Đề tài Phương pháp chọn đông cơ và phân phối tỷ số truyền

Lời núi đầu T hiết kế và phỏt triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lừi trong cơ khớ. Mặt khỏc, một nền cụng nghiệp phỏt triển khụng thể thiếu một nền cơ khớ hiện đại. Vỡ thế tầm quan trọng của cỏc hệ thống dẫn động cơ khớ là rất lớn. Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nú trong thực tiễn là một yờu cầu cần thiết đối với một người kỹ sư. Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong viểc trở thành một người kỹ sư trong tương lai. Đồ ỏn mụn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khớ trong ngành cơ khớ là một mụn học giỳp cho sinh viờn ngành cơ khớ làm quen với những kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đó học vào việc thiết kế một hệ thống cụ thể. Ngoài ra mụn học này cũn giỳp sinh viờn cũng cố kiến thức của cỏc mụn học liờn quan, vận dụng khả năng sỏng tạo và phỏt huy khả năng làm việc theo nhúm. Trong quỏ trỡnh trỡnh thực hiện đồ ỏn mụn học này, chỳng em luụn được sự hướng dẫn tận tỡnh của thầy PGS-TS Ngụ Văn Quyết và cỏc thầy bộ mụn trong khoa cơ khớ. Em xin chõn thành cảm ơn cỏc thầy đó giỳp đỡ chỳng em hoàn thành đồ ỏn mụn học này. Phạm Anh Vũ Chương 1 : CHỌN ĐễNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I: Chọn động cơ : 1: cỏc kết quả tớnh toỏn trờn băng tải : Pbt= Ta cú -P: lực kộo băng tải V: vận tốc băng tải P= 1100 KG = 1100. 9,81= 10791N pbt= = 2,125 (KW) 2. chọn số vũng quay đồng bộ của động cơ: Số vũng quay của trục cụng tac trong một phỳt (băng tải) Nct= = (vg/ph) nsb= nlv.ut Với Ut tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động Ut=Ubr. UX Tra bảng 2.4 được Ubr=29 ;Ux=4 V: vận tốc băng tải D : đường kớnh băng tải nct=nlv nsb=12.29.4=1392 (vg) 3. hiệu suất toàn bộ hệ thống : nht=nk .nol4. nbr3.nx trong đú: - nk= 0,09 hiệu suất nối trục di động nbr=0,97 hiệu suất một cặp bỏnh răng nol=0,99 hiệu suất một cặp ổ lăn nx=0,97 hiệu suất bộ truyền xớch . nht=1. 0,994 . 0,973 . 0,97 = 0,85 Xỏc định cụng suất của động cơ: Pct= =2,158 (KW) Trong đú: - Pct: cụng suất cần thiết trờn trục động cơ . - pt: cụng suất tớnh toỏn trờn mỏy - nht: hiệu suất toàn bộ hệ thống. Vỡ khi động cơ mở mỏy thỡ động cơ chạy với tải trọng khụng đổi nờn khi đú ta cú: Pt=Ptd ptd = Ta cú Plv= P2 = kw Với P2= 2,185 kw . : t1=3s= 8,33.104 h Ptd = 2,158 kw Từ cỏc thong số ta cú thể chọn động cơ mang nhẵn hiệu 4A100L4Y3. Từ bảng P1.1 trang 234 tài liệu tớnh toỏn hệ dẫn động cơ khớ ta cú bảng thụng số kỹ thuật như sau: Kiểu động cơ Cụng suất Vận tốc quay n% cos 4A100S4Y3 3,0 1420 84 0,82 2,2 2,0 4. kiểm tra động cơ đó chọn: a.kiểm tra điều kiện mở mỏy động cơ khi mở mỏy thỡ : (2.6 /22 DDCK). Ta cú Tmn=Tqt=1,3T. 1,3<2,0 thỏa món điều kiện bài toỏn . b. kiểm tra điều kiện làm việc: khi động cơ làm việc thỡ ta cú. Tmaxqt đc<Tđc Tđc= nht. Mụnem động cơ: T= N.m Tmm=2.20,17=40,34 N.m Tmax=20,17.2,2=44,37 N.m Mụnem quỏn tớnh lớn nhất của động cơ Tmaxqt đc= Kqt.Tcam=Kqt. N.m Nhận thấy rằng : 44,8>22,178 Nm Tmaxqt đc<Tđc II: phõn phối tỷ số truyền: Tỷ số truyền của hệ thống truyền động: Trong đú: nđc: số vũng quay của động cơ (vg/ph) -nlv: số vũng quay của trục mỏy(vg/ph) Nlv=nbt=12 vg/ph. Ut=. Mặt khỏc ta lại cú: ut= uh.ung (3.24/48/hdđck) Với uh : tỷ số truyền giảm tốc -ung: tỷ số truyền hộp ngoài. Ung= ukn.uxich2 ukn: tỷ số truyền của khớp nối . ukn=1 uxich: tỷ số truyền của bộ truyền xớch ta cú ung=uxich theo bảng 2.4 (21/hdđck) ta cú uxich=2......5 ta chọn uxich=3,9 Nhận thấy uh= 30 ta tra bảng 3.1 (43)TLI ta được Uh= 30 uxich=3,9 Vậy bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng 1: u1=7,45 Bội truyền bỏnh răng trụ răng nghiờn 2 : u2=4,03 III: xỏc định cỏc thong số động học và lực của cỏc trục 1: tớnh toỏn tốc độ quay của cỏc trục trục động cơ : nđc=1420 vg/ph trục I: nI= vg/ph trục II: nII= vg/ph. -truc III: nIII= vg/ph. -trục IV: nIV= vg/ph. 2. cụng suất trờn cỏc trục động cơ: - cụng suất trờn trục IV: P4=Plv=Ptd=2,158 kw. -cụng suất trờn trục III: PIII=PIV/(nol.nbr2)= 2,158/(0,97.0,99)= 2,247 kw -cụng suất trờn trục II: PII=PIII/(nbr1.nol)= 2,247/(0,972.0,99)=2,412 kw -cụng suất trờn trục I: PI= PII/(nbr.nol.nkn)=2,412/(0,97.0,99.1)=2,511 kw. 3. tớnh toỏn mụnem xoắn trờn trục đụng cơ: -trục I: TI= Nm -trục II: TII= Nm. -trục III: TIII= Nm Ta cú bảng động học , lực trờn cỏc trục của hệ thống dẫn động như sau: Thụng trục số Tỷ số truyền Tốc độ quay vg/ph Cụng suất kw Mụmen xoắn Nm Truc đc 1420 3 Trục I Un =7,45 1420 2,511 16887,3 Trục II Uc=4,03 190,6 2,412 120853,09 Trục III Ux=4 47,3 2,247 453675,47 Chương 2 :Tớnh toỏn thiết kế cỏc bộ truyền Thiết kế bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng chọn vật liệu: Tờn Vật liệu HB Bỏnh 1 Thộp tụi 45 cải thiện 750 450 200 Bỏnh 2 Thộp tụi 45 cải thiện 600 340 170 xỏc định ứng suất cho phộp: theo bảng 6.2 (94/ hdđck). Thộp tụi cải thiện đạt chế độ rắn HB 180…350 ta cú. Sh=1,1. SF=1,75 . Chọn bỏnh răng nhỏ : HB=241 Bỏnh răng lớn 2: cú HB=240 Theo bảng 6.5 (93/ hdđck). NHO= 30.HHB2,4 NHO1= 30. 2002,4= 0,99.107. số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử uốn . NFO=4.106 khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh: NHE=NFE=N=60.c.n.tΣ (6.6/93/ hdđck). NHE,NFE: là số chu kỳ thay đổi ứng suất tỏc dụng C: số lần ăn khớp trong 1 vũng quay n số vũng quay trong 1 phut tΣ: tổng số giờ làm việc của bỏnh răng đang xột tΣ= 5 năm .12 thỏng.292 ngày.8h.1ca NHE=NFE=60.1.1420.292.5.8=9,95.108 NHE>NHO2 do vậy KHL2=1 Suy ra ta cú: NHE1>NHO1 do đú KHL1=1 KHL1=1 ;KFL1=1 KHL2=1 ; KFL2=1 Cỏc ứng suất cho phộp theo cụng thức (6.1). [ 93].TL1. [σH]1 = Mpa [σH]2 = = =372,72 MPa Vậy ứng suất tiếp cho phộp: [бH]= ( бH1)+ (бH2)/ 2 = (427,27 +372,72)/2 = 399,9 Mpa. ứng suất phỏp cho phộp: [σF]= (σ0Flim1 .KFC .KFL1 / SF) (6.2a).