Đồ án Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn trụ 2 cấp

ến độ bền uốn chọn sơ bộ YR.YS.KxF=1 [F]= oFlim*KFC*KFL/SF với KFC hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải do tải quay 1 chiều nên KFC=1 [F1]=441*1*1/1.75=252 Mpa [F1]=414*1*1/1.75=236.5 Mpa *ứng suất quá tải cho phép [H]max =2.8min (ch1;ch2)=2.8ch2=2.8*450=1260 Mpa [F1]max=0.8ch1=0.8*580=464 Mpa [F1]max=0.8ch2=0.8*450=360 Mpa III – Tính bộ truyền bánh răng côn thẳng 1/ Xác định chiều dài côn ngoài Công thức thiết kế -Theo CT6.52a[1]/110: Trong đó: + là hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Với truyền động bánh răng côn răng thẳng có: =0,5.100=50(MPa1/3) + là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng + là hệ số chiều rộng vành răng: .7,chọn =0,25=> +Theo bảng 6.21[1]/111, trục lắp trên ổ đũa ,tra truy hồi ta có: =1,14 Re=50*=137.69 mm 2/ Xác định các thông số ăn khớp: -Số răng bánh nhỏ: de1=2*Re/= tra bảng 6.22[1]/112=>Z1p=15. Với HB<350, Z1=1,6Z1p=1,6.15=24 răng -Đường kính trung bình và mô đun trung bình dm1=(1-0.5Kbe)de1=(1-0.5*0.25)*57.30 =50.14 mm mtm=dm1/Z1=50.14/24=2.09 mm -Xác định mô đun: mte=mtm/(1-0.5Kbe)=2.09/(1-0.5*0.25)=2.39 mm Theo bảng 6.8 lấy theo tiêu chuẩn , do đó: -Ta tính lại dm1 & mtm mtm=mte*(1-0.5Kbe)=2.5(1-0.5*0.25)=2.19 mm vậy Z1=dm1/mtm=50.14/2.19=22.89 lấy Z1=23 răng -Xác định số răng bánh 2 và góc côn chia Z2 = uZ1=4.7*23=108.1 răng chọn Z2=108 răng =arctg(Z1/Z2)= arctg(23/108)=12o1’20” =90o-=77o58’40” Theo bảng 6.20[1]/110, chọn hệ số dịch chỉnh đều x1=0.4,x2= -0,4 -Đường kính trung bình của bánh nhỏ: dm1=Z1*mtm=23*2.19=50.37 mm Chiều dài côn ngoài : Re=0.5*mte*=0.5*2.5*=138.03 mm 3/ Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo CT6.58[1]/113: Trong đó: -là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5[1]/94: =274(Mpa1/3) -là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. Do xt=x1+x2=0 va do =0 Tra bảng 6.12[1]/104:=1,76 -là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. hệ số trùng khớp ngang =[1.88-3.2(1/23+1/108)]*cos =1.71 Theo 6.59a[1]/113: -là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. Theo CT 6.61[1]/114: +=1,14(theo tính toán phần trên) +=1(bánh răng côn răng thẳng) +=1+ Vận tốc vòng : v= m/s -Theo bảng 6.13[1]/106, chọn cấp chính xác 8. -Theo (6.64) Với =0,006(tra bảng 6.15 trang107 TK1) =56(bảng 6.16) => vậy KHv=1+ =1.22 Trong đó b=Kbe*Re=0.25*138.03=34.51 mm chọn sơ bộ b=35 mm => KH=1.14*1*1.22=1.39 Do đó ta có =476.50 Mpa Ta có - Trong đó : v =3.76m/s<5m/s =1 hệ số ảnh hưởng của vận tốc vòng; chọn cấp chính xác tiếp xúc 7, Ra=0.63…1,25 =1;da <700mm=1 -Như vậy nhưng chênh lệch không nhiều o/o Nên thỏa mãn 4/ Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo CT6.66[1]/114: Trong đó: -T1 là mô men xoắn trên bánh chủ động -KF là hệ số tải trọng khi tính về uốn. Theo CT6.67[1]/115: với Kbe = tỉ số -Tra nội suy theo bảng 6.21 trang 133 TK1 ta có: -=1(bánh răng thẳng) -(CT6.68[1]/115) với (6.68a) Tra bảng 6.15[trang 107 TK1] : 6.16[trang 107 TK1] : 56 Thay số Theo trên ta có - là hệ số kể đến độ nghiêng của răng, với răng thẳng =1 -là hệ số