Đồ án trình bày thiết kế hộp giảm tốc bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng với bản thuyết minh đầy đủ và bản vẽ CAD kèm theo. Các thông số cho trước của đồ án Lực kéo băng tải F = 9000 N Vận tốc băng tải V = 0.45 ms Đường kính tang D = 320 mm Thời gian phục vụ Lh = 22000 h
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Trờng đại học Bách khoa hà nội Bộ môn sở thiết kế máy Đồ án môn học chi tiết máy *** Thiết kế hệ dẫn động băng tải Đề số:13 T mm = 1,3T III II I T = 0,8T t = (h) t = (h) t ck = (h) tmm=3s T(N.mm) Z X Tmm T1 T2 Y O O tmm t2 t1 t tck F V Động Hộp giảm tốc Nối trục đàn hồi Bộ truyền xích Xích tải Số liệu cho trớc: Lực kéo băng tải: F=9000 (N) Vận tốc băng tải: v=0.45 (m/s) Đờng kính tang D=320(mm) Thời hạn phục vụ: l h =22.000 (h) Số ca làm việc: soca= Góc nghiêng đờng nối tâm truyền ngoài: Đặc tính làm việc: va đập nhẹ Khối lợng thiết kế: vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A thuyết minh Sinh viên thiết kế : Trần Đại Phong Gáo viên hớng dẫn: Hoàng Văn Ngọc Phần I Chọn động phân phối tỷ số truyền 1.1 Tính toán động học Công suất làm việc trục công tác là: Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Plv = F.v 1000 Trong đó: Thay số: Plv = F: lực kéo băng tải (N) ; v: vận tốc băng tải (m/s) 9000.0,45 = 4,05(kw) 1000 Do băng tải làm việc tải trọng thay đổi nên ta có công suất tơng đơng : Ptd = Plv T Ti ti thay số ta có Ptd = 4.05 t ck Công suất cần thiết động : Pct = = = k. ol Ptd br ( 0.8) + 12 8 = 3.89 (1) x ol Trong k: hiệu suất nối trục di động, ol : hiệu suất cặp ổ lăn ( có cặp ổ lăn), br : hiệu suất cặp bánh hộp giảm tốc ( có cặp bánh răng), x : hiệu suất truyền động xích Tra bảng 2.3 ta đợc: k: = 0,99 ol : = 0,99 br : = 0,97 x : = 0,95 = 0,99.0,99 0,96 0,95.0,9 = 0,85 thay vào công thức (1) ta có : Pct = 3,89 = 4,58(kw) 0,85 * Tính số vòng động : n lv = Ta có : Với 60.1000.v 60.1000.0,45 = = 26,87(vg/ph) .D 3,14.320 n sb = n lv usb u sb = u hop u ngoai : với truyền bánh trụ cấp truyền truyền xích ta chọn : u ngoai=3 ; utrong=20 Suy nsb=20.3.26,87= 1474(vòng/phút) Theo bảng P1.1 phụ lục với số nh sau: Pdn=5,5(Kw) Pct = 4,58Kw ta chọn động K123M4 có thông nsb = 1474v / ph nđc=1445(v/ph) D=32(mm) 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tính tỷ số truyền hệ n u = dc nct Nh ta có: n dc = 1445(vg / ph) nct = 26,87(vg / ph) Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy u = 1445 = 53,03 24,57 chọn trớc u ng = suy u h = u 53,78 = = 17,92 u ng Phân phối tỷ số truyền cho cấp hộp: u h = u u u1 = 5.6 với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh chọn u = 3.2 1.3 Tính toán thông số điền vào bảng với Plv = 4,05( kw) P3 = Plv 4,05 = = 4,13(kw) ol x ol 0,99.0,95.0,99 P2 = P3 4,13 = = 4,30(kw) br ol 0,99.0,97 P1 = P2 4,30 = = 4,48(kw) br ol 0,97.0,99 P1 4,98 = = 5,03(kw) k 0,99 Tốc độ trục n 1445 n2 = = = 482(vg / ph) u1 Pdc = n3 = n2 482 = 86(vg / ph) u 5.6 n3 86 = 27(vg / ph) u x 3.2 * Momen xoắn trục P Ti = 9,55.10 i ni nct = 4,48 = 88763(N.mm) 482 4,30 T2 = 9,55.10 = 477500(N.mm) 86 4,13 T3 = 9,55.10 = 1460796(N.mm) 27 T1 = 9,55.10 Trục P(kw) Động I Pdc = 5,5 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 II 4,48 III 4,30 Công tác 4,13 Đồ án môn học Chi Tiết Máy TS truyền N(vg/ph) T(mm) u1 = 3.0 1445 u = 5.6 n1 = 482 T1 = 88763 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 n2 = 86 T2 = 477500 u = 3.2 n3 = 27 T3 = 1460796 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Thiết kế truyền Phần II 2.1 Tính toán truyền cấp nhanh: (Bánh trụ nghiêng, tính cho hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh) 2.1.1 Chọn vật liệu - Do công suất truyền tải không lớn lắm, yêu cầu