Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Lời nói đầu Trong tất máy móc khí có chuyển động học phận máy Muốn có chuyển động cần phải có lợng Một dạng lợng dễ kiếm, dễ sử dụng có mặt khắp nơi điện Trong lịch sử phát minh, ng ời thấy có động điện thiết bị tối u có tác dụng biến lợng điện thành để thực chuyển động học cần thiết Trong sản xuất công nghiệp, để nâng cao suất hiệu kinh tế nh tính khả thi ngời ta chế tạo động điện có công suất vận tốc quay giá trị cụ thể đợc lập bảng tiêu chuẩn Trong đó, chuyển động học máy móc lại cần công suất bất kì, không theo dẫy số tiêu chuẩn Vì vậy, động điện truyền trực tiếp công suất sang cho hệ thống chuyển động mà phải thông qua thiết bị chuyển đổi công suất dễ chế tạo Một thiết bị nh hộp giảm tốc Hộp giảm tốc cấu truyền động ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi đợc dùng để giảm vận tốc góc tăng mômen xoắn Nh vậy, ta thấy rằng, hệ thống máy móc chuyển động cần phải có động cơ, truyền, hộp giảm tốc (hoặc hộp tăng tốc) hệ thống tải Một hệ thống nh đợc gọi hệ thống dẫn động khí Trên thực tế , thiết kế hệ thống dẫn động khí ta phải khảo sát tất số liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế Nhng đồ án môn học Chi Tiết Máy này, số liệu đợc cho trớc ta phải thiết kế hệ thống mà Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Mục Lục Trang Lời nói đầu -1 Dữ liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế CHƯƠNG 1: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền -1.1> Chọn động 1.2> Phân cấp tỉ số truyền 1.2.1> Tỉ số truyền hệ dẫn động 1.2.2> Tốc độ vòng quay trục 1.2.3> Công suất mômen xoắn trục CHƯƠNG 2: Tính toán thiết kế truyền 2.1> Thiết kế truyền bánh hộp giảm tốc 2.1.1> Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 2.1.2> Tính toán cấp chậm 2.1.3> Tính toán cấp nhanh 2.2> Thiết ké truyền xích 2.2.1> Chọn loại xích 2.2.2> Xác định thông số truyền xích CHƯƠNG 3: Thiết kế trục, chọn ổ lăn khớp nối 3.1> Chọn vật liệu tính khoảng cách, lực 3.1.1> Xác định sơ đờng kính trục 3.1.2> Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 3.1.3> Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục 3.2> Thiết kế trục chọn ổ lăn 3.2.1> Tính trục 3.2.2> Chọn ổ lăn 3.3> Chọn khớp nối CHƯƠNG 4: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Tài liệu tham khảo [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Tập1,2 Nxb Giáo dục Hà Nội [2] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy Tập1,2 Nxb Giáo dục Hà nội 1994 [3] Ninh Đức Tốn Dung sai lắp ghép Nxb Giáo dục Hà nội 2004 [4] Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vợng, Phan Hữu Phúc Giáo trình kỹ thuật Nxb Giáo dục Hà nội 2002 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Đồ án môn học Chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động xích tải Phần 1: Thuyết minh Dữ liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế Tmm = 1,4.T1 T2 = 0,5.T1 t1 = (h) t2 = (h) tck = 16 (h) Động Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc Bộ truyền xích Xích tải Số liệu cho trớc: Lực kéo xích tải -: F = 4.000 (N) Vận tốc xích tải -: v = 0,25 (m/s) Số đĩa xích tải : z = 30 Bớc xích tải -: p = 25,4 (mm) Thời hạn phục vụ -: I h = 23.000(h) Số ca làm việc -: Góc nghiêng đờng nói tâm truyền ngoài: 300 Đặc tính làm việc : va đập nhẹ Khối lợng thiết kế : Một vẽ lắp hộp giảm tốc - khổ A0 Một vẽ chế tạo chi tiết - khổ A3 Một thuyết minh Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy CHƯƠNG1: Chọn động phân cấp tỉ số truyền 1.1,Chọn động F v 4000.0,25 = = (KW) 1000 1000 Pct Pyc = = = 1,143 (KW) 0,875 - Công suất công tác xích tải: Pct = - Công suất yêu cầu trục động cơ: Trong đó: : Hiệu suất tổng truyền = ng1 ng h = 0,99 0,93 0,95 = 0,875 ng1 = 0,99 : Hiệu suất nối trục đàn hồi ng = 0,93 : Hiệu suất truyền xích h = 0,95: Hiệu suất hộp giảm tốc Chọn uh = 18 ; ung2 = ; ( ung1 = 1) Suy u = 18 4.1 = 72 Số vòng quay sơ động : nsb = nct u = 19,69 72 = 1418 (vòng/phút) 60000.v 60000.0,25 Trong đó: Số vòng quay trục công tác: nct = = =19,69(vg/ph) z p 30.25,4 Chọn số vòng quay đồng động là: nđb = 1500(vòng/phút) Theo bảng P1.2 [1] tập1: Với Pyc = 1,143 nđb = 1500(vòng/phút) Chọn động DK41- 4;có Pđc = 1,7 (KW) , nđc = 1420 (vòng/phút) T TK = 1,4 mm = 1,4 Hệ số tải Kqt = Tdn T1 Khối lợng động cơ: G = 39 (kg) Đờng kính trục động dđc = 25 (mm) 1.2,Phân cấp tỉ số truyền: 1.2.1,Tỷ số truyền hệ dẫn động: u = ndc 1420 = = 72 nct 19,69 Tỉ số truyền chung hộp giảm tốc: uh = u 72 = = 18 u ng1 u ng 1.4 u h = u1 u = 18 Ta có : Theo bảng(3.1), [1], tập1 tìm đợc: u1= 5,31 ; u2 = 3,39 Trong đó: u1 : Tỉ số truyền cấp nhanh hộp giảm tốc u2 : Tỉ số truyền cấp chậm hộp giảm tốc 1.2.2, Tính tốc độ quay trục: Trên trục công tác: nct = 19,69 (vòng/phút) Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Trục III : Trục II : Trục I : Đồ án chi tiết máy nIII = nct ung2 = 19,69 = 78,76(vòng/phút) nII = nIII u2 = 78,76 3,39 = 267(vòng/phút) nI = nđc =1420 (vòng/phút) 1.2.3, Công suất mômen trục: Trục công tác: Pct = (KW) Tct = 9,55 106 Trục III: Trục II : Trục I : Trục động cơ: Trong đó: = 485017,8 (Nmm) 19,69 Pct = = 1,075 (KW) ng 0,93 1,075 = 130348,5 (Nmm) TIII = 9,55 106 78,76 PIII 1,075 1,075 = = = 1,12 (KW) PII = III II ol BR 0,99.0,97 1,12 = 40060 (Nmm) TII = 9,55 106 267 PII 1,12 = = 1,1663 (KW) PI = ol BR 0,99.0,97 1,1663 = 7843,8 (Nmm) TI = 9,55 106 1420 PI 1,1663 = = 1,178 (KW) Pđc = ol 0,99 1,178 = 7922,5 (Nmm) Tđc = 9,55 106 1420 PIII = ol : Hiệu suất cặp ổ lăn BR : Hiệu suất cặp bánh Trục Thông số Tỉ số truyền u Công suất P (KW) Số vòng quay n(vg/ph) Mômen xoắn T(N.mm) 1,178 1420 7922,5 5,31 1,1663 1420 7843,8 1,12 267 40060 3,39 1,075 78,76 130348,5 19,69 485017,8 CHƯƠNGII: Tính toán thiết kế truyền: 2.1,Thiết kế truyền bánh hộp giảm tốc: Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy 2.1.1,Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép: Chọn vật liệu cấp bánh nh nhau: Cụ thể, theo bảng 6.1 [1] tập1 chọn: Bánh nhỏ: thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 241285,có b1 = 850 MPa, ch1 = 580 MPa Bánh lớn: thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 192 240,có b = 750 MPa, ch = 450 MPa Phân cấp tỉ số truyền uh =18; cấp nhanh u1 = 5,31 ; u2 = 3,39 Xác định ứng suất cho phép: Theo bảng 6.2 , [1], tập1, với thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 180 350 H0 lim = HB + 70; S H = 1,1; F0 lim = 1,8 HB; S F = 1,75; Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1= 245 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 230 Khi đó: H0 lim1 = HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa; F0 lim1 = 1,8HB1 = 1,8.245 = 441MPa H0 lim = HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa; F0 lim = 1,8 HB2 = 1,8.230 = 414 MPa Theo (6.7), [1], tập1 có: NHE = 60c ( Ti Tmax )3.ni.ti 1420 ti 2300013 + 0,5 = 1,75.10 N HO NHE2 = 60c.(n1/u1) t ( Ti Tmax ) = 60.1 t i 5,31 6+9 6+9 K HL = ; Tơng tự: K HL1 = ; Nh theo (6.1a),[1],tập1, sơ xác định đợc: [ H ] = H0 lim K HL SH [ H ]1 = H0 lim1 K HL1 = 560.1 = 509MPa SH 1,1 [ H ] = H0 lim K HL = 530.1 = 481,8MPa SH 1,1 Với cấp nhanh sử dụng thẳng [ H ] ' = ( [ H ] , [ H ] ) = 481,8MPa [ ] + [ H ] 509 + 481,8 = = 495,4 MPa Với cấp chậm sử dụng nghiêng [ H ] '' = H Theo (6.8),[1],tập1: NFE = 60c t ( Ti Tmax ) ti t i 1420 23000.16 + 0,5 = 1,51.10 ; NfE2 > NFO = 4.106 5,31 6+9 6+9 = ; tơng tự K FL1 = NFE2 = 60c K FL Theo (6.2a),[1],tập1, với truyền quay chiều: KFC = 1, ta có Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy 441.1.1 = 252 MPa F 1,75 [ F ] = F0 lim K FC K FL S = 414.1.1 = 236,6MPa F 1,75 [ F ] = F0 lim1 K FC K FL1 S = ứng suất tải cho phép: Theo (6.13) (6.14),[1],tập1 có: [ H ] max = 2,8. ch = 2,8.450 = 1260MPa [ F ] max = 0,8. ch1 = 0,8.580 = 464MPa [ F ] max = 0,8. ch = 0,8.450 = 360MPa 2.1.2, Tính toán cấp chậm ( truyền bánh trụ nghiêng ) Xác định sơ khoảng cách trục : a w = K a (u + 1).3 TII K H [ H ]'' u ba : ba : hệ số, tỉ số chiều rộng vành khoảng cách trục Tra bảng (6.6),[1],tập1,ta chọn ba = 0,4 K a : hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại Tra bảng (6.5),[1], tập1 đợc K a = 43 K H : Hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính tiếp xúc.Với hệ số bd = 0,53. ba (u2+1) = 0,53.0,4.(3,39+1) = 0,93 ; tra bảng (6.7), [1], tập1, ta đợc K H = 1,15 ; K F = 1,32 (sơ đồ 3) a w = 43(3,39 + 1).3 40060.1,15 = 97,65(mm) 495,4 2.3,39.0,4 => lấy a w = 115(mm) Xác định thông số ăn khớp Môđun m = (0,01 ữ 0,02) a w = (0,01 ữ 0,02).115 = 1,15 ữ 2,3 mm Chọn m=1,5 (bảng 6.8, [1]) Chọn sơ = 30 cos = 0,866 Số bánh nhỏ (công thức 6.31),[1], tập1 2.a w cos 2.115.0,866 z1 = = = 26,3 => lấy z1 = 26 m(u + 1) 1,5.(3,39 + 1) Số bánh lớn z = u z1 = 3,39.26 = 88,14 => lấy z = 88 Do đó, tỉ số truyền thực : um = z 88 = = 3,38 z1 26 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Khi đó: cos = Đồ án chi tiết máy m.( Z + Z ) 1,5.(26 + 88) = = 0,855 = 31,24 = 31014 ' 24 '' 2.a w2 2.115 Các thông số truyền : Góc prôfin gốc : = 20 (theo TCVN 1065-71) Góc nghiêng : = 31014'24" tg 20 = 230 3'33" = arctg 0,855 m cos 1,5 cos 20 = arccos( Z + Z ) = arccos( 26 + 88) = 36 32'25" 2.a w 2.115 tg cos Góc prôfin : t = arctg Góc ăn khớp: tw a w = 115(mm) Khoảng cách trục : Mô đun: m=1,5mm bw = ba a w = 0,4.115 = 46( mm) Chièu rộng vành răng: Mỗi bánh có chiều rộng vành là: 23 mm Số bánh răng: Tỉ số truyền cấp chậm: Z1 = 26 ; Z2 = 88 um = 3,38 z1 26 = 1,5 = 45,6(mm) cos( ) 0,855 z2 88 d = m = 1,5 = 154,4(mm) cos( ) 0,855 aw 2.115 = = 45,66(mm) Đờng kính lăn : d w1 = um + 3,38 + d w = d w1 u m = 45,66.3,38 = 154,3(mm) Đờng kính đỉnh : d a1 = d1 + 2.m = 45,6 + 2.1,5 = 48,6( mm) d a = d + 2.m = 154,4 + 2.1,5 = 157,4(mm) Đờng kính đáy : d f = d1 2,5.m = 45,6 2,5.1,5 = 41,85(mm) d f = d 2,5.m = 154,4 2,5.1,5 = 150,65(mm) Đờng kính chia : d1 = m Hệ số trùng khớp ngang: = 1,88 3,2 + cos = 1,88 3,2 + .0,855 = 1,47 26 88 z1 z b sin 40 sin 31014'24' ' = = 4,4 Hệ số trùng khớp dọc : = w m. 1,5. Góc nghiêng hình trụ sở : Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy tg b = cos t tg = cos 23 3'33' '.tg 31014'24' ' = 0,558 b = 29,16 = 29 9'36" Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp (tra bảng 6.5, [1], tập1 Z M = 274 MP a3 Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc : cos b cos 29,16 ZH = = = 1,35 sin tw sin( 2.36,54 ) Hệ số kể đến trùng khớp : Z = 1 = = 0,825 1,47 d w1 n2 45,66.267 = = 0,64(m / s) Tra bảng 6.13, [1], tập1=> 60000 60000 cấp xác động học 9, chọn cấp xác mức tiếp xúc Tra bảng (6.14), [1], tập1,với CCX9, v Xác định sơ đờng kính trục d1 T1 7843,8 =3 = 14,84( mm) => chọn d1 =18(mm) 0,2.[ ] 0,2.12 d2 T2 40060 =3 = 25,56(mm) => chọn d = 28(mm) 0,2.[ ] 0,2.12 d3 T3 130348,5 =3 = 37,87(mm) => chọn d = 40(mm) 0,2.[ ] 0,2.12 3.1.2> Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Dựa vào bảng 10.2 [1], tập1, chọn chiều rộng ổ lăn d(mm) 18 28 40 b0 (mm) 15 19 23 Chiều dài mayơ đĩa xích bánh : l mki = (1,2 ữ 1,5).d k l m1i =(1,2 1,5).18= 21,6 27 => l m12 = 25 (mm) l m 2i =(1,2 1,5).28= 33,642 => l m 22 = l m 24 = 35(mm) l m 23 = 40(mm) l m 3i =(1,2 1,5).40= 48 60 => l m 32 = l m 33 = 55(mm) l m 34 = 50(mm) 17 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Chiều dài mayơ nửa khớp nối trục vòng đàn hồi: l m13 = (1,4 2,5) d1 =(1,4 2,5).18 = 25,2 45 => chọn l m13 = 40(mm) Khoảng côngxôn trục tính từ chi tiết hộp giảm tốc đến gối đỡ : l cki = 0,5(l mki + b0 ) + k + hn => l c13 = 0,5.(40+15)+10+15 = 52,5(mm) l c 34 = 0,5(50+23)+10+15= 61,5(mm) Khoảng cách từ gối đỡ đến chi tiết quay: l 22 l 23 l 24 l 21 l13 = l 32 = 0,5(l m 22 + b0 ) + k1 + k = 0,5(35 + 19) + + = 40( mm) = l12 = l 22 + 0,5(l m 22 + l m 23 ) + k1 = 40 + 0,5(35 + 40) + = 85,5(mm) = l 33 = 2l 23 l 22 = 2.85,5 40 = 131( mm) = l11 = l 31 = 2l 23 = 2.85,5 = 171( mm) = 2l12 + l c13 = 2.85,5 + 52,5 = 223,5(mm) 3.1.3> Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục Lực từ khớp nối tác dụng lên trục I : Fx13 = (0,20,3).2T1/D0 = (0,20,3).2.7843,8/50 = (62,7594,13) Lấy Fx13 = 90N Lực từ đĩa xích tác dụng lên trục III: Fy34 = Fr.cos300 = 5518,3.0,866 = 4779N Fx34 = Fr.sin300 = 5518,3.0,5 = 2759N Fr : đợc xác định