Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ răng thẳng

I TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG  Chọn động cơ: Công suất: - Trọng lượng hàng: 195 kg - Khối lương cấu nâng: 75 kg - Công suất làm việc: Fv 1000 Plv = = = 1,126 kW ( F = 2700 N ; v = 25m/ph = 0,417 m/s ) Hiệu suất truyền động: η ηol4 ηbr2 ηd ηk = = 0,994.0,972.0,95.0,99=0,85 - ηol ηbr ηd ηk - - hiệu suất cặp ổ lăn : 0,99 - hiệu suất truyền bánh trụ : 0,97 - hiệu suất truyền đai : 0,95 - hiệu suất nối trục di động: 0,99 Công suất cần thiết trục động cơ: Plv η  2700.0, 417 1000 1,126 0,85 Pct = = = 1,32 kW Xác định sơ số vòng quay động điện: - Ta có vận tốc nâng: v = 0,417 m/s v   - ω Dw / 0, 417 0,16 / Vận tốc góc: = = = 5,2125 rad/s Số vòng quay trục công tác : nlv = 49,8 v/ph Theo công thức 2.15[1], tỉ số truyền sơ bộ: usb = usbh usbd Theo bảng B(2.4)[1] chọn sơ bộ:   usbh: tỉ số truyền sơ hộp giảm tốc: usbd: tỉ số truyền sơ đai: usb = 9.3= 27 Số vòng quay sơ động cơ:  nsb =nlv.usb = 49,8.27= 1344,6 v/ph  Số vòng quay đồng động cơ: Chọn nđb = 1500 v/ph Chọn động cơ: Tra bảng phụ lục P1.3[1] với Pct = 1,32 kW nđb = 1500 v/ph dùng động cơ: 4A80B4Y3 Kiểu động Công suất kW Vận tốc quay, v/ph 4A80B4Y3 1.5 1400  η % 77 Cosϕ Tmax Tdn TK Tdn 0.83 2.2 2.0 Phân phối tỉ số truyền: ndc nlv 1400 49,8 Tỉ số truyền tổng: u = = =28 = uh ud Chọn tỉ số truyền đai: uđ = 3,15  Tỉ số truyền hộp: uh = 28 3,15 = 8,89 Phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp theo λ c3 yêu cầu bôi trơn với = 1,3 theo theo công thức 3.3[1]: (u1 + 1)u14 λc =1 (u h + u1 )u 2h 3  => u1 = 3,6 => u2 = uh u1 = 8,89 3, =2,47 Tính thông số trục: Tính công suất trục: - - Công suất trục 3: P3 = Công suất trục 2: P2 = Plv η k η ol P3 η ol η br = 1,126 0,99.0,99 = =1,15 kW 1,15 0, 99.0,97 = 1,197 kW - Công suất trục 1: P1 = P2 η ol η br 1,197 0,99.0, 97 = P1 η ol ηd Công suất trục động cơ: P’đc = = Tính số vòng quay: - Số vòng quay động cơ: nđc = 1400 v/ph -  - - Số vòng quay trục 1: n1 = Số vòng quay trục 2: n2 = - - - Tđc = 9,55.106 =9,55.106 Momen xoắn trục 1: 1,32 1400 P1 n1 1, 246 444, P2 n2 1,197 123, T1 = 9,55.106 =9,55.106 Momen xoắn trục 2: T2 = 9,55.106 =9,55.106 Momen xoắn trục 3: T3 = 9,55.106 Bảng thông số: Thông số/Trục P(kW) n(v/ph) = = Số vòng quay trục 3: n3 = = Tính momen trục: - Momen xoắn trục động cơ: Pdc' n dc  n1 u1 n2 u2  n dc ud P3 n3 /2 =9,55.106 Động uđ=3,15 ’ P đc = 1,32 P1= 1,246 nđc= 1400 n1= 444,4 1400 3,15 444, 3, 123, 2, 47 = 1,246 kW 1, 246 0,99.0, 95 =1,32 kW =444,4 v/ph = 123,4 v/ph =49,96 v/ph =9004 Nmm =26776 Nmm =92636 Nmm 1,15 49,96 /2 =109913 Nmm u1=3,6 P2= 1,197 n2= 123,4 u2=2,47 P3 = 1,15 n3= 49,96 T(Nmm) II Tđc= 9004 T1= 26776 T2= 92636 T3= 109913 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Thiết kế truyền đai dẹt: a) Thông số yêu cầu: P1= P’đc =1,32 kW T1= Tđc= 9004 Nmm n1= nđc= 1400 v/ph u= uđ=3,15 b) Chọn loại đai: - Chọn đai vải cao su c) Xác định thông số truyền: T1 9004 - Theo công thức 4.1[1], d1 = (5,2 … 6,4) = (5,2 … 6,4) = 108,2 … 133,1 mm  Chọn d1 theo tiêu chuẩn d1 = 112 mm - Vận tốc v = d1n1/60000 = 3,14.112.1400/60000=8,2 m/s < vmax - Đường kính bánh đai lớn d2=ud1(1- )=3,15.112(1-0,01)=348,2mm  (hệ số trượt = 0,01 0,02; ta chọn =0,01) Lấy giá trị số tiêu chuẩn theo bảng B21.15[2], d2 = 355 mm  Tỉ số truyền thực tế: ut = d2/[d1(1- )]=355/[112(1-0,01)]=3,2 - Sai lệch tỉ số truyền:  - d2 thỏa mãn Theo công thức 4.3[1], khoảng cách trục: - a = (1,5 2)(d1+d2)= (1,5 2)(112+355) = 700,5 934 Chọn a = 900 mm Theo công thức 4.4[1], chiều dài đai: π ε ε ε ÷ ε ∆ u = (ut – u)/u =[(3,2 – 3,15)/3,15]100% =1,6% = 