I) của hộp giảm tốc phân đôi hai cấp tốc độ: Chọn loại ổ lăn: Do trục I chỉ lắp với cặp bánh răng chữ V có kích thước hình học giống nhau chỉ khác chiều nghiêng của bánh răng. Thành phần lực tổng hợp tác dụng theo phương dọc trục Fa = 0 à Fa/Fr = 0. Nhưng do điều kiện làm việc nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ chặn cho gối 0,1. chọn sơ bộ kích thước ổ: Với kết cấu trục đã thiết kế ở phần thiết kế trục I, đường kính ngõng trục d = 25mm, chọn ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp 46305 (bảng P.2.7, Phụ lục), có đường kính trong d = 25mm, đường kính ngoài D = 62mm, khả năng chịu tải động C = 21.1kN, khả năng tải tĩnh Co = 14.9kN. Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ: Flt10 Flt11 Fa1 Fa2 Phản lực tổng trên 2 ổ: à Fr = 1686N Tải trọng động qui ước: Q = (XVFr + YFa)ktkd = XVFrktkd (Fa = 0) X = 1: hệ số tải trọng hướng tâm; V = 1 (vòng trong quay) kt = 1 (tốc độ t < 1000C) kd = 1: hệ số kể đến đặc tính tải trọng (va đập nhẹ) à Tải trọng thay đổi nên tải trọng động tương đương được tính như sau: Trong đó, với ổ bi m = 3, sơ đồ tải trọng: M M 0.8M 0.7ck 0.3ck t Khả năng tải động của ổ: Trong đó, m = 3(ổ bi); L = 60nLh/106 = 60x1450x18000/106 = 1566( triệu vòng) à Khả năng tải động của ổ được đảm bảo. Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ: Qt = X0Fr + Y0Fa = X0Fr = 0.6x1686 = 1011.6N < Fr Qt = Fr = 1686N = 1.686kN < C0 = 14.9kN với X0 = 0.6: hệ số tải trọng hướng tâm à Khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. Chọn ổ lăn cho trục trung gian (trục II): Chọn loại ổ lăn: Do trục II lắp với cặp bánh răng chữ V có kích thước hình học giống nhau chỉ khác chiều nghiêng của bánh răng và một bánh răng thẳng. Thành phần lực tổng hợp tác dụng theo phương dọc trục Fa = 0 à Fa/Fr = 0. Nhưng do điều kiện làm việc nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ chặn cho gối 0,1. chọn sơ bộ kích thước ổ: Với kết cấu trục đã thiết kế ở phần thiết kế trục II, đường kính ngõng trục d = 30mm, chọn sơ bộ ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp 46306 (bảng P.2.7, Phụ lục), có đường kính trong d = 30mm, đường kính ngoài D = 72mm, khả năng chịu tải động C = 25.6kN, khả năng tải tĩnh Co = 18.17kN. Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ: Flt20 Flt21 Fa1 Fa2 Phản lực tổng trên 2 ổ: à Fr = 2998N Tải trọng động qui ước: Q = (XVFr + YFa)ktkd = XVFrktkd (Fa = 0) X = 1: hệ số tải trọng hướng tâm; V = 1 (vòng trong quay) kt = 1 (tốc độ t < 1000C) kd = 1: hệ số kể đến đặc tính tải trọng (va đập nhẹ) à Tải trọng thay đổi nên tải trọng động tương đương được tính như sau: Trong đó, với ổ bi m = 3, sơ đồ tải trọng: M M 0.8M 0.7ck 0.3ck t Khả năng tải động của ổ Trong đó, m = 3(ổ bi); L = 60nLh/106 = 60x460x18000/106 = 496.8( triệu vòng) à Khả năng tải động của ổ được đảm bảo. Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ: Qt = X0Fr + Y0Fa = X0Fr = 0.6x2998 = 1798.8N < Fr Qt = Fr = 2998N = 2.998kN < C0 = 18.17kN với X0 = 0.6: hệ số tải trọng hướng tâm à Khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. Chọn ổ lăn cho trục ra (trục III): Chọn loại ổ lăn: Do trục III chỉ lắp với bánh răng thẳng nên chỉ chịu lực hứơng tâm. Vậy ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dãy cho gối 0,1. Bởi vì loại ổ này có khả năng chịu được lực hướng tâm, làm việc với số vòng quay cao thêm vào đó giá thành lại thấp nhất trong tất cả các loại ổ ( có kết cấu đơn giản nhất). Chọn sơ bộ kích thước ổ: Với kết cấu trục đã thiết kế ở phần thiết kế trục III, đường kính ngõng trục d = 45mm, chọn sơ bộ ổ bi đỡ một dãy cỡ trung 309 (bảng P.2.7, Phụ lục), có đường kính trong d = 45mm, đường kính ngoài D = 100mm, khả năng chịu tải động C = 37.8kN, khả năng tải tĩnh Co = 26.7kN. Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ: Vì trên đầu ra của trục có lắp đĩa xích nên càn chọn chiều của Fry ngược với chiều đã dùng khi tính trục tức là cùng chiều với lực Fy32. Khi đó phản lực trong mặt phẳng zOy là: Fly30 Flx30 Fly31 Flx31 Fx32 Fy32 Fry Flt30 Flt31 Phản lực tổng trên 2 ổ: à Fr = 6217N Tải trọng động qui ước: Q = (XVFr + YFa)ktkd = XVFrktkd (Fa = 0) X = 1: hệ số tải trọng hướng tâm; V = 1 (vòng trong quay) kt = 1 (tốc độ t < 1000C) kd = 1: hệ số kể đến đặc tính tải trọng (va đập nhẹ) à Tải trọng thay đổi nên tải trọng động tương đương được tính như sau: Trong đó, với ổ bi m = 3, sơ đồ tải trọng: M M 0.8M 0.7ck 0.3ck t Khả năng tải động của ổ: Trong đó, m = 3(ổ bi); L = 60nLh/106 = 60x175x18000/106 = 189( triệu vòng) à Khả năng tải động của ổ được đảm bảo. Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ: Qt = X0Fr + Y0Fa = X0Fr = 0.6x6217 = 3730.2N < Fr Qt = Fr = 6217N = 6.217kN < C0 = 26.7kN với X0 = 0.6: hệ số tải trọng hướng tâm à Khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. Bảng kết quả tính chọn ổ cho các trục: Trục Kí hiệu ổ d,mm D,mm B,mm r,mm Đường kính bi,mm C, kN C0, kN I 46305 25 62 17 2 11.84 21.1 14.9 II 46306 30 72 19 2 13.44 25.6 18.17 III 309 45 100 25 2.5 17.46 37.8 26.7 §2.5. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC Tính toán thiết kế vỏ hộp: Công dụng: để gá chặt hầu hết các chi tiết của hộp giảm tốc, định vị tương đối của các chi tiết và bộ phận máy, trực tiếp tiếp nhận tải trọng do các chi truyền đến, chứa dầu bôi trơn các bộ truyền trong hộp giảm tốc, bảo vệ các chi tiết máy. Chỉ tiêu cơ bản đặt ra khi chế tạo hộp giảm tốc là khối lượng nhỏ, dễ gia công đúc, kích thước gọn, độ cúng cao và giá thành hạ. Vật liệu chế tạo hộp giảm tốc: gang xám GX15-32 Phương pháp chế tạo: chọn phương pháp đúc. Thành