Thiết kế máy lốc tôn profin “o” kích thước thay đổi từ 400 2000, bmax = 1000mm, t = 4 8 mm

nhỏ thì khu vực biến dạng càng lớn, do biến dạng lớn như vậy nên bán kính uốn nhỏ nhất cho phép phải tăng lên. Ví dụ: Thép 0,30%C khi uốn 900 => rmin = 0,6t Khi uốn 1200 => rmin = (0,5 – 0,55)t Với đuyra cứng đã được làm mềm khi uốn vuông góc với thớ kim loại thì: Góc uốn 90o rmin = 2t 60o rmin = 2,6t 120o rmin = 1,5t Khi 60o < j < 90o thì rmin tăng 1,1 á 1,3 lần thớ kim loại Góc tạo thành bởi đường uốn và thớ kim loại: Vì kim loại chịu kéo và nén theo phương của thớ kim loại thì tốt hơn nhiều so với khi kéo và khi nén vuông góc với thớ kim loại. Cho nên khi đường uốn vuông góc với thớ kim loại thì rmin cho phép nhỏ hơn rmin khi đường uốn song song với thớ kim loại từ 40 á 5%. Vậy khi uốn chi tiết mà có hai đường uốn có hướng khác nhau thì phải bố trí thế nào để cho hai đường uốn đều làm với thớ một góc a > 30o. e.ảnh hưởng của tình trạng mặt cắt vật liệu: Khi chuẩn bị phôi liệu để uốn, trên mặt cắt có ba via hoặc những thiếu sót thì sẽ sinh ra ứng suất tập trung để sinh ra nứt nẻ khi uốn cho nên rmin cũng tăng lên theo kinh nghiệm là 1,5 á 2 lần. Đường uốn a>30 Đối với những trường hợp khi uốn những phôi hình ống thì bán kính uốn nhỏ nhất phụ thuộc vào nguyên vật liệu, chiều dầy của thành ống và phương pháp uốn; cũng gốn như trường hợp uốn những phôi liệu là thép cán hình. Thường khi gặp những trường hợp trên ta dùng các số liệu sau: Hình dáng phôi liệu uốn rmin Thép cán hình: - nhỏ - lớn 4 á 5 h 8 á 10 h Thép ống khi: t = 0,02 D t = 0,05 D 4D 3,6D 4/- Hiện tượng đàn hồi sau khi uốn: Sơ đồ biểu diễn sự đàn hồi sau khi uốn Trong quá trình uốn cong một phần kim loại chỉ bị biến dạng đàn hồi do đó sau khi nhấc chày khỏi cối thì vật uốn sẽ có hình dáng không hoàn toàn giống hình dạng của cối nữa. Đó là hiện tượng đàn hối sau khi uốn. Vì thế khi thiết kế uốn nên chú ý đến trị số đàn hồi. Trong thực tế muốn uốn một góc là a nhưng sau khi uốn lại được góc là a0, ta thường gọi là đàn hồi trở lại. Góc đàn hồi trở lại b = a0 - a Mức độ đàn hồi ảnh hưởng bởi những nhân tố: - Tính chất nguyên vật liệu - Hình dạng sản phẩm - Bán kính uốn - Lực uốn và lực của chày dập Khi uốn một góc thì mức độ đàn hồi sẽ lớn hơn khi uốn hai góc. Mặt khác ta cần biết là khi dùng khuôn dập để uốn, trị số đàn hồi không thể dựa hoàn toàn vào lý luận để tính toán mà cần phải qua thí nghiệm tìm ra. *Công thức tính toán góc đàn hồi khi uốn tự do ( tức là khi uốn không dùng khuôn). - Đối với trường hợp uốn thanh hình chữ V. l = chiều rộng miệng cối t = chiều dày nguyên vật liệu x0 = vị trí lớp trung tính: ta có thể tra bảng sau: r/t 0,1 0,25 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 >4 Vị trí lớp trung tính x0 0,32 0,35 0,38 0,42 0,455 0,47 0,475 0,5 - Đối với trường hợp uốn thanh hình chữ U l1 là chiều dài cạnh uốn = rM + rn + 1,25t = bán kính lượn cối + 1,25 chiều dày nguyên vật liệu E là mô đun đàn hồi ss = giới hạn đàn hồi Góc đàn hồi b tính theo lý luận thì tương đối phức