1 tính toán thiết kế HGT tời căng băng

MỤC LỤC Mục lục 1 Lời mở đầu 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TỜI CĂNG BĂNG 4 Phần 1 Tính toán thiết kế hộp giảm tốc 4 Chương 1 Tính chọn động cơ, phân phối tỷ số truyền 4 1 Sơ đồ, nguyên lý hoạt động tời căng băng 4 2 Chọn động cơ 4 3 Phân phối tỷ số truyền 4 4 Tính toán chung 5 Chương 2 Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc 7 1 Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít 7 1 1 Chọn vật liệu 7 1 2 Định ứng suất cho phép 7 1 3 Chọn mối ren trục vít, số răng bánh vít 8 1 4 Định mức môđun m và hệ số đường kính q.

MỤC LỤC Mục lục…………………………………………………………………… Lời mở đầu………………………………………………………………… TÍNH TỐN, THIẾT KẾ TỜI CĂNG BĂNG ……………………… Phần Tính tốn thiết kế hộp giảm tốc………………………………… Chương Tính chọn động cơ, phân phối tỷ số truyền……………… Sơ đồ, nguyên lý hoạt động tời căng băng ……………………………… Chọn động cơ…………………………………………………………… Phân phối tỷ số truyền…………………………………………………… Tính tốn chung………………………………………………………… Chương Thiết kế truyền hộp giảm tốc……………………… Thiết kế truyền trục vít – bánh vít.……………………………… Chọn vật liệu………………………………………………………… Định ứng suất cho phép……………………………………………… Chọn mối ren trục vít, số bánh vít……………………………… Định mức mơđun m hệ số đường kính q theo sức bền tiếp xúc Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất hệ số tải trọng Kiểm nghiệm sức bền uồn bánh vít Kiểm nghiệm sức bền bánh vít chịu tải đột ngột Xác định thơng số hình học chủ yếu truyền Tính lực tác dụng Kiểm nghiệm sức bền độ cứng uốn thân trục vít Thiết kế truyền bánh Z3 – Z4 ……………………………… Chọn vật liệu………………………………………………………… Định ứng suất uốn cho phép………………………………………… Chọn sơ tải trọng K……………………………………………… Chọn sơ chiều rộng bánh răng…………………………………… Tính sức bền uốn răng…………………………………………… Tính vận tốc vịng…………………………………………………… Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A Tính thơng số hình học Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc Kiểm nghiệm tải………………………………………………… Tính lực tác dụng…………………………………………………… Thiết kế truyền bánh ngoài………………………………… Chọn vật liệu……………………………………………………… … Định ứng suất cho phép……………………………………………… Chọn sơ hệ số tải trọng K………………………………………… Chọn sơ chiều rộng răng…………………………………………… Tính sức bền uốn răng…………………………………………… Tính vận tốc vịng……………………………………………………… Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A……………… 1 4 4 4 7 7 8 9 10 10 11 11 11 13 13 13 13 14 14 14 15 15 16 16 16 18 18 18 18 19 2 1 A B Tính thơng số hình học…………………………………………… Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc răng……………………… ………… Kiểm nghiệm tải………………………………………………… Tính lực tác dụng…………………………………………………… Chương Thiết kế trục, tính then………………………………… Thiết kế trục……………………………………………………………… Chọn vật liệu…………………………………………………………… Thiết kế trục…………………………………………………………… Tính sơ trục………………………………………………………… Tính gần