[93] .TL1. Vỡ bộ truyền quay một chiều lờn KFC =1 . [σF1]= (σ0Flim1 .1.1/ SF). =360.1.1/1,75 =205,71 Mpa [σF2] = (σ0Flim2 . KFC .KFL1 / SF) = 306/1,75 = 174,85 Mpa ứng suất tải cho phộp theo (6.14) [93]. TL1. [σH]max1 = 2,8 . σch1 = 2,8.450 = 1125 Mpa. [σH]max2 = 2,8 . σch2 = 2,8 .340 = 952 Mpa. [σF]max1 = 0,8 . σch1 = 0,8.340 = 272 Mpa. [σF]max2 = 0,8 . σch2 = 0,8. 450 =360 MPa 3. tớnh toỏn cấp nhanh bộ truyền bỏnh răng trục răng nghiờng. a. xỏc định khoảng cỏch trục: aw1 = Trong đú: Ka =43: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bỏnh răng (theo bảng 6.5) T1 = 16887,3 Nm. [σH] = 399,9 MPa u = u1 =7,45 : Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc. ψba = 0,33 theo bảng (6. 6). [93].TL1. KHB = 1,24 ứng với sơ đồ 3 theo bảng (6-7) .[98] /[TL1]. ψbd = 0,5 ψba (u1 ± 1) = 1,4 . ị aw1 = mm. Lấy aw = 136,7 mm. b. xỏc định cỏc thụng số ăn khớp: theo (6.17).[93]/ TL1. ta cú modun ăn khớp m=(0,01ữ0,02) 136,7 = 1,37ữ2,74 . chọn m= 2. Chọn sơ bộ β= 100 . cosβ = 0,9848 Số răng bỏnh nhỏ: Z = = = 15,96 răng. Lấy Z1=16 - Số bỏnh răng lớn (theo cụng thức (6-20) trang 99/[TL1] Z2= Z.u1 = 16.7,45 = 119. Do đú tỷ số truyền thực sự: Um= 119/17 = 7,44 . Cosβ = . β = 90 48`. c. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xỳc. ứng suất tiếp xỳc trờn bề mặt răng làm việc: σH = ZM.ZH.Zε. trong đú: ZM = 274 (MPa) Chiều rộng bỏnh răng nhỏ: mm. αt=αtw= arc(tg )= arc (tg 200/ 0,9745)= 20,272. Theo (6.35).[105] / TL1. Cú tgβb=cos at.tgβ = cos 20,272. Tg9,8 βb= 9,2. Do vậy ta cú: ZH = =1,742. Hệ số trựng khớp dọc: = = 1,629 Z===0,783. Đường kớnh vũng lăn bỏnh nhỏ: dw1= 2.aw / (u1+1) = 2.137 / (7,45+1) = 32,42 mm v=. Với v= 2,4 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta cú cấp chớnh xỏc là 9 . KHα=1,13 VH = Cú σH=0,02; g0= 73 Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp: KHV= 1+ VH. bw. dw1/ (2.T1.KHβ.KHα)= 1+ 1,5 . 0,33.137.32,42 /(16887,3 .1,24.1.13)=1,046 Ta cú : KH = Từ cỏc tớnh toỏn trờn ta được: σH = ZM.ZH.Zε = 274.1,742.0,783=405,6 σH =405,6 Mpa ta cú ZV= 1,1 ZR= 0,95 KXH= 1 Do đú ta cú: [σH]= [σH] .ZV.ZR.KXH= 399,9.1,.0,95.1 = 379, 9 Mpa Nhận thấy rằng [σH] <σH. ta phải chọn lại aw . cần tăng thờm khoảng cỏch trục và tiến hang kiểm nghiệm lại . Kết quả khi kiểm nghiệm lại là: aw= 150 mm theo (6.17).[93]/ TL1. ta cú modun ăn khớp m=(0,01ữ0,02) 150 = 1,5ữ3 . chọn m= 2. Chọn sơ bộ β= 100 . cosβ = 0,9848 Số răng bỏnh nhỏ: Z = = = 17,48 răng. Lấy Z1=17 - Số bỏnh răng lớn (theo cụng thức (6-20) trang 99/[TL1] Z2= Z.u1 = 17.7,45 = 127. Do đú tỷ số truyền thực sự: Um= 127/17 = 7,47 . Cosβ = . β = 160 15`=16,26 d. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xỳc. ứng suất tiếp xỳc trờn bề mặt răng làm việc: σH = ZM.ZH.Zε. trong đú: ZM = 274 (MPa) Chiều rộng bỏnh răng nhỏ: mm. αt=αtw= arc(tg )= arc (tg 200/ 0,96)= 20,763. Theo (6.35).[105] / TL1. Cú tgβb=cos at.tgβ = cos 20,763. Tg9,6 βb= 15,254. Do vậy ta cú: ZH = =1,7. Hệ số trựng khớp dọc: = = 1,599 Z===0,79. Đường kớnh vũng lăn bỏnh nhỏ: dw1= 2.aw / (u1+1) = 2.150 / (7,45+1) = 35,42 mm v=. Với v= 2,4 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta cú cấp chớnh xỏc là 9 . KHα=1,13 VH = Cú σH=0,02; g0= 73 Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp: KHV=1+VH.bw.dw1/(2.T1.KHβ.KHα)=1+1,723.0,33.150.35,42/(16887,3.1,24.1,13)=1,046 Ta cú : KH = Từ cỏc tớnh toỏn trờn ta được: σH = ZM.ZH.Zε = 274.1,7.0,79=357,06 σH =357,06 Mpa ta cú ZV= 1,1 ZR= 0,95 KXH= 1 Do đú ta cú: [σH]= [σH] .ZV.ZR.KXH= 399,9.1,.0,95.1 = 379, 9 Mpa Nhận thấy rằng [σH] >σH. e: kiểm nghiệm răng về độ bền uốn; ứng suất uốn: theo cụng thức(6-43) .[98]/ TL1. Ta cú: ,4 Theo bảng (6.14) [107]/ TL1.cú được KHα=1,37 Theo (6.47) [109] TL1. VF= = 0.006 . g0 =73. KFv=1+VH.bw.dw1/(2.T1.KHβ.KHα)=1+5,17.49,5.35,42 /(2.16887,3 .1,5.1,37)=1,13 hệ số trựng khớp bỏnh răng. Với β = 420 11` Yβ= 1+ (16,26/ 140) = 0,88 Số răng tương đương là: ZV1= Z1./ cos3β= 19,2 ZV2= Z2/ cos3β = 143,5 Theo bảng (6.18).[109] TL1. cú Y F1= 4,05 ; Y F2= 3,6 Với m= 1,5 Ys= 1,08- 0,695.ln( 2)= 1,032 YR=1. KXF =1 Theo cỏc cụng thức (6-43) và (6-44) trang 108/[1] ta cú: Vậy: σF1 = 44,77 < [σF1] = 212,3 MPa σF2 = 99MPa < [σF2] = 180,4MPa KL: Răng thỏa món điều kiện bền uốn. f. kiểm nghiệm về cỏc giỏ trị quỏ tải: ứng suất tiếp xỳc cực đại: Hệ số quỏ tải : kqt = [σH1]max = σH.= 379,9.1,14=433,15 MPa Ta cú : [σH1]max >[σH]1. Theo (6.49).[110]/ TL1. ta cú Bảng Thụng Số Hỡnh Học của bộ Truyền Bỏnh Răng Cấp Nhanh: Bảng 3:Cỏc thụng số của bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng Thụng số Giỏ trị Mụdum m1 = 2 Tỷ số truyền cấp nhanh u1 = 7,45 Gúc nghiờng β = 16015` Số răng Z1 = 17 răng Z2 = 127răng Khoảng cỏch trục aw1 = 150 mm Chiều rộng răng bw1 = 49,5 mm Gúc Profin gốc α = 20° Gúc ăn khớp αtw = 20,763° Đường kớnh vũng chia d1 = 35, 42 mm d2 = 264,58 mm Hệ số dịch chỉnh x1 = 0; x2 = 0 Đường kớnh vũng đỉnh răng da1 = 42,42mm da2 = 268,58mm Đường kớnh vũng chõn răng df1 = d1 -(2,5-2. x1)m =30,42 mm df2 = d2 -(2,5-2. x2) m=259,58 mm 4 . tớnh bộ truyền cấp chậm: a. xỏc định khoảng cỏch trục: . Tra bảng (6-5) với vật liệu 2 bỏnh là : Thộp – Thộp ta được : ka = 43 Tra bảng (6-6) trang 97 /[1] ta được ψba = 0,39 (lấy hơn bộ cấp nhanh 20 ữ 30% ) ị ψbd = 0,5. ψba.