bánh răng trụ răng nghiêng xích inbox để nhận bản vẽ

YR hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.. Ys hệ số sét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất.. KHL, KFL: hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục v

THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤPLoại hộp: bánh răng trụ răng nghiêng

- Tính toán công suất cần thiết của động cơ

+ công suất làm việc: plv = F.v/1000

Trong đó:

plv : công suất cần thiết trên trục tang (kw)

F : lực kéo bang tải (N)

ổ lăn µbảnh răng.µkhớp nối

theo bảng (2.3) trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ ta có:

µxích = 0,93

µ2

ổ lăn = 0,995.0,995

µbảnh răng = 0,98

Tra bảng 1.3 chọn động cơ: A132S8Y3

III XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRỤCtrục tang: p = plv /µkhớp nối = 3,08/0,99 = 3,11 (kw)

IV TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH)

1 Chọn loại xích

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta chọn xích con lăn

2 Xác định các thông số xích và bộ truyền

- Theo bảng 5.4, với U = 5,14 chọn số răng đĩa nhỏ z1 = 21 răng, do đó

số răng đĩa lớn z2=110 răng < zmax = 120m

- Theo CT 5.3 công suất tính toán

Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB (211÷280), có σB1 = 850 MPa,

KXH hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thướ bánh răng

YR hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Ys hệ số sét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất

KXF hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng độ bền uốn.Trong bước tính toán thiết kế sơ bộ lấy ZR .Zv KXH = 1 và YR .Ys .KXF = 1Trong đó: [σH] = σHLim0 KHL/SH

[σF] = σFLim0 KFC KFL /SF

Với σHLim0 , σFlim0 lần lượt là ứng suất tiếp súc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với chu kì cơ sở SH , SF hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn

KFC:hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải

KHL, KFL: hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ

và cấp độ tải trọng của bộ truyền

σH1Lim0 = 2HB + 70 = 2.245 + 70 = 560MPa

σH2Lim0= 2HB + 70 = 2.235 + 70 = 540MPa

SH = 1,1

NF0 : số chu kì thay đổi ứng xuất cơ sở khi thiết kế về uốn.

NHE, NFE: số chu kì thay đổi ứng suất tương đương, trường hợp bộ truyền làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc

- Số chu kì thay đối ứng suất tương đương

A Bộ chuyền bánh răng trụ răng nghiêng

1 Xác định các thông số của bộ chuyền

- [σH] ứng suất tiếp súc cho phép [σH] = 495,4 MPa

- T1 mô men xoắn trên trục chủ động T1 = 0,3.106 Nmm

dựa vào bảng 6.8 và điều kiện đảm bảo độ bền uốn ta chọn m = 3

2 Xác định số răng, goc nghiêng β, và hệ số dịch chỉnh

Chọn sơ bộ β = 200 =>cosβ = 0,939

Suy ra số răng bánh nhỏ

Z1 = ≤ = 20,01 Chọn Z1 = 20

Số răng bánh lớn: Z2 = 5.19 = 100 răng

Có cosβ = =

=> β = 18 đảm bảo điều kiện: 8≤ β ≤ 20

Trong trường hợp này vì số răng z1 nhỏ nên ta không dung dịch chỉnh

3 Tỉ số truyền thực:

ut = z2/z1 = 100/20 = 5

2 Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc

Ứng suất trên bề mặt làm việc:

Trong đó βb:góc nghiêng răng trong hình trụ cơ sở

Tag βb = cosαt tagβ

αt : profin răng

- kHα = hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp.

3 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép

- Với v = 0,28 < 4 nên chọn zv = 1(hệ số xứt đến ảnh hưởng vân tốc vòng)

- Với cấp chính xác động hoc là 9 và cấp chính xác tiếp xúc là 8 khi đó cần độ nhám:

Ra = 2,5 ÷1,5 mm do đó ZR = 0,09 (hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt răng làm việc)

Khi da < 700mm =>kXH = 1, theo bảng 6,2 SH = 1,1

[σH] = σHLimZR .Zv KXH KHL/SH = 540.0,95.1.1,1/1,1 = 466,36

σH < [σH] nên bánh răng thiết kế thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