phần hộp giảm tốc: thành hộp, gân chịu lực, mặt bích, gối đỡ, các loại vít và bulông lắp ghép. Kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc: Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày: Thân hộp, Nắp hộp, 1 = 0.03a + 3 = 8mm 1 = 0.9 = 7mm Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc e = (0.8 1) = 7 h = 35 Khoảng 20 Đường kính: Bulông nền, d1 Bulông cạnh ổ, d2 Bulông ghép bích nắp và thân, d3 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm, d5 d1 > 0.04a + 10 = 16 d2 = (0.7 0.8)d1 = 12 d3 = (0.8 0.9)d2 = 10 d4 = (0.6 0.7)d2 = 8 d5 = (0.5 0.6)d2 = 6 Mặt bích ghép nắp và thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp và thân, K3 S3 = (1.4 1.8)d3 =18 S4 = (0.9 1)S3 = 18 K3 = K2 – (35) = 37 Kích thước gối trục: Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 và C( k là khỏang cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao h K2 = E2 + R2 +(3 5) = 40 E2 = 1.6d2 = 20 R2 = 1.3d2 = 16; k 1.2d2 = 14 h: phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày: khi không có phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q S1 = (1.31.5)d1 = 24(không có phần lồi). K1 = 3d1 = 48; q = K1 + 2 = 62 Khe hở giữa các chi tiết: Giữa bánh răng với thành trong của hộp Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp Giữa mặt bên các bánh răng với nhau (1 1.2) = 20 1 (3 5) = 30 2 =20 Số lượng bulông nền Z = (L + B)/(200300) = 4 L,B: Chiều dài và rộng của hộp 2.5.2. B«i tr¬n trong hép gi¶m tèc: LÊy chiÒu s©u ng©m dÇu lµ 1/4 b¸n kÝnh cña b¸nh r¨ng cÊp chËm kho¶ng 25mm Do ®¸y cña hép gi¶m tèc c¸nh ch©n r¨ng cña b¸nh r¨ng nghiªng bÞ ®éng mét l­îng lµ 35mm. VËy chiÒu cao cña líp dÇu cÇn ph¶i cã trong hép gi¶m tèc lµ 60mm. 2.5.3. DÇu b«i tr¬n hép gi¶m tèc : Chän lo¹i dÇu lµ dÇu c«ng nghiÖp 45 b«i tr¬n theo ph­¬ng ph¸p l­u th«ng. 2.5.4. L¾p b¸nh r¨ng lªn trôc vµ ®iÒu chØnh sù ¨n khíp: Do s¶n suÊt ®¬n chiÕc l¹i lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn t¶i träng ®éng cã va ®Ëp võa nªn mèi ghÐp gi÷a b¸nh r¨ng víi trôc lµ kiÓu l¾p H7/n6. 2.5.5. §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 chñ ®éng lín h¬n so víi chiÒu réng b¸nh bÞ ®éng lµ 1mm. §2.5. MỘT SỐ KẾT CÁU LIÊN QUAN ĐẾN VỎ HỘP Cửa thăm: Theo b¶ng 18-5 (Trang92 - TËp 2: TÝnh to¸n thiÕt kÕ...) ta cã kÝch th­íc n¾p quan s¸t: B¶ng kÝch th­íc n¾p quan s¸t. A B A1 B1 C C1 K R VÝt Sè l­îng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4 Nót th«ng h¬i Theo B¶ng 18-6 (Trang TËp 2: TÝnh to¸n...) ta cã kÝch th­íc nót th«ng h¬i: B¶ng kÝch th­íc nót th«ng h¬i 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 Nót th¸o dÇu Theo B¶ng 18-7 (Trang 93 - TËp 2: TÝnh to¸n thiÕt ...) ta cã kÝch th­íc nót th¸o dÇu: B¶ng kÝch th­íc cña nót th¸o dÇu. d b m f L c q D S Do M16x1,5 12 8 3 23 2 13.8 