dạng răng Với Zv1 =Z1/cos=23/0.978 = 23.5 răng Zv2 =Z2/cos=100/0.208 = 518,5 răng Và x1=0,4, x2=-0,4 Tra bảng 6.18[1]/107=> YF1=3,45; YF2=3,63 Thay số Ta thấy và Như vậy độ bền uốn được đảm bảo. 5/ kiêm nghiệm về quá tải Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kqt==1,5 để tránh biến dạng dư hoặc gẫy giòn lớp bề mặt Theo CT6.48[1]/108: Theo CT6.49[1]/108: Như vậy răng thỏa mãn điều kiện về quá tải. 6/ CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH. Thông số Kí hiệu Công thức Kết quả Chiều dài côn ngoài Chiều rộng vành răng Chiều dài côn trung bình Số răng bánh răng Góc nghiêng bánh răng Hệ số dịch chỉnh Đường kính chia ngoài Góc côn chia Chiều cao răng ngoài Chiều cao đầu răng ngoài Chiều cao chân răng ngoài Đường kính đỉnh răng ngoài Môđun vòng ngoài Tỉ số truyền Re b Rm Z1,Z2 x1,x2 de Re=0,5mte b=KbeRe Rm=Re - 0,5b de1=mteZ1; de2=mteZ2 , với, 138,03(mm) 35(mm) 120,53(mm) Z1=23;Z2=108 00 x1,2=0,4;-0,4(mm) 57,5&270(mm) 12o1’20’’ 77o58’40’’ 5,5mm 3,5mm 1,5mm 2 mm 4 mm 64,35mm 270.62 mm 2,5mm 4,7 IV- Tính bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm răng nghiêng 1.Chọn vật liệu Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế nên ta chọn vật liệu của bộ truyền cấp chậm như bộ truyền cấp nhanh. 2.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN -Theo CT6.15a[1]/94: Trong đó: + là hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Tra bảng 6.5[TK1]/94 được = 43(MPa)1/3 do răng nghiêng + T2 là mô men xoắn trên bánh chủ động, T2 = 147722,6 Nmm + Theo bảng 6.6 [TK1]/95 chọn (bộ truyền không đối xứng) +Theo bảng 6.16[TK1]/95: +Theo bảng 6.7[TK1]/96: theo sơ đồ 5 =1,08 tra theo truy hồi Thay số ta có: Lấy sơ bộ (mm) Xác định các thông số ăn khớp: Theo CT 6.17 [1]/97: Theo bảng tiêu chuẩn 6.8 chọn m = 2,5(mm) Chọn sơ bộ , do đó cos =0,9848. Theo CT6.31[1] số răng bánh nhỏ: . Lấy Z1 = 26 răng Số răng bánh lớn : Z2 = uZ1=4,1.26 = 106,6. Lấy Z2 = 106 răng Tỉ số truyền thực : -Đường kính vòng chia: -Chiều rộng vành răng : -Đường kính đỉnh răng: - Đường kính đáy răng: 3.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Theo CT6.33[1]/103, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc: Trong đó: -là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5[1]/94: =274(Mpa1/3) -là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. Theo CT6.34[1]: Theo CT6.35[1]: =13o12’18” Với Do đó : -là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Theo 6.37[1]/103, hệ số trùng khớp d -là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. Theo CT 6.61[1]/114: +=1,08( tính ở trên) + đường kính vòng lăn bánh nhỏ dw2= Vận tốc vòng : V < 4m/s, tra bảng 6.13[1] chọn cấp chính xác động học là 9 = 1,13 + Với Tra bảng 6.15[TK1]/105 6.16 Thay số : -Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép: Theo CT6.1 với v=1,06m/s < 5m/s -với cấp chính xác động học là 9 Ra: 2.5…1.25 nên do đó: ta có o/o Vậy điều kiện tiếp xúc được đảm bảo. Vậy ta chọn bw=70 mm 4.