(u2 + 1) = 0,5.0,39.(4,03+ 1) =1 Do vậy theo bảng (6.7) cú KHβ=1,15 T2= 120853,09 N.mm ; U2=4,03 T’2=T2/2=60426,545 N.mm [σH]= 399,9 Mpa. ị aw2 = 43.(3,77+ 1). =140,9 mm b. xỏc định thụng số ăn khớp: Xỏc định mụ dun ăn khớp : m2 = (0,01 ữ 0,02).aw2 = (0,01 ữ 0,02).141=(1,41ữ2,82) . chọn m= 2.5 Số răng bỏnh nhỏ theo cụng thức (6-31) trang 103 /[1] : Z1=2. aw2 / [ m (u+1)] = 2.141. / [ 3(4,03+1)] = 22,08 Lấy Z2=22 ị Số răng bỏnh lớn : Z2 = u2.Z1 =4,03.22= 88,66 lấy Z2=89 Tỷ số truyền thực sự: Um = 89/ 22 = 4,04 Cos β= m(Z1+ Z2)/ [ 2. aw2] = 3.(22+889) / [2.141] = 0,9840 β = 100 14`=10,249. c. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xỳc: ứng suất tiếp xỳc làm việc σH trong đú: ZM = 274 (MPa)1/3 theo bảng (64.34).[105] .TL1 cú: Ta cú : ị βb = 9,6247 20,2988 Vỡ theo tiờu chuẩn profin α = 20° 1,74 : Là hệ số kể đến sự trựng khớp của răng : Mà bw 54,99 ị εβ Theo cụng thức (6.36).[105] .TL1. Mà Theo cụng thức (6-15b) trang 96 /[1] ta cú : v=. Với v= 0,556 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta cú cấp chớnh xỏc là 9 . Cú: KHα=1,13. theo (6.42).[107]/ TL1. VH = Cú σH=0,002. g0= 73 Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp: KHV=1+VH.bw.dw1/(2.T1.KHβ.KHα)=1+0,479.0,39.141.55,295/(2.60426,545.1,15.1.13)=1 Ta cú : KH = Từ cỏc tớnh toỏn trờn ta được: σH = ZM.ZH.Zε =274.1,74.0,773 σH =393,168Mpa ta cú ZV= 1 ZR= 0,95 KXH= 1 Do đú ta cú: [σH]= [σH] .ZV.ZR.KXH= 399,9.1.0,95.1 =379, 9Mpa Nhận thấy rằng [σH] <σH. ta phải chọn lại aw . cần tăng thờm khoảng cỏch trục và tiến hang kiểm nghiệm lại . Kết quả khi kiểm nghiệm lại là: aw= 165 mm Xỏc định mụ dun ăn khớp : m2 = (0,01 ữ 0,02).aw2 = (0,01 ữ 0,02).165=(1,65ữ3,3) . chọn m= 2,5 Số răng bỏnh nhỏ theo cụng thức (6-31) trang 103 /[1] : Z1=2. aw2 / [ m (u+1)] = 2.165. / [ 2,5(4,03+1)] = 25,8 Lấy Z2=26 ị Số răng bỏnh lớn : Z2 = u2.Z1 =4,03.26= 104,78 lấy Z2=104 Tỷ số truyền thực sự: Um = 104/ 26 = 4,04 Cos β= m(Z1+ Z2)/ [ 2. aw2] = 3.(26+104) / [2.165] β = 90 159`=19,9865. d. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xỳc: ứng suất tiếp xỳc làm việc σH trong đú: ZM = 274 (MPa)1/3 theo bảng (64.34).[105] .TL1 cú: Ta cú : ị βb = 9,358 20,283 Vỡ theo tiờu chuẩn profin α = 20° 1,74 : Là hệ số kể đến sự trựng khớp của răng : Mà bw 61,05 ị εβ Theo cụng thức (6.36).[105] .TL1. Mà v=. Với v= 0,61 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta cú cấp chớnh xỏc là 9 . Cú: KHα=1,13. theo (6.42).[107]/ TL1. VH = Cú σH=0,002. g0= 73 Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp: KHV=1+VH.bw.dw1/(2.T1.KHβ.KHα)=1+0,568.0,37.165.66,/(2.60426,545.1,15.1.13)=1,014 Ta cú : KH = Từ cỏc tớnh toỏn trờn ta được: σH = ZM.ZH.Zε =274.1,74.0,785 σH =328,3Mpa ta cú ZV= 1 ZR= 0,95 KXH= 1 Do đú ta cú: [σH]= [σH] .ZV.ZR.KXH= 399,9.1.0,95.1 =379, 9Mpa Nhận thấy rằng [σH] >σH. Thoả món e. kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: ứng suất uốn: Tra bảng (6-7) trang 98 /[1] ta được : KFβ = 1,15 KFα = 1,37 ; KHα = 1,16 Hệ số tải trọng động vựng ăn khớp: K Fv= 1,023 Do vậy : KF 1,61 Hệ số trựng khớp ngang: εα=1,621 Hệ số trựng khớp của răng: Yε 0,616 Với β = 9,9865° ị Yβ = 0,9 Số răng tương đương là: Zv1 ị Lấy Zv1 =27 Zv2 ị Lấy Zv2 =108 Theo bảng (6.18).[109].TL1 cú YF1 = 3,89 YF2 = 3,61 Ys = 1,08 – 0,0695.ln(m) = 1,08 – 0,0695.ln2,5 =1,016 YR=1; KXF=1. σF1 MPa σF2 = Vậy ta thấy: σF1 = < [σF]1 σF2 = < [σF]2 f. kiểm nghiệm răng về quỏ tải: ứng suất tiếp xuc cực đại: σH1max = σH. Trong đú: kqt = ,3 σH1max = σH.= 399,9.=MPa<[ σH1max]=1125 MPa ứng suất uốn cực đại: σF1max MPa σF2max =83,54 Mpa<[σF2max]= 272 MPa Vậy ta thấy: σF1 = < [σF]1 σF2 = < [σF]2 Bảng4: Bảng Thụng số về bộ truyền bỏnh răng cấp chậm Thụng số Giỏ trị Mụdum m2 = 2,5 Tỷ số truyền cấp nhanh u2 = 4,03 Gúc nghiờng răng β = 90,59’ Số răng Z1 = 26răng Z2 = 104răng Đường kớnh vũng chia d1 = 66 mm d2 = 264mm Khoảng cỏch trục aw2 = 165 mm Chiều rộng răng bw2 = 61,05 mm Gúc Profin gốc α = 20° Gúc ăn khớp αtw = 20,283° Hệ số dịch chỉnh x1 =0 ;x2 =0 Đường kớnh vũng đỉnh răng da1 = 71 mm da2 = 269mm Đường kớnh vũng chõn răng df1 = 59,75mm df1 =257,75mm 5. lực tỏc động lờn cỏc bộ truyền: a. bộ truyền cấp nhanh: - Xỏc định lực vũng Lực hướng kớnh của bỏnh răng: Lực chiều trục trờn bỏnh 1 và 2 : Fa11=Fa21= Ft1.tgβ=935,45.tg16,26=272,85N b. bộ truyền bỏnh răng cấp chậm: - lực vũng : Lực hướng kớnh của bỏnh răng: Lực chiều trục trờn bỏnh : Fr3=Fr4=Ft3.tgβ=1965,09.tg9,89=168,28N. Dành cho hỡnh vẽ PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 1. chọn loại xớch: Vỡ tải trọng nhỏ , vận tốc thấp , nờn ta dựng xớch con lăn. 2. xỏc định cỏc thụng số của bộ truyền xớch: Ta cú Uxich= 4 Chon Z1=23 . khi đú Z2= U.Z1= 4.223 = 92< Zmax. Cụng suất tớnh toỏn: Trong đú: k = 2,925 Như vậy :Pt = 2,925.1,087.1,057.2,247=7,75 kw Theo bảng (5.5).[81] / TL1 với n0 = 50 vg/ph chọn bộ truyền xớch một dóy cú bước xớch p= 38,1 mm Thỏa món điều kiện mũn PT< [P]= 10,5kw khoảng cỏch trục: a= 30.p = 30.38,1= 1143mm theo cụng thức (5.12).[85] TL1. cú số mắt xớch: x= 2a/p +0,5(Z1+Z2)+(Z2-Z1)2/4..a x= 2.30+0,5(23+92)+(92-23)2/ 4..1143=121,53 tớnh lại khoảng cỏch trục theo cụng thức. (5.13).[85]/ TL1. a= 0,25.p{xc-0,5(Z1+Z2)+ } a=0,25.38,1.{122-0,5(92+23)+ a=11152,5 mm . Để xớch khụng chịu lực căng quỏ lớn, khoảng cỏch trục A được giảm bớt một lượng. Δa=0,003a= 0,003.1152,5= 3,5 Do vậy a= 1149 mm Số lần va đập của xớch. Theo (5.14).