đồ án hệ thống truyền động thiết kế hệ thống dẫn động xe tải trên đường raytrụcphương án 5

Việc áp dụng khoa học kĩ thuậtchính là làm tăng năng suất lao động đồng thời nó cũng góp phần không nhỏtrong việc thay thế sức lao động của người lao động một cách có hiệu quả nhất,bảo đ

Trang 1

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNGĐỀ 1- Phương án 5

LỚP L09-HK 211

Giảng viên hướng dẫn: Thầy Phạm Minh TuấnSinh viên thực hiện: Huỳnh Chí Tài- MSSV: 1910504

Phạm Cao Tâm- MSSV:1915029

Trang 2

Hệ thống dẫn động gồm:

1: Động cơ điện2:Nối trục đàn hồi3: Hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp4:Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng5: Đường ray6: Bánh xe

Số liệu thiết kế :

Quay 1 chiều làm việc 2 ca (Làm việc 300 ngày / năm, 8 giờ /ca )

Lực cản của đường ray , F (N)2400N

Vận tốc vòng, v (m/s)1,25m/s

Đường kính bánh xe ,D mm400mm

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU……… … 6

Phần 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN1.1 Chọn động cơ ……… 7

1.2 Phân phối tỷ số truyền……… 8

1.3 Bảng thơng số kỹ thuật……….9

Phần 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY……… 10

2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG……….10

2.1.1 Cặp bánh răng trụ răng thẳng ( để hở )……… 10

2.1.1.1 Chọn vật liệu……….…10

2.1.1.2 Xác định ứng suất cho phép :……….…10

2.1.1.3 Xác định các thông số ăn khớp :……… 12

2.1.1.4.Kiểm tra răng và độ bền uốn:……….13

2.1.1.5.Kiểm tra răng và độ bền tiếp xúc:……… 13

2.1.1.6.Kiểm tra răng về quá tải :……… 14

2.1.2 Cặp bánh răng trụ thẳng trong hộp giảm tốc 1 cấp ……… 14

2.1.2.1 Chọn vật liệu……… 14

2.1.2.2 Xác định ứng suất cho phép :……… 15

2.1.2.3 Xác định các thông số ăn khớp ………16

2.1.2.4.Kiểm tra răng và độ bền uốn:……… 16

2.1.2.5.Kiểm tra răng và độ bền tiếp xúc:……… 17

2.1.2.6.Kiểm tra răng về quá tải :……… 17

2.2 THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN……… 19

2.2.1 Chọn vật liệu và xác định đường kính sơ bộ của trục………20

2.2.2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực……….20

2.2.3 Phân tích lực trên bộ truyền ……….….21

2.2.4.Chọn và kiểm nghiệm then:……… 25

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển do đó khoa học kĩ thuật đóng một vaitrò hết sức quan trọng đối với đời sống con người Việc áp dụng khoa học kĩ thuậtchính là làm tăng năng suất lao động đồng thời nó cũng góp phần không nhỏtrong việc thay thế sức lao động của người lao động một cách có hiệu quả nhất,bảo đảm an toàn cho họ trong quá trình làm việc Các hệ thống cơ khí chính là sựthay thế tuyết vời cho sức người trong việc tự động hóa sản xuất và tăng năngsuất lao động Kết hợp với việc điều khiển chúng, ta sẽ góp phần vào công cuộctự động hóa hiện đại hóa mà đất nước Việt Nam đang thực hiện.

Trang 6

Hệ thống dẫn động xe tải trên đường ray cầu trục là một môn học giúp chosinh viên có những kiến thức cơ bản về việc thiết kế các hệ thống truyền động cơkhí, để từ đó có cách nhìn về hệ thống sản xuất, về việc điều khiển các hệ thốngtự động trong các nhà máy, xí nghiệp hay phân xưởng.

