Thiết kế hệ dẫn động cơ cấu nâng

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế hệ dẫn động cơ cấu nâng

Lời nói đầu

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chơng trình đào tạo kỹ s cơ khí đặc biệt là đối với kỹ s nghành chế tạo máy Đồ án môn học Chi Tiết Máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môm học nh: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.

Nhiệm vụ đợc giao là thiết kế hệ dẫn động cơ cấu nâng gồm có hộp giảm tốc côn trụ và bộ truyền đai dẹt Hệ đợc dẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền đai, hộp giảm tốc và khớp nối sẽ truyền chuyển động tới tang

Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lợng kiến thức tổng hợp còn có những mảng cha nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của em không thể tránh đợc những sai sót Em rất mong đợc sự hớng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em cũng cố và hiểu sâu hơn , nắm vững hơn về những kiến thức đã học hỏi đợc.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Đoàn Yên Thế đã trợc tiếp hớng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ! ! !

B Thiết kế các bộ truyền 8

I Chọn vật liệu: 8

II Xác định ứng suất cho phép: 8

III Tính bộ truyền cấp nhanh 10

IV Tính bộ truyền cấp chậm: 15

Xác định khoảng cách các đoạn trục : 29

+ Khoảng cách các đoạn trục phía trong hộp giảm tốc lấy theo kích thớc trục II 29

ΣY = FY33 + FY30 - FY31 = 0 29

ΣMox = FY33.l32 - FY31.(l32 + l33) + FZ33 = 0 29

III Tính mối ghép then 31

IV Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 34

V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh .40

D ổ lăn 41

I Tính cho trục 1 41

II.Tính cho trục 2 44

d = 25(mm) ; D = 62(mm) ; T = 25,25(mm) ; C = 45,5(KN) ; C0 = 36,6(KN).46III Tính cho trục III 46

E Nối trục đàn hồi 49

I-Phơng pháp lắp ráp các tiết máy trên trục 61

II- Phơng pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền 61

III.Phơng pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn 62

Tài liệu tham khảo 62

Trong đó: Pct là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).Pt là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).η là hiệu suất truyền động.

- Hiệu suất truyền động: η = η4o.ηcbr.ηtbr.ηd

Trong đó: ηo là hiệu suất của một cặp ổ lăn ηc

br là hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn.ηt

br là hiệu suất của bộ truyền bánh răng nón ηd là hiệu suất của bộ truyền đai.

Thay số: η = 0,994 0,96 0,97 0,95 = 0,84- tính pt :

+ Trớc hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ ts = .100 66,66

⇒ ts > 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì

⇒ Pct=

+Xác định P1 , P2 : khi tính sơ bộ ta bỏ qua ma sát ở puli F =G/2 = 1100/2 =5500(N)

Vd =2V =2 0,35 = 0,7 (m/s)

⇒ P1 = 3,851000

(kw) Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có:

P2 = 0,3P1 = 0,3 3,85 = 1,16 (kw) ⇒ Pct =

= = 3.38(kw)- Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện.

+ Tính số vòng quay của trục tang : nlv =

- Tỉ số truyền của cơ cấu : Ut = Un.Uh

- Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ Un =Ud = 2 Uh =16 Ut = 16 2 = 32

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nlv Ut

Trong đó: nsb là số vòng quay đồng bộ

nlv là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục tang Ut là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống

- Thay số nsb = 32.45 = 1440 (v/p) ; chọn ndb = 15000 (v / p) - Chọn quy cách động cơ:

- Với những số liệu đã tính đợc kết hợp với yêu cầu mở máy và phơng pháp lắp đặt động cơ tra bảng ta đợc động cơ với ký hiệu:

Với Pdc = 4 (kw) ; ndc= 1420 (v/p); và dn

= 2 > =TTmm

cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục:

- Xác định tỷ số truyền Ut của hệ thống dẫn độngUt =

Trong đó: ndc là số vòng quay của động cơ nlv là số vòng quay của trục tang.