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN (6.43) (6.44) Trong đó: Theo bảng 6.7 với ta có Với v = 1,06(m/s) < 2,5(m/s), tra bảng 6.14[1], cấp chính xác 9 thì . Tra bảng 6.15 6.16 Với Số răng tương đương : Zv1 =Z1/cos3 =26/0,973 =28.49 Zv2 =Z2/cos3 =106/0,973 = 116,14 Với Zv1 = 28 ,Zv2 =116 và hệ số dịch chỉnh x1 = x2 =0, tra bảng 6.18 ta có Ứng suất uốn : Vậy độ bền uốn được thỏa mãn. 5.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kqt=1,5 Theo CT6.48[1]/108: Theo CT6.49[1]/108: Như vậy răng thỏa mãn điều kiện về quá tải. 6.CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN Thông số Kết quả Khoảng cách trục Môđun pháp Chiều rộng vành răng Tỉ số truyền Góc nghiêng của răng Số răng bánh răng Hệ số dịch chỉnh Đường kính chia Đường kính đỉnh răng Đường kính đáy răng aw = 170mm m = 2,5 mm bw = 70 mm u2 = 4,1 m/s β = 14,07 0 Z1 = 26 , Z2 = 106 x1 = x2 = 0 d1 = 67mm ; d2 = 273mm da1 = 72mm; da2 = 278mm df1 = 60,75mm; df2 = 266,75mm 7-Điều kiện bôi trơn vậy đã thỏa mãn điều kiện bôi trơn PhầnIII: Thiết kế bộ truyền xích Số liệu đầu vào : tỷ số truyền: Ux=3.01 công suất :P3’=P3/2=4.52/2=2.26 kw số vòng quay: n3=73.95 v/ph I - Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta chọn xích con lăn II - Xác định các thông số của xích trong bộ truyền 1*Xác định số răng đĩa xích Chọn số răng đĩa xích nhỏ: Z1=29 – 2*u=29-2*3.01=22.98 Vậy ta chọn Z1=23 răng Suy ra số răng đĩa xích lớn là Z2=3.01*Z1=3.01*23=69 răng Tỷ số truyền thực Ux=69/23=3 2*Xác định bước răng p *Công suất tính toán: Pt= [P] Ta có với Z1=23 kz=25/Z1=25/23=1.09 hệ số số răng với n01=50 v/ph kn=n01/n1=50/73.95=0.68 hệ số số vòng quay lại có k=ko*ka*kđc*kb*kđ*kc *ko hệ số ảnh hưởng đến cách bố trí bộ truyền do đường nối tâm 2đĩa xích làm với đường ngang 1 góc 30o<60o vậy ko=1 *ka hệ số xét đến chiều dài xích ka=1( do chọn a=40p) *kđc hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích Do xích có dịch chỉnh nên kđc =1 *kb hệ số xét đến điều kiện bôi trơn Bôi trơn định kì trong môi trường có bụi kb=1.3 *kđ hệ số tải trọng động Do có va đập nhẹ nên kđ=1.2 *kc=1.25 tra theo bảng 5.6(tr82 TK1) bộ truyền làm 2 ca *kx hệ số xét đến ảnh hưởng của số dãy xích Có 1 dãy nên kx=1 Vậy k=1*1*1*1.3*1.2*1.25=1.95 Khi đó công suất tính toán Pt=2.26*1.95*1.09*0.68=3.27 kw **TỪ ĐÓ TA CÓ với theo bảng 5.5(tr81 TK1) ta có chọn : bước xích p=31.75 mm công suất cho phép [P]=5.83 kw đường kính chốt dc=9.55 mm chiều dày ống B=24.46 mm ta thấy Pt<[P] nên thoả mãn theo bảng 5.8(tr83 TK1) ta thấy bước xích p<pmax 3*tính sơ bộ khoảng cách trục: a=40p=40*31.75=1270 4*Xác định số mắt xích x Số mắt xích x xác định theo công thức X= =2*40+ + =127.34 Lấy số mắt xích chẵn : x=128 Tính lại khoảng cách trục theo công thức a= 0.25*p*[ x-0.5(Z2+Z1) + a=0.25*31.75*{ 128-0.5(23+69)+ =1280.63 mm Để xích không phải chịu 1 lực căng quá lớn a cần giảm 1 lượng =(0.0020.004)a Ở đây chọn a=0.004a=5.12 mm Vậy ta chọn a=1276 mm Số lần va đập của xích i= ==1 [i]=25 vậy i<[i] nên số liệu đã thoả mãn III - Kiểm nghiệm xích về độ bền Với các bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thường xuyên chịu tải va đập trong quá trình làm việc Cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an toàn S S=[S] *Q :tải trọng phá huỷ Tra bảng 5.2(tr 78 TK1) Q=88.5 kN *Kđ hệ số tải trọng động Do Tmm/T1=1.5 nên ta có Kđ=1.2 *Ft lực vòng Ft= với v=Z1*p*n3/60000==0.9 m/s Ft==2511.11 N *Fv lực căng do lực li tâm gây ra Fv=q*v2 q khối lượng 1 met xích(tra bảng 5.2) q=3.8 kg => Fv=3.8*0.92=3.1 N *Fo lực căng do trọng lượng nhánh xích bị dẫn gây ra Fo=9.81*kf*q*a Kf hệ số phụ thuộc độ võng f của xích & vị trí bộ truyền Do bộ truyền nghiêng góc 30o => kf=4 => Fo=9.81*4*3.8*1.276=190.27 N => S==27.6 Theo bảng 5.10 (tr86 TK1) ta có n01=50 v/ph => [S]=7 vậy S>[S] bộ truyền xích đảm bảo đủ bền IV - Tính đường kính đĩa xích 1*Đường kính vòng chia đĩa xích d1=p/sin(/Z1)=31.75/sin(/23)=233.17 mm d2=p/sin(/Z2)=31.75/sin(/69)=697.59 mm 2*Xác định đường kính đỉnh đĩa xích da1=P(0.5+cotg(/Z1))=31.75(0.5+cotg180/23)=246.87 mm da2=P(0.5+cotg(/Z2))=31.75(0.5+cotg180/69)=712.73 mm 3*Xác định đường kính vòng đáy df1=d1-2*r với r = 0.5025d1+0.05 d1 đường kính con lăn: tra theo bảng 5.2 (tr 78 TK1) d1=18.05 mm r =0.5025*d1+0.05=0.5025*19.05+0.05=9.623 mm df1=d1-2*r=233.17-2*9.623=213.92 mm df2=d2-2*r=697.59-2*9.623=678.34 mm V - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện sau: H=0.47*<[H] [H] ứng suất tiếp xúc cho phép Ft =2511.11 N Fvd lực va đập trên m dãy xích: m=1 Fvđ=13*10-7n3*p3*m=13*10-7*73.95*31.953*1=2.37 N Kr hệ số ảnh hưởng đến số răng đĩa xích Kr1=0.44(do Z1=23 tra theo trang 59 TK1) Kr2=0.20(do Z1=69 tra theo trang 59 TK1) Kđ =1.2 E modun đàn hồi E=2.1*105 (Mpa) A diện chiếu của bản lề Tra bảng 5.12 TK1 => A=262 mm2 => H1=0.47=442.5 Mpa H2=0.47=298.3 Mpa với H1=442.5 Mpa tra bảng 5.11 ta thấy thép tôi cải thiện đạt HB210 sẽ đạt ứng suất tiếp xúc cho phép [H1]=600 Mpa đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa 1 với H2 =298.3Mpa dung thép tôi cải thiện đạt HB170 đạt [H2]=500 Mpa để chế tạo đĩa xích lớn thoả mãn độ bền uốn VI - Các lực tác dụng lên trục Do không có yêu cầu lực căng ban đầu do đó lực căng trên nhánh chủ động F1 & bị động F2 chỉ bằng F1=Ft+F2 F2=F0+Fv Trong đó Fv lực căng do lực li tâm gây ra Fv=q*v2 Do có thẻ bỏ qua F0 &Fv lực tác dụng lên trục được tính theo Fr=kx*Ft Có Ft=2511.11 N kx hệ số kể đến ảnh hưởng của trọng lượng xích kx=1.15 do bộ truyền nghiêng góc 30o <40o Fr=1.15*2511.11=2887.78 (N) phần IV: Tính toán thiết kế trục I - Chỉ tiêu tính toán Chỉ tiêu tính toán trục thỏa mãn điều kiện bền mỏi II- Trình tự thiết kế 1Xác định sơ đồ đặt lực bản vẽ phác thảo hộp giảm tốc 2-TÍNH SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC Theo công thức 10.9[1]/186 ta có . Trong đó: T là momen xoắn, Nmm [τ] là ứng suất xoắn cho phép, Mpa. Chọn [τ] = 15 Mpa Đối với động cơ 4A112M4Y3 tra phụ lục P1.7 ta có dđc = 32(mm) Đường kính đầu vào của trục hộp giảm tốc lắp bằng khớp nối với trục động cơ thì đường kính này tối thiểu phải bằng (0,8...1,2)dđc -Trục 1: chọn d1= 30(mm) Tra bảng 10.2[1]/187, chiều rộng ổ lăn b01 = 19(mm) -Trục 2 : .Chọn d2 = 40(mm) Tra bảng 10.2[1]/187, chiều rộng ổ lăn b02 = 23(mm) -Trục 3 : . Chọn d3 = 50(mm) Tra bảng 10.2, b03 = 27(mm) 3.XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC GỐI ĐỠ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác. -Chiều rộng mayơ ở nửa khớp nối, ở đây là nối trục đàn hồi nên: l= (1,42,5) d1= (1,42,5).30 (mm) Chọn lm12 = 50mm -Chiều dài mayơ bánh răng côn lớn: l=(1,21,4)d=(1,21,4).40 (mm) Chọn l = 65mm -Chiều dài mayơ bánh răng côn nhỏ: lm13=(1,21,4)d1 = (1,21,4).35 (mm) Chọn lm13 = 50mm -Chiều dài mayơ bánh răng nghiêng nhỏ: lm22=(1,21,5)d2 = (1,21,5).40 = 4860 (mm) Chọn lm22 = 50mm -Chiều dài mayơ bánh răng nghiêng lớn: lm32 =(1,21,5)d3 = (1,21,5).50 = 6090 (mm) Chọn lm32 = 70mm -Chiều dài mayơ đĩa xích : lm33 =(1,21,5)d3 = (1,21,5).50 = 6090 (mm) Chọn lm33 = 70mm +Tra bảng 10.3 k1 = 12; k2 = 8 +k3 là khoảng cách từ mặt cạnh của các chi tiết quay đến nắp ổ. Tra bảng 10.3[TK1]/187 : k3 =15mm Khoảng cách giữa các điểm đặt lực và chiều dài các đoạn trục: Theo các CT[1]/189 – bảng 10.4 ta có: -Trục 1: Lấy l11 = 80mm -Trong đó: hn là chiều cao nắp ổ và đầu bulông. Tra bảng 10.3 :hn = 18mm +lc12 là khoảng cách côngsôn lc12 = 0,5(50+19)+ 15 +15=64,5 l12 = lc12 = -64.5(mm) l13 = l11 + k1 + k2 + lm13 +0,5(b0 – b13.cosδ1) -Trong đó: +b13 = bw =35(mm) là chiều rộng vành răng l13 = 80 +12 +8 + 50 + 0,5(19 – 35cos1201’20”) = 142.4 mm -Trục 2: -Trục 3: l32=0.5(lm32+b03)+20=68,5 mm l33=l31+lc33=210+78.5=288.5 mm 4 TÍNH TOÁN CỤ THỂ a.LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG CÔN Trong đó: -dm1 là đường kính trung bình của bánh nhỏ - là góc ăn khớp : - là góc côn chia bánh nhỏ b.LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG NGHIÊNG Theo CT10.1[1]/182 ta có: c.LỰC TỪ KHỚP NỐI TÁC DỤNG LÊN TRỤC Trong đó Dt là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt (nối trục vòng đàn hồi). Tra bảng 15.10[TK2]/67 : Dt = 65 d.LỨC TÁC DỤNG TỪ BỘ TRUYỀN XÍCH Trong đó Fr = Fxích = 2887,78(đã tính ở bộ truyền xích) là góc nghiêng của đường nối tâm bộ truyền ngoài = 300 Đối với trục I 1-Tính lực *Mômen uốn tại các mặt cắt nguy hiểm mặt cắt 1_1: Mx=0 My=Fk.l12=260.64,5=16770 N.mm mặt cắt 2_2:Mx=Y1.l11=338,8.80=27104 N.mm My=Ft1.(l13-l11) =1341,15(142,4-80)=83687.76 N.mm mặt cắt 3_3:Mx=Fa1.dm1/2=2687,24 N.mm My=0 ** ta có biểu đồ mômen 2-Tính chính xác trục Kiểm tra tại các mặt cắt nguy hiểm Theo các CT10.15 và 10.16[1]/192 ta có: Tại tiết diện 1_1: Tại tiết diện2_2: tại mặt lắp bánh răng côn M3n=M3x2+M3y2=2687.242 Mtd= Vậy mặt cắt nguy hiểm nhất là mặt cắt 2_2 Nên ta tính đường kính trục theo tiết diện đó d1= []=63 tra bảng10.5(TK1)/195 vậy chọn theo tiêu chuẩn d1=25 mm 3- KiÓm nghiÖm trôc theo hÖ sè an toµn Ta kiÓm nghiÖm theo c«ng thøc : trong ®ã: , S_ HÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp, ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ThÐp c¸c bon => -1 = 0,436.b = 0,436.600 = 261,6(MPa) -1 = 0,25.b = 0,25.600 = 150(MPa) a,m, a, m _Biªn ®é vµ gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c øng suÊt. ta cã: max = u = trôc quay => min = - max => Trôc lµm viÖc 1 chiÒu => => k, k _HÖ sè tËp trung øn suÊt thùc tÕ, tra b¶ng , víi trôc cã r·nh then, dao phay ngãn ta cã: k = 1,76; k = 1,54. _ hÖ sè ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc trôc, tra b¶ng ta ®­îc: Tra b¶ng , víi kiÓu l¾p k6 ta ®­îc: => ta chän ®Ó tÝnh to¸n. _ HÖ sè xÐt ®Õn c«ng nghÖ t¨ng bÒn bÒ mÆt, do bÒ mÆt kh«ng ®­îc t¨ng bÒn => = 1 _ HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña trÞ sã øng suÊt trung b×nh ®Õn®é bÒn mái, thÐp c¸c bon => Tõ ®ã ta cã: Vµ: Nh­ vËy hÖ sè an toµn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm nhÊt lín h¬n tri sè cho phÐp. Ta chän ®­êng kÝnh trôc t¹i chç l¾p æ bi lµ: do1 = 25 mm T¹i chç l¾p B¸nh r¨ng c«n lµ: d1 = 20 mm T¹i khíp nèi lµ: dkn = 20 mm. 4- Chän then l¾p ghÐp gi÷a trôc víi b¸nh r¨ng vµ khíp nèi Víi ®­êng kÝnh trôc d = 20 mm, ta chon then b»ng cã: b = 6; h = 6; t1 = 3,5; t2 = 2,8 - ChiÒu dµi then: lt = 0,8.lm13 = 0,8.50 = 40(mm) - KiÓm tra ®iÒu khiÖn bÒn dËp vµ c¾t theo c«ng thøc : Ta cã: tra b¶ng => [d] = 150(MPa) => Tho¶ m·n ®iÒu khiÖn bÒn dËp. [c] = (60 ¸ 90) MPa => c §iÒu kiÖn bÒn c¾t ®­îc ®¶m b¶o. 5-Ta cã biÓu ®å m«men nh­ sau: *Đối với trục 2 1/ TÍNH CÁC PHẢN LỰC VÀ VẼ BIỂU ĐỒ MÔ MEN Thay số vào ta có **Mômen uốn tại các mặt cắt nguy hiểm -mặt cắt 1_1: mặt cắt bánh răng côn do X3 &Y3 gây nên M« men tËp trung: + MÆt c¾t 2-2: T¹i chæ l¾p BR trô - M« men xo¾n trªn trôc: T2 = 147722,6 N.mm 2. TÝnh chÝnh x¸c trôc - KiÓm tra c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm: + T¹i mÆt c¾t 1-1: + T¹i mÆt c¾t 2-2: => MÆt c¾t nguy hiÓm nhÊt lµ m¸t c¾t 2-2(chç l¾p BR trô), ®­êng kÝnh trôc t¹i ®ã lµ: Theo tiªu chuÈn ta chän: d1 = 35(mm) ®­êng kÝnh t¹i chç l¾p æ l¨n lµ dol=30 mm 3. KiÓm nghiÖm trôc theo hÖ sè an toµn Ta kiÓm nghiÖm theo c«ng thøc : trong ®ã: s, s _ HÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp, ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ThÐp c¸c bon => -1 = 0,43. b = 0,43.600 = 258(MPa) -1 = 0,25. b = 0,25.600 = 150(MPa) a, m, a, m _Biªn ®é vµ gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c øng suÊt. ta cã: max = u = trôc quay => min = - max => Trôc lµm viÖc 1 chiÒu => => k, k _HÖ sè tËp trung øn suÊt thùc tÕ, tra b¶ng , víi trôc cã r·nh then, dao phay ngãn ta cã: k = 1,46; k = 1,54. _ hÖ sè ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc trôc, tra b¶ng ta ®­îc: Tra b¶ng , víi kiÓu l¾p k6 ta ®­îc: => ta chän ®Ó tÝnh to¸n. _ HÖ sè xÐt ®Õn c«ng nghÖ t¨ng bÒn bÒ mÆt, do bÒ mÆt kh«ng ®­îc t¨ng bÒn => = 1 _ HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña trÞ sã øng suÊt trung b×nh ®Õn®é bÒn mái, thÐp c¸c bon => Tõ ®ã ta cã: Vµ: Nh­ vËy hÖ sè an toµn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm nhÊt lín h¬n tri sè cho phÐp. Ta chän ®­êng kÝnh trôc t¹i chç l¾p b¸nh r¨ng lµ: d2 = 35mm T¹i chç l¾p æ bi lµ: d02 = 30 mm. 4/ Chän then l¾p ghÐp gi÷a trôc víi b¸nh r¨ng Víi ®­êng kÝnh trôc d = 35mm, ta chon then b»ng cã: b = 10; h = 8; t1 = 5; t2 = 3,3 - ChiÒu dµi then: T¹i chç l¾p BR c«n: lt = 0,8.lm23 = 0,8.65 =52(mm) T¹i chç l¾p BR trô: lt = 0,8.lm22 = 0,8.50 =40(mm) - KiÓm tra ®iÒu khiÖn bÒn dËp vµ c¾t theo c«ng thøc : T¹i chç l¾p BR c«n: Ta cã: tra b¶ng => [d] = 150(MPa) => Tho¶ m·n ®iÒu khiÖn bÒn dËp. [c] = (60 ¸ 90) MPa => c < [c] => §iÒu kiÖn bÒn c¾t ®­îc ®¶m b¶o. T¹i chç l¾p BR trô: Ta cã: tra b¶ng => [d] = 150(MPa) => Tho¶ m·n ®iÒu khiÖn bÒn dËp. [c] = (60 ¸ 90) MPa => c §iÒu kiÖn bÒn c¾t ®­îc ®¶m b¶o. 5-Ta cã biÓu ®å m«men nh­ sau: *tÝnh trôc III 1-ta cã ph­¬ng tr×nh sau ó - M« men uèn t¹i c¸c mÆt c¾t nguy hiÓm: + MÆt c¾t 1-1: + MÆt c¾t 2-2: T¹i chæ l¾p BR trô + MÆt c¾t 3-3: - M« men xo¾n trªn trôc: T3 =583718,7 N.mm 2. TÝnh chÝnh x¸c trôc - KiÓm tra c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm: + T¹i mÆt c¾t 1-1: + T¹i mÆt c¾t 2-2: + T¹i mÆt c¾t 3-3: => MÆt c¾t nguy hiÓm nhÊt lµ m¸t c¾t 2-2(chç l¾p BR), ®­êng kÝnh trôc t¹i ®ã lµ: Theo tiªu chuÈn ta chän: d1 = 50(mm) 3. KiÓm nghiÖm trôc theo hÖ sè an toµn Ta kiÓm nghiÖm theo c«ng thøc : trong ®ã: s, s_ HÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp, ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ThÐp c¸c bon => -1 = 0,43. b = 0,43.600 = 258(MPa) -1 = 0,25. b = 0,25.600 = 150(MPa) a, m, a, m _Biªn ®é vµ gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c øng suÊt. ta cã: max = u = trôc quay => min = - max => Trôc lµm viÖc 1 chiÒu => => k, k _HÖ sè tËp trung øn suÊt thùc tÕ, tra b¶ng , víi trôc cã r·nh then, dao phay ngãn ta cã: k = 1,46; k = 1,54. _ hÖ sè ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc trôc, tra b¶ng ta ®­îc: Tra b¶ng , víi kiÓu l¾p k6 ta ®­îc: => ta chän ®Ó tÝnh to¸n. _ HÖ sè xÐt ®Õn c«ng nghÖ t¨ng bÒn bÒ mÆt, do bÒ mÆt kh«ng ®­îc t¨ng bÒn => = 1 _ HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña trÞ sã øng suÊt trung b×nh ®Õn®é bÒn mái, thÐp c¸c bon => Tõ ®ã ta cã: Vµ: Nh­ vËy hÖ sè an toµn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm nhÊt tuy lín h¬n tri sè cho phÐp nh­ng nÕu chän d=45 mm th× do bé truyÒn ra chÞu 2 xÝch t¶i cã m«men rÊt lín vµ kh«ng tháa m·n ®iÒu kiÖn vÒ hÖ sè an toµn VËy Ta chän ®­êng kÝnh trôc t¹i chç l¾p b¸nh r¨ng lµ: d3 = 50 mm T¹i chç l¾p æ bi lµ: d02 = 45 mm. T¹i chç l¾p ®Üa xÝch lµ: dx = 40 mm. 4. Chän then l¾p ghÐp gi÷a trôc víi b¸nh r¨ng vµ ®Üa xÝch + T¹i chç l¾p B¸nh r¨ng: Víi ®­êng kÝnh trôc d = 50m, ta chän then b»ng cã: b = 14; h = 9; t1 = 5,5; t2 = 3,8 - ChiÒu dµi then: lt = 0,8.lm32 = 0,8.70= 56(mm) - KiÓm tra ®iÒu khiÖn bÒn dËp vµ c¾t theo c«ng thøc : Ta cã: tra b¶ng => [d] = 150(MPa) => Tho¶ m·n ®iÒu khiÖn bÒn dËp. [c] = (60 ¸ 90) MPa => c §iÒu kiÖn bÒn c¾t ®­îc ®¶m b¶o. + T¹i chç l¾p ®Üa xÝch:Víi ®­êng kÝnh trôc d = 40mm, ta chän then b»ng cã: b = 12; h = 8; t1 = 5; t2 = 3,3 - ChiÒu dµi then: lt = 0,8.lm33 = 0,8.70 = 56(mm) - KiÓm tra ®iÒu khiÖn bÒn dËp vµ c¾t theo c«ng thøc : Ta cã: tra b¶ng => [d] = 150(MPa) do ®ã ®Ó tháa m·n diÒu kiÖn bÒn dËp ta lµm 2 then ®èi xøng nhau khi ®ã mçi then chÞu 1 m«men xo¾n la 0,75T3=437789 Nmm khi ®ã : VËy ®· tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒn dËp [c] = (60 ¸ 90) MPa => c §iÒu kiÖn bÒn c¾t ®­îc ®¶m b¶o. Vậy ta có sơ đồ mô men sau: phần V – Tính chọn ổ lăn Vì ổ lăn có nhiều ưu điểm như: mô men ma sát nhỏ, mô men mở máy nhỏ, chăm sóc và bôi trơn đơn giản, thuận tiện sửa chữa và thay thế(ổ lăn là chi tiết được tiêu chuẩn) nên ổ lăn được dùng khá phổ biến. I.TÍNH Ổ THEO TRỤC 1 1.CHỌN LOẠI Ổ LĂN -Ta chọn loại ổ đũa côn cho các gối đỡ 0 và 1. -Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường(0) và có độ đảo hướng tâm 20, giá thành tương đối 1. 2.CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN Kích thước ổ lăn được chọn theo 2 chỉ tiêu: -Khả năng tải động nhằm đề phòng tróc rỗ bề mặt làm việc -Khả năng tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng dư a.CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI ĐỘNG **ta tính khi đảo chiều Fk ta có hệ phương trình sau: Fr1= Fr2= Ta thấy so với trường hợp trên thì Fr1 Fr2 nhỏ hơn Nên ta chọn Fk chiều như cũ *chọn loại ổ Do trục1 lắp bánh răng côn: nên trục cần thẳng không được nghiêng vì nếu không sẽ lam lệch đỉnh côn chia => không ăn khớp được để tăng cường độ cứng vũng cho bánh răng côn ta chọn ổ đũa côn do đường kính dol=25 mm theo bảng P2.11(tr 261 TK1) ta chọn ổ đũa côn 1 dãy cơ trung có kí hiệu 7305 ta có C=29,60 kN Co=20,9kN =13,5o C= Q Trong đó : Q là tải trọng quy ước,kN L là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay m là bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ổ đũa: m=10/3 Gọi Lh là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ, suy ra từ CT11.2[1]/211 ta có : (triệu vòng) Với Lh =18000(h) n= 1425(vg/ph) là số vòng quay của trục 1. Xác định tải trọng động quy ước Theo CT11.3[1]/212 : Trong đó: -và là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục,kN -V là hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay V=1 -Kt là hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, Kt =1(to <100o) -Kd là hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3 với đặc tính làm việc êm : Kd =1 -X là hệ số tải trọng hướng tâm -Y là hệ số tải trọng dọc trục Phản lực hướng tâm trên các ổ là : e :hệ số thực nghiệm e=1.5 tg=0,36 Lực dọc trục(theo CT11.7[1]/215): Dựa vào bảng 11.5 và theo sơ đồ trục 1 như trên ta có: = 813,41 +106,7 = 920,11(N) = 464,11 – 106,7 = 357,41(N) Vì 813,41(N) Tính tỉ số : Tra bảng 11.4[1]/214 Tải trọng quy ước trên ổ 0 và ổ 1 là: chọn Kd=1.1 do va đập nhẹ va nhiệt độ <105o nên kt=1 = (0,4.1.1553,25 + 1,67.920,11).1,1.1 =2373,7(N) = (1.1.2722,25 + 0).1,1.1 = 2994,5(N) Như vậy chỉ cần tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn hơn :Q1 = 2994,5(N) Tải trọng tương đương: QE = = (N) ≈24 (kN) Như vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn khả năng tải động b.CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI TĨNH Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả năng tải tĩnh. Theo CT11.18[1]/219 : Tra bảng 11.6[1]/219, với ổ đũa côn : X0 = 0,5 ; Theo CT11.19 và CT11.20 ta có: Với ổ 0 ta có : = 0,5. 1553,25 + 0,916.920,11 = 1619,78 > < Co = 20,9(kN) Với ổ 1 ta có : = 0,5.2722,25 + 0,916.813,41 = 2106,21< < Co = 20,9(kN) Vậy khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. II.TÍNH Ổ THEO TRỤC 2 1.CHỌN LOẠI Ổ LĂN -Ta chọn loại ổ đũa côn cho các gối đỡ 0 và 1. -Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường(0) và có độ đảo hướng tâm 20, giá thành tương đối 1. 2.CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN a.CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI ĐỘNG -Đường kính dol=30(mm), -Tra bảng