Xác định các thông số của bộ truyền: .... Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục: .... Xác định 1 số thông số bộ truyền bánh răng .... Xác định thông số hình học của cặp
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
Thông số cho trước ở đề bài
3 Đường kính tang dẫn băng tải D = 410 (mm)
4 Thời hạn phục vụ Lh = 9500 (giờ)
5 Số ca phục vụ soca = 2 (ca)
6 Góc nghiêng bố trí bộ truyền ngoài
7 Đặc tính làm việc Tải va đập êm
Công suất làm việc và yêu cầu
𝜂 Trong đó: Plv là công suất làm việc tính trên trục công tác
Pyc là công suất yêu cầu trên trục động cơ 𝜂 là hiệu suất tổng cộng của cả hệ thống - Hiệu suất của cả bộ truyền:
𝜂 = 𝜂 𝑜𝑙 3 × 𝜂 𝐾𝑁 × 𝜂 đ × 𝜂 𝐵𝑅 (1) - Tra bảng 2.3/19 ta chọn như sau:
𝜂 = 0.88 - Công suất yêu cầu trên trục động cơ:
Số vòng quay trên trục công tác
- Trên trục công tác ta có:
𝜋 × 𝐷 = 101.55 (𝑣/𝑝ℎ) - Chọn tỉ số truyền sơ bộ động cơ:
𝑛 đ𝑐(𝑠𝑏) = 𝑛 𝑙𝑣 × 𝑢 𝑠𝑏 o Trong đó 𝑢 𝑠𝑏 = 𝑢 đ × 𝑢 𝐵𝑅 - Tra bảng 2.4/21 ta chọn được tỷ số truyền sơ bộ như sau:
Chọn 𝑛 𝑠𝑏 = 1000(𝑣/𝑝ℎ) Từ 𝑃 𝑦𝑐 = 3.86 (kW) và 𝑛 đ𝑐(𝑠𝑏) = 1000(𝑣/𝑝ℎ), ta chọn 𝑃 đ𝑐 ≥ 𝑃 𝑦𝑐
Dễ thấy loại gần nhất sẽ là 4.0 (kW) Tra bảng động cơ điện 1.3 phụ lục tài liệu [1], ta chọn được động cơ:
Phân phối tỷ số truyền
- Tính lại tỷ số truyền chung của hệ thống:
- Chọn trước tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng côn là chẵn: 𝑢 𝐵𝑅 = 4.5
Thông số trên trục
- Công suất trên trục II: 𝑃 𝐼𝐼 = 𝑃 𝑙𝑣
- Công suất thực của trục động cơ: 𝑃 đ𝑐 𝑡ℎự𝑐 = 𝑃 𝐼
= 3.857 (𝑘𝑊) b Số vòng quay - Số vòng quay trên trục động cơ: 𝑛 đ𝑐 = 950 (𝑣/𝑝ℎ) - Số vòng quay trên trục I: 𝑛 𝐼 = 𝑛 𝑢 đ𝑐 đ = 456.73 (𝑣/𝑝ℎ) - Số vòng quay trên trục II: 𝑛 𝐼𝐼 = 𝑢 𝑛 𝐼
𝐵𝑅 = 101.49 (𝑣/𝑝ℎ) - Số vòng quay thực của trục công tác:
𝑢 𝐾𝑁 = 101.49 (𝑣/𝑝ℎ) c Momen xoắn trên các trục:
- Momen xoắn trên trục động cơ:
𝑛 𝐼 = 75838.79 (𝑁𝑚𝑚) - Momen xoắn trên trục II:
𝐼𝐼 = 324355.60 (𝑁𝑚𝑚) - Momen xoắn trên trục công tác là:
Bảng kết quả tính toán
Trục động cơ Trục I Trục II Trục bộ phận công tác
Tỉ số truyền u ukn = 1 ubr = 4.5 Uđ = 2.08
Tốc độ quay n ( vg/ph)
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
Chọn đai: vải cao su
- Đường kính đai bánh nhỏ: 𝑑 1 = (5.2 ÷ 6.4) √𝑇 3 1 Trong đó: 𝑇 1 là momen xoắn trên trục động cơ = 38773 (Nmm)
Dựa vào dãy tiêu chuẩn: 50, 55, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250,
- Vận tốc: v = 𝜋×𝑑 60×1000 1 ×𝑛 1 = 9.95 (𝑚/𝑠) < 𝑣 𝑚𝑎𝑥 = 25 (𝑚/𝑠) - Đường kính đai bánh lớn: 𝑑 2 = 𝑢 × 𝑑 1 × (1 − 𝜀)
Trong đó: 𝑢 là tỉ số truyền của bộ truyền đai, 𝜀 là hệ số trượt (Chọn 𝜀 = 0.02)
𝑑 2 = 407.68 (𝑚𝑚) Theo dãy tiêu chuẩn trên, ta chọn 𝑑 2 = 400 (𝑚𝑚)
Như vậy tỉ số truyền thực tế là: 𝑢 𝑡 = 𝑑
Thỏa mãn - Khoảng cách trục:
Xác định các thông số của bộ truyền
- Đường kính đai bánh nhỏ: 𝑑 1 = (5.2 ÷ 6.4) √𝑇 3 1 Trong đó: 𝑇 1 là momen xoắn trên trục động cơ = 38773 (Nmm)
Dựa vào dãy tiêu chuẩn: 50, 55, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250,
- Vận tốc: v = 𝜋×𝑑 60×1000 1 ×𝑛 1 = 9.95 (𝑚/𝑠) < 𝑣 𝑚𝑎𝑥 = 25 (𝑚/𝑠) - Đường kính đai bánh lớn: 𝑑 2 = 𝑢 × 𝑑 1 × (1 − 𝜀)
Trong đó: 𝑢 là tỉ số truyền của bộ truyền đai, 𝜀 là hệ số trượt (Chọn 𝜀 = 0.02)
𝑑 2 = 407.68 (𝑚𝑚) Theo dãy tiêu chuẩn trên, ta chọn 𝑑 2 = 400 (𝑚𝑚)
Như vậy tỉ số truyền thực tế là: 𝑢 𝑡 = 𝑑
Thỏa mãn - Khoảng cách trục:
Xác định lại khoảng cách trục: 𝑎 𝑡𝑡 = 𝜆+√𝜆 2 −8×∆ 2
Xác định tiết diện đai
- Diện tích tiết diện đai: 𝐴 = b × 𝛿 = 𝐹 𝑡 [𝜎 ×𝑘 đ
Trong đó: b và δ là chiều rộng và chiều dày đai;
𝐹 𝑡 là lực vòng: 𝐹 𝑡 = 1000 × 𝑃 𝑣 1 = 387.64 (𝑁) Chọn 𝑘 đ = 1.1, [𝜎 𝐹 ] = [𝜎 𝐹 ] 0 × 𝐶 𝛼 × 𝐶 𝑣 × 𝐶 0 (𝑀𝑃𝑎) Trong đó:
- [𝜎 𝐹 ] 0 là ứng suất có ích cho phép xác định bằng thực nghiệm với bộ truyền có 𝑑2 = 𝑑1 (tức là 𝛼 = 180 0 ), bộ truyền đặt nằm ngang; v = 10 (m/s), tải trọng tĩnh
𝑑 1 o Theo bảng 4.8, do chọn loại đai là đai vải cao su nên tỷ số ( 𝑑 𝛿
40 = 5(𝑚𝑚) Theo bảng 4.1, dùng loại đai Β − 800 không có lớp lót, trị số 𝛿 tiêu chuản là 𝛿 = 5 (𝑚𝑚) (với số lớp là 4) o Chọn 𝜎 0 = 2.0, 𝑘 1 = 2.7, 𝑘 2 = 11 => [𝜎 𝐹 ] 0 = 2.425 (𝑀𝑃𝑎) - 𝐶 𝛼 là hệ số ảnh hưởng của góc ôm 𝛼1 trên bánh đai nhỏ đến khả năng kéo của đai
- 𝐶𝑣 là hệ số kể đến ảnh hưởng của lực li tâm đến độ bám của đai trên bánh đai
10 o Với đai vải cao su thì 𝑘 𝑣 = 0.04 =>𝐶 𝑣 ≈ 1 - 𝐶 0 là hệ số kể ảnh hưởng của vị trí bộ truyền trong không gian và phương pháp căng đai Dựa vào bảng 4.12/57 ta chọn 𝐶 0 = 1
Theo dãy tiêu chuẩn 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250 thì ta chọn 𝑏 = 40 (𝑚𝑚)
Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục
Bảng kết quả tính toán
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú
Loại đai Đai vải cao su
Tỉ số truyền 𝑢 - 2.04 𝑢𝑡 là TST thực tính được dựa trên 𝑑 1 ; 𝑑 2 ; 𝜀 Đường kính bánh đai nhỏ 𝑑 1 (mm) 200 Đường kính bánh đai lớn 𝑑 2 (mm) 400
Chiều rộng bánh đai 𝐵 (mm) 50
Góc ôm bánh đai nhỏ 𝛼 1 (độ) 167.34
Lực tác dụng lên trục 𝐹𝑟 (N) 796
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Chọn vật liệu
• Bánh răng 1 (bánh chủ động): Thép C45, tôi cải thiện
• Bánh răng 2 (bánh bị động): Thép C45, tôi cải thiện
Xác định ứng suất cho phép
• Ứng suất tiếp cho phép [𝜎 𝐻 ] và ứng suất uốn cho phép [𝜎 𝐹 ]
• 𝑚 𝐻 , 𝑚 𝐹 : bậc của đường cong mỏi
• 𝑁 𝐻𝑂 , 𝑁 𝐹𝑂 : số chu kỳ thay đổi ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn
• 𝑁 𝐻𝐸 , 𝑁 𝐹𝐸 : số chu kỳ thay đổi ứng suất
𝑁 𝐻𝐸 = 𝑁 𝐹𝐸 = 60 × 𝑐 × 𝑛 × 𝑡 ∑ o c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, c = 1 o n: vận tốc vòng của bánh răng
{𝑛 1 = 456,73 𝑛 2 = 101,49(𝑣/𝑝ℎ) o 𝑡 ∑ : tổng số giờ làm việc của răng, 𝑡 ∑ = 𝐿 ℎ = 9500(𝑔𝑖ờ)
Thiết kế
a Xác định thông số cơ bản:
Trong đó: 𝐾 𝑑 = 100 (𝑀𝑃𝑎) 1/3 (bánh răng côn răng thẳng = thép)
Hệ số chiều rộng vành răng: 𝐾 𝑏𝑒 = 𝑅 𝑏
⇒ {𝑅 𝑒 = 174,98 (𝑚𝑚) ≈ 175 (𝑚𝑚) 𝑑 𝑒1 = 75,92 (𝑚𝑚) ≈ 76 (𝑚𝑚) b Xác định thông số cơ bản:
- Xác định số răng 𝑧 1 sơ bộ:
⇒ 𝑧 1𝑠𝑏 = 27,2 (răng) - Tính đường kính trung bình và modul
⇒ Thỏa mãn - Góc côn chia
Xác định 1 số thông số bộ truyền bánh răng
- Đường kính vòng chia ngoài:
𝑑 𝑒1 = 𝑚 𝑡𝑒 × 𝑧 1 = 75 (𝑚𝑚) 𝑑 𝑒2 = 𝑚 𝑡𝑒 × 𝑧 2 = 337,5 (𝑚𝑚) - Đường kính vòng chia trung bình:
𝑅 𝑒 ) × 𝑑 𝑒2 = 295,31 (𝑚𝑚) - Đường kính vòng đỉnh răng ngoài:
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
Kiểm nghiệm độ bền uốn
𝛼 = 0,57 Do là bánh răng thẳng ⇒ 𝑌 𝛽 = 1
Kiểm nghiệm độ bền quá tải
Xác định thông số hình học của cặp bánh răng
Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng
Thông số Ký hiệu Giá trị
Chiều dài côn ngoài 𝑅 𝑒 172,87 (mm)
Mô đun vòng ngoài 𝑚 𝑡𝑒 2,5 (mm)
Chiều rộng vành răng b 43,22 (mm)
𝛿 2 77,47 𝑜 Đường kính vòng chia ngoài 𝑑 𝑒1 75 (mm)
𝑑 𝑒2 337,5 (mm) Đường kính đỉnh răng ngoài 𝑑 𝑎𝑒1 81,52 (mm)
Chiều cao đầu răng ngoài ℎ 𝑒1 3,34 (mm)
Chiều cao chân răng ngoài ℎ 𝑓𝑒1 2,16 (mm)
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
Thông số đầu vào
Mômen cần truyền: T = T II = 324355,60 (N mm) Đường kính trục cần nối d t = √ 3 0,2.[𝜏] 𝑇 𝐼𝐼 = √ 3 324355,60 0,2.18 D,83 (𝑁𝑚𝑚) (với [𝜏] 15 ÷ 30, 𝑐ℎọ𝑛 [𝜏] = 18)
1.1 Chọn khớp nối Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi đẻ nối trục
Chọn khớp nối theo điều kiện:{T t ≤ T kn cf d t ≤ d kn cf Trong đó d t - Đường kính trục cần nối d t = d đc = 44,83 mm T t –Mômen xoắn tính toán T t = k T k -Hệ số chế độ làm việc tra bảng 16.1
58 [2] lấy k=1,2 T- Momen xoắn danh nghĩa trên trục: T = T II = 324355,60 (N mm) Do vậy T t = k T = 1,2 324355,60 = 389226,72 (N mm) ≈ 389,23(N m)
{T t = 389,23 N m ≤ T kn cf d t = 44,83 mm ≤ d kn cf Ta được:
{ Tkn cf = 500 N m d kn cf = 45 mm Z = 8 D o = 130 mm Tra bảng 16.10𝑏
69 [2] với T kn cf = 500 (N m)ta được
{ l 1 = 34 mm l 2 = 15 mm l 3 = 28 mm d c = 14 mm 1.2 Kiểm nghiệm khớp nối
Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện: a Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi σ d = 2k T Z D o d c l 3 ≤ [σ d ] σ d -Ứng suất dập cho phép của vòng cao su [σ d ] = 2 ÷ 4 Mpa Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi: σ d = 2kT ZD 0 d c l 3 =2.1,2.324355,60
→ Thỏa mãn b Điều kiện bền của chốt: σ u = k T l 0 0,1 d c 3 D 0 Z ≤ [σ u ] Trong đó:
2 = 41,5 (𝑚𝑚) [σ u ]- Ứng suất uốn cho phép của chốt, [σ u ]=(60÷ 80) MPa; σ u = k T l 0 0,1 d c 3 D 0 Z =1,2 324355,60 41,5
1.3 Lực tác dụng lên trục Ta có F kn = 0,2 F t
→ F kn = 0,2 F t = 0,2 4990,09 = 998,02 (N) Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi
Thông số Kí hiệu Giá trị Mômen xoắn lớn nhất có thể truyền được T kn cf 500 (N.m) Đường kính lớn nhất có thể của nối trục d kn cf 40 (mm)
Số chốt Z 8 Đường kính vòng tâm chốt D 0 130 (mm)
Chiều dài phần tử đàn hồi l 3 28 (mm)
Chiều dài đoạn công xôn của chốt l 1 34 (mm) Đường kính của chôt đàn hồi d 0 14 (mm)
Lực tác dụng lên trục Fkn 998,02 (N)
Tính trục
2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục Vật liệu làm trục chọn là thép 45 tôi cải thiện có σb= 600 MPa
2.2 Tính sơ bộ đường kính trục theo momen xoắn
⇒ Chọn{d 1 = d sb1 = 30 (mm) d 2 = d sb2 = 40 (mm)
Chiều rộng ổ lăn trên trục: Tra bảng 10.2
189 [1]: với {d sb1 = 30 (mm) d sb2 = 40 (mm) ⇒ {b 01 = 19 (mm) b 02 = 23 (mm)
2.3 Xác định các lực tác dụng lên trục
- Lực tác dụng lên trục : 𝐹 𝑟 = 796 (𝑁) - Lực tác dụng lên trục I
Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền bánh răng côn răng thẳng :
F a1 = F r2 = 182,52 (N) - Lực tác dụng lên trục II
Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền bánh răng côn răng thẳng : Lực vòng:
F a2 = F r1 = 821,26 (N) - Góc 𝛼 = 60 𝑜 ⇒ Góc hợp bởi 𝐹 𝑟𝑥 𝑣à 𝐹 𝑟 là 60 𝑜
2.4 Xác định sơ bộ đường kính trục
- Chiều dài mayo của bánh răng côn lm13 = (1,2 ÷ 1,4).d1 = (1,2 ÷ 1,4).30 = 36 ÷ 42 (mm) Chọn lm13 = 40 (mm) lm23 = (1,2 ÷ 1,4).d2 = (1,2 ÷ 1,4).40 = 48 ÷ 56 (mm) Chọn lm23 = 48 (mm)
- Chiều dài mayo của bánh đai lm12 = (1,2 ÷ 1,5).d1 = (1,2 ÷ 1,5).30 = 36 ÷ 45 (mm) Chọn lm12 = 36 (mm)
- Chiều dài mayo của nửa khớp nối 𝑙 𝑚22 = (1,4 ÷ 2,5).d2 = (1,4 ÷ 2,5).40 = 56 ÷ 100 (mm) Chọn 𝑙 𝑚22 = 80 (mm)
- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp: k1 = 8 ÷ 15, ta chọn k1 = 10 - Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp: k2 = 5 ÷ 15, ta chọn k2 = 10 - Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3 = 10 ÷ 20, ta chọn k3 = 10 - Chiều cao nắp ổ và đầu bu-lông: hn = 15 ÷ 20 ta chọn hn = 20 (Các giá trị k1, k2, k3, hn đều được chọn theo bảng 10.3/T189)
- Khoảng cách các điểm đặt lực trên các trục Khoảng công-xôn (khoảng chìa): lcki = 0,5(lmki + b0) + k3 + hn
Chiều rộng vành răng bki thứ i trên trục k: b13 = b23 = b = 43,22 (mm)
Khoảng cách đặt lực trên trục I:
- l13 = l11 + k1 + k2 + lm13 + 0,5.(b01 – b13.cosδ1) = 75 + 10 + 10 + 40 + 0,5.( 19- 43,22.cos12,53) = 123,40 (mm) Chọn l13 = 124 (mm)
Khoàng cách đặt lực trên trên trục II:
Tính toán thiết kế cụm trục
- Sơ đồ phân bố lực chung:
3.2 Phản lực tại các gối đỡ
3.4 Tính momen tương đương - Trục I: 𝑇 10 = 𝑇 11 = 𝑇 12 = 𝑇 13 = 𝑇 1 = 75838,79 (𝑁)
Momen uốn tổng: 𝑀 𝑇 = √𝑀 𝑥𝑗 2 + 𝑀 𝑦𝑗 2 (𝑁𝑚𝑚) Momen tương đương: 𝑀 𝑡đ𝑗 = √𝑀 𝑥𝑗 2 + 𝑀 𝑦𝑗 2 + 0,75 × 𝑇 𝑗 2 (𝑁𝑚𝑚)
𝑑 13 = √ 3 0,1×[𝜎] 𝑀 𝑡đ13 = 21,89 (𝑚𝑚) Xuất phát từ độ bền, công nghệ, đặc tính lắp ráp ta chọn: o Bánh đai và bánh răng: 𝑑 10 = 𝑑 13 = 25 (𝑚𝑚) o 2 ổ lăn: 𝑑 11 = 𝑑 12 = 30 (𝑚𝑚) o Vai trục: 𝑑 = 40 (𝑚𝑚) - Trục II : 𝑇 20 = 𝑇 21 = 𝑇 22 = 𝑇 23 = 𝑇 2 = 324355,60 (𝑁)
𝑑 23 = √ 3 0,1×[𝜎] 𝑀 𝑡đ23 = 35,46 (𝑚𝑚) Xuất phát từ độ bền, công nghệ, đặc tính lắp ráp ta chọn: o Bánh răng 𝑑 22 = 42 (𝑚𝑚) o Khớp đàn hồi 𝑑 20 = 36 (𝑚𝑚) o 2 ổ lăn: 𝑑 21 = 𝑑 23 = 40 (𝑚𝑚) o Vai trục: 𝑑 = 50 (𝑚𝑚)
3.5 Chọn và kiểm nghiệm then a Chọn then
- Do các trục nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn loại then bằng Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn loại then giống nhau trên cùng 1 trục
Tiết diện Đường kính Kích thước Chiều sâu
Tiết diện Đường kính Kích thước Chiều sâu
2-2 42 b h t1= 5,5 t2 = 4,4 b Kiểm nghiệm then theo độ bền dập, độ bền cắt
• Momen xoắn trên trục : T = 75838,79 (Nmm)
⇒ Trục I đủ bền - Trục II :
• Momen xoắn trên trục : T = 324355,60 (Nmm)
⇒ Trục II đủ bền c Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi
Kết cấu trục đảm bảo đủ độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đảm bảo s j = s σj s τj
• [s]: hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 ÷ 2,5
• s σj , s τj : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
K σdj σ aj + ψ σ σ mj s τj = K τ −1 τdj τ aj + ψ τ τ mj Với ψ σ = 0,05 và ψ τ = 0 (bảng 10.7 trang 197) 𝜎 −1 = 0,436 𝜎 𝑏 = 0,436 600 = 261,6 (MPa) 𝜏 −1 = 0,58 𝜎 −1 = 0,58 261,6 = 151,73 (MPa) Đối với trục quay , ứng suất uốn thay đổi theo chu kì do đó: σ mj = 0 ; σ aj = σ maxj = M j
W j 𝑀 𝑗 = √𝑀 𝑥𝑗 2 + 𝑀 𝑦𝑗 2 : Momen uốn tổng tại các tiết diện j trên chiều dài trục
𝑊 𝑗 = 𝜋×𝑑 32 𝑗 3 : Momen cảm uốn tại tiết diện tròn
𝑗 : Momen cảm uốn tại trục có 1 rãnh then Trục quay một chiều :
2×𝑊 𝑜𝑗 : ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động 𝑊 𝑜𝑗 = 𝜋×𝑑 16 𝑗 3 : momen xoắn tại tiết diện tròn
𝑗 : Momen xoắn tại trục có 1 rãnh then
• 𝐾 𝑥 là hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt Theo bảng 10.8/T197 ta có: 𝐾 𝑥 = 1,06
• 𝐾 𝑦 là hệ số tăng bền bề mặt trục Do không dùng phương pháp tăng bền nên 𝐾 𝑦 = 1
• 𝜀 𝜎 , 𝜀 𝜏 là hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục tới giới hạn mỏi Các giá trị dựa theo bảng 10.10/T198
• 𝐾 𝜎 , 𝐾 𝜏 là hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn Các giá trị được lấy theo bảng 10.12/T198
Từ bảng số liệu trên ta thấy tất cả các trục đều đảm bảo độ bền mỏi
3.6 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn a Chọn loại ổ
• Đường kính đoạn lắp ổ lăn : 𝑑 11 = 𝑑 12 = 30 (𝑚𝑚)
• Tải trọng tác dụng lên 2 ổ: o 𝐹 𝑟0 = √𝐹 𝑥10 2 + 𝐹 𝑦10 2 = 2739,13(𝑁) o 𝐹 𝑟1 = √𝐹 𝑥11 2 + 𝐹 𝑦11 2 = 4457,56(𝑁)
𝐹 𝑎𝑡1 𝐹 𝑟 ≤ 0,6 nhưng vẫn chọn ổ đũa côn vì tuy có thể chọn ổ bi đỡ để giảm chi phí nhưng sẽ không cùng loại với trục II và có thể không đảm bảo do vẫn còn lực dọc trục
Chọn sơ bộ ổ lăn của trục I theo bảng P2.11/T261:
Xác định tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ:
• 𝐾 𝑡 là hệ số ảnh hưởng của t ° , Kt = 1 khi θ = 105 ° C
• 𝐾 đ là hế số kể đến đặc tính tải trọng K đ = 1 ( bảng 11.3-trang 215)
⇒ {𝑄 0 = 3624,77 𝑄 1 = 4457,56 (𝑁) Tải trọng động quy ước 𝑄 = 𝑄 1 = 4457,56 (𝑁) ≈ 4,46 (𝑘𝑁) Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải động:
M: bậc của đường cong mỏi (m = 10
3 với ổ đũa) L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng
⇒ Ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải tĩnh:
⇒ Thỏa mãn điều kiện tĩnh
• Đường kính đoạn lắp ổ lăn : 𝑑 11 = 𝑑 12 = 30 (𝑚𝑚)
• Tải trọng tác dụng lên 2 ổ: o 𝐹 𝑟0 = √𝐹 𝑥20 2 + 𝐹 𝑦20 2 = 726,06(𝑁) o 𝐹 𝑟1 = √𝐹 𝑥21 2 + 𝐹 𝑦21 2 = 1339,82(𝑁)
𝐹 𝑎2 𝐹 𝑟 > 0,3 ⇒ Lực dọc trục lớn nên chọn ổ đĩa côn
Chọn sơ bộ ổ lăn của trục I theo bảng P2.11/T261:
• 𝐾 𝑡 là hệ số ảnh hưởng của t ° , Kt = 1 khi θ = 105 ° C
• 𝐾 đ là hế số kể đến đặc tính tải trọng K đ = 1 ( bảng 11.3-trang 215)
⇒ {𝑄 0 = 2503,41 𝑄 1 = 1717,36 (𝑁) Tải trọng động quy ước 𝑄 = 𝑄 1 = 2503,41 (𝑁) ≈ 2,5 (𝑘𝑁) Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải động:
M: bậc của đường cong mỏi (m = 10
3 với ổ đũa) L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng
⇒ Ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải tĩnh:
⇒ Thỏa mãn điều kiện tĩnh
THIẾT KẾ KẾT CẤU
Một số chi tiết khác
2.1 Nắp ổ Đường kính nắp ổ được xác định theo công thức : D3 = D + 4,4.d4
Vị trí D(mm) D2(mm) D3(mm) D4(mm) d4(mm) z h
Tên chi tiết: Bu lông vòng
• Chức năng: để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, khi lắp ghép…) trên nắp và thân thường lắp them bu lông vòng
Tra bảng B18.3bTr89 [2] với Re = 172,87 (mm)
=> ta được trọng lượng hộp : Q = 60 (kg)
• Thông số bu lông vòng tra bảng B18.3aTr89[2] ta được:
Tên chi tiết: Chốt định vị
• Chức năng: nhờ có chốt định vị, khi xiết bu lông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ (do sai lệch vị trí tương đối của nắp và thân) do đó loại trừ được các nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng
• Chọn loại chốt định vị là chốt côn
• Thông số kích thước: B18.4aTr90[2] ta được: d = 6 mm ; c = 1,0 mm ; L = 12 ÷ 120 mm
2.4 Cửa thăm Tên chi tiết: cửa thăm
• Chức năng: để kiểm tra quan sát các chi tiết trong hộp khi lắp ghép và để đồ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm được đậy bằng nắp, trên nắp có nút thông hơi
• Thông số kích thước: tra bảng 18.5Tr92[2] ta được
2.5 Nút thông hơi Tên chi tiết: nút thông hơi
• Chức năng: khi làm việc nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp người ta dung nút thông hơi
• Thông số kích thước: tra bảng 18.6Tr93[2] ta được
2.6 Nút tháo dầu Tên chi tiết: nút tháo dầu
• Chức năng: sau 1 thời gian làm việc dầu bôi trơn có chứa trong hộp bị bẩn (do bụi bẩn hoặc hại mài…) hoặc dầu bị biến chất Do đó cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ này bị bít kín bằng nút tháo dầu
• Thông số kích thước (số lượng 1 chiếc): tra bảng 18.7Tr93[2] ta được d b m f L c q D S
2.7 Kiểm tra mức dầu Tên chi tiết: que thăm dầu
Chức năng que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt khi máy làm việc 3 ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngoài
2.8 Lót ổ lăn Ổ lăn làm việc trung bình và bôi trơn bằng mỡ ta chọn làm kín động gián tiếp bằng vòng phớt
• Chức năng: bảo vệ ổ lăn khỏi bám bụi, chất lỏng hạt cứng và các tạp chất xâm nhập vào ổ, những chất này làm ổ chóng bị mài mòn và han gỉ
• Thông số kích thước: tra bảng 15.17Tr50[2] ta được d D a b
Chi tiết vòng chắn dầu
• Chức năng: vòng chắn dầu quay cùng với trục, ngăn cách mỡ bôi trơn với dầu trong hộp, không cho dầu thoát ra ngoài
• Thông số kích thước vòng chắn dầu
Chọn a= 6 mm ; t =2 mm ; b = 5 mm 2.9 Cốc lót
Tên chi tiết: cốc lót
• Chức năng: dùng để đỡ ổ lăn tạo thuận lợi cho việc lắp ghép và điểu chỉnh bộ phận ổ cũng như điều chỉnh ăn khớp của bánh răng côn
• Vật liệu: gang xám GX15÷32
Chọn chiều dày cốc lót:
Chiều dày vai và bích cốc lót:
Re 172,87mm b 43.22 mm d 38 mm 25 mm da 81,52 mm 338,22 mm c= (0,3÷0,35)b (12,97÷ 15,13) Chọn c mm δ= (2,5÷4)m (2,5÷4).2=5÷8
LẮP GHÉP, BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI
Dung sai lắp ghép và lắp ghép ổ lăn
• Lắp vòng trong của ổ lên trục theo hệ thống lỗ cơ bản và lắp vòng ngoài vào vỏ theo hệ thống trục cơ bản
• Để các vòng không trượt trên bề mặt trục hoặc lỗ khi làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian với các vòng không quay và lắp có độ dôi với các vòng quay
• Chọn miền dung sai khi lắp các vòng ổ:
+ Lắp ổ lên trục là: k6 + Lắp ổ lên vỏ là: H7
Lắp bánh răng lên trục:
• Để truyền momen xoắn từ trục lên bánh răng và ngược lại, ta chọn sử dụng then bằng Mối ghép then thường không được lắp lẫn hoàn toàn do rãnh then trên trục thường được phay thường thiếu chính xác Để khắc phục cần cạo then theo rãnh then để lắp
• Lắp bánh răng lên trục theo kiểu lắp trung gian: ∅ H7 k6
Bôi trơn hộp giảm tốc
• Bôi trơn trong hộp Theo cách dẫn dầu bôi trơn đến các chi tiết máy, người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu và bôi trơn lưu thông, do các bánh răng trong hộp giảm tốc đều có vận tốc : v = 𝜋 𝑑 60000 𝑤1 𝑛 1 = 𝜋.75.271,83
60000 = 1,07 (m/s) < 12 (m/s) nên ta bôi trơn bánh răng trong hộp bằng phương pháp ngâm dầu Với vận tốc vòng của bánh răng v=1,07 (m/s) tra bảng 18.11Tr100[2], ta được độ nhớt để bôi trơn là:186 Centistoc ứng với nhiệt độ 50 0 C
Theo bảng 18.13Tr101[2] ta chọn được loại dầu: dầu ôtô máy kéo AK-20
• Bôi trơn ổ lăn : Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kỹ thuật, nó sẽ không bị mài mòn, ma sát trong ổ sẽ giảm, giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau, điều đó sẽ bảo vệ được bề mặt và tránh được tiếng ồn Bôi trơn ổ lăn bằng mỡ
• Tại các tiết diện lắp bánh răng không yêu cầu tháo lắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp H7/k6, tiết diện lắp trục với ổ lăn, khớp nối, bánh đai được chọn trong bảng sau :
Trục I Vị trí lắp Kiểu lắp Lỗ Trục
Cốc lót và vành ngoài ổ ϕ72H7 ϕ72 0 +0,03
Trục và vòng chắn dầu ϕ30D8 k6 ϕ30 +0,065 +0,098 ϕ30 +0,002 +0,015 Đoạn trục lắp bánh đai ϕ25k6 ϕ25 +0,002 +0,015
Trục II Trục và vòng chắn dầu ϕ40D8 k6 ϕ40 +0,08 +0,119 ϕ40 +0,002 +0,018
Vỏ và nắp ổ trục 2 ϕ80 H7 d11 ϕ80 0 +0,03 ϕ80 −0,29 −0,1 Đoạn trục lắp khớp nối ∅36k6 ϕ36 +0,002 +0,018