Thay số Ut =451420

= 14,09 Đây là hộp giảm tốc côn- trụ 2 cấp với Uh =14,09

Chọn Kbe= 0,3 , ψbd2= 1,2 , [ ]ko = 1 [ ]ko , C2 k= 21

= 1,1[ ]

()[ ](1 0,3).0,[ ]3.[ ]k 12,8k

- Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:- Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :

⇒ +trục III

P ηt 3,02.0,97.0,99 2,9br

N3 = n2/U2 = 160/3,57 =45 (v/p)

336

B Thiết kế các bộ truyền.I Chọn vật liệu:

- Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng nh nhau Theo bảng 6-1 chọn

Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có

HB = 241→285 lấy giá trị HB =245 ; σ 1 =850(Mpa) ; σch1 =580(Mpa)

Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng nhỏ hơn từ 10→15HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có

HB = 192→240 lấy giá trị HB =230 ; σ 2 =750Mpa ; σch2 =450Mpa

II Xác định ứng suất cho phép:

- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :70

σ ; SH =1,1 ; σ0Flim =1,8HB ; SF =1,75- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245 ; độ rắn bánh lớn HB2=230 σ0Hlim1 =2HB1 +70 =2.245+70 =560(Mpa)

N 6

Fo=4.10 với tất cả các loại thép

- Do bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nênNHE = 60.C.Σ(Ti/Tmax)3.ni tΣ

NFE = 60.C.Σ(Ti/Tmax)mF.ni tΣ

Trong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.

n là số vòng quay trong một phút.

tΣlà tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.Thay số NHE1 = 60.1.634.

13 + 3 .12000 = 15,62.107 > NHO1 lấy KHL1=1 Tơng tự NHE2 > NHO2 ⇒ KHL2 =1

NHE3 > NHO3 ⇒ KHL3 =1 Riêng NHE4 = 11,09.106 NHE4 < NHO4 ⇒ KHL46

04 / HE

Sơ bộ xác định đợc

[ ] 509(Mpa)1

[ ] 481,8(Mpa)1

[ ] 509(Mpa)1

[ ] 0,96 463,63( )1

-Tính NFE =60.C.Σ(Ti/Tmax)6.ni.tI NFE1 = 152,27.106>NFO⇒ KFL2 = 1 Tơng tự ta có : KFL2 = KFL3 = KFL4 = 1

-Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải , vì tải trọng đặt ở hai phía nên KFC = 0,7Theo 6-2a [ ]

KK.σσ =

Sơ bộ xác định đợc

σσ

-ựng suất tiếp xục cho phÐp khi quÌ tải

[ ] 0,8 0,8.450 360(Mpa)Mpa464580

III TÝnh bờ truyền cấp nhanh

1 Chiều dẾi cẬn ngoẾi cũa bÌnh cẬn chũ Ẽờng Ẽùc xÌc ẼÞnh theo cẬng thực

Thay sộ

Re=50 3,952 +1.3 47876.1,1 (1−0,25).0,25.3,95.481,82

Re=50.4,07.0,6842 =139,4( )mm2.XÌc ẼÞnh cÌc thẬng sộ Ẩn khợp

Tra bảng 6-22 ⇒ Z1p =17Sộ rẨng bÌnh nhõ

Z1=1,6.Z1p =1,6.17 =27,2 ⇒ lấy Z1 = 27ưởng kÝnh trung bỨnh vẾ mẬ Ẽun trung bỨnh

dm1=(1−0,5Kbe).de1 =(1−0,5.0,25)68,4 =60( )mm

MẬ Ẽun vòng ngoẾi theo (6.56)

m 2,5225

Theo bảng 6-8 tập 1 lấy trị số tiêu chuẩn mte=2,5( )mmTính lại giá trị mô đun ,số răng

⇒ mtm =mte(1−0,5Kbe) =2,5.(1−0,5.0,25) =2,187( )mm Z 27,37

lấy Z1= 27 răngSố răng bánh lớn

Z2=u.Z1 =3,95.27 =108,1lấy Z1= 108 răngTỷ số truyền thực

Góc côn chia

Đờng kính trung bình của bánh nhỏ

dm1=Z1.mtm.=27.2,187 =59,05(mm)Chiều dài côn ngoài

Re 0,5.mte ZZ2 0,5.2,5 272 1082 139,15( )mm

Trong đó

ZM là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Tra bảng 6-5 có Z =  13 

M 274 Mpa

Theo bảng 6-12 với xt = 0 , ZH =1,76Hệ số trùng khớp ngang theo (6.59a) Z

ε Theo 6.60 có

KH là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH=KHβ.KHα.KHv

KHα là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp

=δνTheo bảng 6-15 , 6-16 δH =0,006 ;g0 =56Vận tốc vòng tính theo công thức 6-22V= dmn 1,99(m/s)

π 1 1

Theo bảng 6-13 dùng cấp chính xác 8

Thay số () 7,4( / )95

Chiều rộng vành răng

b= Kbe.Re =0,25.139=34,75( )mm

=⇒ KHV

Thay số vào 6-58

Theo 6-1 ; 6-1a [ ] [ ]HvRXH,

H σ Z Z K

Trong đó với cấp chính xác 8 ứng với Ra≤2,5→1,25μm⇒ ZR =0,95ZV là hệ số xét đến ảnh hởng vận tốc vòng với v =1,99m/s ⇒ Zv =1Do Da <700 mm ⇒ KXH =1

[σH], =481,8.1.0,95.1 =457,7 (Mpa)⇒σH =463,4 > [σH], =457,7

Tính sai số δ = 100 1,23%4

Tính chiều rộng vành răng b = 34,75(σH/[σH])2 = 35,7 lấy b = 40 (mm)

4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Theo 6-65

T1:Mô men xoắn trên bánh chủ động T1 = 47876 (N.mm)mtm Mô đun trung bình mtm=2,187( )mm

b : Chiều rộng vành răng b = 40 (mm)

dm1Đờng kính trung bình của bánh chủ động dm1=60(mm)

Yβlà hệ số kể đến độ nghiêng của răng , với răng thẳng Yβ=1 Hệ số dịch chỉnh x1 = x2 = 0

Tra bảng 6-18 ta đợc YF1=3,8 ; YF2 =3,6

KF là hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF=KFβ.KFα.KFV

KFβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn

Kbe = 40/139 = 0,228

Kbeu(2 – Kbe) = 0,228.3,95(2 – 0.228) = 0,66 Tra bảng 6-21→KFβ =1,28

KFαlà 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 thẳng KFα = 1

KFV là hệ số kể đến tải trọng động xuát hiện trong vùng ăn khớp K

FV 2.T K Kd.b.1+

ν

Tra bảng 6-15,6-16 đợc δF =0,016;g0 =56

Thay số

Yεhệ số kể đến sự trùng khớp của răng Y 0,5873

Nh vậy độ bền uốn đợc đảm bảo

5 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Với Kqt=2,2 tra phần phụ lục , theo 6-48có

Nh vậy răng thỏa mãn điều kiện về quá tải

6 Các thông số và kích thớc của bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Chiều dài côn ngoài Re = 139 mm Mô đun vòng ngoài mte = 2,5 Chiều rộng vành răng bw = 40 mm

Góc nghiêng của răng β=0

Số răng bánh răng Z1 = 27 ; Z2 = 108Theo các công thức trong bảng 6-19 ta tính đợc :

Đờng kính chia ngoài de1 = 67,5 mm ; de2 =270 mmGóc côn chia 0

1 14,21 ;δ 75,79

Chiều cao răng ngoài he =5,5mm

Chiều cao đầu răng ngoài hae1= hae2 = 2,5( )mm

Chiều cao chân răng ngoài hfe1=hfe2 =3mm

ưởng kÝnh Ẽình rẨng ngoẾi dae1 = 72,35 mm ; dae2 = 271,23 mmưởng kÝnh trung bỨnh dm1 = 59,06 mm ; dm2 = 236,25 mm

IV TÝnh bờ truyền cấp chậm:

1 XÌc ẼÞnh sÈ bờ khoảng cÌch trừc

[ ]3

Thay vẾo tràn

Lấy aw =180 mm

2 XÌc ẼÞnh thẬng sộ Ẩn khợp , mẬ Ẽun

Theo 6-17 m=(0,01→0,02)aw =(0,01→0,02)180 ⇒m=1,65→3,3 theo bảng tiàu chuẩn 6-8 chồn m = 2,5 SÈ bờ chồn β =100 ⇒ cosβ = 0,9848

- XÌc ẼÞnh sộ rẨng

Theo cẬng thực 6-19 tập 1 Z () 2,5(3,57 1) 31,06180

Lấy tròn Z1 = 31 rẨng

Theo 6-20 Z2 =U2.Z1 = 3,57.31 = 110,56 lẾm tròn Z2 = 110 rẨng Tỹ sộ truyền thỳc u 3,55

1u.K.T.2.Z.Z.

ZM là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 đợc Z ()13M=274 MpaZH hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc

twbH sin2

= với β là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở b αt = αtw = arctg(tgα/cosβ) = arctg(tg200/cos11,720) = 20,390 tgβb = cosαt.tgβ = 0,19 ⇒βb = 110

Theo 6.37 εβ =bwsinβ/(π.m) = 66.sin11,720/(3,14.2,5) = 1,4

Do đó Zεlà hệ số kể đến sự trùng khớp của răng đợc tính theo công thứcZ

 +−

ua.v.g.δν =Vận tốc vòng

60000n.d w1 1π

Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 9

Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1→δH =0,002;g0 =73

( )mma

Vậy KH=1,04.1.1,007=1,18 Thay vẾo 6-33

XÌc ẼÞnh chÝnh xÌc ựng suất cho phÐp :

Theo 6-1 vẾ 6-1a [ ] [ ]σH = σH ZV.ZR.KXHVỨ V≤5(m/s)⇒ZV =1

Cấp chÝnh xÌc 9 Ra=2,5→1,25( )μm ⇒ZR =0,95ưởng kÝnh Ẽình rẨng da1<700;da2 <700⇒KXH =1

[ ]σH = 486,36.1.0,95.1= 462,04(Mpa)Do Ẽọ σH <[ ]σH

TÝnh sai sộ δ = .100 0,03%04

4 Kiểm nghiệm rẨng về Ẽờ bền uộn

Theo 6-43

Trong Ẽọ:

T2 MẬ men xo¾n tràn bÌnh chũ Ẽờng T2 = 179706(N.mm)m MẬ Ẽun phÌp m=2,5 (mm)

bw Chiều rờng vẾnh rẨng bw=54( )mm

dw3 ưởng kÝnh vòng lẨn bÌnh chũ Ẽờng dw3 = 79,15 (mm)Yε Hệ sộ kể Ẽến sỳ trủng khợp cũa rẨng

Yαε ε

= vợi εα hệ sộ trủng khợp ngang 0,587

εα = ⇒Yε = =

Yβ Hệ sộ kể Ẽến dờ nghiàng cũa rẨng do 0,921140

β= 0 →Yβ = − =

YF3,YF4 Hệ sộ dỈng rẨng cũa bÌnh 3 vẾ bÌnh 4

Ta có Z 116,3cos

Tra bảng 6-18 đợc YF3 =3,8,YF4 =3,6

KF Hệ số tải trọng khi tính về uốn KF=KFβ.KFα.KFVTrong đó:

KFβ= 1,1 Tra bảng 6-7 với ψ =0,68bdKFα= 1,37 tra bảng 6.14

KFV = 1 +

với

Trong đó: δF =0,006; ν = 0,66; g0=73 069

→KFV=1+2.2179706,069.54.1.79,1.,115,37 =1,016

KF=1,1.1,37.1,016 = 1,53Thay vào 6.43 ta có

⇒ [σF3] = 212.1.1,016.1 = 215 (Mpa) ⇒ [σF4] = 224.1.1,016.1 = 227,6 (Mpa)Nh vậy độ bền uốn thoả mãn

5 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Theo 6.48 Kqt= 1,3T

σHmax =σHKqt = 461,9 1,3 = 526,65(Mpa) <[ ]σH max σF3max =σF3.Kqt =105,41.1,3=137,03<[ ]σF3max

ưởng kÝnh vòng chia d3=79,15 mm:d4=280,85 mmưởng kÝnh Ẽình rẨng da3=86,25mm;da4=287,95mmưởng kÝnh ẼÌy rẨng df3=70,28 mm;df4=271,98mm

d2 = UẼ.d1.(1-ε) = 2,24.180.( 1- 0,01 ) = 399,17 mm vợi ε = 0,01 lẾ hệ sộ trùt ⇒ lấy d2 theo tiàu chuẩn d2 =400mm

tì sộ truyền thỳc tế : Utt = d2/d1(1-ε) = 400/180.(1-0,01) =2,245- theo (4.3):

as = (1,5 2)(d… 1+ d2) = 870 1160 (mm)… Lấy as =1000(mm)

- theo (4.4) chiều dẾi Ẽai

l = 2as + π.(d1 + d2)/2 + (d2 – d1)2/4as = 2923(mm)tủy theo cÌch nội Ẽai cờng thàm tử 100 400 (mm).…

Sộ vòng chỈy cũa Ẽai i = v/l = 13,4/2,923 = 4,58 <= imax = 3 5(m/s)…TÝnh gọc Ậm tràn bÌnh nhõ :

Theo (4.7) α1 = 180 – 57(d2 – d1)/as = 167,50 > αmin =1500

3.Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai

- theo (4.9) ⇒ Ft = 1000.P1/v = 1000.3,18/13,4 =237 N

- theo bảng (4.80 tỉ số (δ/d1) nên dùng là 1/40 ⇒ δ =d1/40 = 4,5 mm- theo bảng 4.1 chọn loại đai b.800 có lớp lót trị số δt/c = 4,5 , số lớp là 3- ứng suất có ích cho phép xác định theo (4.10)

4.11chọn Cv = 0,97 4.12 chọn C0 = 1

⇒ [σF] = 2,25.0,96.0,97.1 = 2,095 Mpa- theo 4.8 : b = Ft.Kđ/[σF].δ Kđ = 1,1 (bảng 4.7)

⇒ b = 237.1,1/2,095.4,5 = 27,65(mm)theo bảng 4.1 lấy theo trị số tiêu chuẩn b = 32

⇒ chiều rộng bánh đai lấy B = 40 (bảng 9.10) sách thiết kế chi tiết máy

4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

- theo 4.12 F0 = σ0.b.δ = 2,25.32.4,5 = 324(N)

- theo 4.13 Fr = 2.F0.sin(α1/2) = 2.324.sin(167,5/2) = 644 (N)

C Thiết kế trục và theni Chọn vật liệu

Trục là bộ phận quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển động quay giữa các bánh răng ăn khớp Đồng thời , trục còn tiếp nhận đồng thời cả mômem uốn và mô men xoắn Mặt khác , theo yêu cầu thiết kế trục còn làm việc trong thời gian dài ( 5 năm , mỗi năm làm việc 300 ngày , mỗi ngày làm việc 8 giờ)

Do những yêu cầu và đặc điểm trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xác hình học cao Trục còn phảI đảm bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định dao động

Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu ngời thiết kế chọn vật liệu chế tạo hợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công từ đó ta chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có : σb = 600 Mpa

ω1 ω2 ω3Fa2

Hình Ia Lực tác dụng lên bộ truyền cấp nhanh

( )20

b.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp chậm

trong đó : - T là mô men xoắn trên trục

- [ ]τ Là ứng suất xoắn cho phép , đối với thép [ ]τ =12→20(Mpa) chọn [ ]τ =15(Mpa)

-Trục 1 25,215

2≥= Lấy d2 = 40 (mm)

3≥ = Lấy d3 = 60 (mm)

- ở đây lắp bánh đai lên đầu vào của trục I nên không cần quan tâm tới đờng kính trục động cơ điện

3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Chiều dài trục cũng nh khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động , chiều dài may ơ của các chi tiết quay , chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác

Theo bảng 10-2 tập 1 ta có thể xác định đợc chiều rộng ổ lăn b0 theo dsb( )mm ;b 23( )mm ;b 31( )mm

lm13=1,3.d1 =39 chọn lm13 = 39 (mm) lm23 = 1,3.d2 = 1,3.40 = 52 chọn lm23 = 52 (mm)

- Chiều rộng may ơ của bánh răng trụ cấp chậm

lm22 = 1,3.d2 = 1,3.40 = 52 chọn lm22 = 52 (mm) lm33 = 1,3.d3 = 1,3.60 = 78 chọn lm33 = 78 (mm) - Xác định chiều dài giữa các ổ

+Trục I

l11 = 2,8.d1 = 84 (mm)

lc12=0,5.(lm12 +b0)+k3 +hn trong đó b 1 là chiều rộng ổ b 1=19( )mm

K3 là khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ tra bảng 10-3 tập 1 ( )mm

15K3 =→

hnChiều cao nắp ổ và đầu bu lông , tra bảng 10-3 tập1 → hn =15( )mmlc12 là khoảng cách công xôn

lc12=0,5.(39+19) +15+15=59( )mm →l12 =−lc12 =59( )mm

⇒l13 =l11 +K1 +K2 +lm13 +0,5.(b01 −b13.cosδ1)

Trong đó :

K1,K2 là chiều rộng ổ 1 và ổ 2 , tra bảng 10-3 đợc K1 =12 ; K2 = 10lm13 Chiều dài may ơ của bánh răng côn trên trục 1

FX11 = 2605,5 (N)

ΣY = 0 ⇒ FY12 - FY10 - FY11 + FY13 = 0

ΣM0x = 0 ⇒ FY12.l12 + FY11.l11 – FY13 l13 + FZ13.dm1/2 = 0 FY10 = 800 (N)

FY11 = 416 (N) Biểu đồ mô men MX :

Mx1 = FY13.(l13 – l11) – FZ13.dm1/2 = 24900,4 (N.mm) Mx3 = FZ13.dm1/2 = 4271,6 (N.mm)

Mx0 = FY12.l12 = 37996 (N.mm)

Hình II Biểu đồ mô men MY.

MY1 = FX13.(l13 – l11) = 82681,2 (N.mm) Biểu đồ mô men xoắn MZ :

MZ = FX13.dm1/2 = 47825,4 (N.mm)

-Tính mô men uốn tổng Mj và mô men tơng đơng Mtdj tại các tiết diện thứ j trên chiều dài trục theo công thức :

MJ = M2yj +M2xj ; Mtđj = M2j +0,75.Tj2 Thay số :

-Tính đờng kính trục tại các tiết diện j theo công thức :[ ]

3 tdjj 0,1.

d lấy d13 = 20 mm b Trục II.

Dựa vào sơ đồ hình vẽ III để xác định phản lực tại các gối tựa

H×nh III

ΣX = 0 ⇒ FX22 – FX20 + Fx23 – FX21 = 0ΣMoy = 0 ⇒ FX22.l22 + FX23.l23 - FX21.l21 =0 FX21 = 2332,2 (N)

FX20 = 3671,4 (N)

ΣY = 0 ⇒ FY22 - FY23 - FY21 - FY20 = 0

ΣM0x = 0 ⇒ FY22.l22 – FY23 l23 + FY21.l21 - FZ22.dm2/2 – FZ23.dm3/2 = 0 FY21 = 514,5 (N)

FY20 = 249,6 (N) Biểu đồ mô men MX :

Mx2 = FY20.l22 = 249,6.59,5 = 14850 (N.mm) Bớc nhảy mô men Mx tại mặt cắt 2.