trục…………………………………………………… Tính xác trục…………………………………………………… Tính chọn then………………………………………………………… Chương Tính chọn ổ lăn……………………………………………… Trục vít………………………………………………………………… Trục bánh vít…………………………………………………………… Chương Cấu tạo vỏ hộp chi tiết khác………………………… Vỏ hộp…………………………………………………………………… PHẦN THIẾT KẾ TANG TỜI……………………………………… Tính sức cản chuyển động…………………………………………… Tính đường kính tang cáp……………………………………… PHẦN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO TỜI CĂNG BĂNG Quy trình cơng nghệ chế tạo cụm hộp giảm tốc …………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ hộp giảm tốc…………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo thân dưới……………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo thân trên………………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo tổng hợp………………………………… Quy trình cơng nghệ gia cơng trục 1…………………………………… Quy trình cơng nghệ gia cơng trục 2…………………………………… Quy trình cơng nghệ gia cơng bánh răng………………………………… Quy trình cơng nghệ gia cơng trục vít…………………………………… Quy trình cơng nghệ gia cơng bánh vít………………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo bánh răng………………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo tang tời ……………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo vành trái………………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo vành phải………………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo tang tời…………………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo trục tang………………………………… Quy trình cơng nghệ chế tạo vành ………………………………… KẾT LUẬN………………………………………………………………… TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 19 19 20 20 21 21 21 21 21 22 30 35 36 36 37 38 38 40 40 43 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 243 244 Lời mở đầu Tời công suất nhỏ thuộc dạng thiết bị vận tải khơng liên tục có cơng suất 30 kW, sử dụng rộng rãi mỏ hầm lị ngành Than để giới hóa cơng tác vận chuyển vật tư, vật liệu, thiết bị kéo căng… chúng nhập từ nhiều nước khác Thực chủ trương Nhà nước, Tập đoàn cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - Vinacomin, đẩy mạnh công tác nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sản phẩm để thay sản phẩm nhập nước ngoài, giảm chi tiêu ngoại tệ, chủ động việc cung cấp trang thiết bị cho sản xuất, góp phần vào phát triển ngành khí nước tăng thu nhập lao động Xuất phát từ nhu cầu thực tế sản xuất ngành, chúng tơi đề xuất dự án “Hồn thiện cơng nghệ chế tạo tời loại phục vụ khai thác hầm lị” Trong q trình triển khai thực dự án với khối lượng công việc tương đối nhiều: khảo sát, lựa chọn, hồn thiện cơng nghệ chế tạo, thử nghiệm … khoảng thời gian không dài, dự án gặp khơng khó khăn, với cố gắng người thực hiện, nhận nhiều giúp đỡ ủng hộ nhiệt thành đông đảo cán bộ, đồng nghiệp, đến dự án hồn tất TÍNH TỐN THIẾT KẾ TỜI CĂNG BĂNG PHẦN I TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC Chương Tính chọn động cơ, phân phối tỷ số truyền Sơ đồ, nguyên lý hoạt động tời căng băng Hình Sơ đồ truyền tời căng băng Chọn động Dựa theo đặc tính kỹ thuật khả làm việc tời căng băng với vận tốc cáp từ 0,1÷0,14 m/s Ta chọn động điện phịng nổ YB-132-4P Thơng số kỹ thuật động cơ: TT Tên gọi Ký hiệu Đơn vị Giá trị Công suất N kW 7,5 Vận tốc vòng n Vòng/phút 1460 Điện áp U V 380-660 4 Cấp phòng nổ - - Phân phối tỷ số truyền Số vòng quay tang tời: ntg = 60.1000.v 60.1000.0,1 = = 7,3(vg / ph) π D π 260 Tỷ số truyền chung truyền: ic = ikn i hgt = ndc 1460 = = 200 ntg 7,3 Trong đó: - Tỷ số truyền khớp nối: ikn = Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc là: ihgt = Z Z Z ic 200 = = = 200 Z1 Z Z ikn + Với truyền trục vít – bánh vít tự hãm ta chọn Z1 = 1; Z2 = 40 + Với truyền bánh thẳng ta chọn Z3 = 18; Z4 = 21 Vậy ta có: Tỷ số truyền cặp trục vít – bánh vít: i1 = Z 40 = = 40 Z1 Tỷ số truyền cặp bánh trụ thẳng hộp giảm tốc i2 = Z 21 = = 1,16 Z 18 Tỷ số truyền cặp bánh : i3 = ic 200 = = 4,3 i1.i 40.1,16 Tính tốn chung - Cơng suất trục tính sau: + Công suất trục 1: ExdI N1 = N dc ηkn ηo2 = 7,5.1.0, 995 = 7, 46 kW + Công suất trục 2: N = N1.ηtvbv ηo2 = 7, 46.0, 75.0,995 = 5,56 kW + công suất trục 3: N3 = N3 ηbr η o2 = 5,56.0, 97.0, 98 = 5, 28 kW Công suất trục 4: N = N ηbr ηo2 = 5, 28.0,97.0,98 = 5, 02 Với: - Hiệu suất truyền khớp nối: η kn = - Hiệu suất truyền trục vít, bánh vít: - Hiệu suất truyền bánh răng: - Hiệu suất cặp ổ lăn: η = 0,75 η3 = 0,97 η4 = 0,995 - Hiệu suất cặp ổ trượt: η5 = 0,98 - Số vòng quay trục: + Số vòng quay trục 1: n1 = ndc = 1460 vg/ph + Số vòng quay trục 2: n2 = n1 1460 = = 36,5 i1 40 vg/ph + Số vòng quay trục 3: n3 = n3 36,5 = = 31,5 i3 1,16 vg/ph kW + Số vòng quay trục 4: n4 = n3 31,5 = = 7,3 i3 4,3 vg/ph - Mômen trục: + Mômen trục 1: N1 7, 46 = 9,55.10 = 0, 05.10 n1 1460 M = 9,55.106 Nmm + Mômen trục 2: M = 9,55.106 N2 5,56 = 9,55.106 = 1, 45.106 n2 36,5 Nmm + Mômen trục 3: M = 9,55.106 N3 5, 28 = 9,55.106 = 1, 6.106 n3 31,5 Nmm + Mômen trục 4: M = 9,55.106 N1 5, 02 = 9,55.10 = 6,56.10 n1 7,3 Nmm Ta có bảng Trục Số liệu i i1-2 = 40 n (vg/ph) 1460 N (kW) 7,46 0,05.106 i3-4 = 1,16 36,5 i5-6 = 4,3 31,46 7,3 5,56 5,28 5,02 1,45.106 1,6.106 6,56.106 M (Nmm) Chương Thiết kế truyền 1.1 1.2 - - 1.3 1.4 Thiết kế truyền trục vít – bánh vít Chọn vật liệu - Trục vít: thép 40CrMo, cấp xác chế tạo: - Bánh vít: Đồng mác Бp.Ò10-1( σch = 100; σbk = 180) Định ứng suất cho phép ứng suất tiếp xúc cho phép: + Khi bánh vít chế tạo đồng có tính chống dính cao + Chu kỳ ứng suất N = 107 Tra bảng 4-4[1] ta [σ]tx = 160 N/mm2 ứng suất uốn cho phép + Bánh vít quay chiều N 106 Tra bảng 4-4[1] ta [σ]ou = 50 N/mm2 Chọn số mối ren trục vít, số bánh vít Chọn sơ mối ren trục vít Z1 = 1; i1 = 40, ta có Z2 = Z1.i1 = 1.40 = 40 Số vòng quay thực: Z n2 = n1 = 1460 = 36,5 Z2 40 Định mức mơđun m hệ số đường kính q theo sức bền tiếp xúc  1, 45.106  K N 3 m q≥   [ σ ] Z2 ÷ ÷ n3 tx   Với N2; n2 ta có: 2  1, 45.106  K N  1, 45.106  1,1.5,56 3 m q≥  =  = 20,3 ÷  [ σ ] Z2 ÷ ÷ n2 160.40 36,5   tx   ⇒ 1.5 Theo bảng 4-6[1] ta chọn m = 10 q=8 Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất hệ số tải trọng + Vận tốc trượt vt có phương tiếp tuyến ren trục vít (m/s) m.n1 6.1460 2 vt = Z12 + q = + = 3, 19100 19100 + Hiệu suất η truyền trục vít m/s η = (0,96  ÷0,98) tg λ tg ( λ + ρ ') λ : góc nâng ren, tra theo bảng 4-7 [1] ⇒ λ = 7°07’30” = 7,125° ρ’: góc ma sát tương đương, ρ’ ≈ ρ , tra bảng 4-8 [1] ta ⇒ Theo bảng ρ’ ≈ ρ = arctgf = 1°26’ ÷ 1°43’ Chọn ρ’ ≈ ρ = 1°30’ = 1,5° Vậy ta có: tg λ tg 7,125 η = (0,96  ÷0,98) = 0,96 = 0, 79 tg ( λ + ρ ') tg (7,125 + 1, 5) ⇒ η ≥ η sb = 0, 79 ≥ 0, 75 + Hệ số tải trọng K K = Ktt.Kđ Ktt: hệ số tập trung tải trọng : ktt = Kđ: hệ số tải trọng động : Kđ = 1,1 ⇒ K = 1.1,1 = 1,1 + Vận tốc vòng v2 bánh vít v2 = π d n π m Z n π 10.40.36,5 = = = 0, 76 60.1000 60.1000 60.1000 Chọn cấp xác 1.6 Kiểm nghiệm sức bền uồn bánh vít 15.106.K N σu = ≤ [σ ]u m Z2 y.q.n Trong đó: Z td = Z2 40 = = 40,94 3 cos λ cos (7,125°) Hệ số dạng y tra theo bảng 3-18[1]: y = 0,49 Vậy ta có: m/s σu = 1.7 1.8 15.106.K N 15.106.1,1.5,56 = = 16 ≤ [ σ ] u = 50 m3 Z2 y.q.n 103.40.0, 49.8.36,5 Thỏa mãn điều kiện bền Kiểm nghiệm sức bền bánh vít chịu tải đột ngột σ txqt = σ tx K qt ≤ [ σ ] txqt Trong đó: Kqt = 1,6÷1,8 chọn Kqt = 1,6 [σ]txqt = 4.σch = 4.100 = 400 ([σ]txqt - ứng suất tải đột ngột cho phép) Vậy ta có: σ txqt = σ tx K qt = 160 1, = 202, ≤ [ σ ] txqt = 400 Nmm Xác định thông số hình học chủ yếu truyền + Chiều dài phần có ren trục vít: ξ = 0,5; Z1 = Dựa vào bảng 4-2[1] với ta có: L ≥ (11 + 0, 06 Z ) m = ( 11 + 0, 06.40 ) 10 = 134 mm + Khoảng cách trục A: A = 0,5.m.(q + Z + 2.ξ ) = 0,5.10.(8 + 40 − 2.0,5) = 235 mm + Môđun: A 2.235 m= = = 10(mm) q + Z + 2.ξ + 40 − 2.0,5 + Hệ số đường kính: q= d c1 = 10 m + Hệ số chiều cao răng: f0 = + Chiều cao đầu răng: h’ = (f0 + ξ)m = (1 – 0,5)10 = 5, mm + Chiều cao chân răng: h” = (f0 + c0 + ξ)m = (1+0,25-0,5)10 = 7,5 mm + Hệ số khe hở hướng tâm: c0 = 0,25, mm + Bước ren trục vít: t = π.m = π.10 = 31,4 mm + Bước xoắn ốc ren trục vít: S = t.Z1 = 31,4.1 = 31,4 mm + Góc profin mặt cắt dọc: α = 20º + Góc vít λ hình trụ chia trục vít: tg λ = Z1 = = 0,125 q 10 d2 ≥ M td 1334405,8 =3 = 60, 0,1.[ σ ] 0,1.60 d3 ≥ M td 1317987, =3 = 60,3 0,1.[ σ ] 0,1.60 Vậy ta chọn đường kính trục nhỏ 50 mm Đường kính trục tiết diện lắp bánh vít 80 mm Đường kính trục tiết diện lắp bánh trụ 60 mm Sơ trục bánh vít: 152 10 87 Ø90 Ø60 67  50 68  80  60 32 329 c Hình Sơ trục bánh vít Trục (trục bánh thẳng) Biểu đồ mô men lực tác dụng lên trục bánh thể 32 YE YF P4 Pa4 Pr4 XE a=56,75 XF b=56,75 Muyoz 191988 Nmm 1045669,8 Nmm Muxoz 1600000 Nmm Hình 10 Biểu đồ nội lực tác dụng lên trục - Xét mặt phẳng Y: d ∑ M Ey =Pa 24 − Pr a + YF (a + b) = Pr a 6766,1.56, 75 = = 3383, 05 N (a + b) 56, 75 + 56, 75 YF = YE = Pr − YF = 6766,1 − 3383, 05 = 3383, 05 N - Xét mặt phẳng X: ∑M XF = Ex = − X F (a + b) + P4 a = P4 a 18589, = = 163,8 N a + b 56, 75 + 56, 75 X E = P4 − X F = 18589, − 163,8 = 18425,9 N 33 Mx Trong đó: a =b = B3 b 35 58,5 + k1 + = + 10 + = 56, 75mm 2 2 Tính mơ men tiết diện nguy hiểm: - xét tiết diện (1 – 1) M uyt = YE a = 3383, 05.56, 75 = 191988 Nmm M uyp = M uyt + Pa d4 144 = 191988 + = 191988 Nmm 2 M ux = X E a = 18425,9.56, 75 = 1045669,8 Nmm M u = M ux2 + M uy2 = 1045669,82 + 1919882 = 1063148,5 Nmm Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm M td d≥3 0,1.[ σ ] Trong đó: M td = ( Mu ) + 0, 75(M x ) = 1063148,52 + 0, 75.(1, 6.106 ) = 1746506 Nmm Với trị số ứng suất cho phép [σ ] thép chế tạo trục tra bảng (7 – 2)[1] [ σ ] = 70 thép chế tạo trục vít 40CrMo ta chọn Vậy ta có đường kính tiết diện nguy hiểm là: M td 1746506 d4 ≥ =3 = 47,8mm 0,1.[ σ ] 0,1.90 Vậy chọn đường kính vị trí lắp bánh d = 50 mm Đường kính nhỏ d = 40 mm Sơ trục số thể đây: 34 150 51 75 Ø50 Ø40 Ø40 1,5x45° Hình 11 Sơ trục 2.3 Tính xác trục Tính cho trục (trục vít – trục dẫn) Tính cho tiết diện nguy hiểm: n= nσ nτ ≥ [ n] nσ + nτ Do trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kỳ đối xứng M σ a = σ max = −σ = u W σm = Vậy nên: nσ = σ −1 kσ σ +ψ σ σ m εσ β a Do truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động τa =τm = τ max Mx = 2W0 Vậy: nτ = Giới hạn xoắn: τ −1 kτ τ + ψ ττ m ετ β a σ −1 = 0, 45.σ b = 0, 45.950 = 427,5 τ −1 = 0, 25.σ b = 0, 25.950 = 237,5 35 N/mm2 N/mm2 Mặt khác ta có: σa = M u M u 419967,9 = = = 15, π 653 W πd3 32 32 τa = τm = - chọn τ max Mx 0, 05.106 = = = 0,5 π 653 2W0 16 ψ σ = 0,15 ψ τ = 0,1 ; thép hợp kim ε σ = 0, 65; ετ = 0, 65 - hệ số kích thước: theo bảng – 4[1] kσ = 2, 45; kτ = 1, - Hệ số tập trung ứng suất uốn xoắn: , theo bảng – 6[1] Ta có tỷ số: kτ 1, k 2, 45 = = 2, 62 σ = = 3, 76 ετ 0, 65 ε σ 0, 65 ; Từ ta có: σ −1 427,5 nσ = = = 7, kσ 3, 76.15, + 0,15.0 σ +ψ σ εσ β nτ = a τ −1 σ kτ τ +ψ ττ m ετ β a m = 237, = 174, 2, 62.0,5 + 0,1.0,5 Suy ra: n= nσ nτ nσ + nτ = 7, 2.174, = 93, ≥ [ n] ≈ 1,5 ÷ 2,5 7, + 174, Tính cho trục (trục bánh vít – trục bị dẫn) Tính cho tiết diện nguy hiểm: n n n = σ τ ≥ [ n] nσ + nτ Do trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kỳ đối xứng M σ a = σ max = −σ = u W 36 σm = Vậy nên: σ −1 nσ = kσ σ +ψ σ σ m εσ β a Do truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động τa =τm = Vậy: nτ = Giới hạn xoắn: τ max Mx = 2W0 τ −1 kτ τ + ψ ττ m ετ β a σ −1 = 0, 45.σ b = 0, 45.950 = 427,5 τ −1 = 0, 25.σ b = 0, 25.950 = 237,5 N/mm2 N/mm2 - Ta kiểm nghiệm cho tiết diện chịu tải lớn (1 – 1) M σ a = σ max = u W τa =τm = τ max Mx = 2W0 Tra bảng – 3b[1] ta có: W = 44700 mm3 W0 = 95000 mm3 Vậy ta có: σa = M u 451402,3 = = 10,1 W 44700 τ max M x 1, 45.106 τa =τm = = = = 7, 2W0 2.95000 - chọn ψ σ = 0,15 ψ τ = 0,1 ; thép hợp kim 37 - hệ số kích thước: ε σ = 0, 62; ετ = 0, 62 theo bảng – 4[1] kσ = 3,5; kτ = 2,1 - Hệ số tập trung ứng suất uốn xoắn: , theo bảng – 6[1] Ta có tỷ số: kτ 2,1 k 3,5 = = 3, σ = = 5, ετ 0, 62 ε σ 0, 62 ; Từ ta có: σ −1 427,5 nσ = = = 7, kσ 5, 6.10,1 + 0,15.0 σ +ψ σ εσ β nτ = σ a τ −1 kτ τ + ψ ττ m ετ β a m = 237,5 = 8,9 3, 4.7, + 0,1.7, Suy ra: n= nσ nτ nσ + nτ = 7, 6.8,9 = 15, ≥ [ n ] ≈ 1,5 ÷ 2,5 7, + 8,9 - Kiểm nghiệm cho tiết diện (2 – 2) Dựa vào biểu đồ ứng suất tiết diện (2 – 2) ta có: + Hệ số an tồn xét riêng cho ứng suất tiếp: nτ = τ −1 kτ τ +ψ ττ m ετ β a ≥ [ n] τ −1 = 0, 25.σ b = 0, 25.950 = 237,5 N/mm2 Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động nên: τ max M x 1, 45.106 τa =τm = = = = 17,1 603 2W0 2.π 16 ψ τ = 0,1 thép hợp kim, hệ số tăng bền β=1 ετ = 0, 65 - hệ số kích thước: theo bảng – 4[1] - chọn 38 kτ = 1,81 - Hệ số tập trung ứng suất uốn xoắn: Ta có tỷ số: kτ 1,81 = = 2,8 ετ 0, 65 Vậy ta có: nτ = τ −1 = kτ τ +ψ ττ m ετ β a , theo bảng – 6[1] 237,5 = 4, 78 ≥ [ n ] ≈ 1,5 ÷ 2,5 2,8.17,1 + 0,1.17,1 + Hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất pháp: nσ = σ −1 kσ σ +ψ σ σ m εσ β a ≥ [ n] σ −1 = 0, 45.σ b = 0, 45.950 = 427,5 N/mm2 Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động nên: M M 400271, σ a = σ m = u = u3 = = 18,8 π 603 W πd 32 32 ψ σ = 0,15 thép hợp kim, hệ số tăng bền β=1 ε σ = 0, 65 - hệ số kích thước: theo bảng – 4[1] k σ = 3,1 - Hệ số tập trung ứng suất uốn xoắn: , theo bảng – 6[1] Ta có tỷ số: kσ 3,1 = = 4,8 ε σ 0, 65 - chọn Vậy ta có: nσ = σ −1 kσ σ +ψ σ σ m εσ β a = 427,5 = 4, ≥ [ n] ≈ 1,5 ÷ 2,5 4,8.18,8 + 0,15.18,8 Tính cho trục Tính cho tiết diện nguy hiểm: 39 n= nσ nτ nσ + nτ ≥ [ n] Do trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kỳ đối xứng M σ a = σ max = −σ = u W σm = Vậy nên: nσ = σ −1 kσ σ +ψ σ σ m εσ β a Do truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động τa =τm = Vậy: nτ = Giới hạn xoắn: τ max Mx = 2W0 τ −1 kτ τ +ψ ττ m ετ β a σ −1 = 0, 45.σ b = 0, 45.950 = 427,5 τ −1 = 0, 25.σ b = 0, 25.950 = 237,5 N/mm2 N/mm2 - Ta kiểm nghiệm cho tiết diện chịu tải lớn (1 – 1) M σ a = σ max = u W τa =τm = τ max Mx = 2W0 Tra bảng – 3b[1] ta có: W = 10650 mm3 W0 = 22900 mm3 Vậy ta có: 40 σa = τa =τm = - chọn M u 1063148,5 = = 99,8 W 10650 τ max Mx 1, 6.106 = = = 34,9 2W0 2.22900 ψ σ = 0,15 ψ τ = 0,1 ; thép hợp kim ε σ = 0, 67; ετ = 0, 67 - hệ số kích thước: theo bảng – 4[1] kσ = 3,5; kτ = 2,1 - Hệ số tập trung ứng suất uốn xoắn: , theo bảng – 6[1] Ta có tỷ số: kτ 2,1 k 3,5 = = 3,1 σ = = 5, ετ 0, 67 ε σ 0, 67 ; Từ ta có: σ −1 427,5 nσ = = = 0,8 kσ 5, 2.99,8 + 0,15.0 σ +ψ σ εσ β nτ = a τ −1 σ kτ τ + ψ ττ m ετ β a m = 237,5 = 2,12 