đặc biệt vật liệu, để thống thiết kế chọn vật liệu hai cấp nh : cụ thể chọn thép 45 cải thiện, phôi rèn Đồng thời để tăng khả chạy mòn răng, nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp độ rắn bánh nhỏ từ 10 ữ15 đơn vị H1 H + (10 ữ 15) HB Bánh nhỏ: thép 45 cải thiện đạt độn rắn HB1= 245 b1 = 850( MPA) ch1 = 580( MPA) Bánh lớn : HB2= 230 b = 750( MPA) ch = 450( MPA) 2.1.2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, với truyền cấp nhanh cấp chậm [ H ] = .Z r Z v K XH K HL SH [ F ] = HLim .YR YS K XH K FC K FL SF Trong : Z r : hệ số xét đến độ nhẵn mặt làm việc, Z v : hệ số xét đến ảnh hởng vận tốc vòng, K XH : hệ số xét đến ảnh hởng kích thớc bánh răng, YR : hệ số xét đến ảnh hởng độ nhám mặt lợn chân răng, YS : hệ số xét đến độ nhạy vật liệu tập trung ứng suất, K XF : hệ số xét đến kích thớc bánh ảnh hởng đến độ bền uốn Trong bớc tính thiết kế sơ lấy Z R Z V K XH = YR YS K XF = Do đó: [ H ] = Ho lim K HL SH K o [ F ] = FLim K FC FL SF o o Trong đó: HLim FLim ứng suất tiếp xúc cho phép ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ sở, S H , S F : Hệ số an toàn tính tiếp xúc uốn, K FC : Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải, K HL , K FL : Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hởng thời hạn phục vụ chế độ tải trọng truyền Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy * Với bánh nhỏ: Theo bảng 6.2 ta có: Ho 1Lim = HB + 70 = 2.245 + 70 = 560( MPA) S H1 = 1,1 K HL = mH N HO1 N HE1 m H bậc đờng cong mỏi thử tiếp xúc m H = (vì HB1 = 245 350 ) N HO1 số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc 2, N HO1 = 30 H HB với H HB Với độ rắn Brinen N HO1 = 30.2452, = 1,6.107 N HE1 số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng T N HE1 = 60.c. i ni t i TMax Trong đó: c: số lần ăn khớp vòng quay, n: số vòng quay phút, t: tổng số làm việc N HE1 = 60.1445.2100013 + 0,83 N HE1 = 12,5.10 Vì N HE1 = 12,5.10 N HO`1 = 1,6.10 K HL = [ H ]1 = 560.1 = 509( MPA) 1,1 Theo bảng 6.2 Fo1Lim = 1,8.245 = 441( MPA) S F = 1,75 N FE1 N FE1 T = 60.c. i ni ti TMax = 60.1445.21000.16 + 0,86 = 108.10 Vì N FE1 = 108.10 N FO1 = 4.10 K FL = * Với bánh lớn tính toán tơng tự Ho Lim = 2.HB + 70 = 2.230 + 70 = 530 S H = 1,1 N HO2 = 30.230 2, = 1,39.10 N HE2 = N FE1 / u1 = 13,8.10 / = 2,76.10 N HE2 = 2,76.10 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy N HE2 = 2,76.107 N HO2 = 1,39.107 K HL2 = 1 [ ] = 560 = 481,8( MPA) 1,1 [ ] + [ ] = 509 + 481, = 495,4(MPA) 1,25.[ ] [ ] = 2 H2 H1 H2 H H Min = 1,25.481,8 = 602,25( MPA) Fo lim = 1,8.230 = 414( MPA) N FE2 = 60.1 1445 2100016 + 0,86 = 2,17.107 N FE2 = 2,17.10 N FO = 4.10 K FL = Mặt khác truyền quay chiều K FC = [ F1 ] = 441.1 = 252( MPA) 1,75 [ F ] = 414.1 = 236( MPA) 1,75 * ứng suất tải cho phép [ H ] Max = 2,8. ch2 = 2,8.450 = 1260( MPA) [ ] [ ] F1 Max = 0,8. ch1 = 0,8.580 = 464( MPA) F2 Max = 0,8. ch2 = 0,8.450 = 360( MPA) 2.1.3 Tính toán cấp nhanh truyền bánh trụ nghiêng Xác định sơ khoảng cách trục với cấp nhanh (do hộp giảm tốc phân đôi nên tải trọng phân đôi cho bánh ) aw1 = k a ( u + 1) T1.K H 2.[ H ] u1. ba Trong đó: K a : hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng, Ti : mômen xoắn trục bánh chủ động (N.mm), [ H ] : ứng suất tiếp xúc cho phép MPA, u1 : tỷ số truyền cấp nhanh b ba = w bw : chiều rộng vành aw Tra bảng 6.5 với nghiêng vật liệu bánh là: Thép Thép K a = 43 Tra bảng 6.6 ba = 0,5 / = 0.25 bd = 0,53. ba ( u1 + 1) = 0,53.0,25( 5,6 + 1) = 0,8745 Tra bảng 6.7 với sơ đồ K H = 1,12 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy T1 = 32913( N mm) a w1 = 43( 5,6 + 1) 88763.1,12 = 148.9(mm) 2.( 495,4) 5,6.0,25 a w1 = 150( mm) Xác định thông số ăn khớp m = (0,01 ữ 0,02)a w1 = (0,01 ữ 0,02).150 = 1,5 ữ 3.0 Theo bảng 6.8 chọn m = 1,5(mm) Chọn sơ = 400 cos = 0,7660 số bánh nhỏ Z1 = 2.a w1 cos m(u1 + 1) = 2.150.0,766 = 23.2 1,5(5,6 + 1) Z1 = 23 số bánh lớn Z = u1 Z1 = 5,6.23 = 128.8 Z = 129 Tỷ số truyền : u = 129 = 5.61 23 Khi ta có góc : Cos = m( Z1 + Z ) 1,5(23 + 129) = = 0,76 2a w1 2.150 = 40,54 = 40 o.32'.9' ' * Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc H = Z M Z H Z 2.T1.K H (u1 + 1) 2.bw u1.d w21 Z M Hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp Tra bảng 6.5 Z = 274( MPA) M Z H : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH = 2.Cos B Sin 2. tw Góc nghiêng hìn trụ sở : tg b = cos t tg = cos(25,59 ).tg 40.54 = 0,7714 b = 37,65 tg tg 20 t = tw = arctg = arctg = 25,59 o cos , 76 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy theo TCVN góc profil = 20o cos(37,65 o ) = 1,41 Sin 2.25,59 o ZH = Z : hệ số kể đến trùng khớp = bw Sin m. = bw = ba a w1 = 0,25.150 = 37.5(mm) 37,5.Sin(37,65 o ) = 4,86 Ta có Z = 1,5.3,14 = 1,88 3,2 + cos = 1,88 3,2 + 0,76 = 1,30 23 129 Z Z Z = 1 = = 0,88 1,30 d w1 đờng kính vòng lăn bánh nhỏ d w1 = v= 2.a w1 um + d w1 n1 60.000 theo bảng 6.13 = 2.150 = 45,40(mm) 5,61 + = 45,40.482 = 1,15(m / s ) < 4(m / s) 60.000 với v=1,15 (m/s) dùng cấp xác 9,với cấp xác ta có K H = 1,13 (theo bảng 6.14) H = H g o v aw1 um Tra bảng 6.15 H = 0,002 Tra bảng 6.16 g o = 73 150 = 0,87 5,61 Theo bảng 6.7 với sơ đồ hình K H = 1,28 H = 0,002.73.1,15 K H = + H bw d w1 = T1 K H K H 0,87.37,5.45,40 = 1,01 88763.1,28.1,13 K H = K H K H K H = 1,28.1,13.1,01 = 1,46 H = 274.1,41.0,88 88763.1,46(5,61 + 1) = 467,4( MPA) 37,5.5,61.45,40 Xác định xác ứng suất tiếp xúc cho phép với v = 1,15 (m/s) Z v :hệ số xét đến ảnh hởng vận tốc vòng v10 (m/s) Z v = Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Với cấp xác động học chọn cấp xác mức tiếp xúc cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5 ữ 1,25( àm) Z R = 0,95 Khi đờng kính vòng đỉnh bánh d a 700(mm) K XH = [ H ] = [ H ].ZV Z R Z XH = 495.4.1.0.95.1 = 470,71( MPA) [ H ] H 470,7 467,4 = 1,3% H 467,4 Do kết tính toán phù hợp với yêu cầu * Kiểm nghiệm độ bền uốn 2.T1.K F Y Y YF1 F1 = [ F ] 2.(bw1 d w1 m) Ta có H < [ H ] = HOAF SURRRR Theo bảng 6.7 K F = 1,32 Tra bảng 6.14 với v = 2,52 m/s, với CCX9 suy K F = 1,37 F1 = F g o v a w1 um F = 0,006 g o = 73 v F1 = 0,006.73.2,52 K F = + 110 = 4,89 5,6 F1 bw1 d w1 2.T1 / 2.K F K F = 1+ 4,89.27,5.33,30 = 1,075 32899.1,32.1,37 Do đó: K F = K F K F K F = 1,32.1,37.1,075 = 1,94 Với = 1,29 Y = 1 = = 0,735 1,36 Với = 35,77 O Y = O 35,77 = = 0,7445 140 140 Số tơng đơng Z1 18 Z v1 = = = 43,61 Z v1 = 44 Cos 0,74453 Z2 101 Z v2 = = = 244,47 Z v2 = 245 Cos 0,74453 Tra bảng 6.18 ta có đợc YF1 = 3,70 Với hệ số dịch chỉnh x1 = x2 = YF2 = 3,60 YS = 1,08 0,0695 ln(m) = 1,08 0,0695 ln(1,5) = 1,052 YR = Bánh phay K XF = 1(d a 400mm) Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 10 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Theo tiêu chuẩn chọn: d A2 = d D = 30(mm) d B = d C = 34(mm) d = 40(mm) E2 Tính kiểm nghiệm độ bền then độ bền dập độ bền cắt: Tơng tự trục I chọn then bằng: 2.T 2.T d = [ d ] ; c = [ c ] [ d lt (h t1 )] d lt b Tại chỗ lắp bánh đờng kính d=34(mm) chọn loại then có : b= 10 t1 = h =8 t = 3,3 Với l t = 0,9.l m 22 = 0,7.44 30(mm) 2.176934 = 47,1 [ d ] = 100( MPA) 2.34.30.(8 5) 2.176934 c = = 14,8 [ c ] = 20 ữ 30( MPA) 2.34.30.10 Tại chỗ lắp bánh đờng kính d=40 chọn loại then có: d = b=12 h=8 t1 = t = 3,3 2.176934 = 73.7 [ d ] = 100( MPA) 40.40.