tạp, trong thực tế thường dùng số liệu kinh nghiệm ( xem bảng sau) Những số liệu ghi trong bảng này ứng với góc uốn a = 900 và uốn tự do. Nếu khi uốn góc a không phải là 900 ( 00 < a < 1500) thì xác định như sau: ( a = góc uốn bất kỳ) ba là góc đàn hồi trở lại tương ứng với góc uốn a b90 là góc đàn hồi trở lại ứng với góc uốn 900 Góc đàn hồi trung bình của các nguyên vật liệu khi uốn tự do với góc uốn 900, một góc uốn. Nguyên vật liệu Chiều dầy N . V . L 0,8 0,8 á 2 >2 Thép sb = 35 Đồng thau sb= 35 Nhôm kẽm đến 1 1 á 5 > 5 4 5 6 2 3 4 0 1 2 Thép sb = 40 á 50 Đồng thau 35 á 40 Đồng đỏ đến 1 1 á 5 > 5 5 6 8 3 4 5 1 2 3 Thép sb = 35 đến 1 1 á 5 > 5 7 9 12 4 5 7 2 3 5 Nếu uốn trong khuôn có hiệu chỉnh góc đàn hồi được xác định lại như sau: bhiệuchỉnh= kbtựdo k là hệ số hiệu chỉnh tra bảng sau: R/t 3 5 10 15 20 >20 K 0,4á0,7 0,3á0,4 0,15á0,2 0,05á0,1 0á0,05 0 Trường hợp uốn tự do K = 1 Mặt khác ta có thể dùng số liệu kinh nghiệm để tính góc đàn hồi b khi uốn một góc ( chữ V) theo công thức ở bảng sau: Nguyên vật liệu góc uốn (tính theo độ) 30 60 90 120 CT4, 25 và 30 1,59 r/t – 1,03 0,95 r/t – 0,94 0,78r/t – 0,79 0,46r/t – 1,36 CT4, 08 0,75r/t – 0,39 0,58r/t – 0,80 0,43r/t – 0,61 0,36r/t – 1,26 15 , 20 và CT3 0,69r/t – 0,23 0,64r/t – 0,65 0,434r/t – 0,36 0,37 r/t – 0,58 Khi uốn hình chữ U, ta muốn xác định góc đàn hồi b thì ta vẫn dùng số liệu của hai bảng trên song phải dùng hệ số từ 0,6 á 0,7. Sau đây ta hãy nghiên cứu : xác định góc đàn hồi b bằng giản đồ . Khi r/t < 12 , khi uốn chữ U Khi r/t > 12 trong trường hợp này ta có giản đồ sau Giản đồ tính bán kính sau khi đàn hồi 5- Xác định lực uốn: Lực uốn trong khuôn không phụ thuộc vào hình dáng chi tiết, chỉ phụ thuộc cơ lý tính của kim loại, chiều dày, chiều rộng của phôi liệu và mức độ biến dạng. Ngoài ra lực uốn còn chịu ảnh hưởng của khe hở giữa chày và cối nữa. Muốn xác định lực uốn ta dùng các công thức sau đây: Phương pháp uốn Hình dáng uốn Lực uốn Kg Uốn tự do Uốn một góc có hiệu chỉnh P = q.F Uốn có tấm chắn và hiệu chỉnh Trong đó B là chiều rộng của chi tiết uốn hoặc là chiều dài đường uốn t : chiều dày nguyên vật liệu sb : giới hạn bền l : khoảng cách giữa hai điểm tựa để uốn tức là để uốn cánh tay đòn l = (15 á 20)t r : bán kính uốn n : hệ số đặc trưng cho sự tăng dần độ bền = 1,6 á1,8 F : diện tích nguyên vật liệu dứơi tác dụng của chày(mm2) q : áp lực trên đơn vị diện tích (Kg/mm2) Q : lực ép (Kg) K1: hệ số lấy theo bảng sau: Nguyên vật liệu tỉ số : r/t 8 10 15 20 25 30 Thép 08 ,15 , đồng nhôm 0,23 0,18 0,12 0,09 0,073 0,06 Thép 20 , 25 , nhôm biến cứng 0,21 0,17 0,11 0,086 0,07 0,057 Thép 30 , 40 đu ra 0,20 0,16 0,10 0,08 0,065 0,053 Bảng áp lực đơn vị q Kg/ mm2 Nguyên vật liệu chiều dày nguyên vật đến 1 1á3 3á6 6á10 nhôm 1,5á2 2á3 3á4 4á5 la tuyn ( đồng thau) 2á3 3á4 4á6 6á8 Thép 08 , 20 3á4 4á6 6á8 8á10 Thép 25 , 30 4á5 5á7 7á10 10á12 III. Sự biến dạng của phôi khi tạo hình trên máy lốc: * Phôi kim loại từ dạng tấm phẳng, sau khi qua cặp trục tạo hình có hình dáng thay đổi thành cung tròn. Sau một số lần lốc thì thành hình chữ ‘C’ gần khép kín, vật liệu bị biến dạng khi tiếp xúc với quả lố ép. Sơ đồ biểu sự biến dạng của chi tiết khi lốc Sơ đồ biểu diễn thứ tự nguyên công lốc Trên đây là sơ đồ biểu thị sự thay đổi hình dạng dải vật liệu khi lốc: Để lốc sản phẩm là hình tròn thì ta có thể thực hiện theo ba cách lốc sau: a) b) c) a a Sơ đồ biểu diễn ba phương pháp lốc chi tiết có prôfin dạng tròn Với công nghệ lốc như hình c lốc 4 quả thì ta có thể lốc được sản phẩm hình tròn một cách hoàn toàn mà ta không cần phải qua một nguyên công vê tròn đầu phôi. Với công nghệ lốc như hình b ( lốc 3 quả ) ta có thể lốc được sản phẩm có chiều dày lớn hơn với công suất lớn hơn, nhưng để hoàn thành sản phẩm thì ta lại phải có một bước công nghệ nữa là đổi chiều phôi. Còn hình a nếu dùng phương pháp lốc này thì ta cần phải có thêm một bước công nghệ nữa là vê đầu phôi một đoạn a cho tròn lại cho hai mép của chi tiết khít với nhau vì khi lốc thì có một đoạn bằng a không tiếp xúc với quả lô ép và không bị biến dạng. Để vê đầu này ta có thể dùng búa hoặc dùng khuôn để uốn. Trong ba phương pháp công nghệ trên thì phương pháp trên hình c là hoàn chỉnh nhất vì chỉ một nguyên công là ta có thể hoàn chỉnh chi tiết theo yêu cầu và chỉ cần kết hợp với nguyên công hàn là ta có thể có chi tiết hình trụ tròn xoay kín hoàn chỉnh còn phương pháp trên hình b thì phức tạp hơn vì phải quay đầu chi tiết mới có thể cho hai mép chi tiết khít vào nhau. Với phương pháp lốc ở hình a thì hai mép chi tiết không khít được với nhau vì còn một đoạn bằng a không được biến dạng do đó cần phải có thêm một nguyên công uốn cong hai phần mép đó. Hai phương pháp lốc ở hình b và hình c chỉ lốc được những phôi liệu có chiều dầy hạn chế còn với phương pháp lốc ở hình a thì có thể lốc được những phôi liệu có bề dày từ 4 á 8 mm. *ảnh hưởng của sự vặn xoắn tới sản phẩm trong quá trình tạo hình: Đôi khi phôi(dải vật liệu ) đi vào các lô tạo hình do một nguyên nhân nào đó: như chỉnh phôi không đều, khi đó sản phẩm tạo ra có hiện tượng xoắn vỏ đỗ, tuy nhiên mức độ này không lớn lắm nhưng thường xảy ra. IV. Thiết kế quả lốc và xác định bước công nghệ lốc: Sản phẩm có yêu cầu chịu lực lớn , do đó tôn đem vào lốc chữ “C” có chiều dày 4 á lại 8mm và >đường kính ặ300 . Sau khi máy lốc được chữ ‘C’ gần khép kín ta dùng máy hàn để hàn kín trước khi tháo phôi ra khỏi máy nhờ hệ thống ròng rọc . Hệ thống trục lốc phải phù hợp lốc được sản phẩm và đảm bảo hiệu quả . Dựa trên yêu cầu của sản phẩm ta thiết kế , bố trí hệ thống trục lốc như sau : Dùng hệ thống lốc ba trục ( hình dưới ) . Sơ đồ bố trí vị trí của ba trục lốc Trong đó hai trục ở phía dưới nhận chuyển động quay từ hộp tốc độ và quay cùng chiều. Trục ở phía trên chuyển động tịnh tiến lên xuống thực hiện lực ép cho phôi . Để đơn giản ta chọn kích thước của ba trục như sau: - Đường kính ba quả lốc ặ = 200mm - Chiều dài phần lốc l = 1500mm Sản phẩm máy lốc tạo ra có dạng chữ ‘C’ gần khép kín, sau khi hàn thì được ống tròn, chiều