26 17 19.6 Vßng phít: T¹i cæ trôc vµo vµ trôc ra ph¶i dïng vßng phít ®Ó ch¾n cïng víi n¾p æ C¸c kÝch th­íc tra theo B¶ng 15-17 (Trang 50 – TËp 2: TÝnh to¸n ...) nh­ sau : B¶ng kÝch th­íc cña vßng phít. VÞ trÝ d(mm) D(mm) a(mm) c(mm) Trôc I 20 34 5 4 Trôc III 42 62 7 5 N¾p æ: D D 3 D 4 2 §­êng kÝnh n¾p æ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc nh­ sau: D = D + 4.4d D = D + (1.6 - 2)d Trong ®ã: - D lµ ®­êng kÝnh chç l¾p æ l¨n. - d lµ ®­êng kÝnh cña vÝt n¾p æ víi vá hép. 3 4 4 2 : 4 C¨n cø vµo B¶ng18.2 (Trang 88-TËp 2: TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ) ta cã: B¶ng kÝch th­íc cña l¾p bÝch. VÞ trÝ D(mm) D3(mm) D2(mm) D4(mm) d4(mm) Sè l­îng Trôc I 62 72 88 52 6 4 Trôc II 72 88 107 65 8 6 Trôc III 100 116 144 90 10 6 Que th¨m dÇu : H×nh d¸ng vµ kÝch th­íc ®­îc biÓu diÔn nh­ h×nh vÏ sau: §2.5. DUNG SAI LẮP GHÉP VÞ trÝ Trôc B¸nh r¨ng Trôc æ l¨n Vá hép æ l¨n Trôc-vßng ch¾n dÇu Trôc B¹c chÆn KiÓul¾p H7/n6 k6 H7 H7/h6 H7/h6 Cô thÓ nh­ sau: Trªn trôc I: Cã c¸c mèi ghÐp gi÷a c¸c chi tiÕt víi trôc nh­ sau: - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi b¸nh r¨ng nghiêng lµ H7/n6 lµ kiÓu l¾p trung gian ta cã: Lç f28H7;Trôc f28n6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi vßng ch¾n dÇu lµ H7/h6 lµ kiÓu l¾p láng ta cã: Lç f25H7;Trôc f25h6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi vßng trong æ bi lµ k6 lµ kiÓu l¾p chÆt v×: Lç f25;Trôc f25k6Þ - KiÓu l¾p vá hép víi vßng ngoµi æ bi lµ H7 lµ kiÓu láng v×: Lç f25H7;Trôc f25k6Þ Trªn trôc II: Gåm mèi ghÐp gi÷a trôc víi c¸c chi tiÕt kh¸c nh­ sau: - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi b¸nh r¨ng th¼ng lµ H7/n6 lµ kiÓu l¾p trung gian ta cã: Lç f36H7;Trôc f36n6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi b¸nh r¨ng nghiªng lµ H7/n6 lµ kiÓu l¾p trung gian ta cã: Lç f32H7;Trôc f32n6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi vßng ch¾n dÇu lµ H7/h6 lµ kiÓu l¾p trung gian ta cã: Lç f32H7;Trôc f32h6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi vßng trong æ bi lµ k6 lµ kiÓu l¾p chÆt v×: Lç f32;Trôc f32k6Þ - KiÓu l¾p vá hép víi vßng ngoµi æ bi lµ H7 lµ kiÓu láng v×: Lç f32H7;Trôc f32h6Þ Trªn trôc III: Gåm c¸c mèi ghÐp gi÷a trôc víi c¸c chi tiÕt kh¸c nh­ sau: - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi b¸nh r¨ng thẳng lµ H7/n6 lµ kiÓu l¾p trung gian ta cã: Lç f48H7;Trôc f48n6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi vßng ch¾n dÇu lµ H7/h6 lµ kiÓu l¾p láng v×: Lç f45H7;Trôc f45h6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi vßng trong æ bi lµ k6 lµ kiÓu l¾p chÆt v×: Lç f45;Trôc f45k6Þ - KiÓu l¾p vá hép víi vßng ngoµi æ bi lµ H7 lµ kiÓu láng v×: Lç f45H7;Trôc f45h6Þ - KiÓu l¾p gi÷a trôc víi b¹c ch¾n lµ H7/h6 lµ kiÓu l¾p láng ta cã: Lç f45H7;Trôc f45h6Þ