(8 5) 2.176934 c = = 18,4 [ c ] = 20 ữ 30( MPA) 40.40.12 d = Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Với thép 45 có: b = 600( MPA) = 261,6( MPA) = 151,7 Tra bảng 10.7 ta có: = 0,05 = Xét tiết diện nguy hiểm vị trí lắp bánh răng: Với vị trí lắp bánh ta có: S1 S1 S1 = [ S ] = 1,5 ữ 2,5 S21 + S21 S = k d1 a1 + m1 S = k d1 a1 + m1 Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng m1 = a = M1 W1 a1 = Tj 2.W0 j Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 26 Đồ án môn học Chi Tiết Máy m1 = a1 = W1 = T1 2.W01 d13 b.t1 (d1 t1 ) 32 2.d1 W01 = d13 b.t1 (d1 t1 ) 16 2.d1 Tại vị trí có d=40(mm) b = 12(mm) t1 = 5(mm) Tra bảng 9.10 W1 = 5361,25(mm ) W01 = 11641,25(mm ) {M E2 = M xE + M yE 273048 + 27422 = 274422( N mm) = a1 = 51,20 m1 = a1 = 7,60 Xác định hệ số K d = K + K x K y K d = K + K x K y Tra bảng 10.8 K x = 1,06 với phơng pháp gia công độ nhẵn bề mặt chọn tiện Ra = 2,5 ữ 0,63 Tra bảng 10.9 K y = 1,6 với tập trung ứng suất Tra bảng 10.12 ta có: k = 1,76 k = 1,54 Tra bảng 10.10 ta có : = 0.85 = 0.78 K d = 1,33 S = 3,84 Kd = 1,27 S = 15,72 S1 = S1 S1 S +S 2 = 3,84.15,72 15,72 + 3,84 = 3,73 [ S ] = 1,5 ữ 2,5 Làm tơng tự với tiết diện lắp bánh có d=34(mm) 2 M B = M C = M xB + M yB = 153600 + 16048 = 154436( N mm) W2 = 3238(mm ) W02 = 7095(mm ) 154436 a1 = 3238 = 47,7 = = 176934 = 22.38 a1 m1 7905 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 27 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Tra bảng 10.12 ta có: k = 1,76 k = 1,54 Tra bảng 10.10 ta có : = 0.86 = 0.79 261,6 S = = 3,12 3,12.4,40 47,7.1,76 S2 = S3 = 2,54 [ S ] = 1,5 ữ 2,5 2 151 , , 12 + , 40 S = = 4,40 22,38.1,54 Kết Luận : Trục đảm bảo độ bền mỏi Trục III Tính phản lực ổ trục vẽ biểu đồ mômen Lực xích tác động trục Fx = 5386( N ) Ft 23 = Ft 33 = 2.T2 2.176934 = = 4423( N ) d w2 80 Fr 23 = Fr 33 = Ft 23 tg tw tg 20 = 4423 = 1610( N ) Cos X 31 + X 32 = Ft 33 Y31 + Y32 = Fr 33 + FX Y 204 + F 102 = F 62 r 33 x 31 Ft 33 4423 X 21 = X 22 = = 2212( N ) Y31 = 832( N ) Y = 7828( N ) 32 Mômen mặt cắt A3 ; E3 ; D3 ; F3 nh hình vẽ M xA3 = 0( N mm) M xE = 2212.102 = 225624( N mm) M xD = 0( N mm) M yA3 = M yE = 832.102 = 84864( N mm) M yD = 832.204 + 1610.102 = 33948( N mm) M yF = TE = 592358( N mm) TF = 592358( N mm) Xác định đờng kính đoạn trục Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 28 Đồ án môn học Chi Tiết Máy d A3 = d D = 50( mm) d E = 60(mm) d = 45(mm) F3 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi vị trí nguy hiểm: vị trí lắp ổ lăn D chỗ lắp bánh xích F3; Với thép 45 có: b = 600( MPA) = 261,6( MPA) = 151,7 Tra bảng 10.7 ta có: = 0,05 = Xét tiết diện nguy hiểm vị trí lắp bánh lắp ổ lăn : Với vị trí lắp bánh ta có: Sj Si Sj = Sj = S2j + S2j k d a + m S = [ S ] = 1,5 ữ 2,5 1 k d a + m 1 Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng m1 = a1 = M1 W1 a1 = Tj 2.W0 j Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động m = a = 1 T1 2.W01 d13 b.t1 (d1 t1 ) W1 = 32 2.d1 d13 b.t1 (d1 t1 ) W01 = 16 2.d1 Tại vị trí có d=50(mm) W1 = 12266(mm ) W01 = 24532(mm ) M F = M xF + M yF + 339482 = 33948( N mm = a1 = 2,76 m1 = a1 = 12,07 Xác định hệ số Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 29 Đồ án môn học Chi Tiết Máy K d = K + K x K y Kd = K + K x K y Tra bảng 10.8 K x = 1,06 với phơng pháp gia công độ nhẵn bề mặt chọn tiện Ra = 2,5 ữ 0,63 Tra bảng 10.9 K y = 1,6 với tập trung ứng suất Tra bảng 10.11 với kiểu lắp có độ dôi k6: k = 2,06 k = 1,64 S = 73,95 K d = 1,325 Kd = 1,063 S = 11,82 S1 = S S1 S21 + S21 = 73,95.11,82 73,95 + 11,82 11,67 [ S ] = 1,5 ữ 2,5 Trục đảm bảo đủ bền mỏi Kết cấu trục nh chọn Tính kiểm nghiệm độ bền then độ bền dập độ bền cắt: Tơng tự trục I chọn then bằng: 2.T 2.T d = [ d ] ; c = [ c ] [ d lt (h t1 )] d lt b Tại chỗ lắp bánh đờng kính d=60(mm) chọn loại then có : b= 18 h =11 t1 = t = 4,4 Với lt = 0,9.l m 22 = 0,9.72 63(mm) 2.592358 = 78,4 [ d ] = 100( MPA) 60.63.