dày 4á8mm và chiều dài có thể đến 1500mm . Khi thực hiện lốc tôn thì ngoài biến dạng dẻo ra vật liệu còn biến dạng đàn hồi. Để xác định lượng ép xuống nhỏ nhất cũng lớn nhất ta tính góc đàn hồi của vật liệu. Trường hợp này ta tính góc đàn hồi như uốn chữ ‘ V’. b = a0 - a Góc đàn hồi được xác định theo công thức sau: tgb = 0,375 với r/t > 4 ta có: x0= 0,5 t là chiều dày nguyên vật liệu = 4á8 mm ss – giới hạn đàn hồi = 500N/mm2 ( tính đến thép CT5) E - là mô đun đàn hồi =2,1.105 N/mm2 l là khoảng cách giữa hai điểm tựa = 300mm - t =4mm ta có tgb = 0,375 = 0,134 => b = 7038’ - t=16mm ta có tgb = 0,375 = 0,067 => b = 30 50’ Suy ra 30 50’<b < 7038’ tuỳ theo chiều dày của phôi. Từ đây ta sẽ suy đường kính lớn nhất của sản phẩm, theo hình vẽ ta có bán kính sản phẩm R = OA= O O2 –A O2 = O1O2/(2sinb) –AO2 -t = 4 mm ta có b = 7038’ => R = 300/ (2. sin7038’) – 100 ằ 1034mm - t = 16mm ta có b = 20 => R = 300/ (2. sin3050’) – 100 ằ 2244mm Trên thực tế ta rất ít dùng đến sản phẩm có bán kính như vậy, hơn nữa với kích thước lớn như vậy thì trọng lượng quá lớn. Để phù hợp với thực tế ta chỉ cho máy lốc sản phẩm có bán kính tối đa R = 1000mm. Để thực hiện lốc được sản phẩm ta phải ép quả lô trên xuống sao góc a -a0 > b tuỳ theo chiều dày và tính chất của vật liệu lốc. Với thép có chiều dày t= 4 mm thì lượng ép nhỏ nhất của quả lô ép để có biến dạng dẻo là ( ta quy ước mặt phẳng đi qua hai đỉnh quả lốc dưới lấy làm mốc không –gốc tính và lấy mặt ngoài sản phẩm làm chuẩn tính ) . Sơ đồ tính bán kính uốn Với t = 16 mm thì Quả lô ép lượng lớn nhất khi ta lốc sản phẩm có đường kính nhỏ nhất , tức F =400mm. Theo kinh nghiệm và lí thuyết thì mỗi lần ép ta nên ép quả lô ép một lượng cho tất cả vật liệu. Ta thực hiện lốc đến bán kính yêu cầu, để khử sự đàn hồi trở lại của vật liệu ta ép thêm một lượng từ 5 á 10 mm tuỳ theo chiều dày của vật liệu. V. thiết kế sơ đồ động. 1. Chọn loại bộ truyền: Hiện nay, có rất nhiêù loại máy lốc tạo hình có kết cấu và sơ đồ động bố trí rất khác nhau, ở đây máy lốc lớn do yêu cầu về công nghệ: như máy tạo hình ống đòi hỏi khoảng cách trục phải lớn vì vậy để dẫn động giữa các trục người ta thường sử dụng bộ truyền xích. ưu điểm của bộ truyền này là dẫn động được các trục cách xa nhau, dễ mua trên thị trường, gia thành rẻ, tuy nhiên khi sử dụng bộ truyền này sẽ gây tiếng ồn, điều kiện bôi trơn liên tục vì vậy phải làm việc trong môi trường không có bụi. Đối với máy có khoảng cách trục không quá lớn, để truyền động giữa các trục tạo hình thường bằng bộ bánh răng. Ưu điểm của bộ truyền này là làm việc êm, làm việc trong điều kiện ít phải bôi trơn nhưng đòi hỏi phải chế tạo chính xác khoảng cách giữa các tâm trục để đảm bảo bánh răng ăn khớp đúng. sơ đồ động Đối với máy lốc tôn có prôfin dạng chữ “ C “ với khoảng cách giữa các trục tạo hình không lớn ta chọn hệ dẫn động cho trục tạo hình là bánh răng trục truyền lực. 2. Chọn hệ thống cung cấp năng lượng: Đối với máy lốc tôn lốc sản phẩm có chiều dầy từ 4 á 8 mm thì cần công suất không lớn nên hai trục cần dùng chung dẫn chỉ một nguồn năng lượng theo sơ đồ sau Phần ii Tính toán và thiết kế các Cụm chi tiết máy lốc Chương i tính lực, công suất động cơ và hộp giảm tốc Để tính toán được công suất động cơ trước hết ta phải biết được công suất các trục tạo hình, vì vậy ta phải xuất phát từ cách tính kích thước phôi và tính lực tạo hình. i: tính toán phôi: Để có được kích thước sản phẩm theo yêu cầu, bước quan trọng đầu tiên là phải tính toán cụ thể được kích thước ( bề rộng ) của dải vật liệu tạo hình, khi biết được bề rộng của phôi ban đầu ta mới có thể thiết kế cụ thể chiều dài của quả lốc, kích thước của bàn dẫn phôi. Chiều rộng B của sản phẩm thay đổi nên kích thước ban đầu của phôi cũng phải thay đổi theo giá trị tương ứng. Với máy lốc tôn loại trung sản phẩm có prôfin là hình tròn thì bề rộng lớn nhất của chi tiết có thể đạt được là 1000mm. II. tính toán lực tạo hình và lực tác dụng lên trục: Theo như phần II ta biết rằng tính lực tạo hình của quá trình gia công trên máy lốc ta tính theo công thức của uốn. 1. Tính lực biến dạng do quả lô ép tạo ra: * Chọn sơ bộ đường kính trục chỗ làm việc là 200 mm,khoảng cách giữa hai tâm trục dẫn bằng 300 mm. Khi phôi đang ở thiết diện thẳng, khi qua cặp lô tạo hình nó bị biến dạng theo prôfin của lô. Lực tạo hình lớn nhất tại điểm tiếp xúc gữa quả lô với vật phôi liệu. Điểm này cũng là điểm mà phôi liệu bị biến dạng lớn nhất. Để tính toán thiết kế trục ta phải đi tính lực biến dạng hay lực uốn lớn nhất. Khi đó ta phải đi tính cho phôi liệu là dày nhất và chi tiết có bán kính uốn là nhỏ nhất nghĩa là chi tiết có bán kính uốn là200mm và chiều dày là 8 mm. Sơ đồ biểu diễn lực tác dụng lên ba trục của máy lốc Để tính lực Q ta tính theo công thức: (KG) Lực P có tác dụng vuông góc với mặt chi tiết nên lực này có tác dụng gây biến dạng dẻo tức là có tác dụng tạo hình. Thực tế người ta chỉ lốc với tôn dày 8mm và chiều rộng 1000mm. N  2. Tính lực tác dụng lên cặp lô dẫn: Lực tác dụng lên trục lốc gồm có lực ép của phôi và lực ma sát giữa phôi với trục. Lực ép lên trục lốc lần lượt là P1 và P2 P1 = P2 = = 157040N Lực ma sát trên quả lô dẫn: Fms = P1 .k =157040 .0,1523556 N k là hệ số ma sát trượt giữa phôi và trục lốc = 0,15 III. tính chính xác đường kính trục lốc: Sơ đồ trục lốc Đường kính trục lốc được xác định theo công thức. D = Trong đó: Ptr là áp lực cho lớn nhất tác dụng lên trục (N) Ptr = P = 272000 N a – chiều dài tính từ điểm giữa hai cổ trục (mm) b – chiều rộng của băng kim loại (mm) [su] – giới hạn bền uốn cho phép của vật liệu làm trục Với trục bằng thép [su] = 120 N/mm2 ở đây ta tính để uốn tấm thép dầy 8 mm, rộng 1000 mm nên b = 1000 mm, L = 1500 mm a = 1600 mm Vậy D = Vậy ta chọn đường kính trục bằng 200 mm Đường kính cổ trục được tính theo công thức Pcổ = trong đó Pcổ =Ptr /2 = 136000 N d - đường kính ổ trục c – khoảng cách từ tâm ( giữa ) cổ trục đến mép ngoài bề mặt làm việc của trục . Thường lấy c = 1/2l ( l – chiều dài cổ trục thường lấy = d ) r – bán kính lượn cổ trục = 0,1d. Pcổ = suy ra d = mm Chọn d= 120mm l = 120 mm r = 12 mm Chọn trục dẫn với các kích thước phần lốc và cổ trục tương tự trục ép chọn kích thước phần cổ trục d = 120 mm Iv.vận tốc tạo hình của trục lốc: Nếu tốc độ của trục lốc quá nhanh thì gây ra sự trượt giữa phôi và trục, còn tốc độ quá chậm thì không đạt được năng suất cũng như hiệu quả. Theo thực nghiệm và một số máy tham khảo thì vận tốc của trục lốc có ặ200 là Vtr = 5m/p. Từ vận tốc tạo hình ta có thể tính được số vòng quay của trục lốc thông qua công thức: Vtr = => với n là số vòng quay của trục . D là đường kính trục lốc . n = V. tính toán mô men tĩnh,công suất quy về trục động cơ: Mô men tĩnh quy về trục động cơ bằng mô men ma sát giữa bề mặt lô và bề mặt vật liệu cộng với ma sát cổ trục trượt. MT = Trong đó : MT là mô men tĩnh quy về trục động cơ i – tỉ số truyền từ động cơ đến trục lốc( động cơ có số vòng quay n = 750 vòng/phút) = 750/8 =93,75. Mms là mô men ma sát. Mms = Fms. R =1256.100 = 2355600 (Nmm) Mmso là mô men ma sát tại cổ trục. Mmso = P1 . (d/2) .f = 157040.50.0,1=785200Nmm f- hệ số ma sát ổ trượt =0,04 á 0,1 0,933 . 0,98 . 0,993 . 0.95 = 0.72 => MT = 93061(Nmm) Công suất lốc trên trục dẫn động tính theo công thức sau: Ntrục = MTi . w Trong đó MTi là mô men tĩnh w là vận tốc góc trên trục lốc. w = 8 (v/ph) = 8. 2.3,14/60 = 0.84 (1/s) Ntr = 6543333 .0,84 = 549640 Nmm/s ằ 0,55 Kw Công suất trên trục động cơ Ndc = =93061.750.3,14.2/60 = 7305289Nmm/s Ndc = 7,3kw Vi. chọn động cơ: Từ đây ta có thể chọn được công suất của động cơ: chọn công suất của động cơ có giá trị gần với công suất tính toán. Với công suất tính toán =7,3KW ta chọn động cơ theo tiêu chuẩn là động cơ điện xoay chiều có công suất 11 Kw. Các thông số của động cơ: Kiểu động cơ: 4A160M8Y3 Tần số: 50 Hz Số vòng quay 730 V/ph cos j = 0.75 h = 0.87 VIi. tính toán chọn hộp giảm tốc của bộ truyền: Với số vòng quay của động cơ là 730 (v/ph) ta phải tính và chọn hộp giảm tốc sao cho số vòng quay tại trục ra của nó là 8 (v/ph). Theo máy tương tự ta chọn hộp giảm tốc có tỉ số truyền là 30 vậy số vòng quay ở trục đầu vào là: nv = 30.8 = 240 (v/p) mà số vòng quay của động cơ là 730 v/ph nên để đảm bảo tỉ số truyền ta phải sử dụng thêm một bộ truyền đai với tỉ số là: iĐ = 730/240 = 3,04 Do đó ta phải thiết kế bộ truyền đai có tỉ lệ đường kính hai bánh là: D2/D1 = 3,04 chương ii tính toán nghiệm bền một số chi tiết cơ bản A.tính toán chọn cặp bánh răng : 1.Chọn vật liệu. Cặp bánh răng truyền động từ trục ra của hộp tốc độ đến hai trục lốc,tức là bánh răng chia mô men đến cặp bánh răng của trục lốc. Để không ảnh hưởng đến tỉ số truyền ta chọn tỉ số truyền u = 1, truyền động bánh răng trụ răng thẳng. Vật liệu thép 40X tôi thể tích đạt độ rắn HRC 45 á 35 có: sb = 950 MPa ;sch = 700 MPa. Chọn HRC = 40 (HB) 2. Xác định ứng suất cho phép. ; Chọn sơ bộ ZRZVKxH = 1 ị SH : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. SH =1,1. : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở; = 18.HRC+150ị s°H lim = 870 MPa KHL= với mH = 6. mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc. NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc. NHO = 30. H HHB : độ rắn Brinen. NHE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay. Ti , ni, ti : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét. ta có : NHE > NHO => KHL = 1 ị[sH] = ; Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên : Tra bảng : s°F lim = 1,8HB; SF =1,75 ; s°F lim = 550MPa KFL= với mF = 6. mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn. NFO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn. NFO = 4., NEE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay. Ti , ni, ti : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét Ta có : NFE > NFO => KFL1 = 1 [sF] = 550.1.1 / 1,75 = 314 MPa, Để tính khoảng cách trục ta thường tính theo công thức aw = Ka(u+1) Nhưng do khoảng cách giữa hai trục lốc giới hạn nên ta chọn theo khoảng cách trục của máy tương tự chọn sơ bộ là aw = 250 mm Với: T: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động N.mm ; T = Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng ; Hệ số Yba = bw/aw; Ka=49,5(răng thẳng ) Tra ở sơ đồ 5 (bảng 6.6, trang 107) ta được KHb=1,08 ; u= 1; [sH]=481,8 MPa Mô đun m được tính theo công thức thực nghiệm m ³tmax Với tmax là chiều dầy lớn nhất của vật liệu mà máy có thể lốc được. Vậy ta chọn mô đun m = 10 Số răng của cặp bánh răng được tính theo công thức răng Đường kính vòng chia dw = m.z = 10.25 = 250 mm. Bề rộng của bánh răng bw = yba.aw Tra bảng 6.6 thiết kế hệ thống dẫn động tập 1 ta có yba = 0,2 => bw = 0,2.250 = 50 mm *Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Yêu cầu cần phải đảm bảo sH [sH] , sH = ZM ZH Ze ; Trong đó : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu; - ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc; - Ze : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; - KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; - bw : Chiều rộng vành răng. - dw : Đường kính vòng chia của bánh chủ động; T1 = 220540 Nmm ; bw = 50 , aw = 250 mm ; ZM = 274 Mpa1/3 (tra bảng 65 trang 96) ; Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp : với cặp bánh răng thẳng với tỉ số truyền bằng 1 nên atw = at = 20o ZH với b = 0o tra bảng 6.12 ta có ZH = 1,76 dw = 250 mm. ea = 1,88 – 3,2 ; Ze = = 0,89. KH = KHb.KHVKHa ; KHb = 1,08 ; KHa = 1,13( bánh răng thẳng ) Vận tốc bánh dẫn : v = m/s; vì v < 6 m/s tra bảng 6.13 (trang 106) chọn cấp chính xác 9, tra bảng 6.16 chọn go= 73 Theo công thức 6.42 theo bảng 6,15 => dH =0,006 KHV = 1,0007 ị KH = 1,08.1,0007.1,13 = 1,221 Thay số : sH = 274.1,76.0,89.= 1165 MPa Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [sH] = [sH]. ZRZVKxH. Với v =0,105 m/s ị ZV = 1 (vì v < 5m/s ) , Cấp chính xác động học là 9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 9. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra = 10...40 mm. Do đó ZR = 0,95, với da< 700mm ị KxH = 1. [sH] = 791.1.0,95.1 =751 MPa , sH ³ [sH] . Ta thấy sH ³ [sH] một lượng lớn nên ta phải tăng bề dầy bánh răng. ở đây ta chọn cách tăng bề rộng bánh răng. mm Vậy chọn bw=120 mm * Kiểm nghiệm về độ bền uốn Để đơn giản ta chỉ kiểm nghiệm cho bánh răng chủ động vì bánh răng này chịu lực và mô men xoắn lớn nhất. Xuất phát từ điều kiện uốn ta có sF = 2.T.KFYeYbYF/( bwdw.m) Tính các thông số : Theo bảng 6.7 ta có KFb = 1,08 ; với v < 2,5 m/s tra bảng 6.14(trang 107) cấp chính xác 8 thì KFa = 1,22 Tra bảng 6.16 chọn go= 73 Theo bảng 6.15 => dF =0,016 => = 1,94 KF = .KFb.KFa.KFV = 1,08.1,22.1,005 = 1,324 Với ea = 1,624 ị Ye = 1/ea = 1/1,624 = 0,62; b = 0 ị Yb = 1 Số răng tương đương: Với Z =25 tra bảng 6.18 trang 109 thì YF = 3,9 ứng suất uốn : sF = 2.5169190.1,324.0,62.1.3,9/ (120.250.10) = 110,32 MPa; Tính ứng suất uốn cho phép : ; Chọn sơ bộ YRYSKxH = 1 ị SF : Hệ số an toàn khi tính về uốn. SF =1,75. : ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở; = 550 MPa KFC : hệ số ảnh hưởng đặt tải, KFC = 1 do bộ truyền quay một chiều; KFL= với mF = 6. mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn. NFO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn. NFO = 4. NEE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay. Ti , ni, ti : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét. ta có : NFE > NFO => KHL = 1 [sF] = 550.1.1 / 1,75 = 314 MPa, Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn vì sF < [sF] B.Tính toán nghiệm bền trục dẫn: 1. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực: Chiều dài phần làm việc trục lốc B = 1500 mm. Chiều dầy bánh răng b1 = 120 mm. Khoảng cách an toàn giữa bánh răng chia mô men và thành máy c1 = 100 mm. Chiều dày của thành máy a ta chọn bằng chiều dài lót ổ l được xác định theo công thức l/d = 0,5 á 1. Với d =100 mm => chọn a= 100 mm. Sơ đồ lực tác dụng. Ta có l1 = = 210 mm l2 =800 mm 2. Xác định chính xác đường kính và chiều dài trục: Lực tạo hình tác dụng lên trục theo hai phương vuông góc với nhau. Ta tính phản lực tại hai gối trục theo hai phương X và Y (ở đây là lực không gian nên ta đưa về mặt phẳng trong trường hợp lực lớn nhất ). * Xác định theo phương X: Từ sơ đồ lực trên hình vẽ ta có hệ phương trình lực: SFx=0 Fx1 + X1 – Fx2 + X2 = 0 SFx=0 Fy1+Y1-Fy2+Y2 = 0 SMyo = 0 X2 = (Fx1.l1 + Fx2 .l2 ) /2l2 Sơ đồ kết cấu sơ bộ trục dẫn. SMxo = 0 Y2 = (Fy1.l1 + Fy2 .l2 ) /2l2 trong đó:Fy1 = Fx1. tgatw/cos Fx1= 2T/dw = 5169190/250 = 20677 N Fy1 = 20677 .tg200. /cos00 = 7526 N Y2 = (7526. 210 + 157039.800 )/ 1600 =79507 N Y1 = 157039 – 7526-79507 = 70006 N X2 = (20677.210 + 23556 .800 ) /1600 =14492 N X1 = 23556 - 14492- 20677 = -11613N Vậy chiều của lực X1 phải ngược lại so với chiều đã chọn Trên trục dẫn thì tiết diện tại điểm giữa hai trục là tiết diện nguy hiểm nhất nên ta đi nghiệm bền tiết diện này. * Sau khi có trị số lực tác dụng ta tính toán mô men tính tổngMJ và mô men tương đương MtdJ tại diện J trên chiều dài trục. Mô men uốn tổng tại tiết diện chịu lực : MJ = Trong đó MYJ, Mxj là momen uốn trong mặt phẳng yOz và xOz tại các tiết diện j. Xét tại tiết diện