Tài liệu Đồ án Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục: Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 1 Trường ĐHKT-KTCN
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án chi tiết máy là một trong những đồ án quan trọng nhất của sinh viên ngành cơ khí chế tạo
máy. Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinh viên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép và cơ sở thiểt
kế máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án
tiếp theo.
Hộp giảm tốc là một cơ cấu đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí nói riêng và công nghiệp nói
chung .
Trong môi trƣờng công nghiệp hiện đại ngày nay, việc thiết kế hộp giảm tốc sao cho tiết kiệm mà
vẫn đáp ứng độ bền là hết sức quan trọng.
Đƣợc sự phân công của Thầy, em thực hiện đồ án Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục để ôn lại kiến
thức và để tổng hợp lý thuyết đã học vào một hệ thống cơ khí hoàn chỉnh.
Do yếu tố thời gian, kiến thức và các yếu tố khác nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận
đƣợc những nhận xét quý báu của các thầy.
Xin cám ơn các thầy hứơng dẫn...
76 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1960 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 1 Trường ĐHKT-KTCN
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án chi tiết máy là một trong những đồ án quan trọng nhất của sinh viên ngành cơ khí chế tạo
máy. Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinh viên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép và cơ sở thiểt
kế máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án
tiếp theo.
Hộp giảm tốc là một cơ cấu đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí nói riêng và công nghiệp nói
chung .
Trong môi trƣờng công nghiệp hiện đại ngày nay, việc thiết kế hộp giảm tốc sao cho tiết kiệm mà
vẫn đáp ứng độ bền là hết sức quan trọng.
Đƣợc sự phân công của Thầy, em thực hiện đồ án Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục để ôn lại kiến
thức và để tổng hợp lý thuyết đã học vào một hệ thống cơ khí hoàn chỉnh.
Do yếu tố thời gian, kiến thức và các yếu tố khác nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận
đƣợc những nhận xét quý báu của các thầy.
Xin cám ơn các thầy hứơng dẫn và các thầy trong Khoa Cơ khí đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ
án này!
SVTH: Đặng Danh Huân
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 2 Trường ĐHKT-KTCN
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP ĐỒNG TRỤC -BÁNH RĂNG NGHIÊNG
1.Động cơ điện
2. Bộ truyền đai thang
3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục
4. Nối trục đàn hồi
5. Xích tải
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên xích tải: F = 5000N
Vận tốc xích tải: v = 0,5715 m/s
Số răng đĩa xích tải dẫn: z = 27
Bƣớc xích tải: p = 25,4 mm
Thời gian phục vụ: L = 24000 (h)
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ
(1 năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T
1
= T; T
2
= 0,9T; T
3
= 0,75T
t
1
= 15s ; t
2
= 48s ; t
3
= 12s
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 3 Trường ĐHKT-KTCN
MỤC LỤC
PHẦN I : TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI ........................................
PHẦN II : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN .......................
1. Chọn động cơ ..................................................................................................
2. Phân phối tỉ số truyền .....................................................................................
PHẦN III : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG
1. Chọn dạng đai .....................................................................................................
2. Tính đƣờng kính bánh đai nhỏ ............................................................................
3. Tính đƣờng kính bánh đai lớn .............................................................................
4. Xác định khoảng cách trục a và chiều dài đai l .................................................
5. Tính góc ôm đai nhỏ ...........................................................................................
6. Tính số đai z ......................................................................................................
7. Kích thƣớc chủ yếu của bánh đai ........................................................................
8. Lực tác dụng lên trục F
r
và lực căng ban đầu F
o
.................................................
9. Đánh giá đai ......................................................................................................
10. Tuổi thọ đai ......................................................................................................
PHẦN IV : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
1. Tính toán cấp chậm ...............................................................................................
2. tính toán cấp nhanh ...............................................................................................
PHẦN V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN ..............................
1. Thiết kế trục ......................................................................................................
2. Tính then ......................................................................................................
PHẦN VI : CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI TRỤC .................................................
1. Chọn ổ lăn ......................................................................................................
2. Khớp nối trục ......................................................................................................
PHẦN VII : THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP
1.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc .....................................................................................
2.Các chi tiết phụ ...................................................................................................
3. Dung sai lắp ghép................................................................................................
PHẦN VIII : XÍCH TẢI ............................................................................................
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 4 Trường ĐHKT-KTCN
PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Xích tải là một loại của bộ truyền xích nó được sử dụng rất rộng rãi trong cuộc sống và trong sản
xuất với hiệu suất cao, không sảy ra hiện tượng trượt, khả năng tải cao, có thể chịu được quá tải khi
làm việc chính vì thế nó rất được ưa chuộn trong các băng chuyền trong sản xuất. Dưới đây là hình
ảnh về ứng dụng xích tải trong sản xuất:
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 5 Trường ĐHKT-KTCN
Phần II: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.
1. Chọn động cơ
1.1. Xác định tải trọng tương đương
Gọi : P là công suất trên xích tải.
là hiệu suất chung của hệ thống dẫn động
t
P
là công suất tinh toán tren trục máy công tác
Ta có :
t
ct
P
P
(kW) Theo (2.8)TL1
Công suất tƣơng đƣơng: (Trƣờng hợp tải trog thay đổi )
=
321
3
2
32
2
22
2
1
...
ttt
tPtPtP
Theo (.12 & 2.13)L1
Với:
31 2
1 ; 0,9 0,75
TT T
T T T
=>
PP
1
PP 9,0
2
PP 75,0
3
Trong đó : P = (F.v)/1000 = (5000.0,5715) / 1000 = 2,86 (KW)
Thay số vào ta đƣợc:kn
=
321
3
2
32
2
22
2
1
...
ttt
tPtPtP
= 2,57 (KW)
1.2. Xác định công suất cần thiết
Hiệu suất bộ truyền theo bảng 3.3
1
Chọn: - Hiệu suất của bộ truyền đai (để hở):
96.0
d
- Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (đƣợc che kín) :
98.0
br
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 6 Trường ĐHKT-KTCN
- Hiệu suất của cặp ổ lăn:
0,99
ol
η =
5
- Hiệu suất của khớp nối trục:
99.0
kn
- Hiệu suất của toàn bộ hệ thống
η
:
knolbrd
... 52
=
99,0.995,0.98,0.96.0
52
= 0,89
Công suất cần thiết:
=
89,2
89.0
57,2
(KW)
Số vòng quay của xích tải khi làm việc:
50
4,25.27
5715,0.60000
.
.60000
pz
v
n
lv
vòng/phút Theo (2.17) TL1
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
tlvsb
unn .
Theo (2.18) TL1
Theo bảng 2.4TL1 ta có :
- Bộ truyền đai = 4
- Bộ truyền bánh răng = 14
Ta chọn đuợc tỉ số truyền sơ bộ là:
brdt
uuu .
= 4.14 = 56
Vậy
280056.50
sb
n
(v/ph)
Với những ĐK :
dn
kmm
sbdb
ctdc
T
T
T
T
nn
pP
Theo bảng (P.1.3 Tl1)
Chọn động cơ có số vòng quay đồng bộ nđb = 2838 (vòng/phút) (2p = 2 )
Động cơ loại 4A90L2Y3 (Do lien xô cũ chế tạo)
Ta chọn đƣợc động cơ với các thông số sau:
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 7 Trường ĐHKT-KTCN
Kiểu động cơ
Công suất
Vận tốc
quay
%
k
dn
T
T
cos
4A90L2Y3 3 KW 2838 84,5 2,2 0,88
2. Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung: (Theo 3.23) TL1
76,56
50
2838
lv
dc
t
n
n
u
Mà u
t
= u
d
.u
h
Với u
d
là tỉ số truyền của đai
u
h
là tỉ số truyền của hộp giảm tốc
Chọn
4
d
u
,
19,14
4
76,56
d
t
h
u
u
u
u
h
= u
1
.u
2
( u
1
,u
2
là tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm)
Đối với hộp giảm tốc đồng trục, để sử dụng hết khả năng tải của cặp bánh răng cấp nhanh ta chọn u
1
theo
công thức:
u
1
=
2
3
a1
2
3
a1
1
ba
h h
b
ba
h
b
u u
u
Theo 3.21 [Tài liệu cơ sở TK Máy ĐHBKĐHQGTPHCM)
giá trị
2
a1
ba
b
thông thƣờng bằng 1,5 hoặc 1,6 ở đây ta chọn bằng 1,5
suy ra u
1
=
187,4
15,1.19,14
5,1.19,1419,14
3
3
; u
2
= 14,19 / 4,187 = 3,389
Công suất trên các trục:
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 8 Trường ĐHKT-KTCN
)(609,2
99,0.995,0
57,2
.
3
KW
P
P
knol
td
)(676,2
98,0.995,0
609,2
.
3
2
KW
P
P
brol
)(744,2
98,0.995,0
676,2
.
2
1
KW
P
P
brol
)(873,2
96,0.995,0
744,2
.
1
KW
P
P
dol
dc
Số vòng quay trên các trục:
)/(50
389,3
453,169
)/(453,169
187,4
5,709
)/(5,709
4
2838
2
2
3
1
1
2
1
phvg
u
n
n
phvg
u
n
n
phvg
u
n
n
d
dc
Mômen xoắn trên các trục:
Ta có :
).(10095
2838
3
.10.55,9
.10.55,9
6
6
mmNT
n
P
T
dc
i
i
i
Tƣơng tự
1
T
= 36934,7 (N.mm)
2
T
= 150813,4 (N.mm)
3
T
= 498319 (N.mm)
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 9 Trường ĐHKT-KTCN
Bảng thông số
Trục
Thông số
Động cơ
I
II
III
Tỷ số truyền 4 4,187 3,389
Công suất (kW) 2,873 2,744 2,676 2,609
Số vòng quay (vg/ph)
2838 709,5 169,453 50
Mômen T (Nmm)
10095 36934,7 150813,4 498319
Phần III: Tính toán, thiết kế bộ truyền đai thang.
1. Chọn dạng đai:
Các thông số của động cơ và tỷ số của bộ truyền đai:
)/(2838 phvn
dc
4
)(3
d
dc
u
KWP
Theo sơ đồ hình 4.2[TL1]
ta chọn loại đai là đai hình thang thƣờng loại A, ta chọn nhƣ sau:
(L = 560 - 4000, d
1
= 100 - 200)
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 10 Trường ĐHKT-KTCN
Thông số cơ bản của bánh đai
Loại đai
Kích thƣớc mặt cắt, (mm) Diện tích
A
1
(mm
2
)
b
t
b H y
0
Thang, A
11
13
8
2,8
81
2. Tính đường kính bánh đai nhỏ
3
3
11
10095)4,6...2,5().4,6....2,5( Td
Theo 4.1 TL1
Với
1
d
= (102,4 …128,3)
Theo tiêu chuẩn chọn
1
125d mm=
Vận tốc dài của đai:
)/(56,18
60000
1
1
sm
nd
v
Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép:
max
25 /v m s=
3. Đường kính bánh đai lớn
Đƣờng kính bánh đai lớn
2 1
. (1 )
d
d u d ξ= -
Theo 4.2 TL1
)(6,507)015,01/(4.125 mm
(Do sự trƣợt đàn hồi giữa đai và bánh đai.Trong đó
là hệ số trƣợt tƣơng đối, thƣờng
= 0,01
0,02 ta
chon
0,015ξ =
)
Theo tiêu chuẩn của bánh đai hình thang ta chọn
2
500d mm=
-Tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai là:
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 11 Trường ĐHKT-KTCN
2
1
500
4
125
ttd
d
u
d
= = =
= u
d
Không co sai số của bộ truyền vậy các thông số bánh đai đƣợc thỏa mãn.
4. Xác định khoảng cách trục
a
và chiều dài đai
l
4.1 Chọn khoảng cách trục
a
.
1 2 1 2
2 0,55d d a d d h
Theo 4.14 TL1
2 125 500 0,55 125 500 8a
(h chiều cao tiết diện đai)
125075,351 a
Theo tiêu chuẩn ta chọn a = 475 mm (a/d2 = 0,95)
4.2 Chiều dài đai L
1 2 2 1
( )
2.