(11 7) 2.592358 c = = 17,4 [ c ] = 20 ữ 30( MPA) 60.63.18 Tại chỗ lắp bánh xích đờng kính d=45 Do có mômen xoắn lớn chọn then then , lắp hai then cách 180 0: then chịu 0,75T Kích thớc then nh sau d = b= 14 h=9 t1 = 5,5 t = 3,8 lt = 0,9.l m 22 = 0,9.60 56(mm) 2.0,75.592358 = 93,7 [ d ] = 100( MPA) 45.56.(9 5,5) 2.0,75.592358 c = = 26,4 [ c ] = 20 ữ 30( MPA) 45.56.12 d = Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 30 Đồ án môn học Chi Tiết Máy E3 A3 D3 Y32 X31 Ft33 F3 X32 Fr33 Y31 Fx Mx(N.mm) 14232 14232 My(N.mm) 14232 T(N.mm) 14232 ỉ60 ỉ50 ỉ50 ỉ45 Biểu đồ mômen kích thớc sơ trục III Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 31 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Tính toán chọn ổ lăn cho trục Phần IV: Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh, cấp chậm thẳng Trục I trục vào hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh để đảm bảo tải trọng phân đôi cho cặp bánh phân đôi, trục I bố trí lắp ổ tuỳ động Các trục lại lắp cố định 4.1 Chọn loại ổ lăn cho trục I Lực hớng tâm gối A1 2 FrA = R Ay + R Ax = 546 + 564 = 785( N ) Lực hớng tâm gối D1 2 Fr1 = RDy + RDx = 546 + 1112 = 1239( N ) với Fa11 = Fa12 Fa11 + Fa12 = dùng ổ đũa trụ ngắn Sơ đồ bố trí nh sau: FrA FrB Fa11 Fa12 Vơí n=1445(vòng/phút), tính ổ theo khả tải động để đảm bảo tuổi thọ ổ Khr tải động Cd đợc tính theo công thức Với L= Cd = Q.m L ( KN ) 60.n.l h 60.1445.21000 = = 1820,7 (triệu vòng) 10 10 Với ổ đũa ta có m = 10 Với ổ đũa trụ ngắn đỡ : Q = V Fr K t K d Ta có: V = (vòng quay) Fr = 1239( N ) K t = 1(t < 105 ) K d < 1,2 (va đập nhẹ) Q = 1.1239.1.1.2 = 1486,8( N ) = 1,4868( KN ) 10 C d = 1,487 1820,7 = 14,13( KN ) Tra bảng P2.8 với đờng kính trục d=25(mm) chọn loại ổ cỡ trung hẹp Kiểu ổ 92000 kí hiệu ổ 92305 có thông số nh sau Đờng kính d=25(mm) Đờng kính D=62(mm) Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 32 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Bề rộng ổ B=17(mm) Đờng kính cn lăn 9(mm) Chiều dài lăn 9(mm) Góc lợn r=r1=2(mm) Khả tải động C= 22,6(kN) C0 = 14,3(kN) Khả tải tĩnh Không cần kiểm tra khả tải tĩnh ổ 4.2 Chọn loại ổ lăn cho trục II Lực hớng tâm gối A2(gối 0) Fr = 3200 + 259 = 3210( N ) Lực hớng tâm gối D2(gối 1) Fr1 = 3200 + 259 = 3210( N ) Với lực dọc trục Fa11 = Fa12 Fat = Fa11 + Fa12 = Vì cần cố định trục nên ta sử dụng ổ bi đỡ chặn có góc tiếp xúc = 12 Sơ đồ bố trí ổ nh hình vẽ: FrA2 S1 FrD2 S2 Fa21 Fa22 Tính ổ theo khả tải động ổ F Tra bảng 11.4 ổ bi đỡ chặn với a = e = 0,30 C0 Lực dọc trục lực hớng tâm sinh ổ FS = eFR = 0,3.3210 = 963( N ) FS = eFR1 = 0,3.3210 = 963( N ) Tra bảng 11.5 với sơ đồ bố trí nh hình vẽ F F ao = FS1 Fat = 963 = 963( N ) = FSo = 963( N ) a1 = FS0 + Fat = 963 + = 963( N ) = FS1 = 963( N ) xác định X Y với V=1 vòng quay Fa 963 = = 0,3 = e = 0,3 X = Y = V Fr0 1.3210 Fa1 963 = = 0,3 = e = 0,3 X = Y = Fr1 1.3210 Tải trọng động ổ Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 33 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Qo = ( X V Fr + Y Fa ) K d K t Q1 = ( X V Fr1 + Y Fa1 ) K d K t ( Với K t = t 105 ) K d = 1,2 (tải trọng va đập nhẹ) Qo = (1.1.3210 + 0.963).1.1,2 = 3852( N ) Q1 = (1.1.3210 + 0.963).1.1,2 = 3852( N ) Hai ổ chịu lực nh nên cần tính cho ổ Khả tải động ổ đợc tính theo công thức: Cd = Q.m L ( KN ) Trong L tuổi thọ ổ tính triệu vòng quay: 60.n.l h 60.258.21000 L= = = 325,08 (triệu vòng) 10 10 Q tải trọng động quy ớc: Q=3852(N) Đối với ổ bi ta có m=3 3852 Cd = 325,08 = 26,5(kN ) 1000 Tra bảng phụ lục P2.12 ta chọn loại ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp, ổ có kí hiệu 46306 có thông số nh sau: Đờng kính d=30(mm) Đờng kính D=72(mm) Bề rộng ổ B=19(mm) Góc lợn r=2(mm), r1=1,0(mm) Khả tải động C= 25,60(kN) C0 = 18,17(kN) Khả tải tĩnh Không cần kiểm tra khả tải tĩnh ổ 4.3 Chọn loại ổ lăn cho trục III Tính toán tơng tự trục I ta có: Lực hớng tâm gối A3(gối 0) Fr = 2212 + 832 = 2363( N ) Lực hớng tâm gối D3(gối 1) Fr1 = 2212 + 7828 = 8135( N ) Với lực dọc trục Fat = Vì cần cố định trục nên ta sử dụng ổ bi đỡ chặn có góc tiếp xúc = 12 Sơ đồ bố trí ổ nh hình vẽ: FrA3 S1 FrD3 S2 Tính ổ theo khả tải động ổ: Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 34 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Fa = e = 0,3 C0 Lực dọc trục lực hớng tâm sinh ổ FSo = eFRo = 0,3.2363 709( N ) Tra bảng 11.4 ổ bi đỡ chặn với FS = eFR1 = 0,3.8135 = 2441( N ) Tra bảng 11.5 với sơ đồ bố trí nh hình vẽ F F ao = FS1 + Fat = 709 + = 709( N ) = FSo = 709( N ) a1 = FS0 Fat = 2441 = 2441( N ) = FS1 = 2441( N ) xác định X Y với V=1 vòng quay Fa 709 = = 0,3 = e X = Y = V Fr0 1.2363 Fa1 2441 = = 0,3 = e X = Y = V Fr1 1.8135 Tải trọng động ổ Qo = ( X V Fr + Y Fa ) K d K t Q1 = ( X V Fr1 + Y Fa1 ) K d K t ( Với K t = t 105 ) K d = 1,2 (tải trọng va đạp nhẹ) Qo = (1.1.2363 + 0).1.1,2 = 2836( N ) Q1 = (1.1.8135 + 0)1.1,2 = 9762( N ) Vậy cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn Khả tải động ổ đợc tính theo công thức: Cd = Q.m L ( KN ) Trong L tuổi thọ ổ tính triệu vòng quay: 60.n.l h 60.74.21000 L= = = 93,24 (triệu vòng) 10 10 Q tải trọng động quy ớc: Q=9762(N) Đối với ổ bi ta có m=3 9762 Cd = 93,24 = 44,26(kN ) 1000 Tra bảng phụ lục P2.12 ta chọn loại ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ hẹp, ổ có kí hiệu 36210 có thông số nh sau: Đờng kính d=50(mm) Đờng kính D=90(mm) Bề rộng ổ B=20(mm) Góc lợn r=2(mm), r1=1,0(mm) Khả tải động C= 33,9(kN) C0 = 27,6(kN) Khả tải tĩnh Không cần kiểm tra khả tải tĩnh ổ Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 35 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Phần V: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc, bôI trơn đIều chỉnh ăn khớp Tính kết cấu vỏ hộp: Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc gang xám có kí hiệu GX 15-32 Chọn bề mặt ghép nắp thân qua tâm trục Bôi trơn hộp giảm tốc: Lấy chiều sâu ngâm dầu khoảng 1/4 bán kính bánh cấp chậm (khoảng 30 mm) Dầu bôi trơn hộp giảm tốc : Chọn loại dầu dầu công nghiệp 45 Lắp bánh lên trục điều chỉnh ăn khớp: Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then chọn kiểu lắp H7/k6 chịu tải vừa va đập nhẹ Điều chỉnh ăn khớp: Để điều chỉnh ăn khớp hộp giảm tốc bánh trụ ta chọn chiều rộng bánh nhỏ tăng lên 10 % so với chiều rộng bánh lớn Các kích thớc phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc: Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, Biểu thức tính toán = 0,03.a + = 0,03.290 + = 11,2 =10(mm) Nắp hộp, Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Đờng kính: Bulông nền, d1 = 0,9 = 0,9 10 = 1=9(mm) e =(0,8 ữ 1) = 0,8 ữ chọn e = mm h < 58 chọn h = 50 mm Khoảng 2o Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 d1 > 0,04.a+10 = 0,04.290 + 10 =21,6 d1 =M24 36 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Bulông cạnh ổ, d2 Bulông ghép bích nắp thân, d3 Vít ghép lắp ổ, d4 Vít ghép lắp cửa thăm dầu, d5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp hộp, K3 d2 = ( 0,7ữ 0,8).d1 d2 =M16 d3 = ( 0,8ữ 0,9).d2 d3 = M12 d4 = ( 0,6 ữ 0,7).d2 d4 = M8 d5 = ( 0,5 ữ 0,6).d2 d5 = M8 S3 =(1,4 ữ 1,8)d3 , chọn S3 = 18 mm S4 = ( 0,9 ữ 1)S3 = 16 mm K3 = K2 ( 3ữ5 ) mm = 51 = 4516 mm Kích thớc gối trục: Đờng kính tâm lỗ vít, D 3, Định theo kích thớc nắp ổ D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 =E2 + R2 + (3ữ5) mm = 20 + 26 + = 51mm K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 E2= 1,6.d2 = 1,6 16 = 26 mm R2 = 1,3 d2 = 1,3 16 = 21 mm k khoảng cách từ tâm bulông k 1,2.d2 =20 mm đến mép lỗ Chiều cao h h: phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thớc mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày: Khi phần lồi S1 = (1,3 ữ 1,5) d1 S1 = 24 mm S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q K1 3.d1 3.16 = 48 mm q = K1 + = 48 + 2.8 = 64 mm; Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành (1 ữ 1,2) = 10 mm hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy (3 ữ 5) = 30 mm hộp Giữa mặt bên bánh với = mm Số lợng bulông Z Z = ( L + B ) / ( 200 ữ 300) 1200 / 200 = chọn Z=6 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 37 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Phần VI : bảng thống kê kiểu lắp, trị số sai lệch giới hạn dung sai kiểu lắp Trục I Kiểu lắp Kiểu lắp Bánh trục Trục II Kiểu lắp 34 H7 k6 36 H7 k6 - Nối trục - Trục Bánh xích Trục ổ lăn - Trục Dung sai (àm) 19k Dung sai (àm) +25 +18 +2 +25 +18 +2 Nắp Vỏ hộp 38 H7 k6 34k 20k 20 F8 k6 42 H7 d11 Rãnh then trục (àm) N9 h9 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 +25 +18 +2 +6,5 -6,5 - Bạc chặn - Trục Trục III Kiểu lắp Dung sai +15 +2 +55 +20 +18 +2 +25 -80 -240 -30 +30 +36 30k 30 F8 k6 62 H7 d11 N9 h9 N9 h9 +12 +2 +55 +20 +15 +2 +30 -100 -290 -36 +36 +43 -36 +36 +43 34k 35 F8 k6 72 H7 d11 N9 h9 +18 +2 +18 +2 +64 +25 +18 +2 +30 -100 -290 -36 +36 +43 38 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Mục lục Trang Phần I Chọn động phân phối tỷ số truyền Tính toán động học Phân phối tỷ số truyền Tính toán thông số điền vào bảng Phần II Thiết kế truyền A Tính toán truyền cấp nhanh (Bánh trụ nghiêng) Chọn vật liệu Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, với truyền cấp nhanh cấp chậm Tính toán nhanh truyền bánh trụ nghiêng B Tính toán truyền cấp chậm C Tính toán truyền Phần III Thiết kế trục chọn ổ lăn 17 Chọn vật liệu chế tạo Xác định đờng kính sơ Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục Tính toán trục I Tính toán trục II Tính toán trục III Phần IV: Tính toán chọn ổ lăn cho trục 27 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 5 5 11 15 17 17 18 19 20 22 25 39 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Chọn loại ổ lăn cho trục I Chọn loại ổ lăn cho trục II Chọn loại ổ lăn cho trục III Phần V: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc bôI trơn đIều chỉnh ăn khớp Tính kết cấu vỏ hộp Bôi trơn hộp giảm tốc Dầu bôi trơn hộp giảm tốc Lắp bánh lên trục điều chỉnh ăn khớp Điều chỉnh ăn khớp Các kích thớc phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc Phần VI: bảng thống kê kiểu lắp Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 27 28 29 30 31 31 31 31 31 31 33 40 [...]... My(N.mm) 14232 T(N.mm) 14232 ỉ60 ỉ50 ỉ50 ỉ45 Biểu đồ mômen và kích thớc sơ bộ trục III Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 31 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Tính toán chọn ổ lăn cho 3 trục Phần IV: Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh, cấp chậm là răng thẳng Trục I là trục vào của hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh do đó để đảm bảo tải trọng phân đôi cho mỗi cặp bánh răng phân đôi, trục I bố trí lắp ổ tuỳ động Các trục còn... CĐT4-K47 35 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Phần V: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc, bôI trơn và đIều chỉnh ăn khớp 1 Tính kết cấu của vỏ hộp: Chỉ tiêu của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lợng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu GX 15-32 Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục 2 Bôi trơn trong hộp giảm tốc: Lấy chi u sâu ngâm dầu khoảng 1/4 bán kính của bánh răng cấp chậm (khoảng... mm) 3 Dầu bôi trơn hộp giảm tốc : Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45 4 Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp: Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then và chọn kiểu lắp là H7/k6 vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ 5 Điều chỉnh sự ăn khớp: Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ này ta chọn chi u rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10 % so với chi u rộng bánh răng lớn Các kích thớc... Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng) Xác định sơ bộ khoảng cách trục: aw2 = Ka(u2+1) 3 T2 K H [ H ] 2 u2 ba Với: Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 11 Đồ án môn học Chi Tiết Máy T2: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động(Nmm);T2=477500Nmm) Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng ; Ka=49,5 (răng thẳng ) Hệ số ba = bw/aw; ba = 0,4 bd = 0,53. ba ( u 2 + 1) = 0,53.0,4.( 3,2 + 1) = 0,89 Tra ở sơ đồ 7... Chi u của lực Fk có chi u bất kì Nhng khi Fk có chi u ngợc với chi u của lực vòng Ft11 thì sẽ làm tăng mômen uốn trên trục tại chỗ lắp bánh răng Trờng này là trờng hợp Fk gây nguy hiểm nhất Suy ra chọn chi u của Fk ngợc chi u với Ft11 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 20 Đồ án môn học Chi Tiết Máy III Ft11 Z X II I Fa11 Fr11 Fr21 Fa21 Ft33 O Y Ft21 Fr23 Fr33 Ft23 Fa22 Ft12 Fr22 Fr12 Fa12 Ft22 F V Sơ đồ phân. .. vành răng bw = 72(mm) Tỷ số bộ truyền u m = 3,5 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 14 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Số răng của bánh răng Z1 = 40 Z 2 = 180 Bánh răng không dịch chỉnh m.Z1 2.40 = = 126(mm) Cos 1 m.Z 2 2.140 = = = 280(mm) Cos 1 d1 = d 1 = Đờng kính vòng chia và đờng kính vònh lăn d 2 = d 2 Đờng kính đỉnh răng Đờng kính đáy răng d a1 = d1 + 2(1 + x1 y ) m = 80 + 2.(1 + 0 0).2 = 84(mm) d a2 = d 2... thành trong của hộp k 2 = 10 Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành nắp ổ k3 = 15 Chi u cao nắp ổ và đầu bu lông hn = 15 Tra bảng 10.4 với hộp giảm tốc bánh phân đôi cấp nhanh hình 10.8(nh hình vẽ) L21 L23 L22 K1 Lm22 Lm23 K2 L32 L32 Lc33 L33 Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 19 Đồ án môn học Chi Tiết Máy l22 =0,5(lm 22 +b0 ) +k1 +k 2 l23 =l 22 +0,5( lm 22 +lm 23 ) +k1 l21 =l31 =2.l23 =2.l32... thông số kích thớc của bộ truyền: Khoảng cách trục a1 = 150mm Môdun pháp mn = 1,5mm Chi u rộng vành răng bw1 = 37,5(mm) Tỷ số bộ truyền u1 = 5,61 Góc nghiêng của răng = 40,54 o Số răng của bánh răng Z1 = 23 Z 2 = 129 Hệ số dịch chỉnh x1 = x2 = 0 m.Z1 1,5.23 = = 45.40(mm) Cos 0,76 Đờng kính vòng chia m.Z 2 1,5.129 d2 = = = 256,6(mm) Cos 0,76 d1 = Đờng kính đỉnh răng Đờng kính đáy răng d a1 = d1 + 2(1... Phong lớp CĐT4-K47 28 Đồ án môn học Chi Tiết Máy d A3 = d D 3 = 50( mm) d E 3 = 60(mm) d = 45(mm) F3 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại các vị trí nguy hiểm: vị trí lắp ổ lăn D 3 và tại chỗ lắp bánh xích F3; Với thép 45 có: b = 600( MPA) 1 = 261,6( MPA) 1 = 151,7 Tra bảng 10.7 ta có: = 0,05 = 0 Xét tiết diện nguy hiểm tại vị trí lắp bánh răng và lắp ổ lăn : Với vị trí lắp bánh răng ta có: Sj Si... Xác định chi u dài may ơ của nửa khớp nối đối với trục vòng đàn hồi l mnt = (1,4 ữ 2,5) d 3 = 2,5.18 = 45(mm) Tra bảng 10.3 ta đợc: Trần Đại Phong lớp CĐT4-K47 18 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay k1 = 8 Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp k 2 = 10 Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay