Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải Số liệu cho trước: 1.Lực kéo băng tải : F = 9500 N 2.Vận tốc băng tải : v = 0,6 m/s 3. Đường kính tang : D = 350 mm 4. Thời hạn phục vụ : lh =17000 giờ 5.Số ca làm việc : soca = 2 6.Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài : 30o 7. Đặc tính làm việc: êm I.Tính động học hệ dẫn động 1.Chọn động cơ : Công suất động cơ : Pdc > Pyc mặt khác Pyc = Ptd = Với công suất công tác : Pct = (kw) hệ số tải trọng tương đương : hiệu suất bộ truyền : Theo bảng 2.3 [TL1] chọn : = 0,98 (một cặp ổ trượt được che kín) = 0,99 (một cặp ổ lăn được che kín) = 0,96 (bộ truyền bánh răng trụ được che kín) = 1 = 0,95 (bộ truyền đai để hở) (kw) Tốc độ đồng bộ của động cơ : nsb= nct.usb với (vg/ph) usb = usbh .usb.btngoài chọn usbh = 15 usb.btngoài = 3 usb = 15 . 3 =45 nsb=32,74 . 45 = 1473,3 (vg/ph) Chọn động cơ điện với điều kiện : Pđc > Pyc = 6,48 (kw) nđb nsb = 1473,3 (vg/ph) Theo bảng P1.3 [TL1] ta chọn động cơ có kí hiệu 4A132S4Y3 với Pđc = 7,5 (kw) nđc = 1455 (vg/ph) khối lượng 104 (kg) 2.Phân phối tỉ số truyền : _Xác định tỉ số truyền chung : với ung =3 (như đă chọn) nđc= 1455 (vg/ph) = u1 . u2 Với hộp giảm tốc bánh răng trụ kiểu khai triển kích thước phân đôi phân cấp nhanh ,theo kinh nghiệm : u1 = (1,21,3).u2 chọn u1 = 1,2 . u2 u1=1,2 . 3,51 = 4,21 Tính lại bộ truyền ngoài (thỏa măn) _Tính toán các thông số động học : + Công suất : (kw) (kw) (kw) (kw) +Tốc độ : (vg/ph) (vg/ph) (vg/ph) +Mô men xoắn : (N.mm) (N.mm) (N.mm) (N.mm) (N.mm) Kết quả tính toán được ghi trong bảng: Động cơTrục 1Trục 2Trục 3Trụcct u u1 u2 u3 uct P (kw) 7,13 3,36 6,12 5,82 5,7 n(vg/ph) 1455 485 115,2 32,8232,74 T (N)46798,2866062,37507343,751693510,061662645,08 II.Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài : Điều kiện làm việc : P1 = Pđc=7,13 (kw) n1 = nđc = 1455 (vg/ph) u = uđ = 3 T1 = Tdc = 46798,28 (N.mm) 1.Chọn loại đai : Điều kiện làm việc : tải trọng êm chọn loại đai vải cao su 2.Các thông số bộ truyền : a, Đường kính bánh dẫn : Theo CT4.1 [TL1] (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn : d1 = 200 (mm) b,Vận tốc đai : (m/s) c,Đường kính bánh đai bị dẫn : trong đó là hệ số trượt chọn = 0,01 d2 = 3.200.(10,01) = 594 (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn : d2 = 630 (mm) tỉ số truyền thực tế
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải Số liệu cho trước: 1.Lực kéo băng tải : F = 9500 N Vận tốc băng tải : v = 0,6 m/s Đường kính tang : D = 350 mm Thời hạn phục vụ : lh =17000 5.Số ca làm việc : soca = 6.Góc nghiêng đường nối tâm truyền : 30o Đặc tính làm việc: êm I.Tính động học hệ dẫn động 1.Chọn động : Công suất động : Pdc > Pyc mặt khác Pct β Pyc = Ptd = η Với công suất công tác : Pct = F v 9500.0, = = 5, (kw) 1000 1000 hệ số tải trọng tương đương : β= P t ∑ ( Pi )2 t i = i =1 ck n n Ti ti ∑ (T ) t i =1 ck T t T t 4 = ( ) + ( ) = 12 + 0,82 = 0,91 T1 tck T1 tck 8 uh 14,81 = = 3,51 1, 1, u2 = hiệu suất truyền : n 3 η = ∏ηi = ηot ηol ηbr ηk η d i =1 Theo bảng 2.3 [TL1] chọn : ηot = 