Đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc, Hộp giảm tốc 2 cấp được thiết kế để giảm tốc độ và tăng mômen xoắn của động cơ. Hộp giảm tốc có cấu tạo gồm hai hệ truyền động giảm tốc, mỗi hệ có một cặp bánh răng ăn khớp với nhau.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
1 Chọn xích ống con lăn vì rẻ hơn xích răng, và lại không yêu cầu bộ truyền làm việc êm, không ồn.
2 Theo bảng 6-3 với tỷ số truyền 𝑖 = n n 1
2= 14 5 0 362,5 = 4 Ta chọn số răng đĩa dẫn 𝑍1 = 23. Số răng đĩa bị dẫn [công thức (6-5)[1] :
Tính hệ số điều kiện sử dụng công thức (6-6):
Trong đó: 𝑘đ = 1 _ tải trọng êm.
𝑘đ𝑐 = 1,25 _ trục không điều chỉnh được
𝑘𝑏 = 1,5_ bôi trơn định kỳ.
𝑘𝑐 = 1,25_ bộ truyền làm việc hai ca.
Hệ số số răng đĩa dẫn:𝑘𝑧 = Zo Z 1 1 = 25 23 =1,08.
Hệ số vòng quay đĩa dẫn 𝑘𝑛 = no n 1 1= 14 5 0 16 00= 1,10 (lấy 𝑛𝑜1 = 1600 vg/ph) Công suất tính toán [công thức (6-7)]
Tra bảng (6-4) với n0100 vòng/phút, ta chọn được xích ống con lăn 1 dãy với bước xích t,875(mm) diện tích bảng lề là FQ,3 mm 2, b,73 có công suất cho phép [N] kW với loại xích này theo bảng (6-1) tìm được kích thước chủ yếu của xích, tải trong phá hỏng Q#000 N khối lượng một mét xích q=0,80 Kg.
4 khoảng cách trục A đến mắc xích x
Tìm số mắc xích [công thức (6-4)][1]:
Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây [công thức (6-16)] u=4V L
Theo bảng 6-7, số lần va đập cho phép trong 1 giây [u]E phải lớn hơn hoặc bằng điều kiện u ≤ [u] để thỏa mãn Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn, sử dụng công thức (6-3).
= 630 mm Để đảm bảo độ vỏng bình thường tránh cho xích bị căng quá, giảm khoảng cách
5 Tính vòng chia đĩa xích [công thức (6-1)][1]: Đĩa dẫn: d c 1 = t sin(180 0
7mm Đĩa bị dẫn: dc2= t sin(180 0
Lực tác dụng lên trục
Bộ Truyền nằm ngang kt = 1,15 Đĩa dẫn Đĩa bị dẫn
Số răng Z1#(mm) Z2(mm) Đường kính vòng chia(mm) dc1= 117(mm) dc2F5(mm) Khoảng cách trục A(mm) Ac0(mm)
Lực tác dụng lên trục (N) R76 N
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
I Bộ truyền bánh răng cấp nhanh (bánh trụ răng thẳng)
Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa.
- Bánh lớn thép 35 thường hóa.
2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uống cho phép a ứng suất tiếp xúc cho phép
Số chu kì làm việc của bánh lớn
Q.840.000 vòng số chu kì làm việc bánh nhỏ
Do đó đối với 2 bánh kN = 1 ứng suất tiếp xúc cho phép ( bảng 3-9) [1 ] bánh nhỏ [σ] tx1 = 2,6.190= 494 N/mm 2 bánh lớn [σ] tx 2 = 2,6.160= 416 N/mm 2 b ứng suất cho phép
Bánh răng nhỏ (toi cải thiện): n=1,5
Bánh răng lớn (toi cải thiện): n= 1,5
=>hệ số tập trung của ứng suất K σ =1,8
Giới hạn mõi của thép 45 thường hóa σ −1 = 0,43.600= 258 N/mm 2
Giới hạn mõi của thép 35 thường hóa σ −1 = 0,43.480= 206,4 N/mm 2 ứng suất cho phép của bánh nhỏ
1,8.1,5 ≈143N/mm 2 ứng suất cho phép của bánh lớn
3 sơ bộ lấy hệ số trọng tải K=1,3
4 chọn hệ số chiều rộng bánh răng Ψ A =b
5 Xác định khoảng cách trục
6 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
Vận tốc vòng ( công thức 3-18 )[1]
V=60.1000 2 π 1 85 (4,02 362,5 ± 1) = 1,4 m/s Vậy vận tốc này có thể chọn cấp chính xác = 9 ( bảng 3-11)[ 1]
7 Định chính xác hệ số tải trọng K và chiều rộng bánh răng.