4 Kiểm nghiệm độ bền uốn

σHmax < [σH]max = 1624 MPa

σF1max = σF1.Kqt = 160,9.1,4 = 225,26 MPa

σF1max < [σF1max] = 463 MPa

σF2max = σF2.Kqt = 147,7.1,4 = 206,78 MPa

σF2max <[ σF2max] = 360 Mpa

6 Các thông số của bộ chuyền

d2 = m z2/cosβ = 315 mmĐường kính vòng đỉnh da1 = d1+2m = 69 mm

da2 = d2+2m = 311 mmĐường kính vòng đáy df1 = d1 – 2,5m = 56 mm

df2 = d2 – 2,5m = 308 mm

VI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

1. Chọn vật liệu chế tạo cho các trục là thép C45 có = 600 MPa, ứng

Xác định chiều dài các đoạn trục trên trục 1 Với loại hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp.

k3 khoảng cách từ mặt mút bánh răng tới nắp ổ

hn chiều cao nắp ổ và bu lông

 RyD = = 10,8 103 NPhương trình cân bằng lực theo phương y:ΣFy = Ftx + FT1 – RyB – RyD =0

 RyB = Ftx + FT1 – RyD = 10,9.103NXác định giá trị mô men tại điểm B:

vật liệu chế tạo trục là thép C45 có tôi cải thiện có Ϭb 600MPa tra bảng 10.5 có [Ϭ] = 50MPa.

Đường kính tại các mặt cắt trên trục đuợc xác định theo công thức:

Mô men uốn đứng:My = 0

Mô men uốn ngang:Mx = 0

Mô men xoắn:Mz = 0,3.106 Nmm

=> Mtd = = 0,25.106 Nmm

Vậy đường kính trục qua A là: dA = = 30mm

*xét mặt cắt qua vị trí của điểm B vị trí có ô bi đỡ chặn của bộ truyền

Mô men uốn ngang: = 426.103 Nmm

Mô men uốn đứng: = 405.103 Nmm

Mômen xoắn:M = 0,3.106 Nmm

Mô men tương đương tại điểm B

*xét mặt cắt qua vị trí của điểm C vị trí có bánh răng của bộ truyền

Mô men uốn ngang: = 432.103 Nmm

Mô men uốn đứng: = 654.103 Nmm

*xét mặt cắt qua vị trí của điểm D vị trí có bánh răng của bộ truyền

Mô men uốn ngang: = 0 Nmm

Mô men uốn đứng: = 0Nmm

Fa2 = Ft2.tag = 13.103 N

Trong đó: T2 là mô men xoắn trên trục 2, T2 = 1,46.106 Nmm

D2 đường kính sơ bộ của trục 2, D2 = 70 mm

Trong đó: D0 là đường kính của nối trục đàn hồi

Nối trục đàn hồi có ưu điểm giảm va đập và chấn động đề phòng cộng hưởng do dao động xoắn gây lên và bù lại độ lệch chục phù hợp với đk đầu bài

Xác định các phản lực tác dụng lên các ổ lăn o truc 2:

Phương trình mô men đối với điểm B:

ΣMA = Fr2.60 – Ma2 – RxC.120 - Frkn.202,5 =0

N

Vậy RxC có chiều ngược lại so với hình vẽ

Trong đó Ma2 = Fa2.D2 = 13.103 35 = 455.103 N

Phương trình cân bằng theo phương x:

ΣFx = RxA – Fr2 - RxC + Frkn = 0

 RxA = Fr2 + RxC - Frkn = = 15,1.103 NXác định mô men tại điểm B:

Vậy chiều của RyC ngược chiều với chiều hình vẽ

Phương trình cân bằng lực theo phương y:

ΣFy = RyA + Ft2 - RyC +Ftkn = 0

N

Vậy chiều của RyA ngược chiều so với chiều hình vẽ

Xác định mô men tại điêm B:

MB = RyA 60 = 1320.103 Nmm

Xác định mô mem tại điểm C:

MC = Ftkn 82,5 = 1204,5.103 Nm

BIỂU ĐỒ MÔ MEN TRỤC 2:

vật liệu chế tạo trục là thép C45 có tôi cải thiện có δb 600MPa tra bảng 10.5

Mô men uốn đứng:My = 0

Mô men uốn ngang:Mx = 0

Mô men xoắn:Mz = 0,3.106 Nmm

=> Mtd = = 1,26.106 Nmm

Vậy đường kính trục qua A là: dA = = 60mm

*xét mặt cắt qua vị trí của điểm B vị trí đặt bánh răng của bộ truyền

Mô men uốn ngang: = 905.103 Nmm

Mô men uốn đứng: = 1320.103 Nmm

Mômen xoắn:M = 1,46.106 Nmm

Mô men tương đương tại điểm B

*xét mặt cắt qua vị trí của điểm C vị trí có ổ lăn của bộ truyền

Mô men uốn ngang: = 396.103 Nmm

Mô men uốn đứng: = 1204,5.103 Nmm

*xét mặt cắt qua vị trí của điểm D vị trí có khớp nối của bộ truyền

Mô men uốn ngang: = 0 Nmm

Mô men uốn đứng: = 0Nmm

Mômen xoắn:MZ = 1,46.106 Nmm

Mô men tương đương tại điểm D

5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

a. Với thép C45 có = 600 MPa -1 = 0,436 = 261,6 MPa; -1 = 0,58

-1 = 151,7 MPa

Theo bảng 10.6, = 0,05, = 0

Ta đi kiêm nghiệm độ bền mỏi độ bền mỏi của trục 1 với điều kiện:

s = [s]

trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép, thông thường [s] = [1,5 ÷ 2,5]

hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện trục

sσ =

=

Ta đi xét 2 mặt cắt nguy hiểm trên truc 1, mặt cắt đi qua A và mặt cắt đi qua C.

- Mặt cắt đi qua A: tại đây có lắp bánh xích nên phải phay rãnh lắp then nên Wu và W0 được tra trong bảng 48 sổ tay chi tiết máy ứng với d =

50(mm3) có W0 = 22,9.103(mm3) ; Wu = 10,65.103(mm3)

Tại đây chỉ tồn tại thành phần ứng suất tiếp

sA = =

trong đó: : là giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng

là trị số của hệ số tập trung ứng suất thực tế khi xoắn

là hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thứơc tiết diện trục đối với giới hạn mỏi xoắn

là biên đọp của ứng suất tiếp mà ta xét tới

là trị số trung bình của ứng suất tiếp

là hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số tập trung ứng suất trung bình khi xoắn tới độ bền mỏi

Ta đi lập tỉ số then :

Trong đó: là trị số của hệ số tập trung ứng suất khi xoắn

là hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thứơc tiết diện

Tra bảng 50 và 52 (sổ tay chi tiết máy) ta có được = 1,5; = 0,7.

ta có: sA > [s] = [1,5 ÷ 2,5] => đảm bảo điều kiện an toàn tại A

- Mặt cắt đi qua C: tại đây lắp bánh răng tren trục d1 = 40 mm Tại đây tồn tại 2 thành phần

ứng suất pháp và tiếp

sσ =

=

Trong đó: nσ là hệ số an toàn chỉ tính riêng ứng suất pháp

σ-1 là giớ hạn mỏi uốn ứng với chu kỳ đối xứng

kσ là hệ số kể đến sự tập trung ứng suất thực tế khi uốn

Ԑσ là hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đối với giới hạn mỏi uốn.

σa là biên đọ của ứng suất pháp mà ta xét đến

σm là trị số trung bình của ứng suất pháp

ψσ là hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình khi xoắn đến độ mỏi

Tra bảng ta lần lượt tìm được: W0 = 22,9.103(mm30 ; Wu = 10,65.103(mm3)

bao gồm các tiết diện qua B vị trí có phay rãnh then để lắp bánh răng lớn và

vị trí qua điểm C vị trí có lắp vòng bi với lỗ của hộp giảm tốc

h là chiều cao rãnh then phay trên trục.

Vậy suy ra sF = = 2,5 chọn [n] = 2 vậy an toàn tại B.