3,1.34,9 + 0,1.34,9 Suy ra: n= nσ nτ nσ + nτ = 0,8.2,1 = 15, ≥ [ n ] ≈ 1,5 ÷ 2,5 0,8 + 2,1 Tính chọn then 2.4 - Tính chọn then lắp bánh vít: Tra bảng 7-23 [1] , ta chọn loại then có: b = 24 (mm); h = 14 (mm); t = (mm); t1 = 7,2 (mm); k = 8,7 (mm) Chiều dài then chỗ lắp bánh vít là: l = 0,8.lm = 0,8 68 = 54,4 (lm : chiều dài moayơ ) 2.M x d k l Kiểm nghiệm sức bền dập: σd = ≤ [σ]d [σ]d = 150 N/mm Theo bảng 7-20 [1] 41 σd = 1, 45.106 = 38, 80.8, 6.54, N/mm2 < [σ]d 2.M x d b.l - Kiểm nghiệm sức bền cắt: τc = ≤ [τ]C [τ]c = 120 N/mm Theo bảng 7-21[1] 1, 45.106 τc = = 13,9 80.24.54, (N/mm2) Vậy then đủ bền Tính chọn then lắp bánh răng: Tra bảng 7-23 [1] , ta chọn loại then có: b = 18 (mm); h = 11 (mm); t = 5,5 (mm); t1 = 5,6 (mm); k = 6,8 (mm) Chiều dài then chỗ lắp bánh vít là: l = 0,8.lm = 0,8 87 = 69,6 (lm : chiều dài moayơ ) 2.M x d k l Kiểm nghiệm sức bền dập: σd = ≤ [σ]d [σ]d = 150 N/mm Theo bảng 7-20 [1] σd = 1, 45.106 = 51 60.6,8.69, N/mm2 < [σ]d 2.M x d b.l Kiểm nghiệm sức bền cắt: τc = ≤ [τ]C [τ]c = 120 N/mm Theo bảng 7-21[1] 1, 45.106 τc = = 19,3 60.18.69, (N/mm2) Vậy then đủ bền 4.1 - Chương Tính chọn ổ lăn Trục vít Đối với trục vít, ta lựa chọn ổ đũa côn đỡ chặn (ΓOCT 333 – 59) Chọn kích thước ổ theo hệ số khả làm việc tải trọng va đập Dự kiến chọn ổ đũa đỡ chặn cỡ trung loại 7313 bảng 18P[1]: có β=11,5° Ta có sơ đồ sau: 42 A B RA Pa1 SA RB SB Hình 12 Sơ đồ lực tác dụng Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức: C = Q.(n.h)0,3 ≤ CBang (*) Trong đó: h: thời gian phục vụ: h = 5000h n: số vòng quay: n = 1460 vg/ph Tải trọng tương đương Q: Q = (KV R + m Ax ) K n K t (daN) Trong đó: m = 1,8 theo bảng (8 – 2)[1] Kt = 1,5 theo bảng (8 – 3)[1] Kn = theo bảng (8 – 4)[1], nhiệt độ làm việc đến 100℃ Kv = theo bảng (8 – 5)[1] Vậy ta có: RA = X A2 + YA2 = 6252 + 574,82 = 849 RB = X B2 + YB2 = 6252 + 2064 = 2156, S A = 1,3.R A tg β = 1,3.849.tg (11,5°) = 224, S B = 1, 3.R B tg β = 1, 3.2156, 6.tg (11,5°) = 570, Theo sơ đồ lực hình vẽ ta có: Tổng lực chiều trục tác dụng lên cặp ổ bằng: AT = S A + Pa1 − S B = 224, + 7250 − 570, = 6904, Vậy lực AT hướng gối phải, gối phải chịu lực dọc trục Tải trọng: Q1 = (KV R + m Ax ) K n K t = (1.849 + 1,8.0).1.1 = 849 N = 84,9daN Q2 = (KV R + m Ax ) K n K t = (1.2156, + 1,8.6904, 2).1.1 = 14584,16 N = 1458, 4daN Nhận thấy Q1 < Q2: ta chọn ổ đỡ cho gối phải, gối trái lấy kích thước với gối phải cho tiện việc chế tạo lắp đặt Thay vào công thức (*) ta được: 43 C = 1458, 4.(1460.5000) 0,3 = 167060 ≤ CBang = 230000 4.2 Vậy ổ chọn đủ bền Đối với trục bánh vít – Ta lựa chọn ổ đũa đỡ chặn (ΓOCT 333 – 59) Chọn kích thước ổ theo hệ số khả làm việc tải trọng va đập Dự kiến chọn ổ đũa côn đỡ chặn cỡ trung loại 7312 bảng 18P[1]: có β=11,5° Ta có sơ đồ sau: Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức: C = Q.(n.h)0,3 ≤ CBang (*) Trong đó: h: thời gian phục vụ: h = 5000h n: số vòng quay: n = 36,5 vg/ph Tải trọng tương đương Q: Q = (KV R + m Ax ) K n K t (daN) Trong đó: m = 1,8 theo bảng (8 – 2)[1] Kt = 1,5 theo bảng (8 – 3)[1] Kn = theo bảng (8 – 4)[1], nhiệt độ làm việc đến 100℃ Kv = theo bảng (8 – 5)[1] Vậy ta có: RC = X C2 + YC2 = 5915, 62 + ( −2224,1) = 6319,8 RD = X D2 + YD2 = 2167, + (−1295, 6) = 2525, SC = 1,3.R C tg β = 1,3.6319,8.tg (11,5°) = 1671,5 S D = 1, 3.R D tg β = 1,3.2525, 4.tg (11, 5°) = 667, Ta có sơ đồ lực tác dụng lên trục bánh vít: C D RC Pa3 Pa2 SC RD SD Hình 13 Sơ đồ lực tác dụng Tổng lực chiều trục tác dụng lên cặp ổ bằng: 44 AT = SC − Pa + Pa − S D = 1671,5 − 1250 + − 667,9 = −246, Vậy lực AT hướng gối trái, gối trái chịu lực dọc trục Tải trọng: Q3 = (KV R + m Ax ) K n K t = (1.6319,8 + 1,8 −246, ).1.1 = 6763 N = 676,3daN Q4 = (KV R + m Ax ) K n K t = (1.2525, + 1,8.0).1.1 = 2525, N = 252,54 daN Nhận thấy Q4 < Q3: ta chọn ổ đỡ cho gối trái, gối phải lấy kích thước với gối phải cho tiện việc chế tạo lắp đặt Thay vào công thức (*) ta được: C = 676,3.(36,5.5000)0,3 = 25616, ≤ CBang = 194000 Vậy ổ chọn đủ bền - - Chương Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc Vỏ hộp Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường tâm trục để việc lắp ghép dễ dàng Theo bảng (10 – 9)[1] ta chọn kích thước vỏ hộp sau + Chiều dày thành thân hộp giảm tốc: δ = 0, 04 A + = 0, 04.235 + = 11, mm chọn δ = 12 mm + Chiều dày thành nắp hộp: δ1 = δ = 11, mm chọn δ = 12 mm + Chiều dày mặt bích thân: b = 1,5.δ = 1,5.12 = 18mm + Chiều dày mặt bích nắp: b1 = 1,5.δ = 1,5.12 = 18mm + Chiều dày đế hộp khơng có phần lồi: p = 2,35.δ = 2,35.12 = 28, 2mm + Chiều dày gân thân hộp: Chọn p = 28 m = 0,85.δ = 0,85.12 = 10mm + Chiều dày gân nắp hộp: m1 = 0,85.δ1 = 0,85.12 = 10mm + Đường kính bulơng nền: 45 d n = 0, 036 A + 12 = 0, 036.235 + 12 = 20,5 Chọn dn = 20 mm + Đường kính bulơng khác: d1 = 0, d n = 0, 7.20 = 14 - cạnh ổ: mm d = 0,5d n = 0,5.20 = 10 - Ghép lắp nắp vào thân: mm d3 = 0,5d n = 0,5.20 = 10 - Ghép lắp ổ: mm + Số lượng bulông nền: n= L+B 340 + 348 = = 3, 200 ÷ 300 200 Trong đó: L: Chiều dài hộp giảm tốc, lấy sơ bộ: 340 mm B: chiều rộng hộp giảm tốc, lấy sơ bộ: 348 mm Chọn n = 46 ... 1, 16 .18 = 21 Hệ số dạng y tra theo bảng – 18 [1] ta được: y1 = 0,4 61; y2 = 0,478 Môđun m theo bánh bị dẫn theo bảng – 16 [1] ta có: 19 ,1. 106.K N m≥ y.Z.n ψ m [ σ ] u Suy ra: m≥ 19 ,1. 106.K N 19 ,1. 106 .1, 3.5,56... 60 .10 00 60 .10 00.(i + 1) m/s Ta có: A= Vậy suy ra: v= 2.7 2.8 Z3 + Z 18 + 21 mn = = 11 7 2 mm π d n 2π A.n 2.π 11 7.36,5 = = = 0, 60 .10 00 60 .10 00.(i + 1) 60 .10 00. (1, 16 + 1) Tra bảng – 11 [1] chọn cấp... + Pa1 d1 80 = 11 1942,3 + 7250 = 4 019 42,3 Nmm 2 M ux = X A a = 625 .19 4, 75 = 12 1 718 , 75 Nmm M u = M ux2 + M uy2 = 12 1 718 ,752 + 4 019 42,32 = 419 967,9 Nmm Tính đường kính trục tiết diện (1 – 1) d≥