Chiều rộng bánh răng b= Ѱ A= 0,3.192W , 6 mm lấy bXmm
Vì các bánh răng có độ rắn HB< 350 và làm việc với tải trọng không đổi nên Ktt 1 theo (bảng 3-13).
Gỉa sử b≤2,5.m n sinβ , với cấp chính xác 9 và vận tốc v= 3 m/s tra bảng (3-11) tìm được k đ =1,4
Vì trị số k không có sự chênh lệch nhiều so với dự đoán nên không cần phải tính lại khoảng cách trục.
8 Xác đinh Modun, số răng, góc nghiêng của bánh răng và chiều rộng bánh răng
ModuN được chọn theo khoảng cách A mn = (0,01 ÷ 0,02).A
Tổng số răng của hai bánh
2A 2.192 lấy Z1= 30 Số bánh răng lớn.
Chiều rộng bánh răng b= Ѱ A=0,3.192W,6 mm lấy bXmm
9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
Hệ số dạng răng (bảng 3-18)
Kiểm nghiệm ứng sức uốn tại bánh răng nhỏ ( công thức 3-35)[1] σ u1 ,1 10 6 K N y m n 2 Zn b ¿ 19,1.10 6 1,4.2,64
0,539 2,5 2 31.362,5 58 = 32,15 N/mm 2 < [σ] u 1= 96 N/mm 2 Ứng suất tại chân răng bánh lớn (công thức 3-40) σ u2 =σ u 1 y 1 y 2 2.0,539
10 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
Chiều dài khoảng cách trục: A= 185 mm
Góc ăn khớp α ° Đường kính vòng chia dc1= ms.Z1=2.28w,5 mm dc2 = ms.Z2 = 2.15302,5 mm Đường kính vòng đỉnh răng.
D e2 =d c 2 +2m n 03+2.2 508 mm Đường kính chân răng.
11 Tính lực tác dụng( công thức 3-51) Đối với bánh răng nhỏ
Vì là bánh răng thẳng nên không có lực dọc trục pa
Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị
Mô đun pháp tuyến 𝑚n 2,5 mm
Bề rộng bánh răng b 54 Đường kính vòng chia Bánh răng nhỏ: 𝑑1 78
Bánh răng lớn: 𝑑2 303 Đường kính vòng đỉnh răng
Bánh răng nhỏ 81 mm Đường kính vòng đỉnh răng
Bánh răng lớn 308 Đường kính vòng chân răng
Bánh nhỏ 72 mm Đường kính vòng chân răng
2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm (bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên)
- Bánh nhỏ : thép 45 thường hóa σ bk= 580, σ c= 290, HB0
- Bánh lớn: thép 35 thường hóa σ bk= 480, σ c= 2490, HB0
2 Định ứng suất cho phép
- Số chu kỳ làm việc của bánh lớn
- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ
Do đó hệ số chu kì ứng suất K’N của hai bánh răng đều bằng 1 Ứng suất tiếp xúc của bánh nhỏ:
[σ] tx 1 = 2,6.190= 494 N/mm 2 Ứng suất tiếp xúc của bánh lớn:
+ bánh nhỏ (tôi cải thiện) n=1,5
+ bánh lớn( tôi cải thiện)n= 1,5
Hệ số tập trung ứng suất K σ = 1,8
- Giới hạn bền mồi của thép 45 thường hóa σ −1 = 0,43.580$9,4 N/mm 2
- Giới hạn bền mồi của thép 35 thường hóa σ −1 = 0,43.480= 206,4 N/mm 2 Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ
1,5.1,8= 138,5 N/mm 2 Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn
3 chọn sơ bộ hệ thống tải trọng: K=1,3
4 chọn hệ thống chiều rộng bánh răng Ψ A =b
5 xác định khoảng cách trục
6 lấy vận tốc vòng của bánh răng và chon cấp chính xác chết tạo bánh răng
60.1000.(3,215+1)= 0,5 m/s Với vận tốc này, theo bảng (3-11)ta chọn cấp chính xác là 9
7 Định chính xác hệ số tải trọng K
Chiều rộng bánh răng b= Ψ A A=0,4.225= 90 mm lấy b mm vì tải trọng không đổi và độ rắn HB2,5 m n
Sinβ , với cấp chính xác 9 và vận tốc V= 1,8 m/s tra bảng (3-14) tìm được Kđ = 1,2
Vì trị số K có sự chênh lệch so với dự đoán nên phải tính lại khoảng cách trục A
8 xác định modun, số răng, góc nghiên của răng và chiều rộng bánh răng
Modun được chọn theo khoảng cách trục A
Mn= (0,01 ÷ 0,02)A = (0,01 ÷ 0,02).225 = (2,25/ 4,5) mm Lấy mn=3mm
Sơ bộ chọn góc nghiên : β, cos β=0,985
Z2=ibc.Z1 = 3,215.35= 112,5 Trị số Z1 lớn hơn trị số giới hạn cho trong bảng (3-15)
- Tính chính xác góc nghiên β
Chiều rộng bánh răng b thỏa mảng điều kiện