[85]/ TL1. cú i= Z1.n3 / (15.x)= 23. 47,32/(15.122)= 1 3. tớnh kiểm nghiệm xớch về độ uốn: Theo (5.14).[85]./TL1. cú S=Q/ Kđ.Ft+F0+FV Ta cú Q=127 KN Khối lượng 1 một xớch q=5,5 kg Kđ= 2 V= Z1.t.n3 / 60000= 23. 38,1.47,3/ 60000= 0,7 m/s Ft= 1000.P/ V= 1000. 2,247 / 0,7 = 3210 N FV= q.v2 = 5,5 . 0,632= 1,51N . F0= 9,81.Kf..q.a= 9,81.5,5.1,1.49.2=123,9N S= 127.103 /(2.3210+123,9+2,695)=19,4 Theo bảng (5.10).[86].TL1.với n= 50 vg/ph . cú [S] =7 Vậy s> [s] bộ truyền xớch đảm bảo độ bền 4. đường kớnh đĩa xớch. Theo (5.17).[86]/ TL1. cú : d1= P/ sim() d1= 38,1/ sin (3,14/23)= 279,94 mm d2= p / sin (/ z2)= 38,1/ sin(3,14/93 )= 1128,6 mm r = 0,5025.d1+0,05 = 0,5025.22,23+0.05=11,22 độ bền tiếp xỳc của đĩa xớch. Theo (5.18)[87].TL1. σH1= 0,47. Z1= 223 . E=2,1.105 Mpa ; A=262mm2 -Kđ=1,5 . Lực va đập trờn 1 dóy xớch theo (5.19)[87].TL1. FVđ= 13.10-7 .n1.p3.m = 13.10-7.47,32.38,13.1= 3,4 N Dựng thộp tụi 45 cải thiện đạt độ rắn HB210 , sẽ đạt được ứng suất tiếp xỳc cho phộp [σH]= 600Mpa . đảm bảo độ bền tiếp xỳc cho răng đĩa. Cú σH1=0,47. σH1<[σH]. thỏa món điều kiện tương tự cú σH2=365,88 Mpa . σH2 <[σH2] 5. xỏc định lực tỏc dụng lờn trục: Theo (5.20)/[88].TL1. cú: Fr= Kx.Ft. Với Kx=1,15 Fr= 1,05.3210 = 3370,5 N PHẦN IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 1. VẬT LIỆU CHẾ TẠO: Chọn vật liệu chế tạo là thộp C45 cú: -σb=800 Mpa ứng suất xoắn cho phộp là [τ] = 15……50 Mpa 2.xỏc định sơ bộ đường kớnh trục: theo (10.9) [188] / TL1. cú : d = TK : mụnem xoắn [τ] : ứng suất xoắn cho phộp. Đường kớnh sơ bộ trục I: -d1 Lấy d1=20 mm Đường kớnh sơ bộ trục II: - d2 Lấy d2=45 mm Đường kớnh sơ bộ trục III: -d3 lấy d3=50 mm 3.xỏc định khoảng cỏch giữa cỏc gối đỡ và điểm đặt lực - chiều dài mayor bỏnh răng: +trục II: lm23=lm13= ( 1,2-1,5)d2= (1,2-1,5)45= 54-67,5mm Chọn lm23=lm13=54mm lm22=(1,2….1,5)d=(1,2…1,5)45=54..63mm Lấy lm22=62 mm Chon lm23=54mm Chọn lm32=lm32=lm33=62mm chiều dài khớp nối động cơ: lm14= (1,4-1,5)d1= (1,4-1,5)20= 28-50 mm chọn lm14= 50mm lc14=0,5.( lm14 + b0) +k3 +hn hn=15…..20 . theo (10.3) .[189]. TL1 k3= 10…….20 theo bảng (10.3). [189]/ TK1 b0 = 15mm ta cú lc12=0,5(50+25) +15+18= 70,5 mm - chiều dài mayor đĩa xớch: Lc34 = 0,5(lm33 +b0 ) +k3 +hn = 0,5(61+25) +18+15= 76mm - khoảng cỏch giữa cỏc gối đỡ: l22= 0,5(lm22 +b0) + k2 =0.5(62+25)+8=51,5 mm Theo bảng (10.3) [189]/ TL1. ta cú K1= 8…………15 K2= 5…………15. b0= 25 - l23=l22 + 0,5(lm22 +lm23) + k1= 51,5 +0,5( 62+ 54) +10 = 119,5 mm - l24=l33= l23 + 0,5 (lm24 +lm23 ) +k1 l24=l33= 119,5+ 0,5(62+54) +10= 187,5 mm - l21= l11=l31= l24 + 0,5(lm24 +b0) + k2 = 187,5 + 0,5( 62+25) + 8= 239 mm 4. tải trọng tỏc dụng lờn trục: 4.1 trục I: Gồm lực xoỏy của động cơ và lực do bỏnh răng truyền động: lực vũng F t13 = 935,5 N lực hướng tõm: Fr13= 369,45N lực dọc trục: Fa13= 272,85N ta cú: Fk = (0,2- 0,3) = Dt = D0=71 : Đường kớnh vũng trũn đi qua tõm cỏc chốt của nối trục đàn hồi Mụnem uốn do trục Fa1 sinh ra là M = Fa1. Phản lực tại cỏc gối đỡ : Trong mặt phẳng xoz ta cú: ΣMA= Fx.c+ Ft13.a – FBx.(a+b) =0 (1) ΣFx= -FKx - FAx- FBx +Ft1= 0 (2) Từ (1 ) ta cú: FKx. 70,5 + Ft1. 119,5 - FBx. 239 = 0 FBx= Từ (2) ta cú: FAx= Ft1 - ( FKx+ FBx) =935,5-( 509,84+ 142,7) = 282,96N Tại mặt cắt 1- 1: 0 < x < c. Mx= FKx.x Với x= 0 Mx= 0 Với x =c=70,5 Mx = 142,7. 70,5 = 10060,35Nm - xột mặt cắt 2- : 0 < x < b=119,5 mm Mx= FBx.x Với x= 0 thỡ Mx= 0 Với x = b = 119,5 Mx= FBx.x =509,84.119,5 = 60925,88 Nm Từ đú ta cú biểu đũ mụnem Mx. Xột mặt phẳng oyz: ΣMA= -FBy .(a+b) +M + Fr1a = 0 (3) ΣFy = - FAy - FBy + Fr1 = 0 (4) Từ phương trỡnh (3) : FBy= Thay FBy vào phương trỡnh (4) ta cú: FAy= Fr1 - FBy = 369,45 – 204,94 = 162,51 N Xột mặt cắt 1-1: 0 <y < c Cú : My = 0 Xột mặt cắt 2- 2 : Khi đú My1 = FAy . a= 164,51.119,5=19658,945 Nmm My2 =FByb= 204,94 . 119,5 = 24490,33 Nmm Mụnem xoắn: Tx = T 1 = 16887,3 Mụnem tương đương: M2-2 =m Mtd2-2=m Với thộp tụi 45 cú -σb=800 Mpa . đường kớnh trục d1= 20mm Tra bảng (10.5) [195]. TL1 ta cú được: [σb] =71 Mpa Đường kớnh trục tại cỏc tiết diện; d12==. Chon d12 =22mm Xuất phỏt từ yờu cầu về độ bền lắp ghộp & cụng nghệ ta chọn đường kớnh cỏc đoạn trục : tiết diện lắp nối trục đàn hồi : d10=17mm) Tiết diện lắp ổ lăn : d11=20mm) Tiết diện lắp bỏnh răng 1: d12=22(mm) *) Định kết cấu trục : Tại tiết diện d12=22mm chọn then bằng cú b=6mm ; h=6mm Chiều sõu rónh then trờn trục : t1=3,5mm ;trờn lỗ t2=2,8mm Bỏnh kớnh gúc lượn của rónh r : 0,16mm < r <0,25mm 4.2 Tớnh toỏn thiết kế trục II: Cú Ft13 =Ft23 = 953,5 N Fa13 =Fa23= 272,85,6 N Fr13=Fr23=369,45 N Ta cú Ft22 =Ft24= 1965,09 N Fr22= Fr24 = 751,13 N Fa23 =F a24 = 168,28 N Mụmen uốn do Fa2 sinh ra M2 = Mụmen uốn do Fa3 sinh ra : M3= Phản lực tại cỏc gối đỡ: Xột trong mặt phẳng xoz: ΣFX = -Ft22 - Ft23 -Ft24 + Fcx + FDx = 0 (1) ΣMA= -Ft22. a - Ft23 .(a+b) - Ft24 (a+b+c) + FDx .(a+b+c+d) = 0 (2 ) Từ phương trinh (2) ta cú được FDx = Thay FDx vào phương trỡnh ( 1) ta được: FCx = Ft22 + Ft23 +Ft24 - FDx = 1965,09 + 1965,09 + 935,5 – 2432,84 = 2432,84 N Xột mặt cắt 1-1: 0 < x < a =51,5 M X = FCx . x Khi x= a thỡ Mx1 = 2432,84,2. 51,5 = 125291,26 N.mm Mx2=FCX+Ft23(x2-a) với x2=a+b ta cú Mx2=2432,84.119,5+1963,5.68=157098,26 N Xột mặt phẳng yoz: ΣFy = 0 FDy + FCY + Fr23 = Fr22 + F r24 (3) ΣMA = 0 Fr22.a + F r24 .(a+b+c) = – M2 +Fr3 (a+b) +FDy .(a+b+c+d) ( 4 ) Theo phương trỡnh (4) ta cú : FDy == Thay FDy vào phương trỡnh (3) ta cú: FCY= Fr22 + F r24 - FDy - Fr23 = 751,13+ 751,13 -369,45,23- 717,43 =415,38 N Xột mặt cắt 1-1 . 0 ≤ y ≤ a=51,6 MY = FCY .y Khi y = 0 thỡ My = 0 Khi y= l22 thỡ MY1 = 415,38 . 51,5 = 21392,07Nmm My2=Rcy+M1-Fr22(y2-a) với y2=a ta cú My2=21392,07+168,28.61,5/2=26566,68 N Xột mặt cắt 2- 2 ta cú MY = FCY .y3 – Fr22 (y3 – a) + M1 Khi y3 =a+b My3 =415,38.119,5 + 168,28.61,5/2-751,13.51,5 = =3735,68 Nmm Khi  My4 = FCYy4 - Fr22 (y4 – a) +M2+M1 = =3735,68+272,85.264,58/2=39831,0 N.mm Xột mặt cắt 3-3 . cú MY5 = FDy .d Khi y = 0 thỡ M y = 0 Khi y = d My5 = 717,43 .51,5 = 36947,645 Nmm M Y6 = FDy .y6 + Fr42.( y6- d ) +M3 với y6 =d My6=36947,645+168,28.61,5/2=42122,255 Nmm Với M3 =M1= Fa24 . Nmm M2=Fa23.dw2/2=272,85.264,58/2 Nmm Mụnem xoắn: Tx = T 2 = 120853,09 N . Mụnem tương đương: xột tại tiờt diện 1-1 Mtd1-1 = Với M1-1 = Mtd1-1 = = Xột tại tiết diện 2-2 Ta cú : Mụnem tương đương: Xột tại tiết diờn 3-3 M3-3= Đường kớnh trục: Lấy d1-1=45 mm Lõý d2-2=48 mm Lấy d3-3=45 mm 4.3.Tớnh toỏn thiết kế trục III: Ta cú: Ft32 = F t33 = 1965,09 N F a32 = Fa33 = 751,13 N Fr32 = Fr33 = 168,28 N Mụmen do Fa32 sinh ra là: M4 = Fa32 . Mụmen do Fa33 sinh ra là : M5 = Fa33 . Ta cú: Fk =3370,5 N Lực tỏc dụng lờn gối đỡ: Xột trong mặt phẳng xoz ta cú: ΣF =-FFx - FEx +Ft32 + Ft33 = 0 (5) ΣMxE = -FFx .(a+b+c) + Ft32 .a + Ft33.(a+b) =0 (6) Từ phương trỡnh (6) ta cú: FFx = Thay FGx = 196,09 N vào phương trỡnh (5) ta cú: FEx = -FFx +Ft32 + Ft33 ) = 1965,09.2-1965,09=1965,09 N Xột mặt cắt (1-1) 0≤ x ≤ a Ta cú MX = FEx . X. Khi x = 0 thỡ MX =0 Khi x = a thỡ Mx = 1965,09.51,5 =101202,135 N.mm Xột mặt cắt (2-2) với 0 ≤ x ≤ c Khi đú cú Mx = FEx . x Khi x= 0 thỡ Mx = 0 Khi x= c thỡ M X = 1965,09.51,5 = 101202,135 Nmm Xột mặt phẳng oyz ta cú: ΣF = -FEy - Fr32 + FFy - Fr33-Fy = 0 (7) ΣMyE = FFy.(a+b+c) - Fr32. a + Fr33 .(a+b) - Fy(a+b+c+d)= 0 (8) Từ phương trỡnh(8) ta cú FFy =( Fr32.a + Fr33(a+b) +Fy(a+b+c+d) / .(a+b+c) = Thay FGy vào biểu thức (7) ta cú: FEy =5193,42-(751,13.2+3370,5)= 320,66 N Xột mặt cắt 1-1 với 0≤ y ≤a My = FEy .y Khi y =0 thỡ ta cú My = 0 Khi y = a thỡ My1 =320,66. 51,5 = 16513,95 N.mm My2=REY.Y2+M+FR32(y2-a) với y2=a ta cú My2=16513,95+20908,79=37422,74 Xột mặt cắt 2-2 với Khi đú MY3 = Fy.d=3370,5.76=256185 Nmm Với y = c+d khi đú ta cú: My =Fy4- RFY(y4-d)=3370,5(51,5+76)-5193,42.51,5=162277,62N.mm Với y5 =c+d khi đú ta cú: My5 =FY+M-Rey(y5-d)=183186,41Nmm Khi đú Mx = Fey .x Với x = 0 thỡ Mx = 0 Với y = a thỡ Mx1= 1965,09. 51,5 = 101202,135=Mx2 Nmm Ta cú : Mụnem tương đương: Đường kớnh trục: Lấy d32=52 mm Lấy d22=52 mm Lấy d31=50 mm Chọm d3 = 50mm 5. Kiểm nghiệm trục: Với thộp 45 cú σb = 800 Mpa -σ-1= 0,436 σb =0,436.800 = 348,8 Mpa . Mặt khỏc ta cú τ-1 =0,58 σ-1= 0,58. 348,8 = 202,3 Mpa Theo bảng (10.6) [196] .TL1.cú ψσ=0,05 . ψτ = 0,1 5.1 kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi: Kiểm tra hệ số an toàn của trục tại những tiết diện nguy hiểm theo cụng thức (10-19) trang 195 /[1] : sj = ≥ [s] Trong đú : [s] : Hệ số an toàn cho phộp [s] = (1,5 ữ 2,5) sj : Hệ số an toàn chỉ xột riờng ứng suất phỏp stj : Hệ số an toàn chỉ xột riờng ứng suất tiếp Theo cụng thức (10-20) và (10-21) trang 195 /[1] ta cú: Với : σ-1 = 0,436. σb = 348,8 MPa = 0,58. σ-1 = 202,3 MPa Là giới hạn mỏi uốn và xoắn với chu kỳ đối xứng . : Là biờn độ và trị số trung bỡnh của ứng suất phỏp và tiếp tại tiết diện j . Vỡ là trục quay nờn ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng theo (10-22) trang 196 /[1] ta cú : σmj = 0 ; σaj = σmaxj = Và trục quay 2 chiều nờn nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đú theo (10-24) trang 196 /[1] ta cú : = 0 ; = = Trong đú: Wj : Là momen cản uốn của tiết diện j W0j : Là momen cản xoắn của tiết diện j ψσ = 0,1 ; ψτ = 0,05 : Hệ số xột đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến sức bền mỏi theo bảng (10-7) trang 197 /[1] a. kiểm nghiệm trục I: xột tại tiết diện nguy hiểm 2-2 cú hai rónh then và đường kớnh trục d =20 mm tra bảng (9.1a) .[176].TL1. ta cú: b=8 ; h=7 ; t1=4 ; t2=2,8 bỏn kớnh gúc lượn của bỏnh răng : + gúc nhỏ nhất: r1=0,08 +gúc lớn nhất: r2=0,16 W2= W02 = Vỡ trục quay nờn ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đú ta cú : σmj = 0 ; σaj = σmaxj = = 81,1 ta cú ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động lờn ta cú: = 0 ; = = = 9,1 Cỏc hệ số Kσdj và Kτdj được xỏc định theo cụng thức (10-25) và (10-26) trang 197 /[1] với : Kx = 1,2 tiện thụ (Rz = 80 ữ 20 ) theo bảng (10-8 ) trang 197 /[1] Ky = 1,5trục thấm N2, tập trung ớt ứng suất theo bảng (10-9) trang 197 /[1] Kσ = 1,96 trục cú rónh then cắt bằng dao phay đĩa (theo bảng (10-12) trang 199 /[1] ) Kτ = 1,58 tra theo bảng (10-12) trang 199 /[1] εσ = 0.92 và ετ = 0,89 theo bảng (10-10) trang 198 /[1] với trục bằng thộp cacbon cú d = 20mm => = = 1,795 = = 1,48 Mà theo bảng (10-11) trang 198 /[1] ta cú : = 1,795 và = 1,64 ứng với d < 50 và chọn kiểu lắp chặt k6 . Vậy ta chọn = 1,795và = 1,64 Thay vào (10-25) và (10-26) ta được : Vậy ta được : => sj= Vậy mặt cắt (2-2) trờn trục I thỏa món điều kiện mỏi cho phộp. Và : Kết luận: Trục I thỏa món điều kiện bền mỏi cho phộp b, Trục II: * Xột tại tiết diện (1_1) với trục cú hai rónh then và đường kớnh trục : d =35 mm Tra bảng (9-1a) trang 173 / [1] ta cú thụng số then lắp trờn trục II: b = 14; h=9 ; t1 = 5,5 ; => Wj = =7606,76 W0j = = 16548,4 Vỡ trục quay nờn ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động do đú ta cú : σmj = 0 ; σaj = σmaxj = = 16,8 Vỡ trục quay 2 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu mạch động do đú ta cú : = = = = 3,65 Cỏc hệ số Kσdj và Kτdj được xỏc định theo cụng thức (10-25) và (10-26) trang 197 /[1] với : Kx = 1,1 tiện thụ (Rz = 80 ữ 20 ) theo bảng (10-8) trang 197 /[1] Ky = 1,7 trục thấm N2, tập trung ớt ứng suất theo bảng (10-9) trang 197 /[1] Kσ = 1,96 trục cú rónh then cắt bằng dao phay đĩa (theo bảng (10-12) trang 199 /[1] ) Kτ = 1,58 tra theo bảng (10-12) trang 199 /[1] εσ = 0.85 và ετ = 0,73 theo bảng (10-10) trang 198 /[1] với trục bằng thộp cacbon cú d = 40 mm => = = 2,3 = = 1,64 Mà theo bảng (10-11) trang 198 /[1] ta cú : = 2,44 và = 1,86 ứng với d < 50 và chọn kiểu lắp chặt k6 . Vậy ta chọn = 2,44 và = 1,86 Thay vào (10-25) và (10-26) ta được : Vậy ta được : => sj Vậy mặt cắt (1-1) trờn trục II thỏa món điều kiện mỏi cho phộp Tại mặt cắt (2_2) với d = 48 mm Tra bảng (9-1a) trang 173 / [1] ta cú thụng số then lắp trờn trục II: b = 14; h=9 ; t1 = 5,5 ; => Wj = =9403,076 W0j = = 20254,9 Vỡ trục quay nờn ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động do đú ta cú : σmj = 0 ; σaj = σmaxj = = 17,23 Vỡ trục quay 2 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu mạch động do đú ta cú : = 0 ; = = = 2,98 Cỏc hệ số Kσdj và Kτdj được xỏc định theo cụng thức (10-25) và (10-26) trang 197 /[1] với : Kx = 1,1 tiện thụ (Rz = 80 ữ 20 ) theo bảng (10-8) trang 197 /[1] Ky = 1,7 trục thấm N2, tập trung ớt ứng suất theo bảng (10-9) trang 197 /[1] Mà theo bảng (10-11) trang 198 /[1] ta cú : = 3,375 và = 2,425 ứng với d < 50 và chọn kiểu lắp chặt k6 . Vậy ta chọn = 3,375 và = 2,425 Thay vào (10-25) và (10-26) ta được : Vậy ta được : sj Vậy mặt cắt (2_2) trờn trục II thỏa món điều kiện mỏi cho phộp Vậy trục II thỏa món điều kiện bền mỏi cho phộp . C:Trục III: * Xột tại tiết diện (2_2) với trục cú hai rónh then và đường kớnh trục : d =52 mm Tra bảng (9-1a) trang 173 / [1] ta cú thụng số then lắp trờn trục II: b = 16;h=10; t1 = 6 ; t2 = 4,3 => Wj = =11843,9 W0j = = 25641,08 Vỡ trục quay nờn ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động do đú ta cú : σmj = 0 ; σaj = σmaxj = = 8,7 Vỡ trục quay 2 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu mạch động do đú ta cú : = 0 ; = = = 2 Cỏc hệ số Kσdj và Kτdj được xỏc định theo cụng thức (10-25) và (10-26) trang 197 /[1] với : Kx = 1,1 tiện thụ (Rz = 80 ữ 20 ) theo bảng (10-8) trang 197 /[1] Ky = 1,7 trục thấm N2, tập trung ớt ứng suất theo bảng (10-9) trang 197 /[1] Mà theo bảng (10-11) trang 198 /[1] ta cú : = 3,96 và = 2,78 ứng với d > 50 và chọn kiểu lắp chặt k6 . Vậy ta chọn = 3,96 và = 2,78 Thay vào (10-25) và (10-26) ta được : Vậy ta được : => sj Vậy mặt cắt (1_1) trờn trục I thỏa món điều kiện mỏi cho phộp Xột tại tiết diện (2_2) với trục cú hai rónh then và đường kớnh trục : d =52 mm Tra bảng (9-1a) trang 173 / [1] ta cú thụng số then lắp trờn trục II: b = 14;h=9; t1 = 5,5 ; t2 = 3,8 => Wj = =11843,9 W0j = = 25641,08 Vỡ trục quay nờn ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động do đú ta cú : σmj = 0 ; σaj = σmaxj = = 17,67 Vỡ trục quay 2 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu mạch động do đú ta cú : = 0 ; = = = 8,846 Cỏc hệ số Kσdj và Kτdj được xỏc định theo cụng thức (10-25) và (10-26) trang 197 /[1] với : Kx = 1,1 tiện thụ (Rz = 80 ữ 20 ) theo bảng (10-8) trang 197 /[1] Ky = 1,7 trục thấm N2, tập trung ớt ứng suất theo bảng (10-9) trang 197 /[1] Mà theo bảng (10-11) trang 198 /[1] ta cú : = 3,96 và = 2,78 ứng với d < 50 và chọn kiểu lắp chặt k6 . Vậy ta chọn = 3,96 và = 2,78 Thay vào (10-25) và (10-26) ta được : Vậy ta được : => sj Vậy mặt cắt (2_2) trờn trục I thỏa món điều kiện mỏi cho phộp Vậy trục III thỏa món điều kiện bờn mỏi 6. tớnh chọn khớp nối: Ta chọn khớp nối trục vũng đàn hồi vỡ cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ thay thế, làm việc tin cậy với mỏy cụng tỏc mụmen xoắn nhỏ và trung bỡnh. Chọn nối trục vũng đàn hồi theo điều kiện : T – mụmen xoắn danh nghĩa K – Hệ số chế độ làm việc ,theo bảng 6.1T58[II] => k=1,5 Theo bảng 16.10a.T68[II] ta cú : với d=28mm -> D0=71mm ; Z=6;d1=45mm D3=20mm ; l=124mm ; l1=21mm ; l2=20mm ;; B=4 ;nmax =5700(vg/ph) lự vũng trờn khớp lực hướng tõm của khớp: 6.1.-Kiểm tra sức bền vũng đàn hồi và chốt 1-Kiểm tra sức bền vũng đàn hồi : ta cú : => Đảm bảo điều kiện dập của vũng đàn hồi. 6.2iểm tra sức bền của chốt : Ta cú : => Đảm bảo điều kiện đủ bền uốn của chốt. PHẦN V: TÍNH CHỌN THEN Để cố định bỏnh răng theo phương tiếp tuyến hay để truyền mụmen và chuyển động từ trục đến bỏnh răng hoặc ngược lại ta dựng then. Đường kớnh trục I để lắp then là - Theo (bảng 9.1a)/trang 173 chọn cỏc thụng số then bằng: Đường kớnh b x h t1 l 22 8x7 4 40,8 45 16x10 6 49,6 48 16x10 6 40,8 52 16x10 6 49,6 50 16x10 6 Chiều dài then: l1 = 0,8.lm12= 0,8.50= 40mm chọn l1 = 40mm l2 = 0,8.lm22 = 0,8.62 = 49,6 mm chọn l2 = 49,6mm l2’ = 0,8.lm23 = 0,8.62 =49,6 mm chọn l2’ = 49,6mm l3 = 0,8.lm33 = 0,8.61 =48,8 mm chọn l3 = 48,8mm l3`=0,8.lm32=0,8.62=49,6 mm chọn l3`=49,6mm d1 = 20 mm;T1 = 16887,3 Nmm; d12 = 20 mm;d13 = 22mm d2 = 45 mm;T2 = 120853,09 Nmm;d22 =45 mm;d23 =48 mm;d24=45mm d3 = 50 mm; T3 = 453675,47 Nmm; d32 = 52mm. d33=52mm []=50 (Mpa) theo bảng(9.5)trang178/[1]; []=.90(Mpa) chịu va đập Điều kiện bền dập và bền cắt trờn trục I được xỏc định theo cụng thức (9-1) và (9-2) trang 173 /[1] : σd = = =11,84 = = =4 Ta thấy : σd = 11,84 (MPa) < []=50 (Mpa) = 4,4 (MPa) < []=1/3.90=30 (Mpa) Vậy trục I thỏa món điều kiện bền dập và cắt Tại vị trớ lắp bỏnh bị dẫn (2 _2) trờn trục số 2 : σd = = =92,05 = = =18 Ta thấy : σd = 92,05 (MPa) < []=100 (Mpa) = 18 (MPa) < []=1/3.90=30 (Mpa) -Tại vị trớ lắp bỏnh dẫn (1_1) trờn trục II : σd = = =30,94 = = =7,73 Ta thấy : σd = 30,94 (MPa) < []=100 (Mpa) = 7,73 (MPa) < []=1/3.90=30 (Mpa) t ại thiết diện (2-2) trục 2 σd = = =35,26 = = =8,8 Ta thấy : σd = 35,26 (MPa) < []=100 (Mpa) = 8,8 (MPa) < []=1/3.90=30 (Mpa) Tại vị trớ lắp banh bị dẫn (1_1) trờn trục III : σd = = =44,5 = = =10,9 Ta thấy : σd = 44,5 (MPa) < []=100 (Mpa) = 10,9 (MPa) < []=1/3.90=30 (Mpa) Tại vị trớ (2-2) trờn trục III : σd = = =87,9 = = =21,9 Ta thấy : σd = 87,9 (MPa) < []=100 (Mpa) = 21,9 (MPa) < []=1/3.90=30 (Mpa) Phần VI : TÍNH CHỌN Ổ LĂN I.CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC I 1. chọn loại ổ lăn : Ta cú FAx= 282,96  N ; FAy= 164,51 N FBx=509,84 N ; FBy = 204,94 N Suy ra : Ta cú >0,3 =>chọn ổ bi đỡ chặn với gúc đỡ tiếp xỳc a=360 Với đường kớnh đoạn lắp ổ trục I là d=17mm,theo bảng P2.12T263[I] chọn loại ổ cỡ trung hẹp : Kớ hiệu : 36204 ; d=17mm ; D=40mm ; b=11mm ; r= 1mm;r1=2mm ; Khả năng tải động : C=9,43kN ;khả năng tải tĩnh : C0=6,24 kN 2.-Lực dọc trục tỏc dụng vào ổ Ta cú tra bảng 11.4T216[I] ta cú : e =1,14 Theo cụng thức 11.8,lực dọc trục do lực hướng tõm tỏc dụng lờn ổ sinh ra : Fs1 = e.Fr1=1,14.549,84 =626,8 N Fs0 = e.Fr0=1,14.327,3 =373,12 N ΣFa0= Fs1 –Fa =626,8-369,45= 257,35 N ΣFa1= Fs0 +Fa =373,12+396,45= 769,57 N Ta thấy: |ΣFa0 | < Fs0 |ΣFa1 | > Fs1 Theo bảng 11.4T215[I] với ổ bi đỡ chặn 1 dóy : vũng trong quay V=1 *) Tải trọng động tương đương : Theo cụng thức 11.3T214[I] ta cú: Như vậy chỉ cần tớnh cho ổ 1 chịu lực lớn hơn. Tải trọng động tương đương : QE= Tuổi thọ của ổ tớnh bằng triệu vũng quay : triệu vũng Khả năng tải động thỏa món. 3.-Khả năng tải tĩnh Khả năng tải tĩnh được xỏc định theo điều kiện : Tra bảng 11.6T221[I] ta cú : X0=0,6 ; Y0=0,5 Vậy khả năng tải tĩnh được đảm bảo. II.-CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC II 1.-Chọn ổ lăn Ta cú FDx= 2432,84 N ; FDy= 717,4N FCx=2432,84 N ; FCy = 415,38 N Suy ra : Ta cú >0,14 =>chọn ổ bi đỡ chặn với gúc đỡ tiếp xỳc a=360 Với đường kớnh đoạn lắp ổ trục I là d=40 mm,theo bảng P2.12T263[I] chọn loại : Kớ hiệu :46308 ; d=40mm ; D=90 mm ; b=23mm ; r= 2,5mm;r1=1,2mm ; Khả năng tải động : C=39,2kN ;khả năng tải tĩnh : C0=30,7 kN 2.-Lực dọc trục tỏc dụng vào ổ Ta cú tra bảng 11.4T216[I] ta cú : e =0,3 Theo cụng thức 11.8,lực dọc trục do lực hướng tõm tỏc dụng lờn ổ sinh ra : Fs1 = e.Fr1=0,3.2536,4=760,89 N Fs0 = e.Fr0=0,3.2486 =745,8 N ΣFa0= Fs1 –Fa =760,89-168,86= 592,12 N ΣFa1= Fs0 +Fa =745,8+168,86= 914,66 N Ta thấy: |ΣFa0 | < Fs0 |ΣFa1 | > Fs1 Theo bảng 11.4T215[I] với ổ bi đỡ chặn 1 dóy : vũng trong quay V=1 *) Tải trọng động tương đương : Theo cụng thức 11.3T214[I] ta cú: Như vậy chỉ cần tớnh cho ổ 1 chịu lực lớn hơn. Tải trọng động tương đương : QE=2986 Tuổi thọ của ổ tớnh bằng triệu vũng quay : triệu vũng Khả năng tải động thỏa món. 3.-Khả năng tải tĩnh Khả năng tải tĩnh được xỏc định theo điều kiện : Tra bảng 11.6T221[I] ta cú : X0=0,6 ; Y0=0,5 Vậy khả năng tải tĩnh được đảm bảo. III.-CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC III 1.-Chọn ổ lăn Ta cú FEx= 1965,09 N ; FEy= 320,66 N FFx= 1965,09N ; FFy = 5193,42 N Suy ra : Ta cú <0,3 =>chọn ổ bi đỡ một dóy Với đường kớnh đoạn lắp ổ trục III là d=45 mm,theo bảng P2.7T254[I] chọn loại ổ : Kớ hiệu :210 ; d=45mm ; D=100 mm ; b=25mm ; r= 2,5 mm ; Khả năng tải động : C=37,8kN ;khả năng tải tĩnh : C0=26,7kN 2.-Lực dọc trục tỏc dụng vào ổ Ta cú tra bảng 11.4T216[I] ta cú : e =0,19 Theo cụng thức 11.8,lực dọc trục do lực hướng tõm tỏc dụng lờn ổ sinh ra : Fs1 = e.Fr1=0,19.5552,9=1051,0 N Fs0 = e.Fr0=0,19.1994= 378,86N HINH VẼ Theo bảng 11.4T215[I] với ổ bi đỡ chặn 1 dóy : vũng trong quay V=1 *) Tải trọng động tương đương : Theo cụng thức 11.3T214[I] ta cú: Như vậy chỉ cần tớnh cho ổ 1 chịu lực lớn hơn. Tải trọng động tương đương : Tuổi thọ của ổ tớnh bằng triệu vũng quay : triệu vũng C=(7218,7/1000).3,2=23<C=37,8 Khả năng tải động thỏa món. 3.-Khả năng tải tĩnh Khả năng tải tĩnh được xỏc định theo điều kiện : Tra bảng 11.6T221[I] ta cú : X0=0,6 ; Y0=0,5 Vậy khả năng tải tĩnh được đảm bảo. PHẦN VII : KẾT CẤU CHI TIẾT VÀ BễI TRƠN I.-KẾT CẤU VỎ HỘP Chỉ tiờu tớnh toỏn của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ.Chọn vật liệu để đỳc hộp giảm tốc là gang xỏm cú kớ hiệu GX15-32 Ta chọn bề mặt ghộp nắp và thõn đi qua tõm trục . 1.-Bảng quan hệ kớch thước của cỏc phần tử cấu tạo nờn hộp giảm tốc đỳc Tờn gọi biểu thức tớnh toỏn Chiều dày : Than hộp , d nắp hộp, d1 d = 0,03a + 3 = 0,03.203 + 3 = 9,15 → lấy d =9 d1 = 0,9.d= 0,9. 9=8,1 mm→chọn 8mm Gõn tăng cứng : chiều dày , e chiều cao, h độ dốc e =(0,8 á 1)d = 7,2á 9, chọn e = 8 mm h < 5.d chọn h = 40 mm 2o đường khớn : bulong nền , d1 bulong canh ổ, d2 bulong ghộp bich lắp và than hộp, d3 vớt ghộp lắp ổ, d4 d1>0,04.a+10=0,04.205+10=> d1=M18 d2 = (0,7 á 0,8)d1 => d2 = M14 d3 = (0,8 á 0,9)d2 ị d3 = M16 d4 =( 0,6 á 0,7)d3 ị d4 = M10 mặt bớch ghộp lắp và thõn: chiều dày bớch than hộp, S3 chiều dày bớch nắp hộp, S4 bế rộng bớch nắp hộp và thõn hộp, K3 S3 =(1,4 á 1,5) d3 , chon S3 = 23 mm S4 = ( 0,9 á 1) S3 = 22mm K3 ≈ 3.d2 = 3.14 = 42 mm Kớch thước gối trục : -đường kớnh ngoài và tõm lỗ vớt: D3,D2 -bề rộng mặt ghộp bulong cạnh ổ: K2 ặtam lỗ bulong canh ổ: E2 -k khoảng cach từ taam bulong đế nắp ổ -chiều cao h định theo kớch thức lắp ổ K2 = E2 + R2 + (3á5)= 22 + 18 + 4 = 44 mm E2= 1,6d2 = 1,6 .14 = 22 mm. R2 = 1,3 d2 = 1,3. 14 = 18 mm k ³ 1,2.d2 = 16,8 mm ị k = 20 mm h : phụ thuộc tõm lỗ bulong và khớch thước mặt tựa: h = 15 mm mặt đế hộp : chiều dày khi cú phần lồi S1 bế rộng mặt đế hộp, K1 và q S1 = (1,3 á 1,5) d1 ị S1 = 25 mm K1 ằ 3.d1 ằ 3.18 = 54 mm q > K1 + 2d = 54 + 2.9 = 74 mm; Khe hở giữa cỏc chi tiết: Bành răng và thành trong hộp đỉnh bỏnh răng lớn với đỏy hộp mặt bờn cạnh bỏnh răng với nhau. D ³ (1 á 1,2) d ị D = 10 mm D1 ³ (3 á 5) d ị D1 = 40 mm D2 ³ d = 10 mm số lượng bulong nến Z Z = ( L + B ) / ( 200 á 300), chọn Z = 6 L và B : chiều dày và rộng của hộp 5.2 Nắp ổ - Cụng dụng : che kớn ổ, chống bụi bẩn, cố định vũng ngoài của ổ trờn hộp - Nắp ổ đựơc đỳc bằng gang xỏm GX 15 – 12 kớch thước lắp ổ trong bảng sau : Hỡnh dỏng và cỏc thụng số của nắp ổ Bảng 8.2 Kớch thước cỏc nắp ổ của hộp giảm tốc: Tra bảng 18.2 Tr-88 tập2 Trục D - d mm D2 mm D3 mm H mm d4 Z I 40-17 47 80 8 M6 4 II 90-40 88 134 8 M6 4 III 100-45 92 145 10 M8 4 5.3 Chõn đế Để cố định hộp giảm tốc trờn bàn mỏy ta làm chõn đế ở thõn hộp, mặt chõn đế làm hai dóy lồi song song, nhằm giảm thời gian gia cụng, tạo khả năng thoỏt nhiệt và lưu thụng khớ. Kich thước chiều dai ( L ) và chiều rọng ( B ) của mặt chõn đế L = 622 mm ; B = 294 di S H D r l l0 20 30 16 33,6 1 25100 2530 16 24 10 26,8 1 20100 1828 12 19 8 21,9 0,8 1100 1422 10 17 7 19,6 0,5 12100 1220 8 14 5,5 14,4 Cửa thăm, nỳt thụng hơi và que thăm dầu Để tiện trong khi sử dụng quan sỏt cỏc phần trong hộp giảm tốc cũng như khi lắp ghộp và để đổ dầu vào hộp , ta làm của thăm trờn đỉnh hộp. Cửa thăm đạy bằng lắp, trờn cú nỳt thụng hơi. Kớch thước của thăm A B- B1 A1 C K R Vớt Số vớt 100 75 - 100 150 125 87 12 M8x22 4 1. Nỳt thỏo dầu Dầu bụi trơn sau một thời gian làm việc thường bị bẩn làm ảnh hường đến hiệu quả của việc bụi trơn vỡ vậy cần phải thay dầu mới và xả hết dầu cũ, để làm việc này cần nỳt thỏo dầu : (Theo bảng 18.7 /tr93 TTTKHDĐCK tập 2) Bảng 8.5 Kớch thước nỳt thỏo dầu : d b m L D S D0 M16 12 8 23 26 17 19,6 Chốt định vị cụn, vũng phớt, vũng chắn mỡ 1. Chốt định vị cụn : Để đảm bảo vị trớ của nắp và thõn trước và sau khi gia cụng cũng như khi lắp ghộp, trỏnh được hiện tượng biến dạng vũng ngoài của ổ khi xiết chặt bulụng Theo bảng 18-4b./tr91TTTKHDĐCK tập 2) Bảng 8.6. Kớch thước chốt cụn : Số lượng l d c 2 40 4 0,6 Hỡnh 8.4.hỡnh dạng chốt cụn 2. Vũng phớt : Để bảo vệ ổ khỏi bụi bẩn, ngăn phụi kim loại và cỏc tạp chất xõm nhập vào ổ Bảng 8.7 Kớch thước của cỏc vũng phớt Trục d D a c I 17 40 6 4,3 II 40 90 6 4,3 III 45 100 9 6,5 3. Vũng chắn mỡ : Để ngăn mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp Trong đú a = 6ữ9; t = 2ữ3; b lấy bằng gờ trục . Chọn liểu lắp ghộp Ổ lăn lắp trờn trục theo hệ thống lỗ, lắp cú đọ dụi, lắp theo kiểu k6. Lắp bỏnh răng, bỏnh đai và nối trục theo hệ thống lỗ, mốighộp cú độ dụi theo kiờut k6 . Lắp ghộp giữa trục bỏnh răng với ổ bi : Lắp ghộp giữa thõn bỏnh răng với trục : Lắp ghộp giữa khớp nối với trục : Lắp ghộp giữa vũng chặn mỡ với trục : Mối ghộp then. Then cố định trờn trục theo kiểu lắp cú độ dụi, thường lắp theo hệ thống lỗ với sai lệch của then là k6. bảng cỏc kiểu lắp trong bộ truyền Trục Chi tiết trờn trục kiểu lắp Sai lệch giớ hạn lỗ Sai lệch giới hạn trục độ dụi độ hở I xớch H7/k6 19 15 ống lút D11/k6 Bỏnh răng H7/k6 19 15 mắp ổ H7/d11 30 21 Then bỏnh răng H9 8+0,036 Js9 8Ă0,021 Then bỏnh chớch H9 8+0,03 Js9 8Ă0,015 II Bỏnh răng H7/k6 27 18 nắp ổ H7/d11 f90 f90 320 0 ổ Thõn H7 f90 Trục k6 f90 vồng chăn mỡ D11/k6 Then bỏnh răng H9 16 Js9 16Ă0,018 III Bỏnh răng H7/k6 f45 f45 30 2 nắp ổ H7/d11 f100 f100 185 0 ổ ThõnH7 f100 Trục k6 Vũng chăn mỡ D11/k6 Then bỏnh răng H9 16 Js9 16Ă0,018 Then nối trục H9 16 Js9 16Ă0,018 Bụi trơn hộp giảm tốc Để giảm mất mỏt cụng vỡ ma sỏt giảm mài mũn răng, đảm bảo thoỏt nhiệt tốt và đề phỡng cỏc tiết mỏy bị han gỉ cần phải bụi trơn liờn tục cỏc bộ phận truyền trong hộp giảm tốc. Phương phỏp bụi trơn: Vận tốc vũng của cỏc bỏnh răng trong hai bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm : V vcn = = = 5,2 (m / s) V vcc = = = 0,55 (m / s) Do vận tốc vũng của trục nhỏ nờn ta bụi trơn bộ truyền bằng phương phỏp ngõm trong dầu. Dầu bụi trơn hộp giảm tốc: Bỏnh răng làm bằng vật liệu thộp cú = 750 Mpa, dựa vào vận tốc vũng vừa tớnh, theo bảng (18.11) ta chọn độ nhớt của dầu bụi trơn là dựa vào đặc tớnh làm việc của bộ truyền cần boi trơn, theo bảng (18.13) ta chọn loại dầu bụi trơn cụng nghiệp cú đặc tớnh kỹ thuật như sau: đặc tớnh kỹ thuật dầu bụi trơn Tờn gọi Độ nhớt ở 50oC (100o) Khối lượng riờng (g/cm2) ở ( 20o C) P/Phỏp bụi trơn Dầu ụ tụ mỏy kộo AK - 15 0,886-0,926 Ngõm cỏc bỏnh răng lớn trong dầu ở đỏy hộp CHÚ THÍCH - [CT (1.1),(1)] : Cụng thức 1.1 , tài liệu Trịnh Chất – Lờ Văn Uyển, Tớnh toỏn thiết kế hệ dẫn động cơ khớ, Tập 1 – 2 , NXB Giỏo Dục, 2003. - [B (2- 2 ),(2)] : Bảng 2 – 2 , tài liệu Nguyễn Tuấn Kiệt – Nguyờn Thanh Nam – Phan Tấn Tựng - Nguyễn Hữu Lộc ( Chủ biờn ) , Cơ sở thiết kế mỏy, Tập 1 – 2 , ĐHBK TPHCM, 2001. - [PL 3, (7)] : Phụ lục 3, tài liệu Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghộp, NXB Giỏo Dục, 2000. TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Chất – Lờ Văn Uyển, Tớnh toỏn thiết kế hệ dẫn động cơ khớ, Tập 1 – 2 , NXB Giỏo Dục, Lờ Hoàng Tuấn, Sức bền vật liệu, Tập 1 – 2, NXB KHKT, 1998. Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghộp, NXB Giỏo Dục, 2000.