0,98 (một cặp ổ trượt che kín) ηol = 0,99 (một cặp ổ lăn che kín) ηbr = 0,96 (bộ truyền bánh trụ che kín) ηk = ηd = 0,95 (bộ truyền đai để hở) → η = 0,98.0,993.0,963.1.0,95 = 0,8 Hà Quốc Vinh → Pdc = Lớp Cơ điện tử 2-K49 5, 7.0,91 = 6, 48 (kw) 0,8 Tốc độ đồng động : nsb= nct.usb với nct = 60000.v 60000.0, = = 32, 74 (vg/ph) π D π 350 usb = usbh usb.btngoài chọn usbh = 15 usb.btngoài = → usb = 15 =45 → nsb=32,74 45 = 1473,3 (vg/ph) Chọn động điện với điều kiện : Pđc > Pyc = 6,48 (kw) nđb ≈ nsb = 1473,3 (vg/ph) Tk T > k = mm = 1,5 Tdn T1 Theo bảng P1.3 [TL1] ta chọn động có kí hiệu 4A132S4Y3 với Pđc = 7,5 (kw) nđc = 1455 (vg/ph) Tk =2 Tdn Tmax = 2, Tdn khối lượng 104 (kg) 2.Phân phối tỉ số truyền : _Xác định tỉ số truyền chung : uch = với ndc = uh ung nct ung =3 (như chọn) nđc= 1455 (vg/ph) 1455 = 44, 44 32, 74 44, 44 → uh = = 14,81 = u1 u2 → uch = Với hộp giảm tốc bánh trụ kiểu khai triển kích thước phân đơi phân cấp nhanh ,theo kinh nghiệm : u1 = (1,2 ÷ 1,3).u2 chọn u1 = 1,2 u2 Hà Quốc Vinh → u2 = Lớp Cơ điện tử 2-K49 uh 14,81 = = 3,51 1, 1, → u1=1,2 3,51 = 4,21 Tính lại truyền ngồi ung = uch 44, 44 = = 3, 00 (thỏa mãn) u1.u2 4, 21.3,51 _Tính tốn thơng số động học : + Công suất : Pct 5, = = 5,82 (kw) ηk ηot 1.0,98 P3 5,82 P2 = = = 6,12 (kw) ηol ηbr 0,99.0,96 P2 6,12 P= = = 6, 71 (kw) ηol ηbr 0,99.0,962 P 6, 71 ' Pdc = = = 7,13 (kw) ηd ηol 0,95.0,99 P3 = +Tốc độ : ndc 1455 = = 485 (vg/ph) ud n 485 n2 = = = 115, 20 (vg/ph) u1 4, 21 n 115, 20 n3 = = = 32,82 (vg/ph) u2 3,51 n1 = +Mô men xoắn : Pct 5, = 9,55.106 = 1662645, 08 (N.mm) nct 32, 74 P 5,82 T3 = 9,55.106 = 9,55.106 = 1693510, 06 (N.mm) n3 32,82 P 6,12 T2 = 9,55.106 = 9,55.106 = 507343, 75 (N.mm) n2 115, 20 P 6, 71 T1 = 9,55.106 = 9,55.106 = 132124, 74 (N.mm) n1 485 Tct = 9,55.106 ' Tdc = 9,55.106 P 'dc 7,13 = 9,55.106 = 46798, 28 (N.mm) ndc 1455 Kết tính tốn ghi bảng: Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 Động Trục Trục Trục Trụcct u u1 u2 u3 uct P (kw) 7,13 3,36 6,12 5,82 5,7 n(vg/ph) 1455 485 115,2 32,82 32,74 T (N) 46798,2 66062,37 507343,75 1693510,06 1662645,08 II.Tính tốn thiết kế truyền ngồi : Điều kiện làm việc : P1 = P’đc=7,13 (kw) n1 = nđc = 1455 (vg/ph) u = uđ = T1 = T’dc = 46798,28 (N.mm) 1.Chọn loại đai : Điều kiện làm việc : tải trọng êm d = u.d1.(1 − ε ) → chọn loại đai vải cao su 2.Các thông số truyền : a, Đường kính bánh dẫn : Theo CT4.1 [TL1] d1 = (5, ÷ 6, 4) T1 = (5, ÷ 6, 4) 46798, 28 = 187,39 ÷ 230, 63 (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn : d1 = 200 (mm) b,Vận tốc đai : vd = π d1.n1 π 200.1455 = = 15, 24 (m/s) 60000 60000 c,Đường kính bánh đai bị dẫn : d = u.d1.(1 − ε ) ε hệ số trượt ε = 0, 01 ÷ 0, 02 chọn ε = 0,01 → d2 = 3.200.(1 − 0,01) = 594 (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn : d2 = 630 (mm) → tỉ số truyền thực tế Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 ut = d2 630 = = 3,18 d1.(1 − ε ) 200.(1 − 0, 01) → Sai lệch tỉ số truyền ut − u 3,18 − ∆u = = = 0, 06 = 0 u → ∆u > 0 → Xác định lại tỉ số truyền Chọn uđ = 3,18 → uh = → u2 = uch 44, 44 = = 13,97 ud 3,18 uh 13,97 = = 3, 1, 1, → u1=1,2 3,4 = 4,08 → d = ud d1.(1 − ε ) = 3,18.200.(1 − 0, 01) = 629, 64 (mm) Theo tiêu chuẩn lấy d2 = 630 (mm) Khoảng cách trục : a ≥ (1,5 2)(d1 + d ) = (1,5 2)(200 + 630) = 1245 1660 (mm) Chọn a = 1500 (mm) → chiều dài đai : π (d1 + d ) (d − d1 ) + 4.a π (200 + 630) (630 − 200) = 2.1500 + + 4.1500 = 4334,58(mm) l = 2.a + Số vòng chạy đai : i= v 15, 24 = = 3,52( s −1 ) ≤ imax = ÷ 5( s −1 ) l 4334,58.10−3 Góc ôm đai : d − d1 630 − 200 = 180 − 57 = 163, 660 a 1500 = 150 α1 = 180 − 57 → α1 > α → thỏa mãn Xác định tiết diện đai chiều rộng bánh đai : Ft = 1000 P 7,13 = 1000 = 467,85( N ) v 15, 24 Đối với đai vải cao su : ( δ ) max = d1 40 Hà Quốc Vinh →δ = Lớp Cơ điện tử 2-K49 d1 200 = = (mm) 40 40 Theo bảng 4.1 [TL1] ta chọn loại đai ΒΚΗΠ − 65 khơng có lớp lót trị số δ tiêu chuẩn (số lớp = 5) Ứng suất có ích cho phép : [σ F ]=[σ F ]0 Cα Cv C0 Chọn σ = 1,8MPa (góc nghiêng đường nối tâm truyền ngồi = 300 ) Theo bảng 4.9 [TL1] k1 = 2,5 k2 = 10 δ = 2,5 − 10 = 2, 25( MPa) d1 200 Theo bảng 4.10 [TL1] : Cα = 0,95 Theo bảng 4.11 [TL1] : Cv = 0,95 Theo bảng 4.12 [TL1] : C0 = → [σ F ]=2,25.0,95.0,95.1=2,03(MPa) → [σ F ]0 = k1 − k2 Hệ số tải trọng động : Theo bảng 4.7 [TL1] : kđ = 1,1 (dẫn động động nhóm 1) Chiều rộng đai : σ F lim = 1,8( HB) theo tiêu chuẩn chọn : b = 50 (mm) Chiều rộng bánh đai : Theo bảng 21.16 [TL2] : B = 63 mm Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng trục : F0 = σ b.δ = 1,8.50.5 = 450( N ) 2.F0 2.450 Fr = = = 909( N ) α1 163, 66 sin( ) sin( ) 2 III.Thiết kế hộp giảm tốc : Cấp nhanh : P1 = 3,36 (kw) n1 = 485 (vg/ph) T1 = 66062,37 (N.mm) u1 = 4,08 thời gian phục vụ :17000 (h) số ca làm việc : ca đặc tính làm việc : êm Cấp chậm : P2 = 6,12 (kw) n2 = 115,20 (vg/ph) T2 = 507343,75 (N.mm) u2 = 3,4 1.Tính tốn cấp nhanh (bộ truyền bánh trụ nghiêng) : Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 − Chọn vật liệu : +Bánh nhỏ : thép 45 tơi cải thiện HB : = 241 ÷ 285 (HB) σ b = 850( MPa ) σ ch = 580( MPa ) +Bánh lớn : thép 45 tơi cải thiện HB : =192 ÷ 240 (HB) σ b = 750( MPa) σ ch = 450( MPa ) − Xác định ứng suất cho phép : Theo bảng 6.2 [TL1] thép 45 cải thiện : giới hạn mỏi tiếp xúc : σ H lim = 2.HB + 70 hệ số an toàn tiếp xúc : SH = 1,1 giới hạn bền uốn : σ F lim = 1,8( HB) hệ số an toàn uốn : SF = 1,75 ⇒ chọn độ rắn bánh nhỏ : HB1 = 245HB bánh lớn : HB2 = 230HB σ = 2.245 + 70 = 560 MPa → H lim1 σ F lim1 = 1,8.245 = 441MPa σ = 2.230 + 70 = 530 MPa → H lim σ F lim = 1,8.230 = 414 MPa Theo CT6.5 [TL1] : Số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc : N H = 30.HB 2,4 → N H 01 = 30.2452,4 = 1, 6.107 → N H 02 = 30.2302,4 = 1,39.107 Theo CT6.7 [TL1] : Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương : N HE = 60.c.∑ ( Ti ) ni ti Tmax Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 T t n1 ∑ ti ( i )3 i u1 Tmax ∑ ti 485 = 60.1 .17000.(13.0,5 + 0,83.0,5) = 9,17.107 4, 08 → N HE > N H 02 → K HL = Suy N HE1 > N H01 K HL1 = N HE = 60.c theo CT6.1a [TL1] : K HL SH → [σ H ]1 =560 = 509,1( MPa) 1,1 → [σ H ]2 =530 = 481,8( MPa) 1,1 [σ H ]=σ Hlim Với bánh nghiêng : [σ H ]=([σ H ]1 +[σ H ]2 ) 1 = (509,1 + 481,8) = 495, 45( MPa) 2 → [σ H ] N FO = 4.106 N FE = 60.c.∑ ( → N FE2 → N FE2 : KFL2 = tương tự : KFL1 = Theo CT6.2a [TL1] với truyền quay chiều KFC = 1,ta : σ F lim K FC K FL SF 441.1.1 → [σ F ]1 = = 252( MPa ) 1, 75 414.1.1 → [σ F ]2 = = 236,5( MPa) 1, 75 [σ F ]= Ứng suất tải cho phép : Theo CT6.13 CT6.14 [TL1] : [σ H ]max = 2,8.σ ch = 2,8.450 = 1260( MPa) Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 [σ F1 ]max = 0,8.σ ch1 = 0,8.580 = 464( MPa) [σ F2 ]max = 0,8.σ ch = 0,8.450 = 360( MPa) a, Xác định sơ khoảng cách trục : Theo CT6.15a [TL1] : aw1 = K a (u1 + 1) T1.K H β [σ H ]2 u1.ψ ba theo bảng 6.6 [TL1] chọn : ψ ba = 0,3 theo bảng 6.5 [TL1] với nghiêng chọn : Ka = 43 theo CT6.16 [TL1] : ψ bd = 0,5.ψ ba (u1 + 1) = 0,5.0,3.(4, 08 + 1) = 0, 762 theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được: K H β = 1,12 (sơ đồ 3) → aw1 = 43.(4, 08 + 1) 66062,37.1,12 = 136,93 (mm) 495, 42.4, 08.0,3 Lấy aw1 = 150 (mm) b, Xác định thông số ăn khớp : Theo CT6.17 [TL1] : m = (0, 01 ÷ 0, 02).aw1 = (0, 01 ÷ 0, 02).150 = 1,5 ÷ 3, (mm) Theo bảng 6.8 [TL1] chọn môđun pháp : m = 2,5 (mm) Chọn sơ β = 350 → cosβ =0,82 Theo CT6.31 [TL1] : Số bánh nhỏ : z1 = 2.aw cosβ 2.150.0,82 = = 19,37 m.(u1 + 1) 2,5.(4, 08 + 1) lấy z1 = 19 Số bánh lớn : z2 = u1.z1 = 4,08.19 = 77,52 lấy z2 = 78 → tỉ số truyền thực : z 78 um = = = 4,11 z1 19 → cosβ = m.(z1 +z ) 2,5.(19 + 78) = = 0,81 2.a w 2.150 → Góc nghiêng β = 36, 07 c, Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc : Theo CT6.33 [TL1] : Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 Ứng suất tiếp xúc mặt làm việc : σ H = Z M Z H Zε 2.T1.K H (u1 + 1) bw u1.d w1 Theo bảng 6.5 [TL1] : ZM = 274 (MPa1/3) Theo CT6.35 [TL1] : tg βb = cos α t tg β tgα tg200 ) = arctg( ) = 24, cosβ cos36,07 → tg βb = cos 24, 20.tg 36, 07 = 0, 66 Với α t = α tw = arctg( → βb = 33, 60 Theo CT6.34 [TL1] : 2.cosβb ZH = sin(2.α tw ) = 2.cos(33,60 ) = 1, 49 sin(2.24,20 ) Theo CT6.37 [TL1] : Hệ số trùng khớp dọc : bw sin β 45.sin 36, 07 εβ = = = 3,38 π m π 2,5 : bw = ψ ba aw = 0,3.150 = 45 (mm) Theo CT6.38b [TL1] : Hệ số trùng khớp ngang: ε α = [1,88-3,2.( 1 1 + )].cosβ = [1,88-3,2.( + )].cos36,070 = 1,35 z1 z 19 78 Theo CT6.36c [TL1] : εβ ≥ → Zε = 1 = = 0,86 εα 1,35 Đường kính vịng lăn bánh nhỏ : d w1 = 2.aw 2.150 = = 58, 71 (mm) um + 4,11 + Theo CT6.40 [TL1] : v= π d w1.n1 60000 = π 58, 71.485 = 1, 49 (m/s) 60000 Theo bảng 6.13 [TL1] với v = 1,49 (m/s) chọn cấp xác Theo bảng 6.14 [TL1] với cấp xác v < 2,5 (m/s) chọn K Hα = 1,13 Theo CT6.42 [TL1] : 10 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 7.Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi : Chọn vật liệu chế tạo trục thép 45 thường hóa có σ b = 600 Mpa , σ ch = 340( MPa) Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau : sj = sσ j sτ j 2 sσ j + sτ j ≥ [ s] CT10.19[TL1] Trong : [ s ] - hệ số an tồn cho phép, lấy [ s ] = sσ j sτ j - hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện j : sσ j = σ −1 Kσ dj σ aj +ψ τ σ mj CT10.20[TL1] sτ j = τ −1 Kτ dj τ aj +ψ τ τ mj CT10.21[TL1] σ −1 τ −1 giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Đối với thép cacbon : σ −1 = 0,436 σ b = 0,436 600 = 261,6 (MPa) τ −1 = 0,558 σ −1 = 0,558 216,6 = 151,7 (MPa) σ aj , τ aj , σ mj , τ mj - biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện j σ aj = σ mj = σ maxj −σ j σ maxj + σ j Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng , : σ mj = , σ aj = σ maxj = Mj Wj 2 Với M j = M yj + M xj CT10.15[TL1] Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, đó: 34 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 τ mj = τ aj = τ max j = Tj 2.Woj Với Wj Woj momen cản uốn momen cản xoắn tiết diện j trục, xác định theo bảng 10.6[TL1] , trục có rãnh then : π d bt1 ( d j − t1 ) j − Wj= 32 2d j π d bt1 (d j − t1 ) j − W oj = 16 2d j Kσ dj Kτ dj hệ số xác định theo CT10.25 [TL1]và CT10.26[TL1] : Kσ + K x −1 εσ Kσ dj = Ky Kτ + K x −1 ετ Kτ dj = Ky Trong : K x hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt, theo bảng 10.8[TL1] ta tra : với Ra = 2,5…0,63 σ b = 600 Mpa → K x = 1,06 K y hệ số tăng bền bề mặt trục, phu thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt tính vật liệu, theo bảng 10.9[TL1] ta tra : với phương pháp gia công thấm cacbon σ b = 600 Mpa chọn K y = 1,8 Tra bảng 10.12[TL1] : dùng gia công ngón để gia cơng rãnh then hệ số tập trung ứng suất rãnh then Kσ Kτ ứng với vật liệu chọn ta có : Kσ = 1,76 , Kτ = 1,54 Với trục I : ta chọn tiết diện nguy hiểm I1 I2 : với d = 32 mm σ −1 + sσ j = K σ +ψ σ τ mj σ dj aj với σ −1 = 261,6 Mpa Kσ + K x −1 εσ Kσ dj = Ky 35 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 K x = 1,06 K y = 1,8 Kσ = 1,76 Theo bảng 10.10[TL1] : εσ =0,88 1, 76 + 1, 06 − 0,88 → Kσ dj = = 1,14 1,8 σ mj = σ aj = σ maxj = Mj Wj 2 M j = M yj + M xj Tại I1 : M3 = 203080 Nmm Tại I2 : M4 = 192675 Nmm π d bt1 ( d j − t1 )2 j − Wj= 32 2d j Theo bảng 10.2[TL1] : b = 19 , t1 =3 → W3 = W4 = 2468 →σ =σ = M = 203080 = 82,3 a3 max3 W3 2468 →σ =σ = M = 192675 = 78,1 a4 max4 W4 2468 261, = 2,58 1,14.82,3 261, → sσ = = 2,94 1,14.78,1 → sσ = + sτ j = τ −1 Kτ dj τ aj +ψ τ τ mj với τ −1 = 151,7 MPa Kτ + K x −1 ετ Kτ dj = Ky Kτ = 1,54 Theo bảng 10.10[TL1] : ετ = 0,81 1,54 + 1, 06 − 0,81 → Kτ dj = = 1, 09 1,8 36 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 τ mj = τ aj = τ max j = Tj 2.Woj Tại I1 : T3 =132260 Nmm Tại I2 : T4 = 66130 Nmm π d bt1 ( d j − t1 )2 j − W oj = 16 2d j Theo bảng 10.7[TL1] : ψ τ = Theo bảng 10.2[TL1] : b = 19 , t1 =3 → Wo3 = Wo4 = 5685 τ max3 T3 132260 → τ m3 = τ a = → τ m4 = τ a = = τ max4 = 2.Wo3 T4 2.Wo4 = = 2.5685 = 11, 66130 = 5,8 2.5685 151, = 12 1, 09.11, 151, → sτ = = 24 1, 09.5,8 s s 2,58.12 s3 = σ τ = = 2,52 ≥ [ s ] = 2,582 + 122 s2 + s2 → sτ = σ3 s4 = τ3 sσ sτ 2 sσ + sτ = 2,94.24 2,942 + 242 = 2,92 ≥ [ s ] = Vậy trục I đảm bảo độ bền mỏi Với trục II : ta chọn tiết diện nguy hiểm I1, I2 I3: Tại I1 I3 : d = 50 mm + sσ j = σ −1 Kσ dj σ aj +ψ τ σ mj với σ −1 = 261,6 Mpa Kσ + K x −1 εσ Kσ dj = Ky K x = 1,06 K y = 1,8 Kσ = 1,76 37 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 Theo bảng 10.10[TL1] : εσ =0,88 1, 76 + 1, 06 − 0,88 → Kσ dj = = 1,14 1,8 σ mj = σ aj = σ maxj = Mj Wj 2 M j = M yj + M xj Tại I1 : M2 = 576401 Nmm Tại I2 : M4 = 576407 Nmm π d bt1 ( d j − t1 )2 j − Wj= 32 2d j Theo bảng 10.2[TL1] : b =27 , t1 =3 → W2 = W4 = 10482, →σ =σ = M = 576401 = 55 a2 max2 W2 10482,6 →σ =σ = M = 576407 = 55 a4 max4 W4 10482,6 261, = 4, 1,14.55 261, → sσ = = 4, 1,14.55 → sσ = τ −1 + sτ j = K τ +ψ τ τ mj τ dj aj với τ −1 = 151,7 MPa Kτ + K x −1 ετ Kτ dj = Ky Kτ = 1,54 Theo bảng 10.10[TL1] : ετ = 0,81 1,54 + 1, 06 − 0,81 → Kτ dj = = 1, 09 1,8 τ max j Tj τ mj = τ aj = = 2.Woj Tại I1 : T2 =271466 Nmm 38 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 Tại I2 : T4 = 223547 Nmm π d bt1 ( d j − t1 )2 j − W oj = 16 2d j Theo bảng 10.7[TL1] : ψ τ = Theo bảng 10.2[TL1] : b =27 , t1 =3 → Wo2 = Wo4 = 22754 τ max2 T2 271466 → τ m2 = τ a = → τ m4 = τ a = τ max4 = = 2.Wo2 T4 2.Wo4 = = 2.22754 223547 = 4,91 2.22754 151, = 23,3 1, 09.5,97 151, → sτ = = 28,3 1, 09.4,91 s s 4, 2.23,3 s2 = σ τ = = 4,13 ≥ [ s ] = 4, 22 + 23,32 s2 + s2 → sτ = σ2 s4 = τ2 sσ sτ sσ + sτ = Tại I2: d = 63 mm 4, 2.28,3 4, 22 + 28,32 = 5,97 = 4,15 ≥ [ s ] = σ −1 + sσ j = K σ +ψ σ τ mj σ dj aj với σ −1 = 261,6 Mpa Kσ + K x −1 εσ Kσ dj = Ky K x = 1,06 K y = 1,8 Kσ = 1,76 Theo bảng 10.10[TL1] : εσ =0,88 1, 76 + 1, 06 − 0,88 → Kσ dj = = 1,14 1,8 39 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 σ mj = σ aj = σ maxj = Mj Wj 2 M j = M yj + M xj Tại I2 : M3 = 1064539 Nmm π d bt1 ( d j − t1 )2 j − Wj= 32 2d j Theo bảng 10.2[TL1] : b =32 , t1 =3 → W3 = 21805 →σ =σ = M = 1064539 = 48,8 a3 max3 W3 21805 → sσ = 261, = 4, 1,14.48,8 τ −1 + sτ j = K τ +ψ τ τ mj τ dj aj với τ −1 = 151,7 MPa Kτ + K x −1 ετ Kτ dj = Ky Kτ = 1,54 Theo bảng 10.10[TL1] : ετ = 0,81 1,54 + 1, 06 − 0,81 → Kτ dj = = 1, 09 1,8 τ max j Tj τ mj = τ aj = = 2.Woj Tại I2 : T3 =271466 Nmm π d bt1 ( d j − t1 ) j − W oj = 16 2d j Theo bảng 10.7[TL1] : ψ τ = Theo bảng 10.2[TL1] : b =32 , t1 =3 → Wo3 = 46354 τ max2 T2 271466 → τ m2 = τ a → sτ = = = 2.Wo2 = 2.46354 151, = 47,5 1, 09.2,93 40 = 2,93 Hà Quốc Vinh s3 = sσ 3.sτ 2 sσ + sτ Lớp Cơ điện tử 2-K49 = 4, 7.47,5 4, + 47,52 = 4, 68 ≥ [ s ] = Vậy trục II đảm bảo độ bền mỏi Với trục III : ta chọn tiết diện nguy hiểm I1 : 41 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 V.Chọn ổ lăn : 1.Chọn ổ lăn cho trục : _Dựa theo tải trọng : lực dọc trục Fa1 Fa2 triệt tiêu lẫn → Fa = < 0,3 Fr → chọn ổ bi đỡ dãy cỡ trung kí hiệu 306 cho gối đỡ có kích thước : D = 62 mm d = 25 mm C = 17,6 kN C0 = 11,6 kN _Tính kiểm nghiệm hệ số tải trọng động : + Phản lực tổng hợp ổ : Fl = Fx20 + Fy20 = 1637, 42 + 291,92 = 1663, N Fl1 = Fx2 + Fy21 = 2409,12 + 14282 = 2800,5 N + Tính tải trọng động quy ước : Theo CT11.3 [TL1] : Q = X V Fr kd kt V = X = ( ổ bi đỡ dãy khơng có lực Fa) kd = kt = → Q0 = Fr = Fl = 1663, N → Q1 = Fr1 = Fl1 = 2800,5 N + Khả tải động : m C0 = Q0 L m=3 L = 60.n.Lh 10−6 = 60.485.17000.10−6 = 494, triệu vg/ph 42 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 → C0 = 1663, 2.494, = 13154 N = 13,154 kN → C1 = 2800,5.494, = 22148,8 N = 22,15 kN → C0 < C → C1 > C → giảm L'h = Lh = 8500 h → L = 60.485.8500.10−6 = 247,35 → C1 = 2800,5.247,35 = 17576,3 N = 17,58 kN → C1 < C → thỏa mãn + Kiểm tra khả tải tĩnh ổ : Theo CT11.19 [TL1] : Fa = → Q0 = X Fr + Y0 Fa = X Fr Theo bảng 11.6 [TL1] : X0 = 0,6 → Q0 = 0, 6.2800,5 = 1680,3 N → Q0 < Fr = 2800,5 N chọn Q0 = 2800,5 N < C0 = 27,2 kN → khả tải tĩnh ổ đảm bảo 2.Chọn ổ lăn cho trục : _ Dựa theo tải trọng : Vì lực dọc trục Fa3 Fa4 triệt tiêu lẫn → Fa = < 0,3 Fr → chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ tùy động cỡ trung hẹp kí hiệu 102309 cho gối đỡ có kích thước : D = 100 mm d = 45 mm C = 56,5 kN C0 = 40,7 kN _ Tính kiểm nghiệm hệ số tải trọng động : + Phản lực tổng hợp ổ : Fl = Fx20 + Fy20 = 8340,32 + 12092 = 8427,5 N Fl1 = Fx2 + Fy21 = 7808,12 + 1208, 62 = 7901,1 N + Tính tải trọng động quy ước : Theo CT11.3 [TL1] : Q = X V Fr kd kt V = X = ( ổ bi đỡ dãy lực Fa) 43 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 kd = kt = → Q0 = Fr = Fl = 8427,5 N → Q1 = Fr1 = Fl1 = 7901,1 N + Khả tải trọng động : m C0 = Q0 L m=3 L = 60.n.Lh 10−6 = 60.118.17000.10−6 = 120,36 triệu vg/ph → C0 = 8427,5.120,36 = 41609,5 N = 41,61 kN → C1 = 7901,1.120,36 = 39010,1 N = 39,01 kN → C0 < C → C1 < C → thỏa mãn + Kiểm tra khả tải tĩnh ổ : ∑F a =0 → Q0 = X Fr Theo bảng 11.6 [TL1] : X0 = 0,6 → Q0 = 0, 6.8427,5 = 5056,5 N → Q0 < Fr = 8427,5 N chọn Q0 = 8427,5 N < C0 = 40,7 kN → khả tải tĩnh ổ đảm bảo 3.Chọn ổ lăn cho trục : _Dựa theo tải trọng : lực dọc trục Fa1 Fa2 triệt tiêu lẫn → Fa = < 0,3 Fr → chọn ổ ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ kí hiệu 215 có kích thước : D = 125 mm d = 70 mm C = 48,8 kN C0 = 38,1 kN 44 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 _ Tính kiểm nghiệm hệ số tải trọng động : + Phản lực ổ : Flo = Fx20 + Fy20 = 9368,92 + 1564,9 = 9498, N Fl1 = Fx2 + Fy21 = 7804, 22 + 3355, 22 = 8494,9 N + Tải trọng động quy ước : Theo CT11.3 [TL1] : Q = X V Fr kd kt V = X = ( ổ bi đỡ dãy lực Fa) kd = kt = → Q0 = Fr = Fl = 9498, N → Q1 = Fr1 = Fl1 = 8494,9 N + Khả tải trọng động : C0 = Q0 Lm m=3 L = 60.n.Lh 10−6 = 60.35.17000.10−6 = 35, triệu vg/ph → C0 = 9498, 7.35, = 31276, N ≈ 31,3 kN → C1 = 8494,9.35, = 27971, N ≈ 28 kN → C0 < C → C1 < C → thỏa mãn + Kiểm tra khả tải tĩnh ổ : ∑F a =0 → Q0 = X Fr Theo bảng 11.6 [TL1] : X0 = 0,6 → Q0 = 0, 6.9498, = 5699, 22 N → Q0 < Fr = 9498, N chọn Q0 = 9498,7 N < C0 = 38,1 kN → khả tải tĩnh ổ đảm bảo 45 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 VI.Tính kết cấu vỏ hộp : 1.Vỏ hộp : _Nhiệm vụ : bảo đảm vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết, tránh bụi bặm _Vật liệu dùng để đúc vỏ hộp giảm tốc gang xám GX15-32 a,Chọn bề mặt lắp ghép nắp thân : _Bề mặt ghép vỏ hộp qua đường tâm trục song song với mặt đế b,Xác định kích thước vỏ hộp : + Chiều dày thân nắp : _Chiều dày thân : δ = 0, 03.aw + = 0, 03.190 + = 8, lấy δ = mm _Chiều dày nắp hộp : δ1 = 0,9.δ = 0,9.9 = 8,1 lấy δ1 = mm +Gân tăng cứng : _Chiều dày gân : e = (0,8 ÷ 1).δ = (0,8 ÷ 1).9 = 7, ÷ mm lấy e = mm _Chiều cao : h < 58 mm → chọn h = 50 mm _Độ dốc : lấy = 10 +Đường kính bu lơng vít : _Đường kính bu lơng nền, d1 : d1 > 0, 04.aw + 10 = 0, 04.190 + 10 = 17, lấy d1 = 18 mm → chọn bu lông M16 ( theo TCVN ) _ Đường kính bu lơng cạnh ổ, d2 : d = (0, ÷ 0,8).d1 = (0, ÷ 0,8).18 = 12, ÷ 14, lấy d2 = 14 mm → chọn bu lông M14 ( theo TCVN ) _ Đường kính bu lơng ghép nắp bích thân, d3 : d3 = (0,8 ÷ 0,9).d = (0,8 ÷ 0,9).14 = 11, ÷ 12, lấy d3 = 12 mm → chọn bu lông M12 ( theo TCVN ) _ Đường kính vít ghép nắp ổ, d4 : d = (0, ÷ 0, 7).d = (0, ÷ 0, 7).14 = 8, ÷ 9,8 lấy d4 = 10 mm → chọn vít M10 ( theo TCVN ) _ Đường kính vít nắp cửa thăm thân, d5 : d5 = (0,5 ÷ 0, 6).d = (0,5 ÷ 0, 6).14 = ÷ 8, lấy d5 = mm → chọn vít M8 ( theo TCVN ) 46 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 +Mặt bích ghép nắp thân : _Chiều dày bích thân hộp : S3 = (1, ÷ 1,8).d = (1, ÷ 1,8).12 = 16,8 ÷ 21, lấy S3 = 20 mm _Chiều dày bích nắp hộp : S = (0,9 ÷ 1).S3 = (0,9 ÷ 1).20 = 18 ÷ 20 lấy S4 = 20 mm _Bề rộng bích nắp thân, K3 : K ≈ K − (3 ÷ 5)mm +Kích thước gối trục : _Đường kính ngồi tâm lỗ vít : xác định theo kích thước nắp ổ tra bảng 18.2 [TL1] : Trục : D3 = 90 mm D2 = 75 mm Trục : D3 =150 mm D2 = 120 mm Trục : D3 =180 mm D2 = 150 mm _Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ, K2 : K = E2 + R2 + (3 ÷ 5) mm _Tâm lỗ bu lông cạnh ổ, E2 C : E2 ≈ 1, 6.d = 1, 6.14 = 22, mm lấy E2 = 22 mm R2 ≈ 1,3.d = 1,3.14 = 18, lấy R2 =18 mm → K = 22 + 18 + = 44 mm → K = 44 − = 40 mm +Mặt đế hộp : _Chiều dày khơng có phần lồi : S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5).d1 = (1,3 ÷ 1,5).18 = 23, ÷ 27 lấy S1 = 22 mm _Bề rộng mặt đế hộp : K1 ≈ 3.d1 = 3.18 = 54 mm q1 ≥ K1 + 2.δ = 54 + 2.9 = 72 mm +Khe hở chi tiết : _Giữa bánh với thành hộp : ∆ ≥ (1 ÷ 1, 2).δ = (1 ÷ 1, 2).9 = ÷ 10,8 47 Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49 lấy ∆ = 12 mm _Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp : ∆1 ≥ (3 ÷ 5).δ = (3 ÷ 5).9 = 27 ÷ 45 mm lấy ∆1 = 45 mm _Giữa mặt bên bánh với : ∆ ≥ δ = mm lấy ∆ = 10 mm +Số lượng bu lông nền, Z : sơ chọn : L = 600 mm (chiều dài hộp) B = 293 mm (chiều rộng hộp) Z= L+B 670 + 392 = = 5,31 200 ÷ 300 200 chọn Z = 48 ... theo CT6. 41 [TL1] : K Hv = + ν H bw d w1 2.T1.K H β K H α = 1+ 1, 31. 45.58, 71 = 1, 02 2.66062,37 .1, 12 .1, 13 Theo CT6.39 [TL1] : K H = K H β K H α K Hv = 1, 12 .1, 13 .1, 02 = 1, 29 ⇒ σ H = 274 .1, 49.0,86... Fdy = 2 .12 51, 3 − 782, = 17 19,9 N ∑m O x = − Fdy l1d − Fr1.l12 − Fr l13 + Fy1.l 11 + Fa1.r1 − Fa r1 = −782, 7.70 − 12 51, 3.70 − 12 51, 3.240 + Fy1. 310 =0 → Fy1 = 14 28 N → Fy = 2 91, 9 N 26 Hà Quốc Vinh... N → Q1 = Fr1 = Fl1 = 79 01, 1 N + Khả tải trọng động : m C0 = Q0 L m=3 L = 60.n.Lh 10 −6 = 60 .11 8 .17 000 .10 −6 = 12 0,36 triệu vg/ph → C0 = 8427,5 .12 0,36 = 416 09,5 N = 41, 61 kN → C1 = 79 01, 1 .12 0,36