9 kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
Tính số răng tương đương (công thức 3-37)
Hệ số bánh răng ( bảng 3-18)
Kiểm nghiệm ứng sức uốn tại chân răng
10 các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:
- Modum pháp tuyến mn =3 mm
- Đường kính vòng chia d1 = m n Z 1
- Chiều rộng bánh răng b= 90 mm
- Đường kính vòng đỉnh răng
- Đường kính vòng chân răng
Lấy c=0,25 di1= d1-2mn-2c= 107-2.3-2.0,250,5 mm di1= d2-2mn-2c = 344-2.3-2.0,2537,5 mm
11 tính lực tác dụng lên trục
PHẦN IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
Chọn vật liệu : thép 45 thường hóa d ≥ c √ 3 N n ( công thức 7-2) C: hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, đối với trục vào và trục truyền chung có thể lấy C = 120
- Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong 3 giá trị số dI,dII,dIII ở trên ta có thể lấy được đường kính trung bình là 40 để chọn cở bi trung bình tra bảng 14Pt chọn được chiều rộng ổ bi :
Theo bảng ( bảng 7-1) ta chọn kích thước sau :
- Khe hở giữa các bánh răng 10mm
- Khe hở giữa bánh răng thành hộp là 10 mm
- Khoảng cách từ thành trong hộp đến thành trong của ổ lăng là: l2mm
- Chiều rộng ổ lăng là B!mm
- Khe hở giữa mặt bên bánh răng đến thành hộp σ = 10mm
- Chiều rộng bánh răng cấp nhanh: b1X.mm
- Chiều rộng bánh răng cấp chậm: b2= 45mm
- Chiều cao nắp và đầu bulong là : l3 mm
- Bề rộng bánh xích là B=0,93.C-0,15=0,93.5,4-0,15=4,9mm
- Lực hướng tâm Pr1: 693,5N
- Lực tác dụng lên xích RX= 1376N
- Tính momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm : Ở tiết diện n-n
Mun-n=Rx.L76.56= 77 056 Nmm ở tiết diện m-m:
=> Mum-m = √ 72452,2 2 + 84186,6 2 = 111 070,7 Nmm Đường kính trục ở hai tiết diện n-n, m-m ( công thức 7-3) d ≥ √ 3 0,1[ M t đ σ ] đường kính trục ở tiết diện n-n
Lấy d' mm đường kính tiết diện m-m
Tính momen uốn tổng cộng
Tính đường kính trục ở tiết diện e-e và i-I theo công thức (7-3) Đường kính tại e-e d ≥ √ 3 0,1[ M t đ σ ]
Mtd=√ 306 751,9 2 +0,75.266895 2 = 384 085,1Nmm d ≥ √ 3 0,1[ M t đ σ ] = √ 3 384 085,1 0,1.50 = 42,5 mm Lấy d= 43mm đường kính tại i-i d ≥ √ 3 0,1[ M t đ σ ]
Mtd=√ 173728,2 2 +0,75 266895 2 = 289 147,3 Nmm d ≥ √ 3 0,1[ M t đ σ ] = √ 3 289 147,3 0,1.50 = 38,6 mm Lấy d= 39mm
Tính momen uốn tổng cộng Ở tiết diện O-O
Tính đướng kính trục (công thức 7-3) d ≥ √ 3 0,1[ M t đ σ ]
Kiểm nghiệm ở tiết diện n-n theo công thức (7-5) trang 120 [1]: n n σ n τ
[n] với : n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (công thức 7-6 trang 120 [1] n τ −1 k τ ε τ β τ a +Ψ τ τ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng tiếp (công thức 7-7 trang 120 [1]. Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng thì:
W ; m = 0 ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động thì: τ a =τ m =τ max
Giới hạn mỏi uốn và xoắn: dựa vào công thức trang 120 [1]. σ −1 =0,45.σ b =0,45.600'0(N/mm 2 )
(trục bằng thép 45 thường hóa có σ = 600N/mm 2 ¿ τ −1 =0,25.σ b =0,25.6000(N/mm 2 )
Mômen uốn M u và mômen xoắn M x
Ta có d= 27mm tra bảng 7-23 tìm được b=8; h=7 tiếp đó tra bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [1] ta có:
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có: M x =¿
0 = 2 4010 69550 = 8,6 (N/mm 2 ) Chọn hệ số ψσ và ψ theo vật liệu, đối với thép cacbon trung bình = 0,1;
Hệ số tăng bền bề mặt trục: = 1
Theo bảng 7 - 8 trang 127 [2] ta có hệ số tập trung ứng suất thực tế
Tập trung ứng suất do lắp ghép trục với then có độ dôi nên lấy áp suất bề mặt lắp ghép, áp suất trên bề mặt P ≥ 30 (N/mm 2 ).
Thay các trị số tìm được vào công thức ở trên ta được: n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m
Vậy tiết diện n-n đảm bảo điều kiện an toàn cho phép.
Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2,5
Vậy điều kiện bền của trục thỏa mãn. b.Xét tiết diện m-m
Kiểm nghiệm ở tiết diện n-n theo công thức (7-5) trang 120 [2]: n n σ n τ
[n] với : n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (công thức 7-6 trang 120 [2] n τ −1 k τ ε τ β τ a +Ψ τ τ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng tiếp (công thức 7-7 trang 120 [2]. Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng thì:
W ; m = 0 ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động thì: τ a =τ m =τ max
Giới hạn mỏi uốn và xoắn: dựa vào công thức trang 120 [2]. σ −1=0,45.σ b =0,45.600'0(N/mm 2 )
(trục bằng thép 45 thường hóa có σ b = 600 N/mm 2 ¿ τ −1=0,25.σ b =0,25.6000(N/mm 2 )
Mômen uốn M u và mômen xoắn M x
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có:
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có: M x =¿
0 = 2 4010 69550 = 8,6 (N/mm 2 ) Chọn hệ số ψσ và ψ theo vật liệu, đối với thép cacbon trung bình = 0,1;
Hệ số tăng bền bề mặt trục: = 1
Theo bảng 7 - 8 trang 127 [2] ta có hệ số tập trung ứng suất thực tế
Tập trung ứng suất do lắp ghép trục với then có độ dôi nên lấy áp suất bề mặt lắp ghép, áp suất trên bề mặt P ≥ 30 (N/mm 2 ).
Thay các trị số tìm được vào công thức ở trên ta được: n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m
Vậy tiết diện n-n đảm bảo điều kiện an toàn cho phép.
Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2,5
Vậy điều kiện bền của trục thỏa mãn.
2.2 Trục II a.Xét tiết diện e-e Đường kính trục d e−e =¿ 43 mm tra bảng 7.23 trang 143 [2] ta chọn được: b chiều rộng then (mm) h=9 chiều cao then (mm) t=5,0
Kiểm nghiệm ở tiết diện e-e theo công thức (7-5) trang 120 [2]: n n σ n τ
[n] với : n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (công thức 7-6 trang 120 [2] n τ −1 k τ ε τ β τ a +Ψ τ τ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng tiếp (công thức 7-7 trang 120 [2]. Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng thì:
W ; m = 0 ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động thì: τ a =τ m =τ max
Giới hạn mỏi uốn và xoắn: dựa vào công thức trang 120 [2]. σ −1=0,45.σ b =0,45.600'0(N/mm 2 )
(trục bằng thép 45 thường hóa có σ b = 600 N/mm 2 ¿ τ −1=0,25.σ b =0,25.6000(N/mm 2 )
Mômen uốn M u và mômen xoắn M x
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có:
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có: M x =¿266895N.mm.
0 = 2.13720 266895 = 9,7 (N/mm 2 ) Chọn hệ số ψσ và ψ theo vật liệu, đối với thép cacbon trung bình = 0,1;
Hệ số tăng bền bề mặt trục: = 1
Theo bảng 7 - 4 trang 123 [2] với d = (55 60) mm ta có giới hạn mỏi:
Theo bảng 7 - 8 trang 127 [2] ta có hệ số tập trung ứng suất thực tế
Tập trung ứng suất do lắp ghép trục với then có độ dôi nên lấy áp suất bề mặt lắp ghép, áp suất trên bề mặt P ≥ 30 (N/mm 2 ).
Thay các trị số tìm được vào công thức ở trên ta được: n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m
Vậy tiết diện e-e đảm bảo điều kiện an toàn cho phép.
Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2,5
Vậy điều kiện bền của trục thỏa mãn. b.Xét tiết diện i-i Đường kính trục d i−i =¿ 39 mm tra bảng 7.23 trang 143 [2] ta chọn được: b chiều rộng then (mm) h=8 chiều cao then (mm) t=4,5
Kiểm nghiệm ở tiết diện i-i theo công thức (7-5) trang 120 [2]: n n σ n τ
[n] với : n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (công thức 7-6 trang 120 [2] n τ −1 k τ ε τ β τ a +Ψ τ τ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng tiếp (công thức 7-7 trang 120 [2]. Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng thì:
W ; m = 0 ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động thì: τ a =τ m =τ max
Giới hạn mỏi uốn và xoắn: dựa vào công thức trang 120 [2]. σ −1=0,45.σ b =0,45.600'0(N/mm 2 ) τ −1 =0,25.σ b =0,25.6000(N/mm 2 )
Mômen uốn M u và mômen xoắn M x
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có:
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có: M x =¿
0 = 2.11790 266895 = 11,3 (N/mm 2 ) Chọn hệ số ψσ và ψ theo vật liệu, đối với thép cacbon trung bình = 0,1;
Hệ số tăng bền bề mặt trục: = 1
Theo bảng 7 - 4 trang 123 [2] với d = (60 65) mm ta có giới hạn mỏi:
Theo bảng 7 - 8 trang 127 [2] ta có hệ số tập trung ứng suất thực tế
Tập trung ứng suất do lắp ghép trục với then có độ dôi nên lấy áp suất bề mặt lắp ghép, áp suất trên bề mặt P ≥ 30 (N/mm 2 ).
Theo bảng 7 - 8 trang 127 [2] ta có hệ số tập trung ứng suất thực tế
Thay các trị số tìm được vào công thức ở trên ta được: n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m
Vậy tiết diện i-i đảm bảo điều kiện an toàn cho phép.
Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2,5
Vậy điều kiện bền của trục thỏa mãn.
2.3 Trục III Đường kính trục d= ¿60 mm tra bảng 7.23 trang 143 [2] ta chọn được: b= 18 chiều rộng then (mm) h= 11 chiều cao then (mm) t= 5,5
Kiểm nghiệm ở tiết diện theo công thức (7-5) trang 120 [2]: n n σ n τ
[n] với : n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (công thức 7-6 trang 120 [2] n τ −1 k τ ε τ β τ a +Ψ τ τ m hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng tiếp (công thức 7-7 trang 120 [2]. Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng thì:
W ; m = 0 ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động thì: τ a =τ m =τ max
Giới hạn mỏi uốn và xoắn: dựa vào công thức trang 120 [2]. σ −1=0,45.σ b =0,45.600'0(N/mm 2 )
(trục bằng thép 45 thường hóa có σ b = 600 N/mm 2 ¿ τ −1=0,25.σ b =0,25.6000(N/mm 2 )
Mômen uốn M u và mômen xoắn M x
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có:
Theo bảng 7-3b tương ứng với ứng với trường hợp 1 rãnh then trang 121 [2] ta có:
0 = 2 40 000 854 868 = 10,6 (N/mm 2 ) Chọn hệ số ψσ và ψ theo vật liệu, đối với thép cacbon trung bình = 0,1;
Hệ số tăng bền bề mặt trục: = 1
Theo bảng 7 - 4 trang 123 [2] với d = (65 70) mm ta có giới hạn mỏi:
Theo bảng 7 - 8 trang 127 [2] ta có hệ số tập trung ứng suất thực tế
Tập trung ứng suất do lắp ghép trục với then có độ dôi nên lấy áp suất bề mặt lắp ghép, áp suất trên bề mặt P ≥ 30 (N/mm 2 ).
Theo bảng 7 - 8 trang 127 [2] ta có hệ số tập trung ứng suất thực tế
Thay các trị số tìm được vào công thức ở trên ta được: n σ −1 k σ ε σ β σ a +Ψ σ σ m
Vậy tiết diện c-c đảm bảo điều kiện an toàn cho phép.
Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2,5
Vậy điều kiện bền của trục thỏa mãn.
1.Momen xoắn truyền qua trục
1 Theo trị số momen tính và đường kính trục chọn kích thước nối (9-11) các kí hiệu xem hình (9-13)
Nm d D do l c Chốt Vòng Đàn hồi nmax dc ic Ren Số chốt Z Đườn g kính ngoài
Chiề u dài toàn bộ Lv
Kích thước vòng đàng hồi : đường kính vòng ngoài 35mm, chiều dài toàn bộ các vòng lv 36
1 Tính then lắp trên trục I Đường kính trục I để lắp then là tại tiết diện m-m đường kính lắp then d m−m = 29 m m.
Tra bảng 7-23 trang 143 [2] ta chọn được các thông số của then: b = 8; h = 7; t = 4; t 1=3,1; k ≈ 3,5.
Kiểm nghiệm độ bền dập trên mặt cạnh làm việc của then: theo công thức 7-11 trang 139 [2]. σ d =2.M x d k l ≤ []d (N/mm 2 )
Theo TCVN 150-64 bảng 7-23 trang 143 [2] chọn l = 32 mm
Tra bảng 7-20 trang 142 [2] với ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu Thép
2 9.3,5 32B(N/mm 2 ) ≤ []d (N/mm 2 ) σ d : thỏa với điều kiện.
Kiểm nghiệm bền cắt theo công thức : 7-12 trang 139 [2] τ c =2.M x d b l≤[τ] c
Theo bảng 7-21 trang 142 [2] ta có: [τ ] c 0 (N/mm 2 ) τ c =2.M x d b l=2 69550
2 Tính then lắp trên trục II a/ Tiết diện e-e Đường kính trục II để lắp then là tại tiết diện e-e đường kính lắp then d e−e = 42 mm.
Tra bảng 7-23 trang 143 [2] ta chọn được các thông số của then: b = 14; h = 9; t = 5; t 1=4,1; k ≈ 6,2.
Kiểm nghiệm độ bền dập trên mặt cạnh làm việc của then: theo công thức 7-11 trang 139 [2]. σ d =2.M x d k l ≤ []d (N/mm 2 )
Theo TCVN 150-64 bảng 7-23 trang 143 [2] chọn l = 70 mm
Tra bảng 7-20 trang 142 [2] với ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu Thép
42.5 70 6(N/mm 2 ) ≤ []d (N/mm 2 ) σ d : thỏa với điều kiện.
Kiểm nghiệm bền cắt theo công thức : 7-12 trang 139 [2] τ c =2.M x d b l≤[τ] c
Theo công thức 7-21 trang 142 [2] ta có: [ τ ] c 0 (N/mm 2 ) τ c =2.M x d b l=2 266895
Trên trục II, tiết diện lắp then i-i có đường kính d i−i= 40 mm thỏa mãn điều kiện bền dập và điều kiện cắt.
Tra bảng 7-23 trang 143 [2] ta chọn được các thông số của then: b = 12; h = 8; t = 4,5; t 1=3,6; k ≈ 4,4
Kiểm nghiệm độ bền dập trên mặt cạnh làm việc của then: theo công thức 7-11 trang 139 [2]. σ d =2.M x d k l ≤ []d (N/mm 2 )
Theo TCVN 150-64 bảng 7-23 trang 143 [2] chọn l = 125 mm
Tra bảng 7-20 trang 142 [2] với ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu Thép
4 0 4,4.125$(N/mm 2 ) ≤ []d (N/mm 2 ) σ d : thỏa với điều kiện.
Kiểm nghiệm bền cắt theo công thức : 7-12 trang 139 [2] τ c =2.M x d b l≤[τ] c
Theo công thức 7-21 trang 142 [2] ta có: [ τ ] c 0 (N/mm 2 ) τ c =2.M x d b l= 2 2 66895
Như vậy then trên trục II thõa mãn điều kiện bền dập và điều kiện cắt
3 Tính then lắp trên trục III Đường kính trục III để lắp then là tại tiết diện đường kính lắp then d= 55 mm.
Tra bảng 7-23 trang 143 [2] ta chọn được các thông số của then: b = 18; h = 11; t = 5,5; t 1=5,6; k ≈ 6,8.
Kiểm nghiệm độ bền dập trên mặt cạnh làm việc của then: theo công thức 7-11 trang 139 [2]. σ d =2.M x d k l ≤ []d (N/mm 2 )
Theo TCVN 150-64 bảng 7-23 trang 143 [2] chọn l = 125 mm
Tra bảng 7-20 trang 142 [2] với ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu Thép
5 5.6,8.125=3 6,5(N/mm 2 ) ≤ []d (N/mm 2 ) σ d : thỏa với điều kiện.
Kiểm nghiệm bền cắt theo công thức : 7-12 trang 139 [2] τ c =2.M x d b l≤[τ] c
Theo công thức 7-21 trang 142 [2] ta có: [ τ ] c 0 (N/mm 2 ) τ c =2.M x d b l= 2 854868
Như vậy then trên trục III thõa mãn điều kiện bền dập và điều kiện cắt.
VII THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC
Các thông số của ổ lăn.
Do trên các trục có lực dọc trục nên ta chọn ổ đỡ chặn cho cả ba trục Trên mỗi trục ta chọn cùng một loại ổ lăn và được lấy theo ổ lăn lớn nhất. a Trên trục I
Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8-1 trang 158 [2].
C : là hệ số khả năng làm việc tính theo bảng
Với số vòng quay của trục n I =¿ 362,5 v/p ; h = 11520 giờ.
Tải trọng tương đương tính theo công thức 8-6 trang 158 [2].
Trong đó: m= 1,5 tra bảng 8-2 trang 161 [2]
Kt =1 tải trọng tĩnh Bảng 8-3 trang 162 [2]
Kn =1 nhiệt độ làm việc dưới 100 ° C Bảng 8-4 trang 162 [2]
KV = 1 khi vòng trong của ổ quay Bảng 8-5 trang 162 [2]
Tổng hợp lực tác dụng lên các gối đỡ:
Tính cho gối đỡ trục A vì lực RA lớn vì ở đây A=0 nên Q= RA= 1766,8 daN
Theo bảng 8-7 cho (362,5 11520) 0,3 tìm được 102
Tra bảng 14P (trang 339) ta chọn được ổ bi có ký hiệu ứng với d#; Db; B; d26,6; D2P,4; độ dôi 11,51; c'000 b.Trên trục II
Dự kiến chọn loại ổ bi đỡ chặn, ký hiệu 46000 góc β& ° bố trí như sơ đồ sau:
Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8-1 trang 158 [2].
C b ả ng : là hệ số khả năng làm việc tính theo bảng
Với số vòng quay của trục n I =¿ 90 v/p ; h = 11520 giờ.
Tải trọng tương đương tính theo công thức 8-6 trang 158 [2].
Trong đó: m= 0,7 tra bảng 8-2 trang 161 [2]
Kt =1 tải trọng tĩnh Bảng 8-3 trang 162 [2]
Kn =1 nhiệt độ làm việc dưới 100 ° C Bảng 8-4 trang 162 [2]
KV = 1 khi vòng trong của ổ quay Bảng 8-5 trang 162 [2]
Tổng hợp lực tác dụng lên các gối đỡ:
Lực C t hướng về bên phải, do đó lực Q ở ổ bi này lớn hơn.
Tra bảng 8-7 trang 164 [1] chọn được (90.11520) 0,3 ≈ 67,6
Tra bảng 17P trang 346 [2] ứng với d = 36mm, kí hiệu 36207 với C b ả ng = 35000 KN, đường kính trong d5 mm, đường kính ngoài Dr mm, D2= 60,2mm, Bmm, Tlớn nhất
= 17mm, r= 2mm, r1= 1mm, d2= 46,9mm. c.Trên trục III
Dự kiến chọn loại ổ bi đỡ chặn, ký hiệu 46000 góc β& ° bố trí như sơ đồ sau:
Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8-1 trang 158 [2].
C b ả ng : là hệ số khả năng làm việc tính theo bảng
Với số vòng quay của trục n I =¿ 28 v/p ; h = 11520 giờ.
Tải trọng tương đương tính theo công thức 8-6 trang 158 [2].
Trong đó: m= 0,7 tra bảng 8-2 trang 161 [2]
Kt =1 tải trọng tĩnh Bảng 8-3 trang 162 [2]
Kn =1 nhiệt độ làm việc dưới 100 ° C Bảng 8-4 trang 162 [2]
KV = 1 khi vòng trong của ổ quay Bảng 8-5 trang 162 [2]
Tổng hợp lực tác dụng lên các gối đỡ:
A t = S E −P a 4 −S D = 3258,8-1797,7-2933,2 = -1472,1N Vậy A t có hướng về ổ bi bên trái.
C = Q E (n h) 0,3 = 396.(28 11520) 0,3 Tra bảng 8-7 trang 164 [1] chọn được (28 11520) 0,3 ≈ 48
Theo bảng 14P trang 339 [2], ứng với d = 54mm, chọn ổ lăn cỡ trung ký hiệu 311 có tải trọng động Cb = 84000 KN, đường kính trong d1 = 55 mm, đường kính ngoài D0 = 220 mm, D2 = 120 mm, B = 29 mm, d2 = 75 mm.
Bảng thông số chọn ổ lăn:
Ký hệu Đường kính trục Đường kính ngoài Chiều rộng
36207 d II 5 mm D II rmm B II mm
311 d III U mm D III =1 2 0mm B III )mm
2 Cố định trục và bôi trơn ổ: a Chọn kiểu ổ lăn Để ổ lăn làm việc tốt, đảm bảo không trượt khi trục làm việc, ta chọn lắp ổ vào trục theo hệ lỗ, vào vỏ hộp theo hệ trục.
Dựa vào bảng 8-15 trang 175 [2], 8-18 trang 177 [2], 8-19 trang 178 [2], ta chọn được kiểu lắp ổ lăn vào trục và vào vỏ hộp như sau:
- Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ, kiểu lắp T 2 ổ
- Lắp ổ lăn vào vỏ theo hệ trục, kiểu lắp T 1 ổ Đối với vòng quay, ta chọn kiểu lắp bằng độ dôi để các mặt không trượt theo bề mặt của trục b Bôi trơn ổ lăn:
Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp, không thể dùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu trong hộp giảm tốc và bôi trơn bộ phận ổ Có thể loại mỡ T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 ÷ 100 o C với vận tốc dưới 1500 vòng/phút. Bảng 8-28 trang 198 [2].Lượng mỡ chứa 2/3 chổ rỗng của bộ phận ổ Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu. c Cố định trục theo phương dọc trục: Để cố định trục theo phương pháp dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm điệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít, loại nắp này dể chế tạo và dể lắp ghép. d Che kín ổ lăn: Để che kín đầu trục ra, tránh sự xâm của bụi bặm và tạp chất vào ổ, cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt là đơn giản nhất
Dựa vào Bảng 8-29 trang 203[2] ta chọn được các thông số sau:
Kích thước vòng phớt (mm):
PHẦN VIII: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC.
-Chọn bề mặt ghép của vỏ hộp (phần trên của vỏ là nắp, phần dưới là thân) đi qua đường tâm các trục Nhờ đó việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuận tiện hơn Bề mặt ghép chọn song song với mặt đế
Với mục tiêu tạo ra hộp giảm tốc có độ cứng cao và khối lượng thấp, vật liệu tối ưu được lựa chọn là gang xám GX 15-32 Gang xám sở hữu đặc tính kết hợp giữa độ cứng và khả năng chịu lực, đồng thời có khối lượng riêng tương đối thấp, đáp ứng tốt các yêu cầu đặt ra đối với hộp giảm tốc.
-Phương pháp chế tạo: chọn phương pháp đúc.
&Các kích thước chủ yếu của vỏ hộp: Bảng kích thước các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc theo bảng 10-9 trang (268,269)[2].
1.1: Chiều dày thành thân hộp: δ =¿0,025.A+3=0,025.225+3
Chọn δ =¿9 mm 1.2: Chiều dày thành nắp hộp: δ 1= 0,02.A+3=0,02.225+3
= 7,5 mm Chọn δ 1=8mm 1.3: Chiều dày mặt bích dưới của thân hộp: b=1,5 δ=1,5.9,5mm
Lấy b 1 = 14 mm 1.4: Chiều dày mặt bích trên của nắp hộp: b 1 =1,5 δ 1=1,5.8mm
Lấy b 1 = 12 mm 1.5: Chiều dày mặt đế hộp: P= 2,35.9= 21,15 mm
Lấy P= 21 mm 1.6: Chiều dày gân của thân hộp m=(0,85÷1) δ =¿0,99.9 =8,91mm lấy m=9 mm 1.7: Chiều dày gân của nắp hộp m 1=(0,85÷1) δ 1=¿0,99.8=7,92 mm lấy m 1=8 mm1.8: Đường kính bulông nền: d n =0,036.A+12 ¿0,036 225+12 ¿2 0,1mm
Lấy d n =¿20 mm 1.9: Đường kính các bulông khác:
- Bulông ghép các mặt bích nắp và thân d 2
-Vít ghép nắp cửa thăm d 4 d 1 =0,7.d n =0,7.20=1 4mm. Chọn d 1= 14 mm. d2=(0,5÷0,6).dn=0,5.20 mm Chọn d 2=¿10 mm. d3 = (0,4÷0,5).dn =0,5.20 mm Chọn d 3 mm d4 = (0,3÷0,4).dn =0,4.20= 8 mm Chọn d 4=8 mm
Mặt bích ghép nắp và thân:
Chiều dày bích thân hộp S 3
Chiều dày bích nắp hộp S 4
Khi không có phần lồi: S 1
Khi có phần lồi: D d , S 1 và S 2
Bề rộng mặt đế hộp: F 1 và q chọn S 1(mm
D d xác định theo kích thước dao khoét
K 1 ≈3.d n ` c h ọ n K 1 `mm q ≥ K 1+2.δ ;c h ọ nq= 78 mm Khe hở giữa các chi tiết:
Giữa bánh răng với thành trong hộp
Giữa bánh răng lớn với đáy hộp
Giữa mặt bên các bánh răng với nhau
∆ 2 = 10mm Gân tăng cứng ở thân hộp
Chiều cao h Độ dốc m=(0,8 ÷ 1¿ δ= ¿(7,2 ÷ 9 ¿mm chọn m= 8 mm h