2 4
d d d d
L a π
a
+ -
= + +
4.4[TL1]
)(2005
475.4
)125500(
2
)125500(14,3
475.2
2
mm
Theo tiêu chuẩn chọn L = 2000 (mm)
Xác định lại khoảng cách trục
a
4
8
22
a
4.5a[1]
Với
1018
2
)(
21
dd
L
2 1
500 125
187,5
2 2
d d
mm
)(4758,4714/)5,187.810181018(
22
mma
Vậy a =475 (mm) đƣợc chọn thõa
5. Tính góc ôm đai nhỏ
Vì góc ôm bánh đai nhỏ trong trƣờng hợp này luôn nhỏ hơn góc ôm bánh đai lớn nên nếu góc ôm bánh đai
nhỏ thõa thì góc ôm bánh đai lớn cũng đƣợc thõa
Theo 4.7 TL1
0
12
00
1
135/)(57180 add
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 12 Trường ĐHKT-KTCN
Vì
1 min
120
oα α> =
thỏa mãn điều kiện không trƣợt trơn.
6. Tính số đai z
Ta có:
zul
d
CCCCP
KP
Z
...].[
.
0
1
Theo 4.16 TL1
Với:
dc
P
: công suất trên trục bánh dẫn trƣờng hợp này cũng chính là công suất động cơ, kW(
dc
P
=3kW)
[ ]
o
p
: công suất có ích cho phép đƣợc xác định theo đồ thị hình 4.19[TL1]
[p
o
] = 2,4kw
C
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của góc ôm . Tra bảng 4.15 TL1
C
=1 – 0,0025(180 –
1
) = 0,875
u
C
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của tỉ số truyền, chọn
1,14
u
C =
( tra bảng 4.17 [TL1])
L
C
: hệ số xét đến ảnh hƣởng của chiều dài đai L
Ta có
17,1
1700
2000
0
l
l
Với L
0
là chiều dài thực nghiệm L
0
= 1700mm
Tra bảng 4.16 [TL1] =>
L
C
= 1
z
C
: hệ số ảnh hƣởng đến sự phân bố không đều của tải trọng giữa các dây đai
Z 2
3 4
6 Z >6
C
z
0,95 0,9 0,85
Chọn C
z
= 0,95 ( P1/[P] = 3/2,4 = 1,25 )
d
K
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng tải trọng, theo bảng 4.7[TL1]
Chọn
d
K
= 1,35 (do cơ cấu phải làm việc 2 ca )
Thay các thông số vào ta có:
8,1
95,0.14,1.1.875,0.4,2
35,1.3
Z
chọn Z = 2
7. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
7.1 Chiều rộng bánh đai
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 13 Trường ĐHKT-KTCN
Chiều rộng bánh đai:
( 1) 2B z t e= - +
4.17[2]
Với t và e tra bảng 4.21[TL1]
t = 15mm
e = 10mm
3,3
o
h =
mm
thay số vào ta đƣợc:
B = (2 – 1 ).15 + 2.10 = 35mm
7.2 Đường kính ngoài hai bánh đai:
Theo 4.16 [TL1]
Bánh dẫn :
6,5063,3.25002
011
hdd
a
Bánh bị dẫn :
)(6,1313,3.21252
022
mmhdd
a
8. Lực tác dụng lên trục F
r
, và lực căng ban đầu F
o
.
Lực căng trên 1 đai:
0
1
780 .
. .
dc d
v
α
p k
F F
v C Z
= +
Với K
d
: hệ số tải trọng động tra bảng 4.7[2] với loại truyền động xích tải lam việc 1ca ta chọn
1
P
= 3
K
d
= 1,35 trƣờng hợp này làm việc 2 ca nên
C
= 0,875 (đã tính ở trên)
V = 18,56
Z = 2
F
v
: lực căng do lực li tâm sinh ra.
2
1v m
F q v
4.20[2]
q
m
: khối lƣợng trên 1m chiều dài đai tra bảng 4.22[2] ta đƣợc
q
m
= 0,105 kg/m
F
v
= 0,105.18,56
2
= 36,17 kgm/s
2
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 14 Trường ĐHKT-KTCN
)(23017,36
2.875,0.56,18
35,1.3.780
0
NF
Lực tác dụng lên trục: trục đƣợc tính nhƣ sau:
r
F
2F0.Z.sin(
)2/
1
= 850 (N)
Phần IV :Thiết kế bộ truyền bánh răng.
1. Tính toán cấp chậm.
1.1 Chọn vật liệu:
Đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ, hai cấp, chịu công suất nhỏ (Pdc =3KW), chỉ cần chọn vật liệu
nhóm I. Vì nhóm I có độ rắn HB<350, bánh răng đƣợc tôi cải thiện. Nhờ có độ rắn thấp nên có thể cắt răng
chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mòn. Dựa theo bảng 3.8 ( [1] ) chọn
45X và 40X Thép loại thép này rất thông dụng , rẻ tiền.Với phƣơng pháp tôi cải thiện tra bảng 6.1 ta đƣợc
các thông số sau:
Vật
liệu
Nhiệt
luyện
Giới hạn
bền
2
b
N/mm
Giới hạn
chảy
N/mm
2
ch
Độ cứng
HB
Bánh
chủ
động
Thép
45
X
Tôi cải
thiện
850
650
230…280
Bánh bị
động
Thép
40X
Tôi cải
thiện
850
550
230…260
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 15 Trường ĐHKT-KTCN
1.2 Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép:
1.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Chọn độ cứng HBcđ = 260 và HBbđ = 250.
Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép: CT 6.1 và 6.2[TL1tr91]
[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
) Z
R
Z
V
K
xH
K
HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
) Y
R
Y
V
K
xF
K
FC
K
FL
.
Trong tính toán sơ bộ nên ta chọn Z
R
Z
V
K
xH
= 1 và Y
R
Y
V
K
xF
= 1 do
đó chỉ còn :
[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
) K
HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
) K
FC
K
FL
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 16
Trường ĐHKT-KTCN
Với σ
0
Hlim,
σ
0
Flim
: lần lƣợc là ứng suất tiếp cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với
số chu kì cơ sở.Tra bảng 6.2 [TL1 tr94]
ta đƣợc :σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2x260+70 = 590 và
σ
0
Flim
= 1.8HB = 1.8x 260 = 468 (với bánh chủ động).
S
H
và S
F
là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. Tra bảng
6.2 [TL1 tr 94] ta đƣợc S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75 (với bánh chủ động).
K
FC
hệ số xét đến ảnh hƣởng đặt tải.K
FL
= 1 khi đặt tải một chiều.
K
HL
và K
FL
hệ số tuổi thọ đƣợc tính
CT 6.3 và 6.4 [Tl1 tr 93]:
H
m
HEHOHL
NNK /
Và
F
m
FEFOFL
NNK /
ở đây : m
H
và m
F
– bậc của đƣờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc và
uốn
trong trƣờng hợp này m
H
= 6 và m
F
= 6 vì độ cứng mặt răng HB < 350.
N
HO
số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc :
Theo 6.5 TL1 tr93 :
4,24,2
260.30.30
HBHO
HN
=18752418
N
FO
= 4.10
6
đối với tất cả các loại thép.
N
FE
và N
HE
số chu kì thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng :
Ta xét tải trọng thay đổi :
iiHE
tnTTiCN ..max)/(..60
3
ii
m
FE
tnTTiCN
F
..max)/(..60
Với c:số lần ăn khớp của rằng trong một vòng.Ở đây c = 1
n:số vòng quay bánh răng trong một phút ,ncđ = 169,6, nbđ =50
T
i
: mô men xoắn.
L=5 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 8h nên
Tổng số giờ làm việc :t =5 . 300 . 2 . 8 = 24000 (giờ)
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 17
Trường ĐHKT-KTCN
Suy ra với bánh chủ động
207815322)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
1
.1.(24000.5,169.1.60
333
HE
N
138865474)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
1
.1.(24000.5,169.1.60
666
FE
N
Vì NHecđ > NHOcđ và NEFcđ > NFOcđ nên KHLcđ =KFLcđ =1. Suy
ra với bánh chủ động:
[σ
H
]cđ =590/1,1 = 536,4 Mpa
[σ
F
]cđ = 468/1,75 = 267,4 Mpa (N/mm
2
).
Đối với bánh bị động tương tự ta có :
σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2.250+70=570 và
σ
0
Flim
= 1.8HB = 1,8.250 = 450
S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75
Có
52852320)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
1
.1.(24000.50.1.60
333
HE
N
40939114)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
1
.1.(24000.50.1.60
666
FE
N
Vì NHebđ > NHObđ và NEFbđ > NFObđ nên KHLbđ =KFLbđ =1.
Suy ra [σ
H
]bđ =570/1,1 = 518,2 MPa
[σ
F
]bđ = 450 / 1,75 = 257,1 MPa (N/mm
2
).
Vậy : [σ
H
]
cp
)(3,527
2
4,5362,518
2
][][
MPa
bdHcdH
[σ
H
]bđ 1,25[σH]bđ=647,75
Vậy thỏa mãn yêu cầu 6 .12 TL1
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 18
Trường ĐHKT-KTCN
1.3 Xác định khoảng cách trục a
w
Ta xác định độ bền tiếp xúc theo độ bền tiếp xúc của bánh chủ động.
3
2
1
..][
.
)1(
baH
H
aW
u
KT
uKa
Theo 6.15a TL1
trong đó : dấu + khi ăn khớp ngoài, - khi ăn khớp trong.
Ka :hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng và loại răng. Tra
bảng 6.5 [TL1 tr 96] đƣợc Ka = 43 (Mpa).
Ψ
ba
:hệ số, tra bảng 6.6 [ 1 tr 97] và chọn 0,3.
Suy ra Ψ
bd
= 0,53 Ψ
ba
(u 1) = 0,53 .0,3(3.389 + 1)=0.698
(CT 6.16 [TL1 tr 97].
Tra bảng 6.7 với Ψ
bd
= 0.698 và ở sơ đồ 5 ta đƣợc KHβ = 1,05.
T
1
momen xoắn trên trục bánh chủ động T
1
= 150813 Nmm.
[σ
H
] ứng suất tiếp cho phép [σ
H
] = 527,3 Mpa.
U tỉ số truyền u = 3.389
Thay số vào => aW = 155,07
Theo tiêu chuẩn ta chọn a
w
= 150 mm
1.4 Môđun bánh răng.
Theo CT 6.17 TL12
m = (0,01…0,02)aW = 1,5 … 3,0
chọn m = 2 mm theo tiêu chuẩn
1.5 Số răng của bánh răng.
Vì răng nghiêng ta chọn
= 15
0
Theo CT 6.31 TL1:
01,33
)1389,3(2
15cos.150.2
)1(
cos.2
0
1
um
a
Z
W
Vậy ta chọn số răng bánh dẫn là 33
Vậy số răng bánh bị dẫn là
2
Z
= u.Z1 = 3,389.33 = 111,8
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 19
Trường ĐHKT-KTCN
Ta chọn
2
Z
= 112
Tỉ số truyền sau khi chọn răng:
394,3
33
112
1
2
Z
Z
U
t
Sai số tỉ số truyền:
,...0100.
389,3
)389,3394,3(
U
Vậy số răng cặp bánh răng đƣợc thõa.
Tính lại góc
: ta có Cos
= m
t
aZ 2/
= 2.145/2.150 = 0,946
Vậy
= 14,8
00
20
Thỏa mãn với đk
]20;8[
1.6 Góc ăn khớp :
Theo ct 6.27 TL1
WttW
amZCos 2/cos..
(Có
0
20
) =>
889.0150.2/20cos.2.145
0
tW
Cos
=>
0
7,24
tW
1.7 Kích thước bộ truyền bánh răng
Chiều rộng bánh răng :
45150.3,0.
1
WW
ab
mm
Đƣờng kính vòng chia:
1
d
= Z
1
.m /cos
= 68,3 mm
2
d
= Z
2
.m /cos
= 231,7mm
Đƣờng kính lăn :
d
1w
= 2aW/(u+1) = 68,3 mm
2W
d
= d
1w
.u = 68,3.3,394 = 231,8 mm
Đƣờng kính đỉnh răng :
d
1a
= d
w1
+ 2.m = 72,3 mm
d
2a
= d
w2
+ 2.m = 235,7 mm
Đƣờng kính vòng chân răng :
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 20
Trường ĐHKT-KTCN
d
f1
= d
w1
– 2,5m = 63,3 mm
d
f2
= d
w2
– 2,5m = 226,7 mm
vận tốc bánh răng:
606,0
60000
..
11
nd
v
W
Theo bảng 6.13[TL2] ta chọn cấp chính xác của cặp bánh răng là cấp 9
1.8 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc.
][)../()1.(..2...
1
2
1 H
W
WHHMH
dubuKTZZZ theo 6.33 TL1
Với :
*
274
m
Z
: hệ số kể đến vật liệu của bánh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5
TL1
* Z
H
– Hệ số xét đến ảnh hƣởng của hình dạng bề mặt tiếp xúc
Z
H
=
tWb
2sin/cos2
Theo 6.34 TL1
Với
b
góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở.
tg
b
= cos
tg
t
.
(
t
=
0
7,24
tW
Vì bánh răng ko dịch chỉnh)
tg
b
= cos24,7.tg14,8=0,24 Vậy
b
= 13,5
Z
H
=
7,24.2sin/5,13cos2
= 1,6
* Z
- Hệ số xét đến sự trùng khớp răng.
Theo 6.37 TL1
)/( mSinbW
= 45Sin14,8/
2
= 1,83
1 Theo 6.36c TL1 Z
=
/1
Áp dụng 6.38b TL1
= sZZ cos)]/1/1(2,388,1[
21
= 1,696
=> Z
=
696,1/1
= 0,769
K
H
- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc.
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 21
Trường ĐHKT-KTCN
HvHHH
KKKK ..
Trong đó
05,1HK
HK
= 1,13 : hệ số phân bố ko đều tải trọng . Tra bảng 6.14 TL1
Hv
K
=
HH
WH
KKT
dbv
...2
..
1
1
1
Trong đó
uavgv
WoHH
/...
Tra bảng 6.15 TL1
73
002,0
o
g
H
=>
394,3/150606,0.73.002,0
H
v
= 0,58 (m/s)
Hv
K
=
05,1.13,1.150813.2
3,68.45.58,0
1
= 1,005
=> K
H
= 1,005.1,05.1,13 = 1,192
Vậy
)3,68.394,3.45/(394,4.192,1.150813.2769,0.6,1.274
2
H
= 502
MPa
=>
][
HH
Vậy độ bền tiếp xúc đƣợc thõa mãn.
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 22
Trường ĐHKT-KTCN
1.9 Tính toán kiểm tra giá trị ứng suất uốn
CT 6.43.và 6.44 [TL1tr108]: σ
Fcđ = 2T1KFYεYβYF1/(bwdw1m) [σF]cd.
σ
Fbđ = σF1YF2/YF1 [ σF2]bd.
Trong đó : Yε = 1/ εα = 1/1.696 = 0.59:hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
Với :
Yβ = 1-β/140 = 1- 14,8/140 =0,894.
Y
F1
,Y
F2
hệ số dạng răng của bánh chủ động và bị động.
Tra bảng 6.18 với hệ số dịch chỉnh x
1
=0, x
2
=0 và z
v1
=z
1/ 3cos
=36,5 ; z
v2
= z
2/ 3cos
= 124 và suy ra đƣợc Y
F1
= 3,7; Y
F2
= 3,6.
K
F
= K
FβKFαKFv CT 6.45 TL1
K
Fβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng, tra bảng 6.7 [TL1 tr 98] với sơ đồ 4 suy ta có KFβ = 1,12.
K
Fα : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp khi tính về uốn, với bánh răng nghiêng. Tra bảng 6.14 TL1
K
Fα = 1,37
K
Fv
hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về
uốn: Theo CT 6.46 TL1
FF
WF
Fv
KKT
dbv
K
...2
..
1
1
1
Với
uavgv
WoFF
/...
006,0
73
606,0
F
o
g
v
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 23 Trường ĐHKT-KTCN
394,3/150606,0.73.006,0
F
v
= 1,75
01,1
37,1.12,1.150813.2
3,68.45.75,1
1
Fv
K
Suy ra K
F
= 1,01.1,12.1,37 = 1,55
Suy ra σ
Fcđ = 2.150813.1,55.0,59.0,894.3,42/(45.68,3.2) = 148 MPa
MPa [σ
Fcđ] = 267,4 MPa.
σ
Fbđ = 148.3,6/3,7=144 [σFbđ] =257 Mpa.
Vậy bánh răng cấp chậm đạt yêu cầu về độ bền uốn và độ bền tiếp xúc.
1.10 Kiểm nghiệm quá tải :
Adct 6.48 TL1
maxmax
][.
HqtHH
K
Theo CT 6.13TL1
1820650.8,2.8,2][
max
chH
2,2/
max
TTK
qt
=>
maxmax
][7442,2.502
HH
Vậy thỏa mãn quá tải về tiếp xúc.
Adct 6.49 TL1
maxmax
][.
FqtFF
K
Theo CT 6.14 TL1
520650.8,0.8,0][
max
chF
=>
maxmax
][8,3162,2.144
FF
Vậy thỏa mãn quá tải về uốn.
2 : Tính toán cấp nhanh.
2.1 Chọn vật liệu:
So với bộ truyền bánh răng cấp chậm, bộ truyền cấp chậm có tỉ số truyền cao hơn, nhƣng chênh lệch
không lớn nên ta chọn vật liệu cấp nhanh giống cấp chậm.
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 24 Trường ĐHKT-KTCN
Vật
liệu
Nhiệt
luyện
Giới hạn
bền
2
b
N/mm
Giới hạn
chảy
N/mm
2
ch
Độ cứng
HB
Bánh
chủ
động
Thép
45
X
Tôi cải
thiện
850
650
230…280
Bánh bị
động
Thép
40X
Tôi cải
thiện
850
550
230…260
2.2 Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép:
2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Chọn độ cứng HBcđ = 260 và HBbđ = 250.
Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép: CT 6.1 và 6.2[TL1tr91]
[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
) Z
R
Z
V
K
xH
K
HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
) Y
R
Y
V
K
xF
K
FC
K
FL
.
Trong tính toán sơ bộ nên ta chọn Z
R
Z
V
K
xH
= 1 và Y
R
Y
V
K
xF
= 1 do
đó chỉ còn :
[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
) K
HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
) K
FC
K
F
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 25
Trường ĐHKT-KTCN
Với σ
0
Hlim,
σ
0
Flim
: lần lƣợc là ứng suất tiếp cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với
số chu kì cơ sở.Tra bảng 6.2 [TL1 tr94]
ta đƣợc :σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2x260+70 = 590 và
σ
0
Flim
= 1.8HB = 1.8x 260 = 468 (với bánh chủ động).
S
H
và S
F
là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. Tra bảng
6.2 [TL1 tr 94] ta đƣợc S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75 (với bánh chủ động).
K
FC
hệ số xét đến ảnh hƣởng đặt tải.K
FL
= 1 khi đặt tải một chiều.
K
HL
và K
FL
hệ số tuổi thọ đƣợc tính
CT 6.3 và 6.4 [Tl1 tr 93]:
H
m
HEHOHL
NNK /
Và
F
m
FEFOFL
NNK /
ở đây : m
H
và m
F
– bậc của đƣờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc và
uốn
trong trƣờng hợp này m
H
= 6 và m
F
= 6 vì độ cứng mặt răng HB < 350.
N
HO
số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc :
Theo 6.5 TL1 tr93 :
4,24,2
260.30.30
HBHO
HN
=18752418
N
FO
= 4.10
6
đối với tất cả các loại thép.
N
FE
và N
HE
số chu kì thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng :
Ta xét tải trọng thay đổi :
iiHE
tnTTiCN ..max)/(..60
3
ii
m
FE
tnTTiCN
F
..max)/(..60
Với c:số lần ăn khớp của rằng trong một vòng.Ở đây c = 1
n:số vòng quay bánh răng trong một phút ,ncđ = 709,5 ; nbđ =169,5
T
i
: mô men xoắn.
L=5 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 8h nên
Tổng số giờ làm việc :t =5 . 300 . 2 . 8 = 24000 (giờ)
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 26
Trường ĐHKT-KTCN
Suy ra với bánh chủ động
....)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
1
.1.(24000.5,709.1.60
333
HE
N
...)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
1
.1.(24000.5,709.1.60
666
FE
N
Vì NHecđ > NHOcđ và NEFcđ > NFOcđ nên KHLcđ =KFLcđ =1. Suy
ra với bánh chủ động:
[σ
H
]cđ =590/1,1 = 536,4 Mpa
[σ
F
]cđ = 468/1,75 = 267,4 Mpa (N/mm
2
).
Đối với bánh bị động tương tự ta có :
σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2.250+70=570 và
σ
0
Flim
= 1.8HB = 1,8.250 = 450
S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75
Có
....)
75
12
.75,0
75
48
.9,0
75
1
.1.(24000.5,169.1.60
666
FE
N
Vì NHebđ > NHObđ và NEFbđ > NFObđ nên KHLbđ =KFLbđ =1.
Suy ra [σ
H
]bđ =570/1,1 = 518,2 MPa
[σ
F
]bđ = 450 / 1,75 = 257,1 MPa (N/mm
2
).
Vậy : [σ
H
]
cp
)(3,527
2
4,5362,518
2
][][
MPa
bdHcdH
[σ
H
]bđ 1,25[σH]bđ=647,75
Vậy thỏa mãn yêu cầu 6.12TL1
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 27
Trường ĐHKT-KTCN
2.3 Xác định khoảng cách trục a
w
Do hộp đồng trục => a
w
= 150 mm
2.4 Môđun bánh răng.
Theo CT 6.17 TL12
m = (0,01…0,02)aW = 1,5 … 3,0
chọn m = 2 mm theo tiêu chuẩn
2.5 Số răng của bánh răng.
Vì răng nghiêng ta chọn
= 15
0
Theo CT 6.31 TL1:
9,27
)1187,4(2
15cos.150.2
)1(
cos.2
0
1
um
a
Z
W
Vậy ta chọn số răng bánh dẫn là 28
Vậy số răng bánh bị dẫn là
2
Z
= u.Z1 = 4,187.28 = 117,2
Ta chọn
2
Z
= 117
Tỉ số truyền sau khi chọn răng:
179,4
28
117
1
2
Z
Z
U
t
Sai số tỉ số truyền:
,...0100.
187,4
)179,4187,4(
U
Vậy số răng cặp bánh răng đƣợc thõa.
Tính lại góc
: ta có Cos
= m
t
aZ 2/
= 2.145/2.150 = 0,946
Vậy
= 14,8
00
20
Thỏa mãn với đk
]20;8[
2.6 Góc ăn khớp :
Theo ct 6.27 TL1
WttW
amZCos 2/cos..
(Có
0
20
) =>
889.0150.2/20cos.2.145
0
tW
Cos
=>
0
7,24
tW
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 28
Trường ĐHKT-KTCN
2.7 Kích thước bộ truyền bánh răng
Chiều rộng bánh răng :
33150.22,0.
1
WW
ab
mm
Đƣờng kính vòng chia:
1
d
= Z
1
.m /cos
= 58 mm
2
d
= Z
2
.m /cos
= 242 mm
Đƣờng kính lăn :
d
1w
= 2aW/(u+1) = 58 mm
2W
d
= d
1w
.u = 58.4,179 = 242 mm
Đƣờng kính đỉnh răng :
d
1a
= d
w1
+ 2.m = 62 mm
d
2a
= d
w2
+ 2.m = 246 mm
Đƣờng kính vòng chân răng :
d
f1
= d
w1
– 2,5m = 53 mm
d
f1
= d
w2
– 2,5m = 237 mm
vận tốc bánh răng:
)/(15,2
60000
58.5,709.14,3
60000
..
11
sm
nd
v
W
Theo bảng 6.13[TL2] ta chọn cấp chính xác của cặp bánh răng là cấp 9
2.8 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc.
][)../()1.(..2...
1
2
1 H
W
WHHMH
dubuKTZZZ theo 6.33 TL1
Với :
*
274
m
Z
: hệ số kể đến vật liệu của bánh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5 TL1
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 29
Trường ĐHKT-KTCN
* Z
H
Hệ số xét đến ảnh hƣởng của hình dạng bề mặt tiếp xúc
Z
H
=
tWb
2sin/cos2
Theo 6.34 TL1
Với
b
góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở.
tg
b
= cos
tg
t
.
(
t
=
0
63,20)cos/( tgarctg )
tg
b
= cos20,6.tg14,8=0,246 Vậy
b
= 13,9
Z
H
=
7,24.2sin/9,13cos2
= 1,6
* Z
- Hệ số xét đến sự trùng khớp răng.
Theo 6.37 TL1
)/( mSinbW
= 33Sin14,8/
2
= 1,71
1 Theo 6.36c TL1 Z
=
/1
Áp dụng 6.38b TL1
= sZZ cos)]/1/1(2,388,1[
21
= 1,68
=> Z
=
68,1/1
= 0,77
K
H
- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc.
HvHHH
KKKK ..
Trong đó
05,1HK
HK
= 1,13 : hệ số phân bố ko đều tải trọng . Tra bảng 6.14 TL1
Hv
K
=
HH
WH
KKT
dbv
...2
..
1
1
1
Trong đó
uavgv
WoHH
/...
Tra bảng 6.15 TL1
73
002,0
o
g
H
=>
179,4/15015,2.73.002,0
H
v
= 1,88 (m/s)
Hv
K
=
05,1.13,1.36935.2
58.33.88,1
1
= 1,04
=> K
H
= 1,04.1,05.1,13 = 1,234
Đồ án Chi Tiết Máy
SVTH: Đặng Danh Huân Trang 30
Trường ĐHKT-KTCN
Vậy
)58.179,4.33/(179,5.234,1.36935.277,0.6,1.274
2
H
= 340 MPa
=>
][
HH
Vậy độ bền tiếp xúc đƣợc thõa mãn .
2.9 Tính toán kiểm tra giá trị ứng suất uốn
CT 6.43.và 6.44 [TL1tr108]: σ
Fcđ = 2T1KFYεYβYF1/(bwdw1m) [σF]cd.
σ
Fbđ = σF1YF2/YF1 [ σF2]bd.
Trong đó : Yε = 1/ εα = 1/1.68 = 0.6:hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
Với :
Yβ = 1-β/140 = 1- 14,8/140 =0,894.
Y
F1
,Y
F2
hệ số dạng răng của bánh chủ động và bị động.
Tra bảng 6.18 với hệ số dịch chỉnh x
1
=0,5, x
2
=0,5 và
z
v1
=z
1/ 3cos
=31 ; z
v2
= z
2/ 3cos
= 129 và suy ra đƣợc
Y
F1
= 3,4; Y
F2
= 3,52.
K
F
= K
FβKFαKFv CT 6.45 TL1
K
Fβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng, tra bảng 6.7 [TL1 tr 98] với sơ đồ 4 suy ta có KFβ = 1,12.
K
Fα : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp khi tính về uốn, với bánh răng nghiêng. Tra bảng 6.14 TL1
K
Fα = 1,37
K
Fv
hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về
uốn: TFheo CT 6.46 TL1
FF
WF
Fv
KKT
dbv
K
...2
..
1
1
1
Với
uavgv
WoFF
/...
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 31 Trường ĐHKT-KTCN
179,4/15015,2.73.006,0
F
v
= 5,6 (m/s)
1,1
37,1.12,1.36935.2
58.33.6,5
1
Fv
K
Suy ra K
F
= 1,1.1,12.1,37 = 1,688
Suy ra σ
Fcđ = 2.36935.1,688.0,6.0,89.3,4/(33.58.2) = 60 MPa
MPa [σ
Fcđ] = 267,4 MPa.
σ
Fbđ = 60.3,52/3,4=62 [σFbđ] =257 Mpa.
Vậy bánh răng cấp chậm đạt yêu cầu về độ bền uốn và độ bền tiếp xúc.
2.10 Kiểm nghiệm quá tải :
Adct 6.48 TL1
maxmax
][.
HqtHH
K
Theo CT 6.13TL1
1820650.8,2.8,2][
max
chH
2,2/
max
TTK
qt
=>
maxmax
][5042,2.340
HH
Vậy thỏa mãn quá tải về tiếp xúc.
Adct 6.49 TL1
maxmax
][.
FqtFF
K
Theo CT 6.14 TL1
520650.8,0.8,0][
max
chF
=>
maxmax
][1362,2.62
FF
Vậy thỏa mãn quá tải về uốn.
Bảng thông số bộ truyền bánh răng
Thông số
Cấp nhanh Cấp chậm
Bánh nhỏ Bánh lớn Bánh nhỏ Bánh lớn
Môđun m 2 2 2 2
Đường kính vòng lăn d
w
58 242 68,3 231,7
Đường kính vòng đỉnh d
a
62 246 72,3 235,7
Đường kính chân răng d
f
53 237 63,3 226,7
Chiều rộng vành răng b
w
33 33 45 45
Số răng Z 28 117 33 112
Khoảng cách trục a
w
150
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 32 Trường ĐHKT-KTCN
Phần V. Tính toán thiết kế trục và chọn then
1. Thiết kế trục
1.1 Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép C45 thƣờng hóa ,có
b
= 600 MPa (N/mm
2
), HB = 170-217
ứng suất xoắn cho phép [
] = 15…30 MPa với trục vào và lấy trị số nhỏ đối với trục vào của hộp
giảm tốc, lấy trị số lớn đối với trục ra của hộp giảm tốc.
1.2 – Tính sơ bộ trục
Tính đƣờng kính sơ bộ của các trục theo công thức:
Theo 10.9 TL1
)(])[2,0/(
3
mmTd
Với T : mômen xoắn
][
Ứng suất xoắn cho phép
Chọn
][
1
= 20 ;
][
2
=25 ;
][
3
= 30 (MPa)
--- Đối với trục 1 :
3
1
)20.2,0/(36935d
= 20,(mm)
--- Đối với trục 2 :
3
2
)25.2,0/(150813d
= 31,5 (mm)
--- Đối với trục 2 :
3
3
)30.2,0/(498319d
= 43,4 (mm)
Ta chọn d nhƣ sau :
1
d
= 20 (mm) ;
2
d
= 35 (mm) ;
3
d
= 45 (mm)
1.3. Tính gần đúng trục:
Từ đƣờng kính trục ở trên ta xác định chiều dày ổ lăn: Theo bảng 10.2 TL1
d
I
= 20 mm => b
01
= 15 mm
d
II
= 35 mm => b
02
= 21 mm
d
III
= 45 mm => b
03
= 25 mm
Tra bảng ta có các thông số nhƣ sau: Theo Bảng 10.3 Tl1
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành hộp: k
1
= 12 mm
Khoảng cách từ mặt mút của ổ lăn quay đến thành trong của hộp: k
2
= 8 mm
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ: k
3
= 15 mm
Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: h
n
= 18 mm
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 33 Trường ĐHKT-KTCN
Chiều dài mayơ bánh đai: l
m12
= (1,2…1,5)d = (24…30) Chọn l
m12
= 25 mm
Chiều dài mayơ bánh răng trụ thứ nhất trên trục I: l
m13
= (1,2…1,5)d = (24…30)mm .
Chọn l
m13
= 25 mm
Chiều dài mayơ bánh răng trụ thứ hai trên trục II: l
m22
= (1,2…1,5)d = (42..52,5)mm .
Chọn l
m22
= 45 mm
Chiều dài mayơ bánh răng trụ thứ ba trên trục II: l
m23
= (1,2…1,5)d = (42..52,5)mm .
Chọn l
m23
= 45 mm
Chiều dài mayơ bánh răng trụ trên trục III: l
m32
= (1,2..1,5)d = (54…67,5) mm .Chọn l
m32
= 60 mm
Chiều dài mayơ khớp nối:
l
mkn
= (1,4
2,5)d
III
= (1,4
2,5).45 = (63…112,5) mm
Ta chọn l
mkn
= 90 mm
Khoảng cách giữa các gối đỡ và khoảng cách và khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực của đai
hoặc khớp nối:
Trục I:
Khoảng cách từ đai ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ:
Theo 10.14 TL1
)(561815
2
2125
2
3
0212
12
mmhk
bl
l
n
m
Khoảng cách từ gối đỡ B
01
đến bánh răng l
m13
trên trục I:
)(40812
2
1525
2
21
0113
13
mmkk
bl
l
m
Khoảng cách giữa các gối đỡ trên trục I:
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 34 Trường ĐHKT-KTCN
)(802.402
1311
mmll
Trục II:
Khoảng cách từ ổ trên trục II đến bánh răng thứ 2 trên trục II:
)(40
1322
mmll
Khoảng cách từ ổ trên trục II đến bánh răng thứ 3 trên trục II:
Với:
)(5,62812
2
2560
2
21
0332
32
mmkk
bl
l
m
)(5,17521125,6280
021321123
mmbklll
Vậy khoảng cách giữa 2 ổ lăn trên trục thứ II là:
l
21
= l
23
+ l
32
= 175,5+ 62,5 = 238 (mm)
Trục III:
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 35 Trường ĐHKT-KTCN
Khoảng cách giữa 2 ổ lăn trên trục thứ III là:
)(1252.5,622
3231
mmll
Chọn khoảng cách từ ổ lăn đến khớp nối:
)(5,901815)2590(5,0)(5,0
30333
mmhkbll
nmknC
Vậy khoảng cách từ ổ lăn đặt ở vị trí đầu đến điểm đặt lực của bộ xích tải:
)(5,2151255,90
333133
mmlll
C
Các lực tác dụng lên trục:
- Lực do đai tác dụng lên trục: F
rd
= 850 (N)
- Bánh răng cấp nhanh: theo CT 10.1 TL1
Lực vòng:
2
1
1
1
)(6,1273
58
36935.22
t
W
t
FN
d
T
F
Lực hƣớng tâm:
)(6068,14cos/7,24.6,1273cos/.
121
NtgtgFFF
tWtrr
Lực vòng trục:
)(5,3368,14.6,1273.
121
NtgtgFFF
taa
- Bánh răng cấp chậm:
Lực vòng:
4
1
3
)(2,4416
3,68
150813.22
t
W
t
FN
d
T
F
Lực hƣớng tâm:
)(21018,14cos/7,24.2,4416cos/.
343
NtgtgFFF
tWtrr
Lực vòng trục:
)(8,11668,14.2,4416.
343
NtgtgFFF
taa
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 36 Trường ĐHKT-KTCN
Sơ đồ lực không gian:
1.4 Tính toán trục:
1.4.1 Trục I
Ta có: F
rd
= 850 (N)
F
t1
= 1273,6 (N)
F
r1
= 606(N)
F
a1
=336,5
Phản lực ở các gối đỡ trục:
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 37 Trường ĐHKT-KTCN
mAx
= 40F
r1
- 80F
By
- Ma
1
= 0
Có Ma
1
= (F
a1
.dw)/2 = 9758,5 Nmm
=>
NF
By
181
Mà
0
1
rByAyy
FFFF
F
Ay
= 425 N
mAy
= 56F
rd
– 40F
t1
+ 80F
Bx
= 0
=>
NF
Bx
8,41
Mà
0
1
BxtAxrdx
FFFFF
=>
NF
Ax
8,2081
Tính mômen uốn ở các tiết diện nguy hiểm:
Tiết diện a-a:
M
u a-a
= F
rd
.56 = 56.850 = 47600 (Nmm)
Tiết diện b-b:
M
u b-b
=
22
uxuy
MM
Trong đó:
)(167240.
)(724040.
NmmFM
NmmFM
Bxux
Byuy
)(5,743016727240
22
)(
NmmM
bbu
Tính điều kiện trục ở 2 tiết diện a-a và b-b theo công thức:
3
].[1,0
td
M
d
)/(63 2mmN
Tra bảng 10.5 TL1
Điều kiện trục ở tiết diện a-a:
22
75,0
jjtd
TMM
=
22
36935.75,047600
= 57349 (Nmm)
mmd 9,20
63.1,0
57349
3
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 38 Trường ĐHKT-KTCN
Điều kiện trục ở tiết diện b-b:
22
.75,0
jjtd
TMM
=
22
36935.75,05,7430
= 32838 (Nmm)
mmd 3,17
63.1,0
32838
3
Vậy điều kiện ở tiết diện a-a lấy 30 (mm) và tiết diện b-b lấy 32 (mm).
1.4.2 Trục II
Ta có: Ft
2
= 1273,6 (N)
F
r2
= 606 (N)
F
a2
= 336,5 (N)
F
t3
= 4416,2 (N)
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 39 Trường ĐHKT-KTCN
F
r3
= 2101 (N)
F
a3
= 1166,8 (N)
Phản lực ở các gối đỡ trục:
mCx
= 238F
Dy
- 40F
r2
-175,5F
r3
–Ma
2
+Ma
3
= 0
Có Ma
2
= (F
a2
.dw1)/2 = 40716,5 Nmm
Ma
3
= (F
a3
.dw2)/2 = 39846,2 Nmm
=>
NF
Dy
8,1654
Mà
0
32
rrDyCyy
FFFFF
F
Cy
= 1052,2 N
mCy
= 40F
t2
– (135,5+40)F
t3
+ 238F
Dx
= 0
=>
NF
Dx
4,3042
Mà
0
32
ttDxCxx
FFFFF
=>
NF
Cx
2,100
Tính mômen uốn ở các tiết diện nguy hiểm:
Tiết diện (e-e):
M
u e-e
=
22
uxuy
MM
Trong đó:
)(400840.
)(4208840.
NmmFM
NmmFM
Cxux
Cyuy
)(42278400842088
22
)(
NmmM
eeu
Tiết diện f-f:
M
u f-f
=
22
uxuy
MM
Trong đó:
)(1901505,62.
)(1034255,62.
NmmFM
NmmFM
Dxux
Dyuy
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 40 Trường ĐHKT-KTCN
)(3,216457190150103425
22
)(
NmmM
ffu
Tính điều kiện trục ở 2 tiết diện e-e và f-f theo công thức:
3
].[1,0
td
M
d
)/(63 2mmN
Tra bảng 10.5 TL1
Điều kiện trục ở tiết diện e-e:
22
.75,0
jjtd
TMM
=
22
150813.75,042278
=137280(Nmm)
mmd 28
63.1,0
137280
3
Điều kiện trục ở tiết diện f-f:
22
.75,0
jjtd
TMM
=
22
150813.75,0207525
= 245204 (Nmm)
mmd 9,33
63.1,0
245204
3
Vậy điều kiện ở tiết diện e-e lấy 36 (mm) và tiết diện f-f lấy 36 (mm).
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 41 Trường ĐHKT-KTCN
1.4.3 Trục III
Ta có: F
t4
= 4416,2 (N)
F
r4
= 2101 (N)
F
a4
= 1166,8 (N)
F
kn
= 2T/D0 (N)
Tra bảng 16.10aTL1 D0 = 130
=> F
kn
= 2.498319/130 = 7666,4 N
Phản lực ở các gối đỡ trục:
mGx
= 62,5F
r4
- (62,5+62,5)F
Hy
+Ma
4
= 0
Có Ma
4
= (F
a4
.dw2)/2 = 135173,8 Nmm
=>
NF
Hy
9,2131
Mà
0
4
rHyGyy
FFFF
F
Gy
= 31 N
mGy
=62,5F
t4
+ (62,5+62,5)F
Hx
- (62,5+62,5+90,5)F
kn
= 0
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 42 Trường ĐHKT-KTCN
=>
NF
Hx
8,11008
Mà
0
4
kntHxGxx
FFFFF
=>
NF
Gx
6,7758
Tính mômen uốn ở các tiết diện nguy hiểm:
Tiết diện (k-k):
M
u k-k
=
22
uxuy
MM
Trong đó:
)(5,4849125,62.
)(5,19375,62.
NmmFM
NmmFM
Gxux
Gyuy
)(4849165,4849125,1937
22
)(
NmmM
kku
Tiết diện i-i:
M
u i-i
= 90,5.7666,4 = 693809 Nmm
Tính điều kiện trục ở 2 tiết diện k-k và i-i theo công thức:
3
].[1,0
td
M
d
)/(50 2mmN
Tra bảng 10.5 TL1
Điều kiện trục ở tiết diện k-k:
22
.75,0
jjtd
TMM
=
22
498319.75,0484916
=649141,7 (Nmm)
mmd 6,50
50.1,0
7,649141
3
Điều kiện trục ở tiết diện i-i:
22
.75,0
jjtd
TMM
=
22
498319.75,0693809
= 817075 (Nmm)
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 43 Trường ĐHKT-KTCN
mmd 7,54
50.1,0
817075
3
Vậy điều kiện ở tiết diện k-k lấy 63 (mm) , i-i lấy 60 (mm)
1.5 - Tính chính xác trục:
Tính chính xác trục nên tiến hành cho các tiết diện chịu tải lớn có ứng suất tập trung.
Tính chính xác trục theo hệ số an toàn:
Đối với trục I
1.5.1 Về độ bền mỏi.
Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo đƣợc độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn đk
sau:
Theo 10.19 TL1
][/.
22
ssssss
jj
jj
j
Tiết diện a-a:
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp(uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
Wj
M
j
jaj
max
;
0
mj
theo 10.22 TL1
Theo 10.20 TL1
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất tiếp(xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động:Theo 10.23 TL1
j
jj
aJmj
w
T
0
max
22
Theo 10.21 TL1
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
Thép C45 có
)/(600
2
mmN
b
Giới hạn mỏi và xoắn:
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 44 Trường ĐHKT-KTCN
Giới hạn mỏi uốn:
)/(270600.45,045,0
2
1
mmN
b
Giới hạn mỏi xoắn:
)/(6,156600.58,058,0
2
11
mmN
Tra bảng 10.6 TL1 có wj,w
0j
Wj =
5,265032/14,3.3032/
33
j
d
530116/
3
joj
dW
Ứng suất pháp và tiếp sinh ra:
WjMj
aj
/
47600/2650,5=18
5,3
5301.2
36935
2
0
j
j
aj
w
T
Tra bảng 10.7 TL1
Chọn hệ số
và
theo vật liệu,
05,0
và
0
Theo CT 10.25 & 10.27 TL1 Ta có :
yxdj
KKKK /)1/(
yxdj
KKKK /)1/(
Tra bảng 10.8 & 10.9 & 10.10 TL1
Hệ số tập trung Ƣng suất do trạng thái bề mặt Kx:
1
x
K
Chọn các hệ số:
,,,KK
K
= 1,5 ;
y
K
=1,65 ;
83,0
;
89,0
;
54,1K
05,165,1/)1189,0/54,1(
1,165,1/)1183,0/5,1(
dj
dj
K
K
Vậy
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
=
18.1,1
270
= 13,6
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
=
5,3.05,1
6,156
= 42,6
Vậy =>
2222
6,426,13/6,42.6,13][/. ssssss
jj
jj
j
= 13
Hệ số an toàn cho phép [s] thƣờng lấy bằng 1,5-2,5 ở điều kiện làm việc thông thƣờng.
Tiết diện a-a thỏa điều kiện bền mỏi.
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 45 Trường ĐHKT-KTCN
Tương tự ở tiết diện b-b:
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp(uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
Wj
M
j
jaj
max
;
0
mj
theo 10.22 TL1
Theo 10.20 TL1
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất tiếp(xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động:Theo 10.23 TL1
j
jj
aJmj
w
T
0
max
22
Theo 10.21 TL1
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
Thép C45 có
)/(600
2
mmN
b
Giới hạn mỏi và xoắn:
Giới hạn mỏi uốn:
)/(270600.45,045,0
2
1
mmN
b
Giới hạn mỏi xoắn:
)/(6,156600.58,058,0
2
11
mmN
Tra bảng 10.6 TL1 có wj,w
0j
Wj =
321732/14,3.3232/
33
j
d
643416/
3
joj
dW
Ứng suất pháp và tiếp sinh ra:
WjMj
aj
/
7430,5/3217=2,3
9,2
6434.2
36935
2
0
j
j
aj
w
T
Tra bảng 10.7 TL1
Chọn hệ số
và
theo vật liệu,
05,0
và
0
Theo CT 10.25 & 10.27 TL1 Ta có :
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 46 Trường ĐHKT-KTCN
yxdj
KKKK /)1/(
yxdj
KKKK /)1/(
Tra bảng 10.8 & 10.9 & 10.10 TL1
Hệ số tập trung Ƣng suất do trạng thái bề mặt Kx:
1
x
K
Chọn các hệ số:
,,,KK
K
= 1,5 ;
y
K
=1,6 ;
83,0
;
89,0
;
54,1K
08,16,1/)1189,0/54,1(
23,16,1/)1183,0/5,1(
dj
dj
K
K
Vậy
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
=
6,2.23,1
270
= 84
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
=
9,2.08,1
6,156
= 50
Vậy =>
2222
5084/50.84][/. ssssss
jj
jj
j
= 42
Hệ số an toàn cho phép [s] thƣờng lấy bằng 1,5-2,5 ở điều kiện làm việc thông thƣờng.
Tiết diện b-b thỏa điều kiện bền mỏi.
1.5.2 Kiểm nghiệm độ bền Tĩnh :
Theo CT 10.27 TL1
][3
22
td
Trong đó :
ch
Max
Max
dT
dM
8,0][
2,0/
1,0/
3
3
Theo Ct 10.28 & 10.29 & 10.30 TL1
Tại tiết diện a-a :
d = 30mm ; Mmax = 47600 Nmm ; Tmax = 36935 Nmm ;
ch
= 340
=>
8,630.2,0/36935
6,1730.1,0/47600
3
3
Và
][
= 0,8.340 = 272
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 47 Trường ĐHKT-KTCN
22
8,6.36,17][
td
= 21 <
][
=> Vậy thỏa mãn độ bền tĩnh
Tại tiết diện b-b :
d = 32mm ; Mmax = 17000 Nmm ; Tmax = 36935 Nmm ;
ch
= 340
=>
6,532.2,0/36935
2,532.1,0/17000
3
3
Và
][
= 0,8.340 = 272
22
6,5.32,5][
td
= 11 <
][
=> Vậy thỏa mãn độ bền tĩnh
Đối với trục II
1.5.1 Về độ bền mỏi.
Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo đƣợc độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn đk
sau:
Theo 10.19 TL1
][/.
22
ssssss
jj
jj
j
Tiết diện e-e:
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp(uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
Wj
M
j
jaj
max
;
0
mj
theo 10.22 TL1
Theo 10.20 TL1
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất tiếp(xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động:Theo 10.23 TL1
j
jj
aJmj
w
T
0
max
22
Theo 10.21 TL1
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 48 Trường ĐHKT-KTCN
Thép C45 có
)/(600
2
mmN
b
Giới hạn mỏi và xoắn:
Giới hạn mỏi uốn:
)/(270600.45,045,0
2
1
mmN
b
Giới hạn mỏi xoắn:
)/(6,156600.58,058,0
2
11
mmN
Tra bảng 10.6 TL1 có wj,w
0j
Wj =
458032/14,3.3632/
33
j
d
916016/
3
joj
dW
Ứng suất pháp và tiếp sinh ra:
WjMj
aj
/
42278/4580=9,2
2,8
9160.2
150813
2
0
j
j
aj
w
T
Tra bảng 10.7 TL1
Chọn hệ số
và
theo vật liệu,
05,0
và
0
Theo CT 10.25 & 10.27 TL1 Ta có :
yxdj
KKKK /)1/(
yxdj
KKKK /)1/(
Tra bảng 10.8 & 10.9 & 10.10 TL1
Hệ số tập trung Ƣng suất do trạng thái bề mặt Kx:
1
x
K
Chọn các hệ số:
,,,KK
K
= 1,5 ;
y
K
=1,65 ;
77,0
;
81,0
;
54,1K
15,165,1/)1181,0/54,1(
2,165,1/)1177,0/5,1(
dj
dj
K
K
Vậy
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
=
2,9.2,1
270
= 24
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
=
2,8.15,1
6,156
= 16,6
Vậy =>
2222
6,1624/6,16.24][/. ssssss
jj
jj
j
= 13
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 49 Trường ĐHKT-KTCN
Hệ số an toàn cho phép [s] thƣờng lấy bằng 1,5-2,5 ở điều kiện làm việc thông thƣờng.
Tiết diện e-e thỏa điều kiện bền mỏi.
Tương tự ở tiết diện f-f :
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp(uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
Wj
M
j
jaj
max
;
0
mj
theo 10.22 TL1
Theo 10.20 TL1
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất tiếp(xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động:Theo 10.23 TL1
j
jj
aJmj
w
T
0
max
22
Theo 10.21 TL1
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
Thép C45 có
)/(600
2
mmN
b
Giới hạn mỏi và xoắn:
Giới hạn mỏi uốn:
)/(270600.45,045,0
2
1
mmN
b
Giới hạn mỏi xoắn:
)/(6,156600.58,058,0
2
11
mmN
Tra bảng 10.6 TL1 có wj,w
0j
Wj =
458032/14,3.3632/
33
j
d
916016/
3
joj
dW
Ứng suất pháp và tiếp sinh ra:
WjMj
aj
/
216457/4580=42
2,8
9160.2
150813
2
0
j
j
aj
w
T
Tra bảng 10.7 TL1
Chọn hệ số
và
theo vật liệu,
05,0
và
0
Theo CT 10.25 & 10.27 TL1 Ta có :
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 50 Trường ĐHKT-KTCN
yxdj
KKKK /)1/(
yxdj
KKKK /)1/(
Tra bảng 10.8 & 10.9 & 10.10 TL1
Hệ số tập trung Ƣng suất do trạng thái bề mặt Kx:
1
x
K
Chọn các hệ số:
,,,KK
K
= 1,5 ;
y
K
=1,65 ;
77,0
;
81,0
;
54,1K
15,165,1/)1181,0/54,1(
2,165,1/)1177,0/5,1(
dj
dj
K
K
Vậy
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
=
42.2,1
270
= 5,3
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
=
2,8.15,1
6,156
= 16,6
Vậy =>
2222
6,163,5/6,16.3,5][/. ssssss
jj
jj
j
= 5
Hệ số an toàn cho phép [s] thƣờng lấy bằng 1,5-2,5 ở điều kiện làm việc thông thƣờng.
Tiết diện f-f thỏa điều kiện bền mỏi.
1.5.2 Kiểm nghiệm độ bền Tĩnh :
Theo CT 10.27 TL1
][3
22
td
Trong đó :
ch
Max
Max
dT
dM
8,0][
2,0/
1,0/
3
3
Theo Ct 10.28 & 10.29 & 10.30 TL1
Tại tiết diện e-e ;
d = 36mm ; Mmax = 82804,5 Nmm ; Tmax =150813 Nmm ;
ch
= 340
=>
2,1636.2,0/150813
1836.1,0/5,82804
3
3
Và
][
= 0,8.340 = 272
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 51 Trường ĐHKT-KTCN
22
2,16.318][
td
= 33,3 <
][
=> Vậy thỏa mãn độ bền tĩnh
Tại tiết diện f-f :
d = 36mm ; Mmax = 190150Nmm ; Tmax =150813 Nmm ;
ch
= 340
=>
2,1636.2,0/150813
4136.1,0/190150
3
3
Và
][
= 0,8.340 = 272
22
2,16.341][
td
= 50 <
][
=> Vậy thỏa mãn độ bền tĩnh
Đối với trục III
1.5.1 Về độ bền mỏi.
Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo đƣợc độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn đk
sau:
Theo 10.19 TL1
][/.
22
ssssss
jj
jj
j
Tiết diện k-k:
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp(uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
Wj
M
j
jaj
max
;
0
mj
theo 10.22 TL1
Theo 10.20 TL1
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất tiếp(xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động:Theo 10.23 TL1
j
jj
aJmj
w
T
0
max
22
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 52 Trường ĐHKT-KTCN
Theo 10.21 TL1
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
Thép C45 có
)/(600
2
mmN
b
Giới hạn mỏi và xoắn:
Giới hạn mỏi uốn:
)/(270600.45,045,0
2
1
mmN
b
Giới hạn mỏi xoắn:
)/(6,156600.58,058,0
2
11
mmN
Tra bảng 10.6 TL1 có wj,w
0j
Wj =
2453532/14,3.6332/
33
j
d
4907016/
3
joj
dW
Ứng suất pháp và tiếp sinh ra:
WjMj
aj
/
484916/24535=19,8
5
49070.2
498319
2
0
j
j
aj
w
T
Tra bảng 10.7 TL1
Chọn hệ số
và
theo vật liệu,
05,0
và
0
Theo CT 10.25 & 10.27 TL1 Ta có :
yxdj
KKKK /)1/(
yxdj
KKKK /)1/(
Tra bảng 10.8 & 10.9 & 10.10 TL1
Hệ số tập trung Ƣng suất do trạng thái bề mặt Kx:
1
x
K
Chọn các hệ số:
,,,KK
K
= 1,5 ;
y
K
=1,65 ;
7,0
;
76,0
;
54,1K
23,165,1/)1176,0/54,1(
3,165,1/)117,0/5,1(
dj
dj
K
K
Vậy
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
=
8,19.3,1
270
= 10,4
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 53 Trường ĐHKT-KTCN
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
=
5.23,1
6,156
= 25,4
Vậy =>
4,254,10/4,25.4,10][/.
222 ssssss
jj
jj
j
=9,6
Hệ số an toàn cho phép [s] thƣờng lấy bằng 1,5-2,5 ở điều kiện làm việc thông thƣờng.
Tiết diện k-k thỏa điều kiện bền mỏi.
Tương tự ở tiết diện i-i :
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp(uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
Wj
M
j
jaj
max
;
0
mj
theo 10.22 TL1
Theo 10.20 TL1
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất tiếp(xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động:Theo 10.23 TL1
j
jj
aJmj
w
T
0
max
22
Theo 10.21 TL1
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
Thép C45 có
)/(600
2
mmN
b
Giới hạn mỏi và xoắn:
Giới hạn mỏi uốn:
)/(270600.45,045,0
2
1
mmN
b
Giới hạn mỏi xoắn:
)/(6,156600.58,058,0
2
11
mmN
Tra bảng 10.6 TL1 có wj,w
0j
Wj =
2120532/14,3.6032/
33
j
d
4241016/
3
joj
dW
Ứng suất pháp và tiếp sinh ra:
WjMj
aj
/
693869/21205=32,7
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 54 Trường ĐHKT-KTCN
9,5
42410.2
498319
2
0
j
j
aj
w
T
Tra bảng 10.7 TL1
Chọn hệ số
và
theo vật liệu,
05,0
và
0
Theo CT 10.25 & 10.27 TL1 Ta có :
yxdj
KKKK /)1/(
yxdj
KKKK /)1/(
Tra bảng 10.8 & 10.9 & 10.10 TL1
Hệ số tập trung Ƣng suất do trạng thái bề mặt Kx:
1
x
K
Chọn các hệ số:
,,,KK
K
= 1,5 ;
y
K
=1,65 ;
7,0
;
76,0
;
54,1K
23,165,1/)1176,0/54,1(
3,165,1/)117,0/5,1(
dj
dj
K
K
Vậy
0
11
j
j
dj
mjajdj
j
W
M
K
K
s
=
7,32.3,1
270
= 6,3
oJjdjmjajdj
j
WTKK
s
2/)(
11
=
9,5.23,1
6,156
= 21,6
Vậy =>
2222
6,213,6/6,21.3,6][/. ssssss
jj
jj
j
= 6
Hệ số an toàn cho phép [s] thƣờng lấy bằng 1,5-2,5 ở điều kiện làm việc thông thƣờng.
Tiết diện i-i- thỏa điều kiện bền mỏi.
1.5.2 Kiểm nghiệm độ bền Tĩnh :
Theo CT 10.27 TL1
][3
22
td
Trong đó :
ch
Max
Max
dT
dM
8,0][
2,0/
1,0/
3
3
Theo Ct 10.28 & 10.29 & 10.30 TL1
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 55 Trường ĐHKT-KTCN
Tại tiết diện k-k :
d = 63mm ; Mmax = 484916 Nmm ; Tmax =498319 Nmm ;
ch
= 340
=>
5,1163.2,0/498319
4,1963.1,0/484916
3
3
Và
][
= 0,8.340 = 272
22
5,11.34,19][
td
= 28 <
][
=> Vậy thỏa mãn độ bền tĩnh
Tại tiết diện i-i :
d = 60mm ; Mmax = 693869 Nmm ; Tmax =498319 Nmm ;
ch
= 340
=>
5,1160.2,0/498319
3260.1,0/693869
3
3
Và
][
= 0,8.340 = 272
22
5,11.332][
td
=37,7 <
][
=> Vậy thỏa mãn độ bền tĩnh
2. Tính then:
2.1 Trục I:
Đƣờng kính trục I chỗ lắp then là 20 mm. Tra bảng 9.1aTL1 ta chọn then có:
b = 6 mm; h = 6 mm ; t
l
= 3,5 mm; t
2
= 2,8 mm;
min
r
=0,16 mm,
max
r
=0,25 mm
Đƣờng kính trục I chỗ lắp then là 32 mm. Tra bảng 9.1aTL1 ta chọn then có:
b = 10 mm; h = 8 mm ; t
l
= 5 mm; t
2
= 3,3 mm;
min
r
=0,25 mm,
max
r
=0,4 mm
Chiều dài then lắp bánh răng:
ADCT l
t1
= 0,8.l
m13
= 0,8.25 = 20 (mm)
Chiều dài then lắp bánh đai:
l
td
= 0,8.l
m12
= 0,8.25 = 20 (mm)
Tải va đập nhẹ nên:
2/100 mmN
d
2/)3020( mmN
c
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 56 Trường ĐHKT-KTCN
Kiểm nghiệm về sức bền dập của then : Theo CT 9.1 TL1
)(
2
1
thdl
T
t
d
Ở chỗ lắp bánh răng:
Với:
5
8
20
32
36935
1
1
t
h
l
mmd
NmmT
t
2/100 mmN
d
5,38
)58(20.32
36935.2
d
Vậy thỏa mãn đk bền dập
Ở chỗ lắp bánh bánh đai:
Với:
5,3
6
20
20
36935
1
1
t
h
l
mmd
NmmT
t
2/100 mmN
d
74
)5,36(20.20
36935.2
d
Vậy thỏa mãn đk bền dập
Kiểm nghiệm về sức bền cắt của then: Theo công thức 9.2 TL1
c
t
c
dbl
T
2
Ở chỗ lắp bánh răng:
Với:
10
20
32
36935
1
b
l
mmd
NmmT
t
2/)3020( mmN
d
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 57 Trường ĐHKT-KTCN
5,11
10.20.32
36935.2
c
Vậy thỏa mãn đk bền cắt.
Ở chỗ lắp bánh bánh đai:
Với:
6
20
20
36935
1
b
l
mmd
NmmT
t
2/)3020( mmN
d
30
6.20.20
36935.2
c
Vậy thỏa mãn đk bền cắt.
2.2 Trục II:
Đƣờng kính trục 2 chỗ lắp then là 36 mm. Tra bảng 9.1aTL1 ta chọn then có:
b = 10 mm; h = 8 mm ; t
l
=5 mm; t
2
=3,3 mm;
min
r
=0,25 mm,
max
r
=0,4 mm
Chiều dài then lắp bánh răng:
ADCT l
t1
= 0,8.l
m22
= 0,8.45 = 36 (mm)
Tải va đập nhẹ nên:
2/100 mmN
d
2/)3020( mmN
c
Kiểm nghiệm về sức bền dập của then lắp bánh răng: Theo CT 9.1 TL1
)(
2
1
thdl
T
t
d
Với:
5
8
36
36
150813
1
1
t
h
l
mmd
NmmT
t
2/100 mmN
d
6,77
)58(36.36
150813.2
d
Vậy thỏa mãn đk bền dập
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 58 Trường ĐHKT-KTCN
Kiểm nghiệm về sức bền cắt của then lắp bánh răng: Theo công thức 9.2 TL1
c
t
c
dbl
T
2
Với:
10
36
36
150813
1
b
l
mmd
NmmT
t
2/)3020( mmN
d
3,23
10.36.36
150813.2
c
Vậy thỏa mãn đk bền cắt.
2.3 Trục III:
Đƣờng kính trục 3 chỗ lắp then là 45 mm. Tra bảng 9.1aTL1 ta chọn then có:
b = 14 mm; h =9 mm ; t
l
=5,5 mm; t
2
=3,8 mm;
min
r
=0,25 mm,
max
r
=0,4 mm
Đƣờng kính trục 3 chỗ lắp then là 63 mm. Tra bảng 9.1aTL1 ta chọn then có:
b = 18 mm; h =11 mm ; t
l
=7 mm; t
2
=4,4 mm;
min
r
=0,25 mm,
max
r
=0,4 mm
Chiều dài then lắp bánh răng:
ADCT l
t1
= 0,8.l
m32
= 0,8.60 = 48 (mm)
Chiều dài then lắp khớp nối đàn hồi:
ADCT l
kn
= 0,8.l
mkn
= 0,8.90 = 72 (mm)
Tải va đập nhẹ nên:
2/100 mmN
d
2/)3020( mmN
c
Đối với bánh răng :
Kiểm nghiệm về sức bền dập : Theo CT 9.1 TL1
)(
2
1
thdl
T
t
d
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 59 Trường ĐHKT-KTCN
Với:
7
11
48
63
498319
1
1
t
h
l
mmd
NmmT
t
2/100 mmN
d
82
)711(48.63
498319.2
d
Vậy thỏa mãn đk bền dập
Kiểm nghiệm về sức bền cắt : Theo công thức 9.2 TL1
c
t
c
dbl
T
2
Với:
18
48
63
498319
1
b
l
mmd
NmmT
t
2/)3020( mmN
d
18
18.48.63
498319.2
c
Vậy thỏa mãn đk bền cắt.
Đối với khớp nối trục đàn hồi :
Kiểm nghiệm về sức bền dập : Theo CT 9.1 TL1
)(
2
1
thdl
T
t
d
Với:
5,5
9
72
50
498319
1
1
t
h
l
mmd
NmmT
t
2/100 mmN
d
79
)5,59(72.50
498319.2
d
Vậy thỏa mãn đk bền dập
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 60 Trường ĐHKT-KTCN
Kiểm nghiệm về sức bền cắt : Theo công thức 9.2 TL1
c
t
c
dbl
T
2
Với:
14
72
50
498319
1
b
l
mmd
NmmT
t
2/)3020( mmN
d
8,19
14.72.50
498319.2
c
Vậy thỏa mãn đk bền cắt.
Bảng thông số trục I
Thông số Trị số (mm)
Đƣờng kính trục d
I
20
Đƣờng kính tiết diện nguy hiểm
a-a : 30
b-b : 32
Chiều dài mayơ bánh trên trục 25
Khoảng cách từ trung điểm mayơ bánh đai và ổ lăn thứ I l
12
56
Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ I và bánh răng l
13
40
Khoảng cách từ trung điểm mayơ hai ổ lăn thứ I và II l
11
80
Chiều dày ổ lăn trên trục B
01
15
Bảng thông số trục II
Thông số Trị số (mm)
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 61 Trường ĐHKT-KTCN
Đƣờng kính trục d
II
35
Đƣờng kính tiết diện nguy hiểm
e-e : 36
f-f : 36
Chiều dài mayơ bánh răng trên trục
Bánh lớn: 45
Bánh nhỏ: 45
Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ III và bánh răng II: l
22
40
Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ III và bánh răng IV: l
23
135,5
Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ IV và bánh răng III: l
32
62,5
Chiều dày ổ lăn trên trục B
02
21
Bảng thông số trục III
Thông số Trị số (mm)
Đƣờng kính trục d
III
45
Đƣờng kính tiết diện nguy hiểm
k-k : 63
i-i : 60
Chiều dài mayơ bánh răng trên trục 60
Khoảng cách từ trung điểm cặp ổ lăn trên trục : l
31
125
Khoảng cách từ ổ lăn đến điểm đặt lực của bộ xích tải l
33
215,5
Chiều dày ổ lăn trên trục B
02
25
Bảng thông số then trên các trục
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 62 Trường ĐHKT-KTCN
Trục I TrụcII Trục III
Bánh đai Bánh răng Bánh
răng
Bánh
răng
Bánh
răng
Khớp nối
b 6 10 10 10 18 14
h 6 8 8 8 11 9
t
1
3,5 5 5 5 7 5,5
t
2
2,8 3,3 3,3 3,3 4,4 3,8
r(min) 0,16 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
r(max) 0,25 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
b
h
t
t1
r
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 63 Trường ĐHKT-KTCN
Phần VI: Chọn ổ lăn và khớp nối trục
I , Chọn ổ Lăn:
Trên trục I
1. Chọn ổ lăn:
Ta có
3,0/
ra
FF
và theo yêu cầu làm việc của trục ta chọn Ổ bi đỡ - chặn
Trên mỗi trục ta chọn cùng một loại ổ lăn và đƣợc lấy theo ổ lăn lớn nhất;
Tổng hợp lực tác dụng lên các gối đỡ:
NFFF
NFFF
BxByr
AxAyr
7,1851818,41
7,21244258,2081
2222
1
2222
0
Đƣờng kính cần chọn ổ lăn d = 30mm
Tra bảng P2.12TL1 chọn ổ lăn Đỡ-chặn cỡ trung hẹp, kí hiệu 46306 với d = 30mm;
B = 19mm đƣờng kính ngoài D = 72 mm chỗ vát ra = 2,0 mm, C = 25,60 kN ,
0
C
= 18,17
2. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Theo bảng 11.4 , với ổ bi đỡ - chặn ,
=12 độ;
oa
CiF /
= 0,056; e = 0,37 ;
5,336
at
F
Vậy theo CT 11.8
7,687,185.37,0.
7867,2124.37,0.
11
00
rs
rs
FeF
FeF
Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ đã chọn trên hình h.11.1a
atsa
FFF
10
= 77,8 - 336,5 <
0s
F
=>
0a
F
= 786
atsa
FFF
01
= 786+336,5 = 1122.5 >
1s
F
=>
1a
F
= 1122,5
ADCT 11.3 Tải trọng quy ước trên ổ 0 và 1
( X = 0,45 ; Y = 1,46 ; V = 1;
t
K
= 1 ;
d
K
= 1,1 )
A
B
0
r
F
1r
F
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 64 Trường ĐHKT-KTCN
0
Q
= (XV
0r
F
+ Y
0a
F
).
dt
KK .
= 2314
1
Q
= (XV
1r
F
+ Y
1a
F
).
dt
KK .
= 1894
Nhƣ vậy chỉ tính cho ổ O là ổ chịu lực lớn.
Theo CT 11.12 Tải trọng thay đổi ( m=3 )
m
ii
m
iE
LLQQ /
=
m
OO
m
OOEO
LLQQQ
111
/
=>
3
333
75,0.
75
12
9,0.
75
48
1.
75
15
2314
E
Q
= 2082,6
Theo CT 11.1
Khả năng tải động :
d
C
= Q.
m
L
(kN)
L : Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay ; m =3
Theo CT 10.12 TL1
h
L
=
)60/(10
6
nL
h
L
= 24000 (h)
L = 24000.60.709,5/10
6
= 1021,68
d
C
= 2.
3
68,1021
= 20,1
Vậy C >
d
C
thỏa mãn 11.16
3. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:
Bảng 11.6
0
X
= 0,5 ;
0
Y
= 0,47
art
FYFXQ ..
00
= (0,5.2124,7 + 0,45.786) = 1416 <
0r
F
=>
NCQ
t
25200
0
Vậy thỏa mãn 11.18
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 65 Trường ĐHKT-KTCN
Trên trục II
1. Chọn ổ lăn:
Ta có
3,0/
ra
FF
và theo yêu cầu làm việc của trục ta chọn Ổ bi đỡ - chặn
Trên mỗi trục ta chọn cùng một loại ổ lăn và đƣợc lấy theo ổ lăn lớn nhất;
Tổng hợp lực tác dụng lên các gối đỡ:
NFFF
NFFF
DxDyr
CxCyr
3,34638,16544,3042
10572,10522,100
2222
1
2222
0
Đƣờng kính cần chọn ổ lăn d = 35mm
Tra bảng P2.12TL1 chọn ổ lăn Đỡ-chặn cỡ nặng hẹp, kí hiệu 66407 với d = 35mm;
B = 25mm đƣờng kính ngoài D = 100 mm chỗ vát ra = 2,5 mm, C =45,4 kN ,
0
C
= 33,7
2 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Theo bảng 11.4 , với ổ bi đỡ - chặn ,
=12 độ;
oa
CiF /
= 0,075; e = 0,41 ;
3,8305,3368,1166
at
F
Vậy theo CT 11.8
14193286.41,0.
4,4331057.41,0.
11
00
rs
rs
FeF
FeF
Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ đã chọn trên hình h.11.1a
atsa
FFF
10
= 589 >
0S
F
=>
0a
F
= 589
atsa
FFF
01
= 1263,7 <
1s
F
=>
1a
F
= 1419
ADCT 11.3 Tải trọng quy ước trên ổ 0 và 1
( X = 0,45 ; Y = 1,34 ; V = 1;
t
K
= 1 ;
d
K
= 1,1 )
0
Q
= (XV
0r
F
+ Y
0a
F
).
dt
KK .
= 1391
1
Q
= (XV
1r
F
+ Y
1a
F
).
dt
KK .
= 3718
Nhƣ vậy chỉ tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn.
C
D
0
r
F
1r
F
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 66 Trường ĐHKT-KTCN
Theo CT 11.12 Tải trọng thay đổi ( m=3 )
m
ii
m
iE
LLQQ /
=
m
m
E
LLQQQ
11111111
/
=>
3
333
75,0.
75
12
9,0.
75
48
1.
75
15
3718
E
Q
= 3346
Theo CT 11.1
Khả năng tải động :
d
C
= Q.
m
L
(kN)
L : Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay ; m =3
Theo CT 10.12 TL1
h
L
=
)60/(10
6
nL
h
L
= 24000 (h)
L = 24000.60.709,5/10
6
= 1021,68
d
C
= 3,346.
3
68,1021
= 33,7
Vậy C >
d
C
thỏa mãn 11.16
3 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:
Bảng 11.6
0
X
= 0,5 ;
0
Y
= 0,47
art
FYFXQ ..
00
= (0,5.3463,3 + 0,45.1419) = 2370 <
0r
F
=>
NCQ
t
33700
0
Vậy thỏa mãn 11.18
Trên trục III:
1. Chọn ổ lăn:
Ta có
3,0/
ra
FF
và theo yêu cầu làm việc của trục ta chọn Ổ bi đỡ - chặn
Trên mỗi trục ta chọn cùng một loại ổ lăn và đƣợc lấy theo ổ lăn lớn nhất;
G
H
0
r
F
1r
F
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 67 Trường ĐHKT-KTCN
Tổng hợp lực tác dụng lên các gối đỡ:
NFFF
NFFF
HxHyr
GxGyr
112128,110089,2131
77586,775831
2222
1
2222
0
Đƣờng kính cần chọn ổ lăn d = 60 mm
Tra bảng P2.12TL1 chọn ổ lăn Đỡ-chặn cỡ nặng hẹp, kí hiệu 66412 với d = 60mm;
B = 35mm đƣờng kính ngoài D = 150 mm chỗ vát ra = 3,5 mm, C =98 kN ,
0
C
= 81
2 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Theo bảng 11.4 , với ổ bi đỡ - chặn ,
=12 độ; lge = [lg(Fr/C0) – 1,144 ]/4,73; e = 0,26 ;
8,1166
at
F
Vậy theo CT 11.8
291511212.26,0.
20177758.26,0.
11
00
rs
rs
FeF
FeF
Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ đã chọn trên hình h.11.1a
atsa
FFF
10
= 4083,8 >
0S
F
=>
0a
F
= 4083,8
atsa
FFF
01
= 851 <
1s
F
=>
1a
F
= 2915
ADCT 11.3 Tải trọng quy ước trên ổ 0 và 1
( X = 0,45 ; Y = 1,46 ; V = 1;
t
K
= 1 ;
d
K
= 1,1 )
0
Q
= (XV
0r
F
+ Y
0a
F
).
dt
KK .
= 10395,5
1
Q
= (XV
1r
F
+ Y
1a
F
).
dt
KK .
= 10231
Nhƣ vậy chỉ tính cho ổ O là ổ chịu lực lớn.
Theo CT 11.12 Tải trọng thay đổi ( m=3 )
m
ii
m
iE
LLQQ /
=
m
OO
m
OOEO
LLQQQ
111
/
=>
3
333
75,0.
75
12
9,0.
75
48
1.
75
15
10395
E
Q
= 9355.5
Theo CT 11.1
Khả năng tải động :
d
C
= Q.
m
L
(kN)
L : Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay ; m =3
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 68 Trường ĐHKT-KTCN
Theo CT 10.12 TL1
h
L
=
)60/(10
6
nL
h
L
= 24000 (h)
L = 24000.60.709,5/10
6
= 1021,68
d
C
= 9,3.
3
68,1021
= 94
Vậy C >
d
C
thỏa mãn 11.16
3 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:
Bảng 11.6
0
X
= 0,5 ;
0
Y
= 0,47
art
FYFXQ ..
00
= (0,5.7758 + 0,45.4083) = 5716 <
0r
F
=>
NCQ
t
81000
0
Vậy thỏa mãn 11.18
*. Chọn kiểu lắp ổ lăn:
Để ổ lăn làm việc tốt, đảm bảo không trƣợt khi trục làm việc, ta chọn lắp ổ vào trục theo hệ lỗ, vào vỏ
hộp theo hệ trục.
*. Bôi trơn ổ lăn:
Bộ phận ổ đƣợc bôi trơn bằng dầu. Có thể dùng mỡ ứng với nhiệt độ làm việc từ 50 ÷ 1000C và vận
tốc dƣới 1500 vòng/phút (bảng 18.13TL1) chọn loại dầu Công nghiệp 20
Lƣợng dầu chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ. Để dầu không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi
vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu.
*. Vòng chắn dầu:
Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ, cũng nhƣ ngăn mỡ chảy
ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt là đơn giản nhất :
Dựa vào bảng 8.29[TL2] ta chọn đƣợc các thông số sau:
Vòng phớt ở trục d d
1
d
2
D a b S
0
I 35 36 72 48 9 6,5 12
II 35 36 100 48 9 6,5 12
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 69 Trường ĐHKT-KTCN
III 60 61,5 150 79 9 6,5 12
II ,Chọn Khớp Nối Đàn Hồi.
Nối trục đàn hồi dùng để nối hai trục III và trục IV để truyền chuyển động mà giảm đƣợc rung động
Công suất truyền: P= 2,609 (KW)
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 70 Trường ĐHKT-KTCN
Số vòng quay: n= 50 vg/ph
Đƣờng kính ra của hộp giảm tốc d= 50 mm
Mômen xoắn truyền qua trục nối:
T = 498319 Nmm = 498,319 Nm
Chọn hệ số tải động k=1,6 Theo bảng 16.1 TL1
Ta chọn nối trục vòng đàn hồi cấu tạo đơn giản, dể chế tạo và giá rẻ:
Theo trị số momen và đƣờng kính trục ta chọn kích thƣớc trục nối (bảng16.10a TL1)
M = 498,319 (Nm)
d = 50 mm; D = 170 mm; d
m
= 95 mm ; L = 175 mm;l = 110mm ;d
1
= 90mm
D
0
= 130 mm ; Z = 8 mm;
Chọn vật liệu
Nối trục : gang
Chốt : thép CT45 thƣờng hóa
Vòng đàn hồi bằng cao su
Ứng suất dập cho phép của vòng cao su:
MPa
d
)4...2(][
Ứng suất uốn của chốt
270 /
u
N mm
…80 N/mm2
Đều kiện về sức bền dập của vòng cao su
30
...
2
ldDZ
kT
C
d
=
9,3
14.28.130.8
498319.6,1.2
thỏa mãn
Đều kiện kiểm nghiệm về sức bền uốn của chốt
8.14.130.1,0
41.498319.6,1
...1,0
33
0
0
ZdD
kTl
C
u
u
][
vậy Thỏa mãn.
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 71 Trường ĐHKT-KTCN
PHẦN VII : THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP.
1. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc
Tên gọi Biểu thức tính toán
Chiều dầy
- Thân hộp
-Nắp hộp
1
=0,025a
w
+3=6,75 chọn 7.5mm
1
=0,9 = 6,3 chọn 6.5mm
Gân tăng cứng
-Chiều dầy e
-Chiều cao h
-Độ dốc
e=(0,8-1) = 5,6 – 7mm chọn e = 7
h<58 chọn 40 mm
Khoảng 20
- Đường kính
- bu lông nền d
1
- bu lông cạnh ổ d
2
- bu lông nắp bích và thân d
3
- Vít nắp ghép ổ d
4
- Bu lông ghép nắp cửa thăm d
5
Tra bảng 18.1 TL1 ta được d
1
= 16mm
d
2
=(0,7-0,8 )d
1
, chọn d
2
= 10mm
d
3
=(0,8-0,9)d
2
= 8 – 9 mm , chọn d
3
= 8mm
d
4
=(0,6 – 0,7)d
2
chọn d
4
= 8 mm
d
5
=(0,5 – 0,6)d
2
, chọn d
5
= 6 mm
Mặt bích ghép nắp và thân
-chiều dày bích thân hộp s
3
-chiều dầy bích nắp hộp s
4
-bề rông nắp bích và thân k
3
s
3
=(1,4-1,8)d
3
chọn s
3
= 15 mm
s
4
=(0,9-1)S
3
chọn s
4
= 15mm
k
3
=k
2
-(3-5)mm
Chốt định vị hình côn
Tra bảng 18-4b[4]
L = 30 mm , d = 8 mm
Kích thước gối trục
đường kính ngoài và tâm lỗ vít
tra bảng 18.2[4]
trục 1
trục 2
D= 30 mm; D
3
= 99 mm; D
2
= 77 mm
D= 35 mm;D
3
= 127 mm;D
2
= 94 mm
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 72 Trường ĐHKT-KTCN
trục 3 D= 55 mm;D
3
= 176 mm;D
2
= 131 mm
Mặt đế hộp
Chiều dày khi không có phần lồi S
1
Khi có phần lồi : D
d
, S
1
, S
2
Bề rộng mặt đế hộp K
1
và q
Khoảng cách từ tâm bu lông cạnh ổ
đến mép lổ
S
1
= (1,3 – 1,5)d
1
= 20 – 24 mm, chọn S
1
= 20 mm
D
d
được xác định theo đường kính dao khoét
S
1
= (1,4 – 1,7)d
1
= 22,4 – 27,2 mm chọn S
1
= 22 mm
S
2
= (1 – 1.1 )d
1
= 16 – 17,6 mm chọn S
2
= 16 mm
K
1
= 3d
1
= 48mm ; q
K
1
+ 2.
= 76
K
1,2d
2
= 12 mm , chọn K = 12
Khe hở giữa các chi tiết:
Bánh răng với thành trong hộp
Bánh răng lớn với đáy hộp
=(1- 1,2)= 6,3mm
1
=(3-5)= 23,5 mm
Số lượng bu lông nền
Z=
( ) 416 682
6
(200 300) (200 300)
B L
L ,B:là chiều dài và chiều rộng của hộp
2. Các chi tiết phụ
+ Bulông vòng (bảng 18-3a, [2]): dùng để di nâng hộp giảm tốc khi lắp ráp cũng nhƣ khi di chuyển
hộp từ nơi này sang nơi khác. Chọn bulông M10
+ Cửa thăm (bảng A
1
= 150, vít : M8x22
Để thuận tiện trong khi sử dụng quan sát các phần trong hộp giảm tốc cũng nhƣ khi lắp và để đổ dầu
vào hộp, ta làm cửa thăm trên đỉnh hộp, trên nắp có nút thông hơi
+ Nút thông hơi (bảng 18-6, [4]): M10x2
Khi máy làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên, áp suất trong hộp cũng tăng theo. Để giảm áp suất và
không khí trong hộp ta dùng nút thông hơi, đồng thời cũng là điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 73 Trường ĐHKT-KTCN
+ Nút tháo dầu trụ (bảng : M16x2
Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn trong hộp bị bẩn hoặc biến chất, làm ảnh hƣởng đến hiệu quả
bôi trơn, do đó cần thay dầu mới và xả hết dầu cũ, để làm việc này cần có nút tháo dầu.
+ Que thăm dầu: (bảng
Dùng để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc, để đảm bảo mức dầu luôn ở mức cho phép để các chi
tiết đƣợc bôi trơn tốt
3. Dung sai lắp ghép
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 74 Trường ĐHKT-KTCN
Kiểu lắp
Trục I Trục II Trục III
Kiểu lắp
Dung sai
(m)
Kiểu lắp
Dung
sai
(m)
Kiểu lắp
Dung
sai
(m)
Bánh răng-trục
6
7
32
k
H
+25
0
6
7
36
k
H
+25
0
6
7
63
k
H
+30
0
+18
+2
+18
+2
+21
+2
6
7
36
k
H
+25
0
+18
+2
Nối trục – trục
641k
655k
+21
+2
Chắn dầu – trục
630k
+64
+25
635k
+64
25
660k
+76
30
+18
+2
+18
+2
+21
+2
Bánh đai – trục
6
7
20
k
H
+18
+2
6
7
45
k
H
+21
+2
Ổ lăn – trục
630k
+18
+2
635k
+18
+2
60k6
+21
+2
Nắp ổ lăn – vỏ
hộp 6
7
99
k
H
+30
0
6
7
127
k
H
+30
0
6
7
3,173
k
H
+40
0
-60
-106
-72
-126
-85
-143
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 75 Trường ĐHKT-KTCN
PHẦN VIII. XÍCH TẢI
Lực vòng trên xích tải:
F= 5000 N
Vận tốc xích tải:
v=0.7515 m/s
Số răng đĩa xích tải dẫn:
z
1
= 27
Bƣớc xích tải dẫn :
p = 25,4
Đƣờng kính vòng chia đĩa xích dẫn (công thức 5.17 – [2])
)/sin(/
11
zpd
= 25,4/sin(180/27) = 218,8 mm
Khoảng cách trục:
a = (30÷50)p = 762÷1270 mm
Đồ án Chi Tiết Máy
SV : Đặng Danh Huân Trang 76 Trường ĐHKT-KTCN
Tài liệu tham khảo
[Tài liệu 1]. Tính toán thiết kế HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ ( T1)
[Tài liệu 1]. Tính toán thiết kế HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ ( T2)
[Tài liệu 2]. THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY (Nguyễn Tọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm)
NHÀ XUẤT BÃN GIÁO DỤC.
[Tài liệu 3]. Cơ Sở TK Máy ĐHBKĐHQGTPHCM
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- thuyet_minh_huanks89_6396.pdf