thiết kế truyền xích Trong D0:đờng kính vòng tròn qua tâm chốt nối trục vòng đàn hồi(tra bảng16-10a, [1],tập 2) Lực từ truyền bánh răng: Trục I: Fx12 = 2.T1 2.7843,8 = = 550 N d w12 28,5 tg tw tg 20 = 550 = 200 N Fy12 = Fx12 cos Trục II: Fx23 = Fx12 = 550N; Fx22 = Fy23 = Fy12 = 200 N 2.T2 2.40060 = = 877 N = Fx24 2.d w 22 2.45,66 18 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy tg tw tg 36,54 = 877 = 760 N = Fy24 Fy22 = Fx22 cos 0,855 Fz22 = Fx22.tg = 877.tg31,240 = 532 N = Fz24 Trục III: Fx32 = Fx33 = Fx22 = 877(N) Fy32 = Fy33 = Fy22 = 760(N) Fz32 = Fz33 = Fz22 = 532 (N) Trong đó: Fmki : lực tác dụng theo phơng m chi tiết thứ i trục k d wki : đờng kính vòng lăn bánh tiết diện i trục k Chiều lực đợc xác định nh hình Chiều lực nối trục có chiều cho mô men uốn mặt cắt tiết diện lớn 3.2> Thiết kế trục chọn ổ lăn 3.2.1 > Tính trục Phản lực gối đỡ trục I: m (F yk Fy11 = F yk ) = Fy12 l12 + Fy11 l11 = Fy12 l12 l11 = 200.85,5 = 100( N ) 171 = Fy12 Fy10 Fy11 = Fy10 = Fy12 Fy11 = 200 100 = 100( N ) m (F xk Fx11 = F xk ) = Fx13 l13 Fx11 l11 + Fx12 l12 = - Fx13 l13 + Fx12 l12 90.223,5 + 550.85,5 = = 157( N ) l11 171 = Fx10 Fx13 Fx11 + Fx12 = Fx10 = Fx13 Fx11 + Fx12 = 90 157 + 550 = 303( N ) Mô men xoắn TI =7843,8 Nmm Phản lực gối đỡ trục II: Do tính đối xứng trục nên : 19 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Fy 20 = Fy 21 = Fx 20 = Fx 21 = Mô men uốn Fy 22 + Fy 24 Fy 23 Fx 22 + Fx 23 + Fx 24 m y 22 = m y 24 = Fz 22 Đồ án chi tiết máy 760 + 760 200 = 660( N ) 877 + 550 + 877 = = 1152( N ) = d w 22 d 45,66 = 532 w 22 = 532 = 12145( Nmm) 2 Mô men xoắn m z 22 = m z 24 = Fx 22 d w 22 45,66 = 877 = 20030( Nmm) =TII/2 2 Phản lực gối đỡ trục III: Mô men uốn m y 32 = m y 33 = Fz 32 d w32 154,3 = 532 = 41044( Nmm) 2 Mô men xoắn d w32 154,3 = 877 = 67661( Nmm) 2 m1 ( Fyk ) = Fy32 l33 Fy 33 l32 Fy 30 l31 + Fy 34 (l31 + lc34 ) = m z 32 = m z 33 = Fx 32 Fy 30 = - Fy32 l 33 Fy 33 l 32 + Fy 34 (l 31 + l c 34 ) l 31 = 760.131 760.40 + 4779.(171 + 61,5) 171 = 5738 N F yk = Fy 30 Fy 32 Fy 33 + Fy 31 + Fy 34 = Fy 31 = Fy 32 + Fy 33 + Fy 30 Fy 34 = 760 + 760 + 5738 4779 = 2479( N ) m (F xk Fx 30 = ) = Fx32 l 33 Fx 33 l32 + Fx 30 l 31 Fx 34 (l 31 + l c 34 ) = Fx32 l 33 + Fx 33 l 32 + Fx 34 (l 31 + l c 34 ) l 31 877.131 + 877.40 + 2759.(171 + 61,5) = 4628 N 171 Fxk = Fx30 Fx32 Fx33 + Fx31 Fx34 = = Fx 31 = Fx 32 + Fx 33 Fx 30 + Fx 34 = 877 + 877 4628 + 2759 = 115( N ) Dấu - chứng tỏ Fx31 ngợc với chiều biểu đồ phân tích lực Đờng kính đoạn trục: Vì trục vào lắp khớp nối để nối với trục động điện có đờng kính trục dđc = 25 mm nên chọn đờng kính trục đầu vào d13 = 0,8.dđc = 0,8.25 = 20 mm Đờng kính ngõng trục lắp với ổ lăn lấy d10 = d11 = 25 mm 20 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Vì đờng kính chân bánh df12 = 24,75mm nhỏ đờng kính chỗ lắp ổ lăn nên ta chế tạo bánh liền trục Xác định đờng kính chiều dài đoạn trục Sơ đồ trục, chi tiết quay, lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục, biểu đồ mômen uốn M ky , M kx mặt phẳng zoy, zox biểu đồ mômen xoắn Tk trục đợc vẽ trang Trên biểu đồ ghi giá trị tuyệt đối mômen ứng với thiết diện thứ j trục 2 + M kyj Mômen uốn tổng M kj = M kxj thiết diện j trục k : M kj (Nmm) II III 339371 0 53107 272607 59390 140240 53107 Mômen tơng đơng M tdkj = M kj2 + 0,75Tkj2 thiết diện j trục k : M tdkj (Nmm) II III 357653 0 55868 295055 61871 151172 Đờng kính trục k tiết diện j sơ đợc tính: d kj = M tdkj 0,1.[ ] 55868 112885 ứng suất cho phép tra bảng 10.5 [1] d kj (mm) II III 0 39,85 0 20,7 37,38 21,41 29,9 20,7 27,13 Xuất phát từ yêu cầu độ bền, lắp ghép, công nghệ có sử dụng dẫy số tiêu chuẩn ta chọn cụ thể đờng kính đoạn trục nh sau: d kj (mm) II III 30 45 30 45 34 50 38 50 34 40 Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 21 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy đẩy trục III trục chịu tải lớn có mômen xoắn lớn , trục khác yêu cầu đặc biệt ta cần kiểm nghiệm độ bền mỏi tiết diện nguy hiểm trục III Với thép 45 có : b = 600MPa = 0,436 b = 0,436.600 = 261,6 MPa = 0,58 = 0,58.261,6 = 151,7 MPa Tra bảng 10.7 [1] đợc: = 0,05 = Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, mj = aj = Mj 32.M j = Wj d 3j Tiết diện trụcIII aj đợc giá trị cho bảng sau : 37,9 22,2 11,43 Vì trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, : mj = aj = Tiết diện củaIII mj = aj Tj 2Woj = 8.T j d 3j đợc giá trị cho bảng dới : 3,64 2,66 1,33 5,19 -Các trục đựơc gia công máy tiện, tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt R a = 2,50,63 àm theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx = 1,06 -Không dùng biện pháp tăng bền bề mặt, hệ số tăng bền Ky =1 -Theo bảng 10.12 [1], dùng dao phat ngón, hệ số tập trung rãnh then ứng với vật liệu có b = 600Mpa K = 1,76 ; K = 1,54 Theo bảng 10.10 [1] ta có bảng sau: Các tiết diện nguy hiểm trục III 0,83 0,77 0,81 0,76 22 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 K 2,12 K Đồ án chi tiết máy 2,173 2,03 Theo bảng 10.11 [1] ,ứng với kiểu lắp chọn, b = 600 MPa , đờng kính tiết diện nguy hiểm tra đợc tỉ số K K lắp căng tiết diện này, sở dùng giá trị lớn so với tỉ số bảng để tính K d K d Tra bảng10.11 ta đợc Các tiết diện trục III Đờng kính 45 2,06 K 1,64 K 50 2,06 1,64 Theo công thức 10.25, 10.26 [1] ta xác định đợc K dj K dj Tiết diện j trục III K dj K dj 2,18 2,06 2,23 2,09 áp dụng công thức 10.20, 10.21 10.19 [1] ta xác định đợc hệ số an toàn xét riêng thành phần ứng suất pháp S j , hệ số an toàn xét riêng thành phần ứng suất tiếp Sj hệ số an toàn ứng với tiết diện nguy hiểm S S j = Sj = S j = S j Sj / S2j + S2j [ S ] ; ; K dj aj + mj K dj aj + mj Tiết diện j trục III S j Sj S 3,17 20,23 3,13 5,28 27,3 5,18 [S] = 1,52,5 Tại tiết diện nguy hiểm trục III, S > [S] Vậy tiết diện nguy hiểm trục III đảm bảo an toàn mỏi Chọn kích thớc then kiểm nghiệm độ bền then Các ổ lăn lắp lên trục theo k6, lắp bánh răng, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then Kích thớc then (bảng 9.1)ứng với tiết diện trục nh sau: 23 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Tiết diện 13 22 23 32 34 Đờngkínhtrục 20 34 38 50 40 bì h 6ì6 10 ì 10 ì 14 ì 12 ì Đồ án chi tiết máy t1 3,5 5 5,5 Tính kiểm nghiệm độ bền then Với tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép độ bền dập theo (9.1) độ bền cắt theo (9.2) Kết tính toán bảng dới đây(với lt = 1,35d) bìh d T(Nmm) lt t1 d (MPa) c (MPa) 6ì6 20 26 3,5 7843,8 12 10 ì 34 46 20030 11 2,56 10 ì 38 52 20030 14 ì 50 68 5,5 130348,5 21,9 5,5 12 ì 40 54 130348,5 40,2 10 Theo bảng 9.5, với tải trọng va đập nhẹ [ d ] =100, [ c ] = 4060 Vậy tất mối ghép then đềuđảm bảo độ bền dập độ bền cắt 3.2.2 > Chọn ổ lăn Cho trục vào Với tải trọng nhỏ có lực hớng tâm nên dùng ổ bi đỡ dẫy cho gối đỡ Với kết cấu trục nh hình vẽ đờng kính ngõng trục d= 25 mm, theo bảng ổ bi đỡ dẫy ta chọn ổ cỡ đặc biệt nhẹ, vừa:Kí hiệu ổ 105 có đờng kính d=25 mm, đờng kính D = 47 mm, khả tải động C =7,9kN, khả tải tĩnh Co= 5,04 kN Tính kiểm nghiệm khả tải ổ -Vì đầu vào trục có lắp nối trục vòng đàn hồi nên cần chọn chiều F x13 ngợc với chiều dùng tính trục(tăng phản lực ổ).Khi m (F xk ) = + Fx13 l13 Fx11 l11 + Fx12 l12 = F l + Fx12 l12 90.223,5 + 520.85,5 Fx11 = x13 13 = = 378( N ) l11 171 Fxk = Fx10 + Fx13 Fx11 + Fx12 = Fx10 = Fx13 Fx11 + Fx12 = 90 378 + 520 = 232( N ) 24 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Phản lực tổng hai ổ: F10 = Fx210 + Fy210 = 232 + 99 = 252( N ) F11 = Fx211 + Fy211 = 378 + 99 = 390( N ) =0,39 kN Phản lực tổng gối đỡ tính trục F10 = 305 N ; F11 = 173 N Vậy ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn với Fr = F11 = 390( N ) Tải trọng động qui ớc:Theo công thức (11.3), với Fa = Q = ( XVFr + YFa ) k t k d = (1.1.0,39 + 0.0)1.1,2 = 0,468(kN ) đó: Fr : tải trọng hớng tâm (kN), phản lực tổng max xét hai ổ Fa : tải trọng dọc trục V :hệ số kể đến vòng quay.(=1 vòng quay) k t : hệ số kể đến ảnh hởng nhiệt độ.(=1 nhiệt độ Fr =1315(N) Lực dọc trục: (Đối với ổ đũa trụ ngắn đỡ không tiếp nhận tải trọng dọc trục) Fa = 0( N ) => X=1, Y=0 Vòng quay nên V=1 Nhiệt độ xét Fr =7372(N) Lực dọc trục: Fa = 0( N ) => X=1, Y=0 Vòng quay nên V=1 Nhiệt độ khả tải tĩnh ổ đợc đảm bảo 3.3>Tính chọn khớp nối Dựa vào mômen xoắn tính, tra bảng 16-10a, đợc D0 =50mm; Z = 4; dc = ứng suất dập vòng đàn hồi: d = 2.k T 2.1,5.7843,8 = = < [ d ] = (24) Mpa ZD0 d c l 4.50.8.15 ứng suất dập chốt u = k Tl 1,5.7843,8.29 = = 33 < [ u ] = 60 80 MPa ZD0 d c 0,1 4.50.8 3.0,1 Chơng4: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc Bôi trơn điều chỉnh ăn khớp: -Bôi trơn bánh 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 -Dùng dầu công nghiệp -Một trục cấp chậm cần đợc cố định trục tuỳ động Tính kết cấu hộp Dựa vào phần truyền động tính ta chọn kết cấu hộp giảm tốc : (1) Đai ốc hãm M 30 ì 1,5 (2) Kích thớc lắp quan sát A B A1 B1 C C1 K R 100 75 150 100 125 - 87 12 Vít Số Lợng M ì 22 27 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy (3) Chốt định vị: d c l 40 d1 10 (4) Vòng hãm lò xo rãnh trục : Đờng kính 30 Rãnh trục B 0,25 h r d1 28,5 1,4 2,3 0,1 d2 d3 27,8 33,8 Vòng lò xo S b 0, l d4 2,0 1,2 4,0 3,0 r2 r3 max 16,5 2,5 r2 r3 max 29,3 4,0 (5) Vòng hãm lò xo hộp Đờng kính lỗ 62 Rãnh lỗ B 0,25 r 1,9 0,2 D1 65 h 4,5 d2 d3 66,2 58,6 Vòng lò xo S 0, b d4 2,5 1,7 6,1 l 18 (6) Nắp ổ Trục I II III D 47 62 85 D2 D3 D4 60 75 100 70 90 125 37 52 75 h 8 10 d4 M6 M6 M8 Z 4 Trong D: Đờng kính lỗ lắp ổ lăn D2 : Đờng kính tâm lỗ vít D3 : Đờng kính bích d4 : Đờng kính vít (7) Kích thớc rãnh lắp vòng phớt vòng phớt d 25 45 d1 d2 26 46 24 44 D 38 64 a b 4,3 6,5 S0 12 (8) Vòng chắn dầu 28 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy Vòng gồm rãnh tiết diện tam giác có góc đỉnh 60 Khoảng cách đỉnh mm Vòng cách mép thành hộp mm Khe hở vỏ với mặt vòng ren 0.4 mm (9) Que thăm dầu Kết cấu đợc tiêu chuẩn hoá đợc cho nh hình vẽ (10) Nút tháo dầu D M 16 ì 1,5 (11) m f L 23 c Q 13,8 D 26 S 17 Do 19,6 Bulông vòng Ren d M8 l>= 18 (12) b 12 d1 d2 d3 d4 d5 36 f 20 B 10 c 1,2 20 x 2,5 13 R h 18 h1 h2 r1 r2 4 Q 160 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc: Theo bảng (18-1) Chiều dày : thân hộp = 0,03.a + = 0,03.115 + > 6mm; lấy = 8mm nắp hộp = 0,9 = 0,9.8 = mm Gân tăng cứng : chiều dầy e=(0,8 ữ 1) = 8mm chiều cao h 0,04.a +10=0,04.115 +10 =14,6>12mm; lấy d1 = 15 mm bulông cạnh ổ d =(0,7 ữ 0,8)d1=10,512 mm; lấy d2 = 12 mm bulông ghép bích nắp thân d =(0,8 ữ 0,9)d2=9,610,8=10mm vít ghép nắp ổ d =(0,6 ữ 0,7).d2=7,28,4 mm; lấy d4 = mm vít ghép nắp cửa quan sát d = (0,50,6)d2 = 67,2 mm; lấy d5 = mm Mặt bích ghép nắp thân : chiều dầy bích thân hộp S =(1,4 1,8)d3 = 1418 = 18mm chiều dầy bích nắp hộp S = (0,91)S3 = 17mm bề rộng bích nắp thân K =K2 (3 ữ 5)mm = 36mm Kích thớc gối trục : đờng kính tâm lỗ vít D2 D3 cho bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K = E2 + R2 +(3 5) = 38 mm tâm lỗ bulông cạnh ổ E =1,6.d2=19mm(không kể chiều dày thành hộp), R2 =1,3d2 =16mm, 29 Hoàng Văn Anh Lớp: Kỹ Thuật Tàu Thuỷ - K47 Đồ án chi tiết máy chiều cao h: xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thớc mặt tựa Mặt đế hộp : chiều dầy có phần lồi S1 =(1,41,7)d1 =2125,5mm; lấy S1 = 24mm ;S2 =(1 1,1)d1 =16 mm bề rộng mặt đế hộp : K1 = 3d1 = 45mm; q = 62 mm Khe hở chi tiết : bánh với thành hộp =10mm đỉnh bánh lớn với đáy hộp = 35 mm mặt bên với =10 mm Số lợng bulông Z=6 30 [...]... ổ chịu tải lớn hơn với Fr = F11 = 390( N ) Tải trọng động qui ớc:Theo công thức (11.3), với Fa = 0 Q = ( XVFr + YFa ) k t k d = (1.1.0,39 + 0.0)1.1,2 = 0,468(kN ) trong đó: Fr : tải trọng hớng tâm (kN), là phản lực tổng max xét trong hai ổ Fa : tải trọng dọc trục V :hệ số kể đến vòng nào quay.(=1 khi vòng trong quay) k t : hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ.(=1 khi nhiệt độ đã thoả mãn điều kiện phòng biến dạng d hoặc phá hỏng tĩnh mặt lợn chân răng 2.2 .Thiết kế bộ truyền xích: 2.2.1> Chọn loại xích: Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp dùng xích con lăn 2.2.2> Xác định các thông số của xích và bộ truyền: Theo bảng (5.4),[1], tập1, với ux = 4, chọn số răng đĩa nhỏ Z1 = 25, số răng đĩa lớn Z2 = ux.Z1 = 4.25 = 100