*xét mặt cắt qua điểm D dựa vào biểu đồ mômen ta thấy tại vị trí này chỉ tồn tại thành phần ứng suất tiếp

Do đó ta có: sD = =

trong đó: : là giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.

là trị số của hệ số tập trung ứng suất thực tế khi xoắn

là hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thứơc tiết diện trục đối với giới hạn mỏi xoắn

là biên đọp của ứng suất tiếp mà ta xét tới

là trị số trung bình của ứng suất tiếp

là hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số tập trung ứng suất trung bình khi xoắn tới độ bền mỏi

Ta đi lập tỉ số then :

Trong đó: là trị số của hệ số tập trung ứng suất khi xoắn

là hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thứơc tiết diện trục đối với giới hạn mỏi xoắn

Tra bảng 50 và 52 (sổ tay chi tiết máy) ta có được = 1,7; = 0,8

Ta có tỉ số then : = = 2,1 chọn = 2,3

Vì trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động

= = = = = 31,4 N/mm2

Ta có = (0,2 0,3).σB = (0,2 0,3).600 = 150(N/mm2)

ta có: sA > [s] = [1,5 ÷ 2,5] => đảm bảo điều kiện an toàn tại D

6 Kiểm nghiệm điều kiện tĩnh:

kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh theo thuyết bền 3

Thuyết bền số 3 làm thuyết bền để kiểm nghiệm về độ bền tĩnh cho trục

Mmax = Mu.kqt

Tmax = T1.kqt

[σ] = 0,8.σch với thép 45 tôi cải thiện có σch = 450 (MPa)

Vậy [σ] = 0,8.450 = 360(MPa)

*kiểm nghiệm cho trục số :

Mặt cắt nguy hiểm nhất trên trục số đó là mặt cắt qua B

Với Mmax = kqt = 587000.1,44 = 854000 Nmm

Tmax = .kqt = 0,3.106.1,44 = 423000 Nmm

Vậy σ = = 163,65 MPa

= = 33,75 MP)

Vậy σtd = = 118 MPa < [σ] = 360(MPa)

*kiểm nghiệm cho trục số :

Mặt cắt nguy hiểm của trục số là mặt cắt qua F

Mmax = kqt = 854000.1,44 = 1229760 Nmm

Với dB = 70 mm

Vậy ta có: σ = = 195,1 MPa

= = 30,64 MPa

Vậy σtd = = 153,4 MPa < [σ] = 360 MPa

Vậy trục và đảm bảo điều kiện bền tĩnh

VII TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN

Với đường kính d = 35 mm chọn sơ bộ ổ đũa côn hạng trung 7307

Bảng thông số ổ đũa côn:

d1,mm

D1,mm

B,mm

C1,mm

T1,mm

R1,mm

R1,

mm

C,kN

C0,kN

Theo công thức 11.7 với ổ đũa côn thì Fsj = 0,83.Fr thay vào ta có: Fs0 = 0,83.e.Fr0.

Với Fr0 là lực hướng tâm tác dụng lên ngõng trục

Ta đi xác định X và Y theo dấu hiệu sau: Fa0/(V.Fr0) và Fa1/(V.Fr1)

Trong đó:V là hệ số kể đến vòng nào quay khi vòng trong quay thì V=1

Như vậy chỉ cần tính cho ổ số 1 vì chịu lực lớn hơn.

Tải trọng động tương đương của ổ được xác định theo công thức:

QE = QE1 = = Q11

Theo khả năng tải động của ổ ta có: Cd = QE.L0,3 với L = 60.n.10-6.Lh

Trong đó : n= 91,56 (v/p) thay vào ta có: L = 60.91,65.10-6.1700 = 9,3(triệu vòng) => Cd = 15360,1.(93,1)0,3 = 29,9 kN < C = 48 kN

Vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

c kiểm nghiệm về khả năng tải tĩnh

Với ổ đũa côn ta có : X0 = 0,5 ; Y0 = 0,22.cotgα = 0,22.cotg(120) = 1,03

Qt = X0.Fr1 +Y0.Fa1 thay số ta có: Qt = 0,5.12980 + 1,03.5300,7 = 13202 N <

Fr1 = 12980 N như vậy Qt = Fr1 = 12980 N < 71500 N như vậy ổ được chọn

Tính toán trục 2:

a chọn loại ổ lăn là loại ổ bi đỡ chặn:

Với đường kính truc d2 = 65 mm chọn sơ bộ ổ bi đỡ chặn 1 dãy 8313

Bảng thông số của ổ bi:

Kí hiệu d;

mm

d1,mm

D,mm

H,mm

R,mm

C,kN

C0,kN

Ta đi xác định X và Y theo dấu hiệu sau: Fa0/(V.Fr0) và Fa1/(V.Fr1).

Trong đó:V là hệ số kể đến vòng nào quay khi vòng trong quay thì V=1

Tải trọng động tương đương của ổ được xác định theo công thức:

QE = QE1 = = Q11

 QE = 115936,3.[ = 100721,3 N

Theo khả năng tải động của ổ ta có: Cd = QE.L0,3 với L = 60.n.10-6.Lh

Trong đó : n= 18,33 (v/p) thay vào ta có: L = 60.18,33.10-6.1700 = 1,8(triệu vòng) => Cd = 100721,3.(1,8)0,3 = 118,3 kN < C = 120 kN

Vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

c kiểm nghiệm về khả năng tải tĩnh

Với ổ đỡ chặn ta có : X0 = 0,45 ; Y0 = 0,22.cotgα = 0,22.cotg(12) = 1,03

• Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp và thân hộp đi qua tâm của trục

để việc lắp ghép được dễ dàng hơn

• Bề mặt lắp nắp vào thân được cạo sạch hoặc mài , để lắp sít, khi lắp

có một lớp sơn mỏng hoặc sơn đặc biệt

• Mặt đáy dốc về phía lỗ tháo đầu với độ dốc từ 1o… 30, và ngay tại chỗ tháo dầu lõm xuống

• Ta thiết kế hộp giảm tốc đúc với các thông số cơ bản sau:

Chiều dày: thân hộp,

lắp hộp, 1

= 0,03a +3 = 9 > 6mm

1 = 0,9 = 8,1mmGân tăng cứng: chiều dày, e

Chiều cao,h

Độ dốc

e = (0,8 1) = 9 (mm)

h < 58khoảng 20

S1 = 27 mm và S2 = 18 mm

K1 = 54 và q = 72 mmKhe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong

hộp

Giữa đỉnh bánh răng với đáy hộp

Giữa mặt bên các bánh răng với

nhau

= 18 mm

1 = 72 mm > 18

Chốt định vị :

Để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân vỏ hộp trước và sau khi gia công cũng như khi ta lắp ghép chúng lại với nhau, ta dùng hai chốt định vị; nhờ có chốt định vị ,khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của

ổ nên hạn chế việc ổ mau hỏng Ta chọn chốt định vị có kích thước sau:

d b m f L c q D S Do

5) Kiểm tra mức dầu:

Do ta bôi trơn ngâm dầu nên ta cần kiểm tra mức dầu để xem mức dầu

có thoả mãn yêu cầu hay không Thiết bị để kiểm tra ở đây chính là que thăm dầu., que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngoài

6 -vòng chắn mỡ quay cùng trục trong quá trình bộ truyền làm việc ,để tháo lắp

dễ dàng khi lắp ghép,sửa chữa không làm hỏng bề mặt trục.ta chọn kiểu lắp có

độ hở K7/h6 theo hệ thống trục

7 -bánh răng quay cùng trục chịu mômen xoắn ,lực dọc trục lực hướng kính Để ccảm bảo độ chính xác tin cậy , độ bền của mối ghép và dễ dàng cho việc gai công chi tiết lỗ ta chọn kiểu lắp ghép có độ dôi kiểu H7/k6

8 -đối với các mối ghép then được cố định trên trục theo kiểu lắp có độ dôi

thường lắp theo hệ thống lỗ với sai lệch của then là k6

9

10 Dựa vào bảng 20.4 ta có thể lựa chọn được các kiểu lắp thích hợp để lắp các chi tiết lên trục và giữa các chi tiết với nhau vì trong quá trình gia công thì các chi tiết gia công lỗ bao giờ cũng kém chính xác hơn khi gia công trục do

luôn miền dung sai của trục là miền k.từ đó ta có thể chọn kiểu lắp và miền dung sai đồng thời trị số giới hạn sai lệch theo bảng sau.

Vị trí lắp ghép Kiểu lắp Giá trị sai lệch giớ hạn

Dung sai lỗ Dung sai trụcNắp ổ và vỏ hộp K7/d11 +9

- 100 -290

+25 +3

-21Cốc lót và vỏ hộp H7/h6 +30

0

0 -19Vòng vung dầu và

trục

0

+25 +3Vành bánh răng và

mayơ

0

+68 +43Mayơ bánh răng và

trục

0

+28 3trục và ống chèn H9/k6 +74

0

+25 3

11

Tài liệu tham khảo