150o Xác định tiết diện đai chiều rộng bánh đai: Theo công thức 4.8[1], diện tích A = b Trong đó: b: chiều rộng đai δ = FtKđ/[ σF ] δ : chiều dày đai Ft: lực vòng Kđ: hệ số tải trọng động σF [ ]: ứng suất có ích cho phép +) Theo công thức 4.9[1], Ft = 1000P1/v=1000.1,32/8,2=161N +) Theo bảng B4.7[1], Kđ = 1,25 δ +) Theo bảng B4.8[1], tỉ số ( /d1)max nên dùng 1/40, δ =d1/40=112/40=2,8mm, theo bảng B4.1[1] dùng loại đai δ δ БКНЛ-65 lớp lót, trị số tiêu chuẩn =3mm(với số lớp 3) +) Ứng suất có ích cho phép theo công thức 4.10[1]: σF σF α [ ]=[ ] C Cv.C0= 2,2.0,94.1,013.1 = 2,1 MPa Trong với truyền đặt nằm ngang, điều chỉnh định kì lực σ0 căng, chọn =1,8 MPa, theo bảng B4.9, k1=2,5 k2=10, theo công thức 4.11[1]: [ σF δ ] =k1 – k2 /d1= 2,5 – 10.3/112=2,2 MPa α Theo bảng B4.10[1], C =0,94 ; Ta có: Cv = – kv(0,01v2 – 1) = – 0,04(0,01.8,22 – 1)= 1,013 ; Theo bảng B4.12[1], C0 = ;  Theo công thức 4.8[1], b=FtKđ/([ σF δ ] )=161.1,25/(2,1.3) =31,9mm Theo bảng B4.1[1], lấy trị số tiêu chuẩn b = 32mm Chiều rộng bánh đai B=40mm theo bảng B21.16[2] e) - Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục: Theo công thức 4.12[1],lực căng ban đầu: σ 0bδ - F0 = = 1,8.32.3=172,8 N; Theo công thức 4.13[1],lực tác dụng lên trục: f) Fr = 2F0sin( /2) = 2.172,8.sin(165/2)= 342,6 N Bảng thông số: α1 Thông số Ký hiệu Loại đai БКНЛ-65 Đường kính bánh đai nhỏ d1 112 (mm) Đường kính bánh đai lớn d2 355 (mm) Chiều rộng đai b 32 (mm) Chiều dày đai δ (mm) Chiều rộng bánh đai B 40 (mm) Chiều dài đai L 2549 (mm) Khoảng cách trục a 900 (mm) Góc ôm bánh đai nhỏ α1 165o Lực căng ban đầu F0 172,8 (N) Lực tác dụng lên trục Fr 342,6 (N)  Thiết kế truyền bánh răng: Thông số đầu vào: P1 = 1,246 kW T1 = 26776 Nmm n1 = 444,4 v/ph u1 = 3,6 Giá trị a) - Chọn vật liệu: Chọn vật liệu cấp bánh nhau: +) Bánh nhỏ: thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB241 … 285 có σ b1 σch1 σ b2 σ ch = 850 MPa ; = 580 MPa +) Bánh lớn: thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB192 … 240 có = 750 MPa ; = 450 MPa b) Xác định ứng suất cho phép: +) Theo bảng 6.2[1] với thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 180 … 350, o σ Flim o σ Hlim = 2HB + 70 ; SH = 1,1 ; = 1,8 HB ; SF = 1,75 +) Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 230, đó: o σ Hlim1 σ o Hlim2 = 2.245+70=560 MPa ; = 2.230+70=530 MPa ; +) Theo công thức 6.5[1], NHO = 30 o σFlim1 σ o Flim2 H 2.4 HB = 1,8.245=441 MPa = 1,8.230=414 MPa đó: NHO1= 30.2452.4 = 1,6.107 ; NHO2 = 30.2302.4 = 1,39.107 +) Theo công thức 6.6[1], NHE = 60cn tΣ tΣ NHE1 = NHE2 = 60cn1 =60.1.350.18000= 3,78.108 > NHO2 KHL2 = 1; tương tự NHE1 > NHO1 KHL1 = +) Sơ xác định được: [σ H ] = [σ H ]1 [σ H ]2 o σ Hlim KHL/SH = 560.1/1,1=509 MPa = 530.1/1,1=481,8 MPa +) Sử dụng bánh trụ thẳng => +) NFE1 = NFE2 = NHE2 = 3,78.108 [σ H ] = [σ H ]2 = 481,8 MPa Vì NFE2 > NFO = 4.106 KFL2 = 1, tương tự KFL1 = Với truyền chiều KFC = 0,7, ta được: [σ F1 ] [σ F2 ] o σFlim1 = σ KFC.KFL/SH =441.0,7.1/1,75= 540 MPa o Flim2 = KFC.KFL/SH =414.0,7.1/1,75= 507 MPa +) Ứng suất tải cho phép: [σ H ]max = [σ F1 ]max [σ F2 ]max 2.8σ ch = = 2,8.450=1260 MPa 0.8σ ch1 0.8σ ch = 0,8.580= 464 MPa = = 0,8.450= 360 MPa Tính toán cấp nhanh – truyền bánh trụ thẳng: a) Xác định sơ khoảng cách trục: Theo công thức 6.15a[1]: a w1 = K a (u1 + 1) T1K Hβ [σ H ] u1ψ ba = 49,5(3,6 + 1) 26776.1,12 = 112, 2mm 481,82.3,6.0,3 ψ ba = 0, Trong đó: theo bảng B6.6[1] chọn ; theo bảng B6.5[1] với thẳng Ka = 49,5 ; theo công thức 6.16[1]: ψ bd = 0, 53ψ ba (u1 +1)=0,53.0,3(3,6+1)=0,73 K Hβ = 1,12 Theo bảng B6.7[1], (sơ đồ 3) ; T1 = 26776 Nmm Lấy aw1 = 112mm b) Xác định thông số ăn khớp Theo công thức 6.17[1]:  m = (0.01 ÷ 0.02)a w1 = (0, 01 ÷ 0, 02)112 = 1,12 ÷ 2, 24 mm Theo bảng B6.8[1], chọn m = +) Theo công thức 6.19[1], số bánh nhỏ : z1=2aw/ [m(u+1)]=2.112/[2(3,6+1)]=24,3 Lấy z1 = 24 +) Số bánh lớn : z2 = uz1 =3,6.24 = 86,4 Lấy z2 = 86  Tỉ số truyền thực là: um = 86/24=3,58 c) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: - Theo công thức 6.33[1], ứng suất tiếp xúc mặt làm việc ZM ZH Zε 2T1K H (u m +1)/(b w u m d 2w1 ) σH = (*) Trong đó: +) Theo bảng B6.5[1], ZM = 274 MPa1/3 +) Theo bảng B6.12[1], ZH = 1,76 ε β = bw sin β / ( mπ ) +) Theo công thức 6.37[1], • Trong theo công thức 6.38b[1], ε α = [1,88 − 3, 2(1/ z1 + 1/ z2 )]cosβ Zε = (4 − ε α ) /  = => Zε = (4 − ε α ) / =1,88-3,2(1/24 + 1/86) =1,71 (4 − 1, 71) / = = 0,87 +) Đường kính vòng lăn bánh nhỏ bánh nhỏ: dw1 =2aw /(um+1)=2.112/(3,58+1)=48,9  Theo công thức 6.40[1], vận tốc vòng: v= π d w1n1 / 60000 =3,14.48,9.444,4/60000= 1,14 m/s Với v = 1,14 m/s theo bảng B6.13[1] dùng cấp xác Theo bảng B6.14[1] với cấp xác v < 2,5 m/s, +) Theo công thức 6.42[1], δ H go v aw / u 0, 006.73.1,14 112 / 3,58 VH = = =2,79 Trong đó: =1.13 δH Theo bảng B6.15[1], = 0,006 • Theo bảng B6.16[1], go = 73 Theo công thức 6.41[1], •  K Hα 1+ KHv = vH bw d w1 2, 79.0,3.112.48,9 = 1+ 2T1 K H β K Hα 2.26776.1,12.1,13 =1,07 K H β K Hα K Hv +) Theo công thức 6.39[1], KH = =1,12.1,13.1,07=1,35 Thay giá trị vừa tính vào (*) ta được: σH =274.1,76.0,87 2.26776.1,35.(3,58 + 1) / (0,3.112.3,58.48,92 ) [σ H ] =450 MPa < d) Kiểm nghiệm độ bền uốn: - Theo công thức 6.43[1]: σ F1 = 2T1K F Yε Yβ YF1 /(b wd w1m) (**) Trong đó: • K Fβ K Fα K Fv KF = =1,24.1,37.1,13= 1,92 K Fβ o Theo bảng B6.7[1], = 1,24 Theo bảng B6.14[1] với v < 2,5 m/s cấp xác o 9, = 1,37 Theo công thức 6.47[1]: o K Fα VF = δ F g o v aw / u1 = 0.016.73.1,14 δF (trong theo bảng B6.15[1] B6.16[1] go = 73) Do theo công thức 6.46[1]: • • • Với εα KFv =1+ vF bw d w1 2T1 K F β K Fα = 1,71, Yε =1/ εα =1+ 112 / 3,58 =7,45 =0,016; theo bảng 7, 45.0,3.112.48,9 2.26776.1, 24.1,37 =1,13 =1/1,71= 0,585 β = Yβ Với , =1 Theo bảng B6.18[1], YF1 =3,9; YF2 =3,61 Thay tất vào (**) ta được: σ F1 = 2.26776.1,92.0,585.1.3,9/(0,3.112.48,9.2) =71,4 MPa - Với m = 2, YS = 1,08 – 0,0695ln(2)=1,032; YR = (bánh phay) KxF = (da < 400 mm) theo công thức 6.2[1] 6.2a[1]: - Then lắp bánh lớn, tiết diện 2-2, với d22= 40 mm, chọn then tra bảng B9.1a[1], ta kích thước then sau: o b = 12mm; h = 8mm; t1 = 5mm; t2 = 3,3 mm o - chiều dài then:lt22 = ( 0,8 ÷ 0,9 ).lm22 0,8 ÷ 0,9 33, ÷ 37,8 =( ).42 = mm => Chọn theo tiêu chuẩn: lt22 = 36 mm Then lắp bánh nhỏ, tiết diện 2-3, với d23= 45 mm, chọn then tra bảng B9.1a[1], ta kích thước then sau: o b = 14mm; h = 9mm; t1 = 5,5mm; t2 = 3,8 mm o chiều dài then:lt23 = ( 0,8 ÷ 0, 0,8 ÷ 0,9 ).lm23 41, ÷ 46,8 =( ).52 = => Chọn theo tiêu chuẩn: lt23 = 45 mm  mm Trục - Then lắp vị trí bánh khớp nối: - Then lắp bánh răng, tiết diện 3-3, với d 33= 45 mm, chọn then tra bảng B9.1a[1], ta kích thước then sau: o b = 14mm; h = 9mm; t1 = 5,5mm; t2 = 3,8 mm o - 0,8 ÷ 0, 0,8 ÷ 0,9 ).lm23 41, ÷ 46,8 =( ).45 = mm => Chọn theo tiêu chuẩn: lt33 = 45 mm Then lắp khớp nối, tiết diện 3-2 tiết diện 3-4, với d32=d34=38 mm, chọn then tra bảng B9.1a[1], ta kích thước then sau: o b = 10mm; h = 8mm; t1 = 5mm; t2 = 3,3 mm o b) chiều dài then:lt33 = ( chiều dài then:lt33 = ( 0,8 ÷ 0, 0,8 ÷ 0,9 ).lm32 69, ÷ 78, =( ).87 = mm => Chọn theo tiêu chuẩn: lt32 = lt34 = 70 mm Kiểm nghiệm then theo đồ bền dập cắt: Theo công thức 9.1[1] 9.2[1], ta có: σ d = 2T/[dl t (h − t1 )] ≤ [σ d ]  τ c = 2T/(dl t b) ≤ [τ c ] Theo bảng B9.5[1], với dạng lắp cố định, vật liệu mayo thép, [σ d ] = 100 MPa  [τ c ] = 50 MPa tải trọng va đập nhẹ, ta có: Kiểm nghiệm độ bên then vị trí lắp: Tiết diện T (Nmm) 1-2 1-3 2-2 2-3 3-2;3-4 3-3 26776 26776 92636 92636 109913 109913 σd (MPa) 33,47 22,77 42,89 26,14 27,55 31,02 τc (MPa) 13,94 8,54 10,72 6,53 8,26 7,75 Then tất vị trí thỏa mãn điều kiện bền dập Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi  a) Với thép 45 có τ −1 =0,58 σ −1 σb =600 MPa; σ −1 =0,436 σb =0,436.600=261,6 MPa; =0,58.261,6=151,7 MPa; theo bảng B10.7[1], ψσ =0,05; ψτ b) =0 Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, dó σ aj tính theo công thức 10.22[1], ta có σ aj = σ maxj = M j / Wj σ mj , =0 Vì trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì đối xứng, theo công thức 10.24[1] τ mj = τ aj = τ maxj = Tj / Woj c) ; Xác định hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm trục: Dựa vào kết cấu biểu đồ momen tương ứng, thấy tiết diện sau tiết diện nguy hiểm cần kiểm tra độ bền mỏi là: Trục 1: tiết diện 1-2, 1-0, 1-3 d) e) Trục 2: tiết diện 2-2, 2-3 Trục 3: tiết diện 3-2, 3-0, 3-3 Chọn lắp ghép: Các ổ lăn lắp trục theo k6, lắp bánh răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then Kích thước then, trị số momen cản uốn momen cản xoắn (bảng B10.6[1]) ứng với tiết diện trục: Tiết diện Đường kính trục 1-0 25 1-2 20 1-3 28 2-2 40 2-3 45 3-0 40 3-2 38 3-3 45 f) - bxh t1 6x6 8x7 12 x 14 x 10 x 14 x 3,5 5,5 5,5 K σdj - Wo (mm3) 3066 1427 3981 11641 16548 12560 10052 16548 Kτ dj Xác định hệ số tiết diện nguy hiểm theo công thức 10.25[1] 10.26[1]: Các trục gia công máy tiện, tiết diện nguy hiểm ÷ - W (mm3) 1533 642 1825 5361 7607 6280 4668 7607 µm yêu cầu đạt Ra = 2,5 0,63 , theo bảng B10.8[1], hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx=1,06 Không sử dụng phương pháp tang bền bề mặt, hệ số tăng bền Ky = 1; Theo bảng B10.12[1], dùng dao phay ngón, hệ số tập trung rãnh then ứng với vật liệu có σb =600MPa Theo bảng B10.10[1] tra hệ số kích thước εσ Kσ =1,76, ετ / =1,54 ứng với đường kính tiết diện nguy hiểm, từ xác định tỉ số K τ ετ Kτ Kσ ε σ / rãnh then tiết diện Theo bảng B10.11[1], ứng với kiểu lắp chọn, σb =600MPa đường kính tiết diện nguy hiểm tra tỉ số Kσ ε σ / K τ ετ / lắp căng tiết diện sở chọn giá trị lớn tính công thức 10.25[1] 10.26[1]: Kσ d =( Kτ d theo Kσ ε σ / +Kx – 1)/Ky K τ ετ Kτ d g) Kσ d =( / +Kx – 1)/Ky Kết tính ghi bảng Xác định hệ số an toàn: Theo công thức 10.19[1], ta có: sσ2 j + sτ2 j ≥ sσ j sτ j sj = / [s] Trong đó: - [s] hệ số an toàn cho phép, thông thường [s]=1,5…2,5 - sσ j hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp tính theo công sσ j = thức 10.20[1]: - sτ j hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tính theo công thức sτ j = 10.21[1]: τ −1 Kτ dj τ aj +ψ ττ mj Giới hạn mỏi uốn: h) σ −1 Kσ dj σ aj +ψ σ σ mj σ −1 τ −1 = 0,436 Giới hạn mỏi xoắn: = 0,58 Kết ghi bảng Bảng kết quả: Tiết diện d mm 1-0 1-2 1-3 25 20 28 Tỉ số rãnh then 1,91 1,98 Kσ ε σ / lắp căng 2,06 2,06 2,06 Tỉ số rãnh then 1,73 1,86 σb σ −1 =0,436.600=261,6 MPa =0,58.261,6=151,7 MPa K τ ετ / lắp căng 1,64 1,64 1,64 Kσ d Kτ d sσ j sτ j s 2,12 2,12 2,12 1,70 1,79 1,92 10,8 6,18 10,2 4,75 13,3 7,41 4,75 5,60 2-2 2-3 3-0 3-2 3-3 40 45 40 38 45 2,07 2,07 2,07 2,07 2,06 2,06 2,06 2,06 2,06 1,97 1,97 1,97 1,97 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 2,13 2,13 2,12 2,13 2,13 2,03 2,03 1,70 2,03 2,03 7,95 8,17 22,3 7,13 Tiết diện nguy hiểm trục đảm bảo an toàn mỏi Tính chọn ổ lăn a) Trục 1:   9,39 13,3 10,2 6,83 11,2 Chọn loại ổ lăn: - Đường kính ngõng trục: d = 25mm - Ta có tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ: o Tại vị trí ổ lăn 1-0: o - Fx02 + Fy02 7502 + 740,162 Fx12 + Fy12 345,12 + 1, 04 Fr10= = Tại vị trí ổ lăn 1-1: =1053,7 N Fr11= = =345,1 N Lực dọc trục Fa=0 N Trên sở đặc điểm làm việc ổ, ta chọn sơ loại ổ theo bảng P2.7[1]: 6,07 6,96 9,27 6,83 6,01   Ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ kí hiệu 205(theo GOST 8338-75) có: o Đường kính vòng trong: d = 25 mm o Đường kính vòng ngoài: D = 52 mm o Bề rộng ổ: B = 15 mm o Khả tải động: C = 11 kN o Khả tải tĩnh: Co = 7,09 kN Chọn cấp xác cho ổ lăn: chọn cấp xác bình thường (cấp xác 0) Kiểm nghiệm khả tải động ổ lăn với ổ chịu tải lớn với Fr= Fr10=1053,7 N: - Khả tải động ổ tính theo công thức 11.1[1]: m Cd = Q L Trong đó: L - Tuổi thọ tính triệu vòng quay L=60.n1.Lh/106=60.444,4.18000/106=479,952 (triệu vòng) m - bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m=3 ổ bi Q - Tải trọng quy ước xác định theo công thức 11.3[1]: Q=(XVFr + YFa)ktkđ Trong đó: o V – Hệ số kể đến vòng quay, vòng quay V=1 o kt – Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, lấy kt=1 với nhiệt θ  độ làm việc e=0 => X=1,Y=0 Tải trọng quy ước tác dụng vào ổ: Q= (1.1.1,0537+0.0).1.1=1,0537 kN m 479,952 Khả tải động ổ: Cd = Q =1,0537 = 8,25 kN  ổ lăn thỏa mãn khả tải động Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ với ổ chịu tải lớn với Fr= Fr10=1053,7 N: - Tra bảng B11.6[1] với ổ bi đỡ dãy, ta được: X o = 0,6; Yo = 0,5 - Tải trọng tĩnh tương đương tác dụng vào ổ:   L Theo công thức 11.19[1]: Qt = XoFr+YoFa = 0,6.1,0537+0,5.0=0,63222 kN o Theo công thức 11.20[1]: Qt = Fr = 1,0537 kN Chọn Qt = Fr = 1,0537 kN < C0 = 7,09 kN ổ lăn thỏa mãn khả tải tĩnh Trục 2: o   b)  Chọn loại ổ lăn: - Đường kính ngõng trục: d = 35 mm - Ta có tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ: o Tại vị trí ổ lăn 2-0: o   2 Fx20 + Fy20 1592,92 + 33,82 2 Fx21 + Fy21 1985, + 471,52 Fr20= = Tại vị trí ổ lăn 2-1: =1593,2 N Fr21= = =2040,9 N - Lực dọc trục Fa=0 N - Trên sở đặc điểm làm việc ổ, ta chọn sơ loại ổ theo bảng P2.7[1]: Ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ kí hiệu 207(theo GOST 8338-75) có: o Đường kính vòng trong: d = 35 mm o Đường kính vòng ngoài: D = 72 mm o Bề rộng ổ: B = 17 mm o Khả tải động: C = 20,1 kN o Khả tải tĩnh: Co = 13,90 kN Chọn cấp xác cho ổ lăn: chọn cấp xác bình thường (cấp xác 0) Kiểm nghiệm khả tải động ổ lăn với ổ chịu tải lớn với Fr= Fr21=2040,9 N: - Khả tải động ổ tính theo công thức 11.1[1]: m Cd = Q L Trong đó: L - Tuổi thọ tính triệu vòng quay L=60.n2.Lh/106=60.123,4.18000/106=133,272 (triệu vòng) m - bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m=3 ổ bi Q - Tải trọng quy ước xác định theo công thức 11.3[1]: Q=(XVFr + YFa)ktkđ Trong đó: o V – Hệ số kể đến vòng quay, vòng quay V=1 o kt – Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, lấy kt=1 với nhiệt θ o o o độ làm việc e=0 => X=1,Y=0 Tải trọng quy ước tác dụng vào ổ: Q= (1.1.2,0409+0.0).1.1=2,0409 kN m  133, 272 Khả tải động ổ: Cd = Q =2,0409 = 10,4 kN  ổ lăn thỏa mãn khả tải động Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ với ổ chịu tải lớn với Fr= Fr21=2040,9 N: - Tra bảng B11.6[1] với ổ bi đỡ dãy, ta được: X o = 0,6; Yo = 0,5 - Tải trọng tĩnh tương đương tác dụng vào ổ: o Theo công thức 11.19[1]: Qt = XoFr+YoFa = 0,6.2,0409+0,5.0=1,22454 kN o Theo công thức 11.20[1]: Qt = Fr = 2,0409 kN  Chọn Qt = Fr = 2,0409 kN < C0 = 13,90 kN  ổ lăn thỏa mãn khả tải tĩnh c) Trục 3:   L Chọn loại ổ lăn: - Đường kính ngõng trục: d = 40 mm Ta có tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ: o Tại vị trí ổ lăn 3-0: o   2 Fx30 + Fy30 442,92 + 306,82 2 Fx31 + Fy31 1240, 62 + 597,12 Fr30= = Tại vị trí ổ lăn 3-1: =538,8 N Fr31= = =1376,8 N - Lực dọc trục Fa=0 N - Trên sở đặc điểm làm việc ổ, ta chọn sơ loại ổ theo bảng P2.7[1]: Ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ kí hiệu 208(theo GOST 8338-75) có: o Đường kính vòng trong: d = 40 mm o Đường kính vòng ngoài: D = 80 mm o Bề rộng ổ: B = 18 mm o Khả tải động: C = 25,6 kN o Khả tải tĩnh: Co = 18,1 kN Chọn cấp xác cho ổ lăn: chọn cấp xác bình thường (cấp xác 0) Tính kiểm nghiểm khả tải ổ: - Vì đầu trục có lắp nối trục vòng đàn hồi nên cần chọn chiều Fk1 Fk2 ngược với chiều hình vẽ Khi phản lực mặt phẳng zOx là: Ft4 l33 + Fk1.l34 − Fk2 l32 l31 2483,5.109 + 400.252 − 400.87 165 F’x31 = = F’x30 = Ft4 + Fk1 + Fk2 = 2483,5+400+400=3283,5 N Như phản lực tổng ổ: F’r30 = F'2x30 + Fy30 F' - x31 = +F y31 3283,52 + 306,82 2040, 62 + 597,12 =2040,6 N =3298N F’r31 = = =2126 N Vậy ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn với Fr=F’r30=3298 N Khả tải động ổ tính theo công thức 11.1[1]: m Cd = Q L Trong đó: L - Tuổi thọ tính triệu vòng quay L=60.n2.Lh/106=60.49,96.18000/106=53,9 (triệu vòng) m - bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m=3 ổ bi Q - Tải trọng quy ước xác định theo công thức 11.3[1]: Q=(XVFr + YFa)ktkđ Trong đó: o V – Hệ số kể đến vòng quay, vòng quay V=1 o kt – Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, lấy kt=1 với nhiệt θ  độ làm việc e=0 => X=1,Y=0 Tải trọng quy ước tác dụng vào ổ: Q= (1.1.3,298+0.0).1.1=3,298 kN m   -   IV L 53,9 Khả tải động ổ: Cd = Q =3,298 = 12,4 kN ổ lăn thỏa mãn khả tải động Tra bảng B11.6[1] với ổ bi đỡ dãy, ta được: Xo = 0,6; Yo = 0,5 Tải trọng tĩnh tương đương tác dụng vào ổ: o Theo công thức 11.19[1]: Qt = XoFr+YoFa = 0,6.3,298+0,5.0=1,9788 kN o Theo công thức 11.20[1]: Qt = Fr = 3,298 kN Chọn Qt = Fr = 3,298 kN < C0 = 18,1 kN ổ lăn thỏa mãn khả tải tĩnh KẾT CẤU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC CÓ LIÊN QUAN Thiết kế kết cấu vỏ hộp giảm tốc: a) Xác định kích thước vỏ hộp: -   δ = 0, 03a + Chiều dày thân hộp: a: khoảng cách trục lớn δ = 0, 03a + Chọn δ =7 =0,03.129 + = 6,87 > mm - Chiều dày nắp hộp:  Chọn mm Gân tăng cứng: - δ1 = 0,9δ δ1 = =0,9.7 = 6,3 δ ÷ ÷ ÷  +) Chiều dày: e = (0,8 1) = (0,8 1).7=5,6 mm Chọn e = mm +) Chiều cao: h < 58 mm Chọn h = 50 mm +) Độ dốc: 2o Đường kính: +) Bulong nền: d1 > 0,04a + 10 = 0,04.129 + 10 = 15,16 > 12 Chọn d1 = 16 mm  +) Bulong cạnh ổ: d2 = (0,7 0,8)d1 = (0,7 0,8).16 = 11,2 12,8 Chọn d2 = 12 mm   - ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ +) Bulong ghép béch nắp thân: d3 = (0,8 0,9)d2 = (0,8 0,9).12 ÷ = 9,6 10,8  Chọn d3 = 10 mm  +) Vít ghép nắp ổ: d4 = (0,6 0,7)d2 = (0,6 0,7).12 = 7,2 8,4 Chọn d4 = mm ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ - +) Vít ghép nắp cửa thăm: d5 = (0,5 0,6)d2 =(0,5 0,6).12= 7,2 Chọn d5 = mm Mặt bích ghép nắp thân:  +) Chiều dày bích thân hộp: S3 =(1,4 1,8)d3=(1,4 1,8).10= 14 18 Chọn S3 = 16 mm  +) Chiều dày bích nắp hộp: S4 = (0,9 1)S3 = (0,9 1).16= 14,4 16 Chọn S4 = 15 mm  ÷ ÷ ÷ ≈ ÷ ÷ ÷ ÷ +) Bề rộng bích nắp thân: K3 K2 – (3 5)mm ÷ K2 bề rộng mặt ghép bu long cạnh ổ: K2 = E2+R2+(3 5)mm ≈ E2 1,6d2 = 1,6.12 = 19,2 => Chọn E2 = 19 mm ≈ R2 1,3d2 = 1,3.12 = 15,6 => Chọn R2 = 16 mm ÷ ÷ Vậy K2 = 19+16+(3 5)mm=38 40 mm => Chọn K2 = 40 mm   ≈ ÷ ÷ K3 K2 – (3 5)mm = 35 37 mm Chọn K3 = 35 mm - - Kích thước gối trục: +) Đường kính tâm lỗ vít: Xác định theo kích thước nắp ổ tra bảng B18.2[2] Khoảng cách từ tâm lỗ bulong cạnh ổ đến tâm ổ: C = D3/2 o Nắp ổ trục 1, D=52mm: D2=65mm, D3=80mm, D4=42mm, h=8, d4=M6, Z=4, C=40mm o Nắp ổ trục 2, D=62mm: D2=75mm, D3=90mm, D4=52mm, h=8, d4=M6, Z=4, C=45mm o Nắp ổ trục 3, D=72mm: D2=90mm,D3=115mm,D4=65mm,h=10,d4=M8,Z=6,C=55mm Mặt đế hộp: ≈ ÷ ÷ +) Chiều dày phần lồi: S1 (1,3 1,5)d1=(1,3 1,5).16 ÷ =20,8 24 mm  Chọn S1 = 24mm +) Bề rộng mặt đế hộp: ≈ K1 3d1=3.16=48 mm ≥ - δ q K1+2 = 48+2.7=62mm Khe hở chi tiết: ∆≥ +) Giữa bánh với thành hộp:  Chọn ∆ =8 mm +) Giữa đỉnh bánh lớn vói đáy hộp:  Chọn ∆1 ∆1 ≥ =30 mm +) Giữa mặt bên bánh với nhau: ∆  Chọn =10 mm - Số lượng bulong nền: Z=(L+B)/(200 300) ÷ (1 1,2) ÷ δ δ ÷ = 8,4 ÷ (3 5) =21 35 ∆ ≥δ ÷ ≈ ≈ L,B chiều dài chiều rộng hộp L 490mm, B 200mm ≈ Z  Chọn Z = b) Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp: - Cửa thăm: Dùng để kiểm tra quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có  gắn nút thông Kích thước cửa thăm chọn bảng B18.5[2]: A 10 - B A1 B1 C C1 K R 75 150 100 125 - 87 12 Vít M8 x 22 Số lượng Nút thông hơi: Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hòa không khí bên bên hộp, ta dùng nút thông Nút thông lắp cửa thăm Theo bảng B18.6[2], ta chọn kích thước nút thông sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27 x 15 30 15 45 32 10 32 18 36 32 - Nút tháo dầu: Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn( bụi bặm), bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Theo bảng B18.7[2], ta chọn kích thước nút tháo dầu sau: d M20 x b 15 m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 Do 25,4 Kiểm tra mức dầu: Ta sử dụng que thăm dầu hình 18.11d[2] để kiểm tra mức dầu - Chốt định vị: Chốt định vị chi tiết dùng để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép Ở ta dùng chốt định vị hình trụ, có đường kính d=6mm, c=1mm, l=40mm c) Bôi trơn hộp giảm tốc: Để giảm mát công suất ma sát, giảm mài mòn răng, đảm bảo thoát nhiệt tốt đề phòng chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc - Phương pháp bôi trơn hộp giảm tốc: phương pháp bôi trơn ngâm dầu Mức dầu tối thiểu chọn cho dầu phải ngập chân bánh bị động cấp nhanh mức dầu cao không 1/6 đường kính bánh bị động cấp nhanh tính từ đỉnh trở lên Chọn độ nhớt dầu để bôi trơn cho hộp giảm tốc Theo bảng B18.11[2], với vận tốc vòng lớn v=1,14m/s, σb =600 MPa, ta 186(11) 16(2) chọn độ nhớt dầu là: Từ tra bảng B18.13[2] để chọn loại dầu bôi trơn Với độ nhớt 186(11) 16(2) , ta chọn loại dầu ô tô máy kéo AK-20 Đối với ổ lăn , ta tiến hành bôi trơn định kì mỡ [...]... bảng B10 .2[ 1]) lc 12 = 0,5(lm 12 + bo1) + k3 + hn = 0,5(37+17)+15+18=60 mm lc 32 = lc34 = 0,5(lm 32+ bo3)+k3+hn = 0,5(87 +21 )+15+18=87 mm Theo bảng B10.4[1]: +) l 22 = 0,5(lm 22+ bo2)+k1+k2 =0,5( 42+ 21)+10+10=51,5 mm  Lấy l 22 = 52 mm +) l23 = l 22+ 0,5(lm 22+ lm23)+k1= 52+ 0,5( 42+ 52) +10=109 mm +) l21=l11=l31= lm 22+ lm23+3k1+2k2+bo2= 42+ 52+ 3.10 +2. 10 +21 =165mm +) l 12 = lc 12 = 60 mm +) l13 = l 22 = 52 mm +) l33 = l23 = 109... yOz và xOz tại các tiết diện j +) Tại tiết diện 2- 0: M20 = 0 Nmm Mtd20 = 0 Nmm +) Tại tiết diện 2- 2: M 22 = 828 30, 82 + 1757, 62 = 828 49 Nmm 828 4 92 + 0, 75. 926 3 62 Mtd 22 = +) Tại tiết diện 2- 3: M23 = 11 120 5, 4 2 + 26 404, 42 = 115 325 ,7 Nmm = 11 429 7 Nmm 11 429 7 2 + 0,75. 926 3 62 - Mtd23 = = 139642Nmm +) Tại tiết diện 2- 1: M21 = 0 Nmm Mtd21 = 0 Nmm Tính đường kính trục tại các tiết diện j theo công thức 10.17[1]:... sτ j s 2, 12 2, 12 2, 12 1,70 1,79 1, 92 10,8 6,18 10 ,2 4,75 13,3 7,41 4,75 5,60 2- 2 2- 3 3-0 3 -2 3-3 40 45 40 38 45 2, 07 2, 07 2, 07 2, 07 2, 06 2, 06 2, 06 2, 06 2, 06 1,97 1,97 1,97 1,97 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 2, 13 2, 13 2, 12 2,13 2, 13 2, 03 2, 03 1,70 2, 03 2, 03 7,95 8,17 22 ,3 7,13 Tiết diện nguy hiểm trên cả 3 trục đều đảm bảo an toàn về mỏi Tính chọn ổ lăn a) Trục 1:  6  9,39 13,3 10 ,2 6,83 11 ,2 Chọn loại ổ... = 25 mm +) Tiết diện 1 -2 lắp bánh đai: d 12 = 20 mm +) Tiết diện 1-3 lắp bánh răng: d13 = 28 mm Trục 2: Tính phản lực: Cần xác định các phản lực từ các gối tựa: Fx20, Fy20, Fx21,Fy21 Xét tại gối tựa 2- 0: M Ox = ∑ m x (F) = 0 l 21 .Fy21 + l 22 Fr2 − l 23 Fr3 = 0   M Oy = ∑ m y (F) = 0 l F − l F + l F = 0 ⇔  22 t2 21 x21 23 t3  ∑ Fx = 0 −Fx20 − Fx21 +Ft2 + Ft3 = 0   Fr3 − Fy20 − Fy21 − Fr2... =(1 ,2 … 1,5)dsb2=(1 ,2 1,5).35= 42 52, 5mm => Chọn lm 22 = 42 mm Chiều dài may-ơ bánh răng trụ cấp chậm: +) Bánh răng nhỏ: lm23 =(1 ,2 … 1,5)dsb2=(1 ,2 1,5).35= 42 52, 5mm => Chọn lm23 = 52 mm +) Bánh răng lớn: lm33=(1 ,2 … 1,5)dsb3=(1 ,2 1,5).35= 42 52, 5mm => Chọn lm33 = 52 mm Chiều dài may-ơ nửa khớp nối: lm 32 = lm34 = (1,4 … 2, 5)dsb3 = (1,4 … 2, 5).35 = 49…87,5 mm => Chọn lm 32 = lm34 = 87 mm Theo bảng B10.3[1]:... 0,6.1,0537+0,5.0=0,6 322 2 kN o Theo công thức 11 .20 [1]: Qt = Fr = 1,0537 kN Chọn Qt = Fr = 1,0537 kN < C0 = 7,09 kN 2 ổ lăn thỏa mãn khả năng tải tĩnh Trục 2: o   b)  Chọn loại ổ lăn: - Đường kính ngõng trục: d = 35 mm - Ta có tải trọng hướng tâm tác dụng lên 2 ổ: o Tại vị trí ổ lăn 2- 0: o   2 2 Fx20 + Fy20 15 92, 92 + 33, 82 2 2 Fx21 + Fy21 1985, 7 2 + 471, 52 Fr20= = Tại vị trí ổ lăn 2- 1: =1593 ,2 N Fr21= = =20 40,9... và 6.2a[1]: [σ F 1 ] = [σ F 1 ] Tương tự: *YR*YS*YxF = 540.1.1,0 32. 1=557 ,28 MPa [σ F 2 ] = 523 ,22 4 MPa σ F 1 = 81, 2MPa < [σ F 1 ] = 557, 28 MPa σ F 2 σ F1 e) [σ F 2 ] = YF2/YF1 =81 ,2. 3,6/3,7=79 MPa < = 523 ,22 4 MPa Kiểm nghiệm răng về quá tải: Theo công thức 6.48[1] với Kqt = Tmax/Tdn= 2, 2; σ H 1max = σ H K qt 4 32, 8 2, 2 = Theo công thức 6.49[1]: σ F 1max = σ F1.K qt = 81 ,2. 2 ,2= 178,64 MPa < σ F 2max =... 1095,1.tg20/cos0 = 398,6 N β Fr3 = Fr4 = Ft3.tg /cos = 24 83,5.tg20/cos0 = 903,9 N Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực: Chiều dài may-ơ bánh đai: lm 12 = (1 ,2 … 1,5)dsb1 = (1 ,2 … 1,5) .25 = 30 … 37,5 mm => Chọn lm 12 = 37 mm Chiều dài may-ơ bánh răng trụ cấp nhanh: +) Bánh răng nhỏ: lm13=(1 ,2 … 1,5)dsb1=(1 ,2 1,5) .25 = 30…37,5mm => Chọn lm13 = 34 mm +) Bánh răng lớn: lm 22 =(1 ,2 … 1,5)dsb2=(1 ,2 1,5).35=... mỏi là: Trục 1: tiết diện 1 -2, 1-0, 1-3 d) e) Trục 2: tiết diện 2- 2, 2- 3 Trục 3: tiết diện 3 -2, 3-0, 3-3 Chọn lắp ghép: Các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then Kích thước của then, trị số của momen cản uốn và momen cản xoắn (bảng B10.6[1]) ứng với các tiết diện trục: Tiết diện Đường kính trục 1-0 25 1 -2 20 1-3 28 2- 2 40 2- 3 45 3-0 40 3 -2 38 3-3... 540.1.1,0 32. 1=557 ,28 MPa [σ F 2 ] = 523 ,22 4 MPa σ F 1 = 71, 4MPa < [σ F 1 ] = 557, 28 MPa σ F 2 σ F1 [σ F 2 ] = YF2/YF1 =71,4.3,61/3,9=66,1 MPa < = 523 ,22 4 MPa e) Kiểm nghiệm răng về quá tải: Theo công thức 6.48[1] với Kqt = Tmax/Tdn= 2, 2; σ H 1max = σ H K qt 450 2, 2 = = 667,46 MPa < Theo công thức 6.49[1]: σ F 1max = σ F1.K qt = 71,4 .2, 2=157,08 MPa < σ F 2max = σ F 2 K qt 4  [σ H ]max [σ F 1 ]max = 126 0 MPa ... 24; z2 = 86 Hệ số dịch chỉnh x = ; x2 = Đường kính vòng chia d1 = 48 ; d2 =172 Đường kính đỉnh da1 = 52; da2 = 176 Đường kính đáy df1 = 43; df2 = 167 Tính toán cấp chậm – truyền bánh trụ thẳng:... đáy III aw2 = 129 mm m = mm bw = 52 mm um = 2,46 z1 = 37; z2 = 91 x = ; x2 = d1 = 74 ; d2 =182 da1 = 78; da2 = 186 df1 = 69; df2 = 177 THIẾT KẾ TRỤC, LỰA CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI Tính chọn khớp