Mbn = FZ22.dm3/2 = 1663,7.79,15/2 = 65841,7 (N.mm)

Mx3 = FY21.(l21 – l23) = 514,5(183 – 102,4) = 41455,75 (N.mm) Bớc nhảy mô men Mx tại mặt cắt 3

Mbn = FZ23.dm2/2 = 67557,6 (N.mm) Biểu đồ mô men mY

MY2 = FX20.l22 = 3671,4.59,5 = 218445,9 (N.mm)

MY3 = FX21.(l21 - l23 ) = 2332,2 80,6 = 187916,1 (N.mm) Biểu đồ mô men xoắn T

⇒ Mtđ23 = 192434,52 +0,75.1914682 = 254020,3 (N.mm) M21 = 0 ⇒ Mtđ21 = 02 +0,75.18029,22 = 15613,8

⇒ đờng kính trục tại các tiết diện : d20 = 0

d22 = 18,363

5,269926

d23 = 17,963

d21 = 7,163

Xuất phát từ yêu cầu công nghệ ta chọn : d20 = 25 (mm)

d22 = 30 (mm) d23 = 30 (mm) d21 = 25 (mm)

c.Trục III

Xác định khoảng cách các đoạn trục :

+ Khoảng cách các đoạn trục phía trong hộp giảm tốc lấy theo kích thớc trục II + Xác định lực hớng tâm Fr của khớp nối :

Fr32 = 0,3.Ft23

Trong đó : Ft23 = 4382,6⇒ Fr32 = 0,3.4382,6 = 1314,8

+ Xác định phản lực tại các gối trục dựa vào sơ đồ hình vẽ IV: Phản lực theo phơng ox :

ΣX = FX32 + FX30 + FX31 – FX33 = 0

ΣMoY = FX32.l31 + FX33.l32 – FX31.(l33+ l32) = 0 ⇒ FX31 = 2139,8 (N)

FX30 = 928 (N)

Phản lực theo phơng oy : ΣY = FY33 + FY30 - FY31 = 0

FY30 = 663,3(N) + Biểu đồ mô men Mx :

MX33 = FY31.l33 = 1572,2 123,5 = 194164,3 (N.mm)

194164,3 N.mm

264267,5 N.mm130821,1 N.mm

615431,1 N.mm

Hình IV - Bớc nhảy mô men Mbn = FZ33.

MY30 = FX32.l31 = 1314,8.99,5 = 130821,1 (N.mm) MY33 = FX31.l33 = 2139,8.123,5 = 264267,5 (N.mm) + Biểu đồ mô men xoắn T

MZ33 = FX33.dm4/2 = 615431 (N.mm)

+ Tính mô men uốn tổng và mô men tơng đơng tại các tiết diện trên trục III M32 = 0 ⇒ Mtđ32 = 0,75.6154312 =532979(N.mm)

M30 = 130821,1 ⇒ Mtđ30 = 130821,12 +0,75.6154312 =548799,3(N.mm)

M33 = 264267,52 +194164,32 =327928,5(N.mm)

⇒ Mtđ33 = 327928,52 +0,75.6154312 =625782,4(N.mm) M31 = 0 ⇒ Mtđ31 = 532979 (N.mm)

+ Tính đờng kính trục tại các tiết diện của trục III d32 = 22,95

d30 = 23,263

d33 = 24,263

d31 = 22,9563

III Tính mối ghép then

- Then là một tiết máy tiêu chuẩn ta có thể chọn và tính then theo đờng kính trục và chiều dài may ơ Vì các trục trong đồ án này đều nằm trong hộp giảm tốc nên ta dùng then bằng

Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn then giống nhau trên cùng một trục *Trục 1

+Với d12 = 20 (mm) tra bảng 9-1a tập 1 có

b = 6(mm) ; h= 6(mm) ; t1 = 3,5 mm ; t2 = 2,8 mm ; 0,16≤ r ≤ 0,25

Chiều dài then l1 =(0,8 0,9 )lm12 = (0,8 0,9) 39 = 31,2 35,1 lấy l… … 1 = 34mm Công thức kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt

()[ ]d1

td dl h t

τ≤=