Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích tải

cú m = ( 0,01 0,02)aw m = 1,4 2,8 ta chọn m = 2 Áp dụng cụng thức 6.31 trang 103 [TLTK] với = ta cú Z1= răng Ta chọn Z1=25 răng Z2=Z1.u=25.5=125 răng Tớnh lại khoảng cỏch trục aw = mm đường kớnh vũng chia cỏc bỏnh răng d1 = m.Z1 = 2.25 = 50 mm d2 = m.Z2 = 2.125 = 250 mm chiều rộng vành răng bw = .aw = 0,2.150 =30 mm vận tốc bỏnh răng v = = 2,06 m/s đường kớnh vũng lăn dw1 = mm dw2 = 2.aw – dw1 = 2.150-50=250 mm Xỏc định chớnh xỏc ứng suất tiếp xỳc cho phộp Với v = 2,06 m/s NHO nờn KHL = 1 Tra bảng chọn ZR= 0,95 [] = [].ZV.ZR.KXH= 481,8.1.0,95.1 = 457,71 5, Kiểm nghiệm cỏc ứng suất a ,Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xỳc để răng đảm bảo về độ bền tiếp xỳc thỡ ta cú = ZM hệ số xột đến ảnh hưởng của cơ tớnh vật liệu bỏnh răng .Tra bảng 6.5 trang 96 ta được ZM = 274 Mpa ZH hệ số xột đến hỡnh dạng bề mặt tiếp xỳc .Tra bảng 6.12 trang 106 ta được ZH = 1,76 hệ số xột đến sự trựng khớp răng ( ) Trong đú hệ số trựng khớp ngang = 1,88 – 3,2 ( ) = 1,88 -3,2 ( ) = 1,7264 = 0,87 KH hệ số tải trọng khi tớnh về tiếp xỳc Ta cú vận tốc v = 2,06 m/s tra bảng 6.13 trang 106 với v < 10 m/s ta chọn ccx 7 hệ số xột đến sự phõn bố khụng đều tải trọng cho cỏc đụi răng đồng thời ăn khớp = 1 hệ số xột đến sự phõn bố khụng đều tải trọng trờn chiều rộng vành răng.Tra bảng 6.7 trang 98 ta được = 1,02 KHV hệ số xột đến tải trọng động xuất hiện trong vựng ăn khớp KHV = 1 + với VH = trị số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp. Tra bảng 6.15 trang 107 ta được = 0,004 hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng Tra bảng 6.16 trang 107 ta được = 47 VH = 0,004.47.2,06.= 2,12 KHV = 1 + = 1,052 = 1,02.1.1,052 = 1,073 từ đú = 419,66 Mpa ở phần trờn ta đó tớnh được [ ] = 457,71 Mpa Vậy và % = 8,31% < 10 % độ bền tiếp xỳc được thoả món b, kiểm nghiệm răng về độ bền uốn để răng thoả món độ bền uốn thỡ ta cú YF1 , YF2 hệ số dạng răng của bỏnh 1 và 2 tra bảng 6.18 trang 109 với hệ số dịch chỉnh x = 0 ta được YF1 = 3,9 YF2 = 3,6 tra bảng 6.7 trang 98 ta cú do bỏnh răng trụ thẳng với Tra bảng 6.15 trang 107 Tra bảng 6.16 trang 107 = 5,89 = 1,147 = 89,508 Mpa < =252 Mpa = = 82,62 Mpa < = 236.57 Mpa bỏnh răng đảm bảo độ bền uốn Kết luận : Bộ truyền cấp nhanh là an toàn 6, Cỏc thụng số của bộ truyền cấp nhanh aw = 150 mm Z1 = 25 răng, Z2 = 125 răng m = 2 mm gúc nghiờng d1 = dw1 = 50 mm d2 = dw2 = 250 mm df1 = d1 – 2.m = 50-2.2 = 46 mm df2 = d2 – 2.m = 250 – 2.2 = 246 mm da1 = d1 + 2m = 50+2.2 = 54 mm da2 = d2 + 2m = 250 +2.2 = 254 mm b = 30 mm 7.Tớnh lực tỏc dụng lờn trục Mô men trên trục I là : Lực vòng : Lực hướng tâm : Lực dọc trục : II , Thiết kế bộ truyền cấp chậm Bộ truyền cấp chậm làm việc với Bỏnh nhỏ cú vận tốc n3 = 157,8 vũng / phỳt. T3 = 139740 Nmm Bỏnh lớn cú vận tốc n4 = 39,45vũng / phỳt T4 = 537410 Nmm 1, Chọn vật liệu Do khụng cú yờu cầu gỡ đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoỏ trong cỏc khõu thiết kế nờn ta chọn vật liệu ở 2 cấp là như nhau Bỏnh nhỏ: Thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB 284.285 chọn HB3 = 245 Bỏnh lớn: Thộp 45 tụi cải thiện đạt độ cứng HB 192240 chọn HB4 =230 với Mpa Mpa Mpa = 450 Mpa 2,Xỏc định ứng suất cho phộp a, Xỏc định ứng suất tiếp xỳc cho phộp Tớnh tương tự cho bộ truyền cấp nhanh ta cú Mpa Mpa = 60.1.157,8.20000.() = 15,47.107 = 60.1.39,45.20000.= 3,86.107 Mpa Nhận xột : NHE3 > NHO3 NHE3 > NHO4 lấy KHL3 = KHL4 = 1 Mpa SH3 = 1,1 = 530 Mpa SH4 = 1,1 Từ đú Vỡ đõy là cặp bỏnh răng nghiờng nờn Mpa b,Tớnh ứng suất uốn cho phộp Tương tự bộ truyền cấp nhanh ta cú Mpa Mpa c, ứng suất quỏ tải cho phộp = 0,8.580 =464 = 0,8.450 = 360 = 2,8.580 = 1624 = 2,8.450 = 1260 3,Tớnh khoảng cỏch trục aw2 với = 0,3 0,4 chọn = 0,4 = 1,06 Tra bảng 6.7 trang 98 ta được = 1,16 ka tra bảng 6.5 trang 96 ta được ka = 43 Chọn aw = 160 mm 4, Xỏc định cỏc thụng số ăn khớp Theo 6.7 mụđun phỏp m = (0,010,02) aw= (0,010,02).160 chọn m = 2 theo tiờu chuẩn chọn sơ bộ = 350 cos = 0,819152 số răng bỏnh nhỏ z3 = = 26,21 răng chọn z3 = 26 răng z4 = z3.u = 26.4 = 104 răng Kiểm nghiệm lại gúc = 35,6590 Đường kớnh vũng chia d3 = = 64 mm = 256 mm Chiều rộng vành răng b = = 0,4.160 = 64 mm Chọn b = 64 mm vận tốc bỏnh răng v = = 0,95 m/s Tớnh lại ứng suất cho phộp Theo bảng ZR = 0,95 vỡ v = 0,95 < 5 m/s chọn ZV = 1 Theo trờn do NHE > NHO KHL = 1 [] = 495.0,95.1.1 = 470,25 Mpa 5, Kiểm nghiệm cỏc ứng suất Tương tự bộ truyền cấp nhanh ta cú ZM = 274 Mpa trong đú = 24,130 ZH = = 1,475 Hệ số trựng khớp ngang = = 1,755 = 0,865 = 1,16 = 1,02 tra bảng 6.15 trang 107 = 0,002 tra bảng 6.16 trang 107 = 47 = 0,5647 = 1,007 = 441,73 Mpa < = 470,25 Mpa và % = 6,16 % < 10 % Vậy cấp chậm thoả món độ bền tiếp xỳc b, Kiểm nghiệm răng theo độ bền uốn Tra bảng ta cú YF3 = 3,79 YF4 = 3,6 = = 0,7849 Tra bảng 6.7 trang 98 = 1,33 VF = = = = 1,694 = 1,00037 = 0,745 =57,51 Mpa < = 464 Mpa = = 54,62< = 360 Mpa vậy cấp chậm thoả món độ bền uốn Cỏc thụng số cấp chậm aw = 160 mm Z3 = 26 răng Z4 = 104 răng m = 2 gúc nghiờng = 35,6590 d3 = 64 mm d4 = 256 mm b = 32 mm dw3 == = 64 mm dw4 = 2aw - dw1 = 2.160-64 = 256 mm da3 = d3 + 2m = 64 + 2.2 = 68 mm da4 = d4 +2m = 256 + 2.2 = 260 mm df3 = d3 – 2m = 64 – 2.2 = 60 mm df4 = d4 – 2m = 256 – 2.2 = 252 mm Lực tỏc dụng lờn trục Mô men trên mỗi bánh răng : Lực vòng : Lực hướng tâm : Fr = Ft.tg = 2190,93.tg24,130 = 981,42 N Lực dọc trục : Fa = Ft.tg = 2190,93.tg35,6590 = 1571,966 N III, TÍNH ĐAI Công suất động cơ : Tốc độ động cơ : Tỉ số truyền : Mô men xoắn : Theo bảng ta chọn tiết diện đai A Theo bảng chọn đường kính đai nhỏ Vận tốc đai Nhỏ hơn vận tốc cho phép Theo công thức đường kính bánh đai lớn Theo bảng chọn d2 theo tiêu chuẩn Như vậy tỉ số truyền thực Theo bảng chọn sơ bộ khoảng cách trục Theo công thức chiều dài đai Theo bảng chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn Nghiệm lại số vòng chạy của đai trong một giây Theo Tính khoảng cách trục theo chiều dài chuẩn Theo công thức Do đó Theo công thức góc ôm Xác định số đai z theo công thức : hệ số tải động tra bảng ta có : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm Tra bảng : hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai Tra bảng ta có : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền Tra bảng ta có : hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều của tải trọng cho các dây đai Tra bảng ta có Do đó Lấy z = 2 Chiều rộng bánh đai theo công thức và bảng đường kính ngoài của bánh đai theo công thức Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục : Theo công thức Trong đó : lực căng do lực li tâm sinh ra tra bảng Theo công thức lực tác dụng lên trục D. Thiết kế trục: I . Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 tôi cải thiện : Tra bảng ứng suất xoắn cho phép [t] =12... 20 Mpa II . Xác định sơ bộ đường kính trục : áp dụng công thức: Đường kính sơ bộ trên trục I : Mô men . Lấy theo tiêu chuẩn Đường kính sơ bộ trên trục II : Mô men . Lấy theo tiêu chuẩn (mm). Đường kính sơ bộ trên trục III : Mô men . Lấy theo tiêu chuẩn Khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp : K1 = 10 Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp : K2 = 15 ( Bôi trơn bằng mỡ ) Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ: K3 = 15 Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông : h = 20 III. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực: Dựa vào đường kính trục sơ bộ ta xác định được chiều rộng của ổ lăn: Tra bảng 1. Xác định chiều dài mayơ của bánh đai: áp dụng công thức: Do chiều rông bánh đai nên ta lấy 2. Xác định chiều dài mayơ của bánh răng trụ: +chiều rộng may ơ bánh răng nhỏ cấp nhanh : lm13= (1,2..1,5).dsb1 = (1,2..1,5).25 = 3037.5(mm). Chọn lm13 = 35 (mm). +chiều rộng may ơ bánh răng lớn cấp nhanh: lm23= (1,2..1,5).dsb2=(1,2..1,5).35 = 42...52,5(mm) . Chọn lm23=45(mm) +chiều rộng may ơ bánh răng nhỏ cấp chậm: lm24= lm22= (1,2...1,5).dsb2=(1,2...1,5).35 = 42...52,5 (mm). Chọn lm24= lm22= 45 (mm) +Chiều rộng may ơ bánh răng lớn cấp chậm lm32 = lm33 = (1,2..1,5)dsb3 = (1,2..1,5).55= 66...82,5 (mm). Chọn lm32 = lm33 = 75 (mm) 3. Xác định chiều dài của nửa khớp nối: áp dụng công thức: Chọn 4. Xác định định khoảng cách công xôn trên trục: IV.Tính toán các trục 1.Tính toán trục I : 1.1. Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục I: Ta có sơ đồ trục I - Lực hướng tâm: - Lực vòng  : - Lực tác dụng từ bộ truyền đai : Các khoảng cách trục : 1.1.1.Xác định các phản lực tác dụng lên gối đỡ 2 và 4: Phản lực tại gối đỡ 2: Phản lực tại gối đỡ 4: 1.1.2. Tính toán mô men uốn và mô men tương đương : áp dụng công thức tính: Trong đó: : là mô men uốn tổng : là mô men tương đương Mô men uốn tại các tiết diện : Mô men xoắn trên trục : Mô men tương đương : 1.1.3. Xác định đường kính trục và chiều dài các đoạn trục Theo công thức đường kính trục tại các tiết diện j : : ứng suất cho phép của thép chế tạo trục tra bảng Dựa theo các yêu cầu về đảm bảo độ bền , lắp ghép , công nghệ và tính thống nhất hóa trong thiết kế ta chọn đường kính các đoạn trục như sau : 1.2.Tính mối ghép then: 1.2.1.Tiết diên 11: Điều kiện bền dập : Tra bảng ta có : b h t1 d11 = 18 6 6 3,5 Chiều dài then : Lấy theo tiêu chuẩn : Tra bảng : Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then đã đảm bảo điều kiện bền 1.2.2Tiết diên 13: Điều kiện bền dập : Tra bảng ta có : b h t1 d13 = 25 8 7 4 Chiều dài then : Lấy theo tiêu chuẩn : Tra bảng : Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then đã đảm bảo điều kiện bền 1.3. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo đựơc độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau : - Hệ số an toàn cho phép : và -Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tai tiết diện j : và giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu trình đối xứng Với thép 45 có Theo bảng tra được Dựa vào kết cấu trục và biểu đồ mô men ta có các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra bền là : 12 , 13 Chọn lắp ghép : các ổ lăn lắp ghép trên trục theo k6 , lắp bánh răng , bánh đai , nối trục theo k6 kết hợp với lắp then . kích thước của then tra bảng ta có: b t1 8 4 Trị số của mô men cản uốn W và mô men cản xoắn W0 được tính theo các công thức sau : Trục tiết diện tròn Trục có rãnh then Tại tiết diện 12: Các trục của hộp giảm tốc đều quay , ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do đó ứng suất uốn trung bình , biên độ ứng suất uốn tính theo công thức Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động , ứng suất trung bình được xác định theo công thức : Xác định các hệ số và tại các tiết diện nguy hiểm : Các trục được gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt được , do đó theo bảng ta có hệ số tập trung ứng suất do trạng thái mặt ở đây ta không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt nên hệ số tăng bền theo bảng ta tra được trị số của và đối với bề mặt lắp có độ dôi Tại tiết diện 13: Các trục được gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt được , do đó theo bảng ta có hệ số tập trung ứng suất do trạng thái mặt ở đây ta không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt nên hệ số tăng bền Các rãnh then được gia công bằng dao phay ngón , tra bảng ta được trị số của và đối với trục có rãnh then Theo bảng ta tra được hệ số kích thước ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi và tại các tiết diện lắp then : Từ đó ta có : Hệ số an toàn : Các kết quả trên cho ta thấy tại các tiết diện nguy hiểm trên trục I đều thỏa mãn điều kiện bền 2.Tính toán trục II 2.1. Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục: Ta có sơ đồ trục - Lực hướng tâm: - Lực dọc trục : - Lực vòng  : Các khoảng cách trục : Mô men tập trung : 2.1.1 Xác định các phản lực tác dụng lên gối đỡ 5 và 1: Phản lực tại tiết diện 2.1: Phản lực tại tiết diện 2.5: 2.1.2 Tính mô men uốn và mô men tương đương : áp dụng công thức tính: Trong đó: : là mô men uốn tổng : là mô men tương đương Mô men uốn tại các tiết diện Mô men xoắn trên trục : Mô men tương đương : 2.1.3 Xác định đường kính trục và chiều dài các đoạn trục Theo công thức đường kính trục tại các tiết diện j : : ứng suất cho phép của thép chế tạo trục tra bảng Dựa theo các yêu cầu về đảm bảo độ bền , lắp ghép , công nghệ và tính thống nhất hóa trong thiết kế ta chọn đường kính các đoạn trục như sau : 2.2.Tính mối ghép then: 2.2.1.Tiết diên 2.2: Điều kiện bền dập : Tra bảng ta có : b h t1 d22 = 30 8 7 4 d23 = 35 10 8 5 Chiều dài then : Lấy theo tiêu chuẩn : Tra bảng : Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then đã đảm bảo điều kiện bền 2.3.2.Tiết diên 23: Chiều dài then : Lấy theo tiêu chuẩn : Tra bảng : Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then đã đảm bảo điều kiện bền 2.3.Kiểm nghiệm trục II : Dựa vào kết cấu trục và biểu đồ mô men ta có các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra bền là : 22 , 23 Chọn lắp ghép : các ổ lăn lắp ghép trên trục theo , lắp bánh răng , bánh đai , nối trục theo k6 kết hợp với lắp then . kích thước của then tra bảng ta có: b t1 8 4 Mô men cản uốn W và mô men cản xoắn W0 được tính: Tại tiết diện 22: Các trục của hộp giảm tốc đều quay , ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do đó ứng suất uốn trung bình , biên độ ứng suất uốn tính theo công thức Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động , ứng suất trung bình được xác định theo công thức : Xác định các hệ số và tại các tiết diện nguy hiểm : Các trục được gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt được , do đó theo bảng ta có hệ số tập trung ứng suất do trạng thái mặt ở đây ta không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt nên hệ số tăng bền Các rãnh then được gia công bằng dao phay ngón , tra bảng ta được hệ số tập trung ứng suất thực tế theo bảng ta tra được hệ số kích thước ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi và tại các tiết diện lắp then : Từ đây ta có tỉ số và tại các tiết diện : Hệ số an toàn trục : Tại tiết diện 23 b t1 10 5 Mô men cản uốn W và mô men cản xoắn W0 được tính: Xác định các hệ số và tại các tiết diện nguy hiểm : Các trục được gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt được , do đó theo bảng ta có hệ số tập trung ứng suất do trạng thái mặt ở đây ta không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt nên hệ số tăng bền Các rãnh then được gia công bằng dao phay ngón , tra bảng ta được hệ số tập trung ứng suất thực tế theo bảng ta tra được hệ số kích thước ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi và tại các tiết diện lắp then : Từ đây ta có tỉ số và tại các tiết diện : Hệ số an toàn trục : Các kết quả trên cho ta thấy tại các tiết diện nguy hiểm trên trục II đều thỏa mãn điều kiện bền 3.Tính toán trục III. 3.1. Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trụcIII: Ta có sơ đồ trục - Lực hướng tâm: - Lực dọc trục : - Lực vòng  : - Lực tác dụng của khớp nối (nối trục răng): : mô men xoắn tính toán được tính theo công thức T : mô men danh nghĩa T =539830 N.mm Chọn k = 1,5 Tra theo bảng ta có Các khoảng cách trục : Mô men tập trung : 3.1.1 Xác định các phản lực tác dụng lên gối đỡ 4 và 1: Phản lực tại tiết diện 3.1: Phản lực tại tiết diện 3.4: 3.1.2 Tính mô men uốn và mô men tương đương : áp dụng công thức tính: Trong đó: : là mô men uốn tổng : là mô men tương đương Mô men uốn tại các tiết diện Mô men xoắn trên trục : Mô men tương đương : 3.1.3Xác định đường kính trục và chiều dài các đoạn trục Theo công thức đườn kính trục tại các tiết diện j : : ứng suất cho phép của thép chế tạo trục tra bảng Dựa theo các yêu cầu về đảm bảo độ bền , lắp ghép , công nghệ và tính thống nhất hóa trong thiết kế ta chọn đường kính các đoạn trục như sau : 3.2.Tính mối ghép then: 3.2.1Tiết diên 32: Điều kiện bền dập : Tra bảng ta có : b h t1 d32 =50 14 9 5,5 Chiều dài then : Lấy theo tiêu chuẩn : Tra bảng : Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then đã đảm bảo điều kiện bền 3.3.2.Tiết diên 33: Điều kiện bền dập: Tra bảng ta có : b h t1 d33 =50 14 9 5,5 Chiều dài then : Lấy Tra bảng : Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then không đảm bảo điều kiện bền Nên ta sử dụng 2 then đặt cách nhau 1800 Khi đó mô men tác dụng lên 1 then là 0,75.T = 420658,56 Nmm Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then đảm bảo điều kiện bền 3.2.3Tiết diên 35: Điều kiện bền cắt Tra bảng ta có : b h t1 d35 = 40 12 8 5 Chiều dài then : Lấy Tra bảng : Điều kiện bền dập Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then không đảm bảo điều kiện bền dập Nên ta sử dụng 2 then đặt cách nhau 1800 Khi đó mô men tác dụng lên 1 then là 0,75.T = 420658,56 Nmm Điều kiện bền cắt : ứng suất cắt : Vậy then đảm bảo điều kiện bền Vậy then đảm bảo điều kiện bền 3.2.Kiểm nghiệm trục III : Dựa vào kết cấu trục và biểu đồ mô men ta có các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra bền là : 33 , 34 Chọn lắp ghép : các ổ lăn lắp ghép trên trục theo , lắp bánh răng , bánh đai , nối trục theo k6 kết hợp với lắp then . kích thước của then tra bảng ta có: b t1 16 6 Tại tiết diện 33: Trị số của mô men cản uốn W và mô men cản xoắn W0 Các trục của hộp giảm tốc đều quay , ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do đó ứng suất uốn trung bình , biên độ ứng suất uốn tính theo công thức Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động , ứng suất trung bình được xác định theo công thức : Các trục được gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt được , do đó theo bảng ta có hệ số tập trung ứng suất do trạng thái mặt ở đây ta không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt nên hệ số tăng bền Các rãnh then được gia công bằng dao phay ngón , tra bảng ta được hệ số tập trung ứng suất thực tế Theo bảng ta tra được hệ số kích thước ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi và tại các tiết diện lắp then Từ đây ta có tỉ số và tại các tiết diện : Tại tiết diện 34: Trị số của mô men cản uốn W và mô men cản xoắn W0 Các trục của hộp giảm tốc đều quay , ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do đó ứng suất uốn trung bình , biên độ ứng suất uốn tính theo công thức Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động , ứng suất trung bình được xác định theo công thức : Các trục được gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt được , do đó theo bảng ta có hệ số tập trung ứng suất do trạng thái mặt ở đây ta không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt nên hệ số tăng bền Tra bảng đối với bề mặt trục lắp có độ dôi Hệ số an toàn : Các kết quả trên cho ta thấy tại các tiết diện nguy hiểm trên trục III thỏa mãn điều kiện bền nên ta chọn lại dường kính trục : E. CHọN ổ LĂN I.Chọn ổ lăn cho trục I của hộp giảm tốc: Tỉ số nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dãy, có sơ đồ bố trí như sau: A B Dựa vào đường kính ngõng trục d =20 mm, tra bảng chọn loại ổ bi đỡ cỡ nặng Có kí hiệu : 304 Fr14 Fr12 Đường kính trong d = 20 mm Đường kính ngoài D = 52 mm Khả năng tải động C = 12,5 kN Khả năng tải tĩnh Co = 7,94 kN B = 15 mm r1 = r2 =2,0 (mm) Kiểm nghiệm khả năng tải : 1. Khả năng tải động: Theo công thức tải trọng qui ước Q = ( X.V.Fr + Y.Fa ).kt.kđ Với Fa =0 Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X= 1 V =1 khi vòng trong quay kt = 1 vì (nhiệt độ t Ê 100oC ) kđ hệ số tải động tra bảng ta có Theo công thức Khả năng tải động Bậc của đường cong mỏi mũ của ổ bi m = 3 Theo công thức Ta tính toán ổ theo ổ B Tuổi thọ của ổ lăn: Hệ số khả năng tải động: Do Cd = 15,73 > C = 12,5 kN nên ta chia thời han phục vụ Lh ra làm 2 h Khi đó hệ số khả năng tải động Cd < C = 12,5 kN ổ lăn đảm bảo khả năng tải động 2. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh. Tải trọng tính toán theo công thức với Fa = 0 Q0 = X0.Fr +Y0.Fa Với X0 = 0,6 (tra bảng ) Theo công thức thì ị loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh. II.Chọn ổ lăn cho trục II của hộp giảm tốc. Tỉ số Để đảm bảo cặp bánh răng nghiêng luôn ăn khớp chính xác do đó ta chọn ổ tùy động tra bảng chọn loại ổ dũa trụ ngắn Dựa vào đường kính ngõng trục d =25 mm, Chọn ổ có kí hiệu : 2205 Đường kính trong d = 25 mm Đường kính ngoài D = 52 mm Khả năng tải động C = 13,4 kN Khả năng tải tĩnh Co = 8,61 kN B = 15 mm r1 =1,5 r2 =1,0 (mm) Kiểm nghiệm khả năng tải : 1. Khả năng tải động: Theo công thức tải trọng qui ước Q = ( X.V.Fr + Y.Fa ).kt.kđ Với Fa =0 X = 1 V =1 khi vòng trong quay kt = 1 vì (nhiệt độ t Ê 100oC ) kđ hệ số tải động tra bảng ta có Theo công thức Khả năng tải động Bậc của đường cong mỏi mũ của ổ đũa Theo công thức Tuổi thọ của ổ lăn: Hệ số khả năng tải động: Do Cd = 12,41 < C = 13,4 kN ị loại ổ lăn đã chọn đảm bảo khả năng tải động. 2. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh. Tải trọng tính toán theo công thức với Fa = 0 Q0 = X0.Fr +Y0.Fa Với X0 = 0,5 (tra bảng ) Theo công thức thì ị loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh III. Chọn ổ lăn cho trục III của hộp giảm tốc: Tỉ số nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dãy, có sơ đồ bố trí như sau: A B Dựa vào đường kính ngõng trục d =45 mm, tra bảng chọn loại ổ bi đỡ cỡ nhẹ Có kí hiệu : 209 Fr34 Fr34 Đường kính trong d = 45 mm Đường kính ngoài D = 85 mm Khả năng tải động C = 25,7 kN Khả năng tải tĩnh Co = 18,10 kN B = 19 mm r1 = r2 =2 (mm) Kiểm nghiệm khả năng tải : 1. Khả năng tải động: Theo công thức tải trọng qui ước Q = ( X.V.Fr + Y.Fa ).kt.kđ Với Fa =0 Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X= 1 V =1 khi vòng trong quay kt = 1 vì (nhiệt độ t Ê 100oC ) kđ hệ số tải động tra bảng ta có Theo công thức Khả năng tải động Bậc của đường cong mỏi mũ của ổ bi m = 3 Theo công thức Ta tính toán ổ theo ổ A Tuổi thọ của ổ lăn: Hệ số khả năng tải động: Do Cd = 17,56 < C = 25,7 ị loại ổ lăn đã chọn đảm bảo khả năng tải động. 2. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh. Tải trọng tính toán theo công thức với Fa = 0 Q0 = X0.Fr +Y0.Fa Với X0 = 0,6 (tra bảng ) Theo công thức thì ị loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh. G. Tớnh toỏn thiết kế vỏ hộp giảm tốc : 1- Vỏ hộp . Chọn vỏ hộp đúc, mặt lắp ghép giữa thân và lắp là mặt phẳng đi qua các trục để việc lắp ghép được dễ dàng. Theo bảng 18.1cho phép ta tính được các kích thước các phần tử cấu tạo nên vỏ hộp. Chiều dày thân và lắp. + Chiều dầy thân hộp d : Xác định theo công thức sau. d = 0,03.aw +3 = 7,8 (mm). Lấy d = 8 mm. + Chiều dầy lắp hộp d1: d1 = 0,9. d = 0,9.8 = 7,2 (mm). Lấy d1=7 mm Gân tăng cứng . + Chiều dầy gân e : e= (0,8...1).d = (0,8...1).8 = 6,4...8 (mm). Lấy e = 7 mm. + Chiều cao h : lấy h = 56 (mm). + Độ dốc lấy = 20. Các đường kính bulong và vít. + Đường kính bulông nền d1 : d1 > 0,04.aw + 10 = 0,04.160 + 10 = 16,4 (mm). Lấy d1 = 20 mm, chọn bulông M20 ( theo TCVN). + Đường kính bulông cạnh ổ d2 : d2 = (0,7...0,8).d1 = (0,7...0,8).20 = 14...16 (mm). Lấy d2 = 16 mm, chọn bulông M16 ( theo TCVN). + Đường kính bulông ghép bích nắp và thân . d3 = (0,8...0,9).d2= (0,8...0,9).16 = 12,8...14,4 (mm). Lấy d3= 14 mm, chọn bulông theo TCVN : M14. + Đường kính vít ghép nắp ổ d4: d4 = (0,6...0,7).d2 = (0,6...0,7).16 = 9,6...11,2(mm). Lấy d4=10mm, chọn vít M10.( theo TCVN) + Đường kính vít nắp cửa thăm d5 : d5 = (0,5...0,6).d2 = (0,5...0,6).16 = 8...9,6 (mm). Lấy d5= 8mm, chọn vít M8.(theo TCVN) R3 s4 s3 k3 4-Mặt bích ghép nắp và thân. + Chiều dầy bích thân hộp s3: s3= (1,4...1,8).d3= (1,4...1,8).14 = 19,6...25,2 (mm). Lấy s3 = 20 mm. + Chiều dầy bích nắp hộp S4: s4= (0,9...1).s3 = s3= 20 (mm) + Bề rộng bích nắp và thân : K3 = k2- (3 á5)mm. K2 = E2 + R2+(3 á5)mm. E2= 1,6.d2 = 1,6.16 = 25,6 (mm) lấy E2 = 26. R2 = 1,3.d2= 1,3.16 = 20,8(mm), lấy R2= 21 mm. ị K2 = E2 + R2+(3 á5)mm.= 26+21+3mm= 50(mm). K3 = k2 - (3 á5)mm = k2- 4 = 50 – 4 = 46 (mm). 5,Gối trên vỏ hộp . Gối trục cần phải đủ độ cứng vững để không ảnh hưởng đến sự làm việc của ổ , để dễ gia công mặt ngoài của tất cả các gối đỡ nằm trong cùng một mặt phẳng . Đường kính ngoài của gối trục được chọn theo đường kính nắp ổ, theo bảng 18.2 ta tra được các kích thước của các gối như sau: Kích thước (mm) Trục I Trục II Trục III D 52 52 85 D2 65 65 100 D3 80 80 125 d4 M6 M6 M8 Z 4 4 6 + Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ : K2= 50 (mm) (tính ở trên) D D2 D3 h K1 d1 + Tâm lỗ bu lông với cạnh ổ: E2 = 26 (mm), + h xác định theo kết cấu, k2 E2 k k ³ 1,2.d2 = 1,2.16 = 19,2(mm) , Lấy k= 20mm. Đế hộp . + Chiều dầy đế hộp khi không có phần lồi s1. S1 = (1,3..1,5).d1 = (1,3..1,5).20 = 26..30 (mm). Chọn S1 = 30(mm). + Bề rộng mặt đế hộp: K1 = 3.d1 = 3.20 = 60 (mm). q³ k1 + 2.d = 60 +16 = 76 (mm). Kh