Trang 7

Phần 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐTRUYỀN

1.1 Chọn động cơ :

1.1.1 Chọn hiệu suất của động cơ

Hiệu suất truyền động của hệ thống:

η = ηbr1ηbr2ηntηol3=0,97.0.94.0,98.0.9953=0,8802

Với :

ηbr1= 0,97 : là hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng củahộp giảm tốc 1 cấp ( được che kín)

ηbr2= 0,94 : là hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng (để hở)ηnt= 0,98 : là hiệu suất của nối trục đàn hồi

ηol= 0,995: là hiệu suất của ổ lăn

1.1.2 Tính công suất cần thiết của động cơ

Công suất của bộ phận công tác là bánh xe:Pct=1000��=2400 1,251000= 3 KWSuy ra công suất cần thiết của động cơ là

P =���

η=0,88023= 3,41 KW

1.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ :

Số vòng quay trên trục công tác:

nct=60000�� �=60000.1,25� 400=59,68 vòng /phútChọn tỷ số truyền sơ của hệ thống

usb =uhgt.ubr.unt= 6.4.1 = 24Với uhgt= 6 : tỷ số truyền của hôp giảm tốc

ubr= 4 : tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳngunt= 1 : tỷ số truyền của nối trục

Trang 8

Số vòng quay sơ bộ của động cơ là :nsb= usb.nct= 59,68 24= 1432,32 (vòng/phút)1.1.4 Chọn động cơ điệnChọn động cơ điện thỏa mãn :Pđc≥ P với P = 3,41 Kwnđc≈ nsbvới nsb=1432,32 vòng/ phút

-Ta chọn được động cơ SGA 112M có công suất là 4KW và số vòng quay củađộng cơ là 1440 vòng/ phút theo phụ lục 15.2 trong sách bài tập Chi tiết máy củathầy Nguyễn Hữu Lộc

1.2 Phân phối tỷ số truyền

Chọn tỉ số truyền của hệ thống dẫn động:uch=ndc

Trang 10

Phần 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY2.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng:

Thông số kĩ thuật

- Thời gian phục vụ : L=6 năm

- Quay 1 chiều làm việc 2 ca (Làm việc 300 ngày / năm, 8 giờ /ca )- Cặp bánh răng trong hộp giảm tốc ( bánh răng trụ răng thẳng, được chekín ):Tỷ số truyền :uhgt= 6Số vòng quay trục dẫn :n1= 1440 vòng/ phútMomen xoắn trên trục dẫn :T1= 22110,90 N.mm-Cặp báng răng trụ răng thẳng (để hở)Tỷ số truyền :ubr= 4,02Số vòng quay trục dẫn :n2= 240 vòng/ phútMomen xoắn trên trục dẫn :T2= 128288,33 N.mm2.1.1 Cặp bánh răng trụ răng thẳng ( để hở )2.1.1.1 Chọn vật liệu

Chọn vật liệu là thép 45C được tôi cải thiện là cả bánh dẫn và bánh và bánhbị dẫn Theo bảng 6.13 giáo trình cơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn Hữu Lộc:

Trang 11

NHE1=NFE1=60.c.n2.Lh=60.1.240.28800= 414720000 (chu kì )NHE2=NFE2=���1���=4147200004,02= 103164179,1 (chu kì )-Ta thấy NHE1> NHO1;NHE2> NHO2; NFE1>NFO1;NFE2>NFO2Cho nên : KHL1=KHL2=KFL1=KFL2=1ỨNG SUẤT CHO PHÉP

Theo bảng 6.13 giáo trình cơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn Hữu Lộc,giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau :

* Giới hạn mỏi tiếp xúc:σOHlim= 2HB +70 ,suy raσOHlim1= 2.250 +70 =570 MPaσOHlim2=2.228 + 70 =526 MPa* Giới hạn mỏi uốn:σOFlim=1,8HBσOFlim1=1,8.250 =450 MPaσOFlim2=1,8.228 = 410,4 MPa* Ứng suất tiếp xúc cho phép :

Trang 12

[σH]max= 2,8 σch2= 2,8 450=1260 MPa[σF1]max=0.8 σch1=0,8.580 =464 MPa[σF2]max=0.8 σch2=0,8.450 =360 MPa2.1.1.3 Xác định các thông số ăn khớp :Chọn Z1=18 răng , khi đó Z2= 4,02.18 = 72,4 răngChọn Z2=72 răngKhi đó tỷ số truyền u =�2�1=7218= 4Sai số tỷ số truyền : Δ%=4,02−44,02.100% = 0.5 %* Hệ số dạng răng YF:-Đối với bánh dẫn : YF1=3,47 +13,2�1=3,47 +13,218= 4,20-Đối với bánh bị dẫn YF2= 3,47 +13,2�2= 3,47 +13,272= 3,653Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng ( độ bền uốn):-Bánh dẫn :[��1]��1=2474,2= 58,8-Bánh bị dẫn :[��2]��2=3,653234,5= 64,19

Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn

Chọn hệ số chiều rộng vành răng ψbd =0,8 theo bảng 6.16 và hệ số xétảnh hưởng sự phân bố tải trọng không đều theo chiều rộng vành răng ���=1,7 ,���=1,35 theo bảng 6.4 giáo trình cơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn Hữu Lộc

Trang 13

-Bánh bị dẫn: b4= ψbd d1=0,8.90 =72 mm-Bánh dẫn: b3=b4+5 =72 +5 =77 mm* Khoảng cách trục:aw=�.(�2+�1)2=5(72+18)2= 225 mm2.1.1.4.Kiểm tra răng và độ bền uốn:Vận tốc vòng của bánh răng :v =� �1.�260000=� 90.24060000= 1.13 m/sTa chọn cấp chính xác 9 với vgh=3 m/sDựa theo bảng 6.5 giáo trình cơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn Hữu Lộc,ta chọn KFV=1,11, KHV=1,06* Ứng suất uốn :σF1=2.�2��1��������1���=2.128288,33.4,2.1,7.1,1190.72.5= 62,76 MPa <[σF1]σF2= σF1.��2��1= 62,76.3,6534,2=54,59 MPa <[σF2]Do đó độ bền uốn được thỏa

2.1.1.5.Kiểm tra răng và độ bền tiếp xúc:

Trang 14

2.1.1.6.Kiểm tra răng về quá tải :

Với hệ số quá tải :Kqt=1Ứng suất tiếp quá tải:

σHmax=[σH] ���= 430,4 1 = 430,4 MPa < [σH]max=1260 MPaσF1max= σF1.Kqt=62,76 1=62,76 MPa < [σF1]max

σF2max=σF2 Kqt=54,59 1=54,59 MPa < [σF2]maxDo đó độ bền quá tải được thỏa

2.1.2 Cặp bánh răng trụ thẳng trong hộp giảm tốc 1 cấp2.1.2.1 Chọn vật liệu

Mômen xoắn trên trục của bánh dẫn TI= 22110,90 N mm , số vòngquay n= 1440 vòng/phút

Trang 15

với bánh răng bị dẫn ta chọn độ rắn trung bình HB2=180 Vật liệu này có khảnăng chạy rà tốt.2.1.2.2 Xác định ứng xuất cho phépSố chu kỳ làm việc cơ sở:-NHO1= 30 HB12,4= 30.2002,4=9,99.106chu kì-NHO2= 30 HB22,4= 30.1802,4=7,76.106chu kì-NFO1=NFO2= 5.106chu kì-Tuổi thọ : Lh= 300.8.2.6 = 28800 giờ

*Vì bánh răng làm việc với chế độ tải và số vòng quay n không đổi:NHE1=NFE1=60.c.n1.Lh=60.1.1440.28800 =2488320000 (chu kì )NHE2=NFE2=���1

�ℎ��=24883200006= 414720000 (chu kì )-Ta thấy NHE1> NHO1;NHE2> NHO2; NFE1>NFO1;NFE2>NFO2

Cho nên : KHL1=KHL2=KFL1=KFL2=1

Theo bảng 6.13 giáo trình cơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn Hữu Lộc,giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau :

* Giới hạn mỏi tiếp xúc:σOHlim= 2HB +70 ,suy raσOHlim1= 2.200 +70 =470 MPaσOHlim2=2.180 + 70 =430 MPa* Giới hạn mỏi uốn:σOFlim=1,8HBσOFlim1=1,8.200 =360 MPaσOFlim2=1,8.180 = 324 MPa* Ứng suất tiếp xúc cho phép :

- Tính toán sơ bộ : [σH] =σOHlim��.�������

��.KHL=σOHlim0,9��.KHL- Khi tôi cải thiện ��= 1,1

Trang 16

[σH2] =430.0,91,1=351,81 MPa*Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán:[σH] = 0,45([σH1] +[σH2]) =0,45 (382,54 +351,81) =330,45<[σH2]Nên ta chọn [σH] =351,81 Mpa* Ứng suất uốn cho phép :[σF]=σOFlim��.KFLvới sF= 1,75 khi tôi cải thiện[σF1] =1,75360.1 =205,71 MPa ; [σF2] =1,75324.1=185,14 MPa* Ứng suất quá tải cho phép :[σH]max= 2,8 σch2= 2,8 340=952 MPa[σF1]max=0.8 σch1=0,8.450 =460 MPa[σF2]max=0.8 σch2=0,8.340 =272 MPa2.1.2.3 Chọn hệ số ψba.Chọn sơ bộ hệ số KH

Trang 17

2.160.���80

2(6 ± 1)≥ z1≥2.160.���202(6 ± 1)022,63 ≥ z1≥ 21,47

-Ta chọn z1=22 răng => z2= 22.6= 132 răng- Góc nghiêng răng : β =arccos�(�2+�1)2��= arccos2(132+22)2.160=15,740- Khi đó tỷ số truyền sau khi chọn bánh răng �ℎ��=�2�1=13222= 6- Sai số tỷ số truyền : Δ%=6−66.100% = 0 %* Đường kính vòng chia:d1=������1=���(15,74)2.22=45,7 mmd2=������2=���(17,82)2.132=274,3 mm* Đường kính vòng đỉnh:da1= d1+ 2m = 45,7 + 2.2 = 49,7 mmda2= d2+ 2m = 247,3 + 2.2 = 251,3mm* Tính lại khoảng cách trục :aw=�(�2+�1)2����=2���(15,74)2(132+22)= 160 mm* Chiều rộng vành răng:-Bánh bị dẫn: b2= ψba aw=0,4.160=64mm-Bánh dẫn: b1=b2+5 =64 +5 =69 mm2.1.2.5 Vận tốc vòng của bánh răng, chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:v =� �1.�160000=� 45,7.144060000= 3,45 m/sTheo bảng 6.3 ta chọn cấp chính xác 9 với vgh=6 m/sHệ số tải trọng động theo bảng 6.5, ta chọn:KHV= 1,07 ; KFV= 1,14

2.1.2.6 Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc:

Trang 18

ZM=2.�1.�2[�2 1 −12+�1(1−2²)]Với cặp vật liệu đều bằng thép thì E1= E2= 2,1.105MPa và 1= 2= 0,3,khi đó ZM= 190 MPa1/2Ta chọn Zε=0,96 (Vì vật liệu làm bánh răng là thép C45)ZH=���2�4�=���2.204= 2,5σH=��������12.�1.���.���(�ℎ��+1)��.�ℎ��=190.2,5.0,9645,72.22110,90.1,07.1,07.(6+1)64.6= 270 MPaσH= 270MPa < [σH] = 351,81MPaDo đó độ bền tiếp xúc được thỏa.

2.1.2.7 Kiểm tra về độ bền uốnHệ số dạng răngĐối với bánh dẫn : YF1=3,47 +13,2�1=3,47 +13,222= 4,07-Đối với bánh bị dẫn YF2= 3,47 +13,2�2= 3,47 +13,2132= 3,57Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng ( độ bền uốn):-Bánh dẫn :[��1]��1=205,714,07=50,54-Bánh bị dẫn :[��2]��2=185,143,57= 51,86Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơnỨng suất uốn :σF1=2.�1��1��������1���=2.22110,90.4,07.1,13.1,1445,7.64.2= 39,64 MPa <[σF1] =205,71 MPaσF2= σF1.��2��1= 39,64.3,574,07=34,77 MPa <[σF2] = 185,14 MPa

2.1.2.8Kiểm tra quá tải:

Trang 19

σHmax=[σH] ���= 351,81 1 = 351,81 MPa < [σH]max=952 MPaσF1max= σF1.Kqt= 39,64.1= 39,64 MPa < [σF1]max= 460 MPa

σF2max=σF2 Kqt= 34,77 1= 34,77 MPa < [σF2]max= 272 MPaDo đó độ bền quá tải được thỏa

2.2 THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN:

*Thông số thiết kế: Moment xoắn trên các trục:Trục 1: T1= 22110,90 N.mm

Trục 2 : T2= 128288,33 N.mmQui ước các kí hiệu:

k: số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc

Trang 20

��1: khoảng cách trục giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k���: khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ i trên trục thứ k����: chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i)

trên trục

����: khoảng công-xôn trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoàihộp giảm tốc đến gối đỡ.

���: chiều rộng vành bánh răng thứ i trên trục k.

2.2.1 Chọn vật liệu và xác định đường kính sơ bộ của trục:

Chọn vật liệu là thép C45 có σb= 750MPa , ứng suất xoắn cho phép là[τ] =15 MPaXác định đường kính trục :Vì trục 1 nối với động cơ qua khớp nối nên đường kính sơ bộ trục 1 phải làd1= (0,8÷1,2).ddc= (0,8÷1,2).28 = (22,4÷33,6) (mm) nên ta chọn d1= 32 mmd2≥3T20,2.[]=3128288,330,2.15= 34,96 (mm)Trục 1: d1= 32 (mm) ; Chiều rộng ổ lăn : b01= 21 (mm)Trục 2: d2= 40 (mm) ; Chiều rộng ổ lăn : b02= 25 (mm)

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

k1= 15 (mm) : khoảng cách từ mặt nút của chi tiết quay đến thành trong củahộp

k2= 15 (mm) : khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộpk3= 20 (mm) : khoảng cách từ mặt nút của chi tiết quay đến nắp ổhn= 20 (mm) : chiều cao nắp ổ và đầu bu-lông

2.2.2.1.TRỤC 1:

Trang 21

l13 =0,5(lm13+b0)+k1+ k2= 0,5(69+25)+15+15 = 77 (mm)

Với lm13= (1,2÷1,5)d1= (30÷37,5) (mm) nhưng do chiều rộng bánh răng làb1= 69 (mm) nên ta tối thiểu lm13= b1= 69 mm : chiều dài mayo bánh răng trụ

l11= 2.l13= 2.77 = 154 (mm)

2.2.2.2.TRỤC 2

l22= -lc22= 0,5(lm22+b0) + k3+ hn= 0,5(77+25)+20+20 = 91 (mm)Do chiều rộng bánh răng là b3= 77(mm) nên lm22= 77 (mm) : chiều dàimayo bánh răng trụ ngoài

L23 =0,5(lm23+b0)+k1+ k2= 0,5(64+25)+15+15 = 74,5 (mm)

Do chiều rộng bánh răng là b2= 64 (mm) nên lm22= 64 (mm) : chiều dàimayo bánh răng trụ thẳng trong hộp giảm tốc

l21= 2.l23= 2.74,5 = 149 (mm)

Trang 25

Đường kính các trục:Ta có công thức : M = ��2+ ��2+ 0,75�2Suy ra MA= 111100,95 NmmMB= 297593,26 NmmMC= 165664,28 NmmMD=0 NmmTừ công thức : d ≥316Mπ [τ]suy ra : dA=30,47 mm, dB=dD= 39,81mm, dC=35,34mmTheo tiêu chuẩn và theo kết cấu ta chọn dA=32mm, dB=dD=40 mmdC=50mm2.2.4.Chọn và kiểm nghiệm then:2.2.4.1 Trục I:

Trục 1 có 1 then, với đường kính d=22 mm,ta chọn then bằng cóchiều rộng b= 6 mm; chiều cao h= 6 mm; chiều sâu rãnh then trên trục t = 3,5mm;chiều sâu rãnh mayo t1=2,6 mm Chọn l = 34 mm

Trang 26

��=2.�1�2.�.�1=2.22110,902,4.22.28= 29,91 Mpa ≤ [��] =150 MPaVới l1=l-b =34 - 6=28 ; t2= 0,4.h=0,4.6= 2,4mmKiểm tra độ bền cắt theo công thức:��=2.�1�.�.�1=2.22110,906.22.28= 11,96 ≤ [��]=80MpaDo đó thỏa điều kiện kiểm định2.2.4.2 Trục II:Trục có 2 then tại vị trí A và C:*Then tại vị trí A:

Với d=32mm Ta chọn then bằng có chiều rộng b=10mm; chiềucao h= 8mm; chiều sâu rãnh then trên trục t = 5mm; chiều sâu rãnh mayot1=3,3mm Chọn l =63mmKiểm tra độ bền dập theo công thức��=2.�2�2.�.�1=2.128288,333,2.32.53= 47,27 Mpa ≤ [��] =150 MPaVới l1=l-b =63 - 10=53 ; t2= 0,4.h=0,4.8= 3,2mmKiểm tra độ bền cắt theo công thức:��=2.�2�.�.�1=2.128288,3310.32.53= 15,12 ≤ [��]=80MpaDo đó thỏa điều kiện kiểm định*Then tại vị trí C:

Trang 27

��=2.�2�.�.�1=2.128288,3314.50.56=6,54 ≤ [��]=80MpaDo đó thỏa điều kiện kiểm định.2.2.5 Kiểm nghiệm độ bền trục:2.2.5.1 Trục I :

*Kiểm nghiệm đồ bền mỏi:

Tại B không có lực dọc trục nên ứng suất pháp tại tiết diện này thayđổi theo chu kì đối xứng với biên độ ��=��=���, ��=0Khi đó momen cản uốn:W=� �323=� 22323= 1045,36 mm3Suy ra ��=��=���2�+���2=16434,251045,362+44664,612= 45,52 MPaMomen cản xoắn :Wo=� �163=� 22163= 2090,72 mm3τ =��0=22110,92090,72=10,57 MPaKhi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động:τa= τm=2τ=10,572= 5,28 MPa-�σ=1,75 , �τ=1,5 : Hệ số ảnh hưởng đến sự tập trung ứng suất đếnđộ bền mỏi

-ψ�=0,025 , ψ�=0.0175: Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bìnhđến độ bền mỏi của vật liệu

-��=0,88 và ��=0,81 : hệ số kích thước tra theo bảng 10.4 giáo trìnhcơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn Hữu Lộc

- � =0,9 : Hệ số tăng bền của bề mặt

Trang 28

��=�−1��.����.�+ ψ�.��=1,75 45,522550,88.0,9+ 0,025.0=2,53��=�−1��.����.�+ ψ�.��=1,5.5,281280,81.0,9+ 0,0175.5,28=11,68Hệ số an toàn :s =��.����2+��2=2,53.11,682,532+11,682= 2,47 > [s] =1,5Do đó điều kiện bền mỏi được thỏa.*Kiểm nghiệm đồ bền tĩnh :

Đề phòng trục bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc bị gãy khi bị quá tảiđột ngột, ta cần phải kiểm nghiệm trục theo điều kiện độ bền tĩnhCông thức : σtd= �2+ 3�2≤ [σ]qtTrong đó � = ��= 45,52 MPa ,τ = 10,57 MPa[σ]qt=0,8 σch=0,8.540= 432MPaσtd= �2+ 3�2= 45,522+ 3.10,572= 49,06 MPa ≤ [σ]qt= 432MPaThỏa điều kiện bền tĩnh 2.2.5.2 Trục II :

Tiết diện nguy hiểm tại vị trí B

Trang 29

τa= τm=2τ=10,22= 5,1MPa

-�σ=1,75 , �τ=1,5 : Hệ số ảnh hưởng đến sự tập trung ứng suất đếnđộ bền mỏi

-ψ�=0,025 , ψ�=0.0175: Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bìnhđến độ bền mỏi của vật liệu

-��=0,84 và ��=0,78 : hệ số kích thước tra theo bảng 10.4 giáo trìnhcơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn Hữu Lộc

- � =0,9 : Hệ số tăng bền của bề mặt

- �−1=255, �−1=128 : giới hạn mỏi của vật liệu

*Hệ số an toàn tại B được xác định theo công thức:��=�−1��.����.�+ ψ�.��=1,75 43,932550,84.0,9+ 0,025.0= 2,50��=�−1��.����.�+ ψ�.��=1,5.5,11280,78.0,9+ 0,0175 5,1=13,24Hệ số an toàn :s =��.����2+��2=2,5.13,242,52+13,242= 2,46 > [s] =1,5Do đó điều kiện bền mỏi được thỏa.*Kiểm nghiệm đồ bền tĩnh :

Trang 30

2.3 TÍNH CHỌN Ổ LĂN:

Thời gian làm việc : Lh=28800 giờ

2.3.1 Trục I:

Số vòng quay n1=1440( vòng/ phút)Tải trọng phân bố lên các ổ:

-Tải trọng hướng tâm lên ổ A:FrA= ���2+ ���2= 580,062+ 132,52= 595N-Tải trọng hướng tâm lên ổ C:FrC= ���2+ ���2= 197,592+ 233,422= 305,48N-Lực dọc trục Fa1= 272,72NDo đó ta cho ổ bi đỡ- chặn, chọn cở trung, góc tiếp xúc α=120Kí hiệu ổd(mm)D(mm)B(mm)C(N)C0(N)463063062161820013300*Chọn hệ số e:Ta có���0=272,7213300= 0,02 => chọn e = 0,3Chọn hệ số X, Y:

- Chọn V= 1: vì vòng trong ổ lăn quay- Chọn Kt =1 : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ

�σ=1,2 : hệ số ảnh xét đến ảnh hưởng đặc tính của tải trọng-Lực dọc trục tác động vào ổ A và B do lực hướng tâm Frgây ra :

SA=e.FrA=0,3 595 = 178,5NSC=e.FrC=0,3 305,48 =91,64N

- Vì SA>SCvà Fa>0 suy ra : Fa1= SA=178,5N

Trang 31

-Ổ A:��1�.���=1 595178,5=0,3=e suy ra X =1 và Y=0QA=(XVFrA+ YFa1)Kσ.Kt=(1.1 595 +0.178,5).1.1,2=714N-Ổ C :��2�.���=1 305,48451,22=1,47>e suy ra X =0,45 và Y=1,81QC=(XVFrC+ YFa2)Kσ.Kt=(0,45.1.305,48 +1,81.451,22).1.1,2=1145N- Theo kết quả tính toán ta thấy ổ C chịu tải trọng lớn hơn nên tatính toán theo ổ C- Thời gian làm việc : L =60.�ℎ.�106=60.28800.1440106=2488 triệu vòng-Khả năng tải động tính toánCt=Q�� =114532488 =15515,13NVì Ct <C nên đảm bảo khả năng tải động- Tuổi thọ của ổ:�ℎ=60.�106 (��)3=60.1440106 (187001145)3=50419,04giờ*Kiểm tra tải tĩnh�0= �0 ��+ �0 ��= 0,6.305,48 + 0,5.272,72 = 319,64N�0= ��= 305,48�=>Q0=319,64N với �0=0,6 và �0=0,5-Như vậy �0<C0= 13300 N nên điều kiện bền tĩnh được thỏa*Số vòng tới hạn :

-Theo bảng 11,7 giáo trình cơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn HữuLộc với ổ bi đỡ chặn và được bôi trơn bằng mở :[Dpw.n]=1,3.105

-Đường kính tâm con lăn : Dpw=�+�2=62+302= 46 mm

Trang 32

2.3.1 Trục II:

Số vòng quay n1=240( vòng/ phút)Tải trọng phân bố lên các ổ:

-Tải trọng hướng tâm lên ổ B:FrB= ���2+ ���2= 5075,792+ 1237,342= 5224,42N-Tải trọng hướng tâm lên ổ D:FrD= ���2+ ���2= 1257,292+ 565,642= 1378,66 NDoFrB> FrDsuy ra ta chọn tính toán ở ổ B-Lực dọc trục Fa= 272,72NDo đó ta cho ổ bi đỡ , chọn cở nặng,Kí hiệu ổd(mm)D(mm)B(mm)C(kN)C0(kN)40840110275030037000*Chọn hệ số e:-Ta có���0=272,7237000= 0,0074 => chọn e = 0,19Chọn hệ số X, Y:

- Chọn V= 1: vì vòng trong ổ lăn quay- Chọn Kt =1 : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ

Trang 33

- Thời gian làm việc : L =60.�ℎ.�106=60.28800.240106=414,72 triệu vòng- Khả năng tải đơng tính tốn :Ct=Q�� =6269,303414,72 =46752,41N-Vì Ct <C nên đảm bảo khả năng tải động.- Tuổi thọ của ổ:�ℎ=60.�106 (��)3=60.240106 (6269,3050300)3=35866,11 giờ*Kiểm tra tải tĩnh�0= �0 ��+ �0 ��= 0,6.5224,42 + 0,5.272,27 = 3270,78N�0= ��= 5224,42�=>Q0=��= 5224,42N với �0=0,6 và �0=0,5-Như vậy �0<C0= 37000 N nên điều kiện bền tĩnh được thỏa*Số vòng tới hạn :

-Theo bảng 11,7 giáo trình cơ sở thiết kế máy của thầy Nguyễn HữuLộc với ổ bi đũa con và được bôi trơn bằng mở :[Dpw.n]=4,5.105

Trang 34

Kích thước của chốt:T, Nm dcd1D2ll1l2l3h6310 M8 15 42 20 10 15 1,5Kiểm nghiệm sức bền đập của vòng đàn hồi:��=��2��0���3=2.1,5.22614,936.71.10.15 = 1,06 ��� < ��= 2…4 ���Kiểm nghiệm sức bền chốt:��=0,1����0�3�0�=1,5  22614,93 250,1.103 71.6= 19,90��� < ��= 60…80 ���Với k =1,5: hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máyVới �0= �1+�22= 20 +102= 25 ��Vậy vòng đàn hồi và chốt thỏa điều kiện bền

Phần 3 : CHỌN THÂN MÁY, BULONG, CÁC CHI TIẾT PHỤ, DUNG SAIVÀ LẮP GHÉP1 CHỌN THÂN MÁY:1.1 Yêu cầu:- Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là khối lượng nhỏ và độ cứng cao.- Vật liệu làm vỏ là gang xám GX15-32.

- Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp hoặc gân, mặt bích, gối đỡ, …- Bề mặt lắp ghép giữa nắp và thân được cạo sạch hoặc mài để lắp sít, khi

lắp có một lớp sơn mỏng hoặc sơn đặc biệt.- Chọn bề mặt ghép nắp và thân: song song mặt đế

Trang 35

1.2 Xác định kích thước vỏ hộp:

Tên gọiBiểu thức tính toán

Chiều dày: - Thân hộp, - Nắp hộp, 1= 0,03a + 3 = 10 mm1= 0,9 = 9 mmGân tăng cứng: - Chiều dày, e- Chiều cao, h- Độ dốce = (0,81) = 8 mmh < 58 mmkhoảng 2oĐường kính:- Bulông nền, d1- Bulông cạnh ổ, d2- Bulông ghép bích và thân, d3- Vít ghép nắp ổ, d4- Vít ghép nắp cửa thăm, d5d1> 0,04a + 10>12 = 16 mmd2= (0,70,8)d1= 10 mmd3= (0,80,9)d2= 10 mmd4= (0,60,7)d2= 8 mmd5= (0,50,6)d2= 8 mmMặt bích ghép nắp và thân:- Chiều dày bích thân hộp, S3- Chiều dày bích nắp hộp, S4- Bề rộng bích nắp và thân, K3S3= (1,41,8)d3= 18 mmS4= (0,91)S3= 18 mmK3K2- (35) = 45-5=40 mm- Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K2- Tâm lổ bulông cạnh ổ: E2và C (làkhoảng cách từ tâm bulông đến méplổ).- Chiều cao hK2= E2+ R2+ (35) = 45 mmE21,6d2= 22 mmR21,3d2= 15 mmCD3/2 = 55 mm

Trang 36

- Bề rộng mặt đế hộp, K1và q

S2(11,1)d1= 18 mmK13d1= 54 mm

qK1+ 2 = 74 mmKhe hở giữa các chi tiết:

- Giữa bánh răng với thành trong hộp- Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáyhộp- Giữa mặt bên các bánh răng vớinhau(11,2) = 10 mm1(35) = 32 mm=10mmSố lượng bulông nền, ZZ = (L + B)/(200300) = 4L=408mm và B=224 mm2 CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN ĐẾN KẾT CẨU VỎ HỘP:2.1 Chốt định vị:

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục Lỗtrụ (đường kính D) lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời Để đảmbảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như lắp ghép,dùng 2 chốt định vị Nhờ có chốt định vị, khi xiết bulông không làm biến dạngvòng ngoài của ổ (do sai lệch vị trí tương đối của nắp và thân), do đó loại trừđược một trong những nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng.

Ta dùng chốt định vị hình côn có các thông số sau:d c l

Trang 37

2.2 Nắp ổ:- Che chắn ổ lăn kháng bụi từ bên ngoài.- Làm bằng vật liệu GX15-32Kết cấu các nắp ổ trong hộp giảm tốc.2.3 Cửa thăm:

Để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầuvào trong hộp, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm được đậy bằng nắp.

TrụcDD2D3d4hDnd4z

I9238261023,5628(M8) 4

Trang 38

Trên nắp có lắp thêm nút thông hơi Kích thước cửa thăm được chọn nhưsau:

ABA1B1CC1KRVítSố lượng

100 75 150 100 125 130 87 12 M8 x 164

2.4 Nút thông hơi:

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất và điều hịakhơng khí bên trong và bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông hơi Nút thônghơi được lắp trên nắp cửa thăm.

Kích thước nút thông hơi:

AB C D E F G H I J K L M N O

M27x2 15 30 15 36 32 6 4 18 8 6 22 36 32 10

2.5 Nút tháo dầu:

Trang 39

- Kết cấu và kích thước của nút tháo dầu như sau :

dB CDD1Lf

M16 x 1,5 12 8 19,6 26 223

2.6 Que thăm dầu:

- Đê kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu.

Que thăm dầu

3 CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC:3.1 Vòng phớt: