Đồ án nguyên lý máy (2)

PHẦN I: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I.TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ Tính cơng suất trục động điện: - Các số liệu ban đầu: + Lực vòng băng tải: F= 10700 (N) + Vận tốc tang tải: V = 0,85 (m/s) + Đường kính tang tải: D = 200 (mm) + Số năm làm việc: y = (năm) - Cơng suất làm việc trục máy cơng tác: F ×V 10700 × 0,85 Pt = = 9,1 (KW) ⇒ Pt = 1000 1000 - Tính tốn hiệu suất hệ thống: +Hiệu suất chung: η = ηx × ηol4 × ηBr2 × ηnt +Tra bảng 2.3 ta có: η nt = 1: hiệu suất khớp nối trục ηbr = 0,98: hiệu suất truyền bánh ηo = 0,995: hiệu suất cặp ổ lăn η x = 0,95: hiệu suất truyền xích ⇒ η = 0,95 × 0,9954 × 0,982 × = 0,89 Xác định cơng suất động cơ: - Ta có tải trọng thay đổi → Pt = Ptd P12 × t1 + P2 × t2 12 × 0,7 + 0,82 × 0,3 Ptd = = 9,1 = 8,59( KW ) t1 + t2 0,7 + 0,3 -Cơng suất cần thiết trục động cơ: P 8,59 Pct = t = = 9,65 (KW) η 0,89 Tính số vòng quay sơ động điện: - Ta có: nsb = u × nlv - Trong đó: + u: tỉ số truyền chung hệ thống + nlv : số vòng quay máy cơng tác - Xác định nlv: - Ta có : v = π ×n×d 60 × 1000 × 0,85 ⇒ nlv = = 81,17 ( V ph ) 60 × 1000 π × 200 - Xác định u: Ta có: u = ux × uh Tra bảng 2.4 trang 21 ta có : un = ∈ (2 → 5) uh = ∈ (8 → 40) ⇒ u = × = 18 - Vậy nsb = 18 × 81,17 = 1460 ( V ph ) Chọn động cơ: - Cần phải chọn động có công suất lớn công suất cần thiết Dựa vào Pct = 9,65 (KW) nsb = 1460 ( V ph ), - Theo bảng 1.3 ta chọn động cơ: 4A132M4Y3 Pdc > Pct nên Pdc = 11,0 ndc = 1458 ( V ph ) cos ϕ =0,87 η =87,5% II PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN - Tỉ số truyền hệ thống n 1458 utt = dc = = 17,96 nlv 81,17 - Theo sơ đồ động: + Tỉ số truyền chung: u = unt × uh × u x + Trong đó: U: tỉ số truyền chung uh : tỉ số truyền hộïp giảm tốc u x = 2: tỉ số truyền xích hợp unt =1: tỉ số truyền khớp nối trục + Tỉ số truyền hợp giảm tốc Ta có: utt = uh × u x ⇒ uh = Mà utt 17,96 = =9 ux u h = u n × uc un : tỉ số truyền bánh rang nghiêng cấp nhanh uc : tỉ số truyền bánh rang nghiêng cấp chậm + Chọn un = 1, 25uc uc = uh = = 2,68 ⇒ un = 3,35 1, 25 1, 25 - Vậy tỉ số truyền chung là: u = × 3,35 × 2,68 × = 17,956 - Sai lệch tỉ số truyền là: Δu = utt −u = 17,96 – 17,956= 0,004 - Sai lệch cho phép ÷ % - Số vòng quay trục truyền động: nI = ndc = 1458(v ph) n 1458 nII = I = = 435 (v ph) un 3,35 n 435 nIII = II = = 162 (v ph) uc 2,68 n 162 nIV = III = = 81 (v ph) ux - Cơng suất trục truyền động: Ta có: P ct = 9,65(kw) P I =P ct × η nt × η ol =9,65 × × 0,995=9,6(kw) P II =P I × η br × η ol =9,6 × 0,98 × 0,995=9,36(kw) P III =P II × η br × η ol =9,36 × 0,98 × 0,995=9,13(kw) P IV = P III × η X × η ol =9,13 × 0,93 × 0,995=8,63(kw) - Moment xoắn trục truyền động: Tdc = 9,55 × 106 × Pct 9,55 × 106 × 9,65 = = 63208( N ) ndc 1458 9,55 × 106 × PI 9,55 × 106 × 9,6 TI = = = 62881( N ) nI 1458 TII = 9,55 × 106 × PII 9,55 × 106 × 9,36 = = 205489 ( N ) nII 435 9,55 × 106 × PIII 9,55 × 106 × 9,13 TIII = = = 518997( N ) nIII 168 TIV = Thơng số U N(v/ph) 9,55 × 106 × PIV 9,55 × 106 × 8,63 = = 1017487( N ) nIV 81 Động unt = 1458 I II III un = 3,35 uc = 2,68 1458 435 168 IV ux = 81 P(kw) T(N.mm) 9,65 63208 9,6 62881 9,36 205489 9,13 518997 8,63 1017487 PHẦN II: TÍNH TỐN CÁC BỘ TRUYỀN Điều kiện làm việc: - Tải trọng va đập nhẹ quay chiều - Một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc ca, ca - Làm việc mơi trường có bụi - Chất lỏng bơi trơn đạt u cầu I THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ,vận tốc thấp, dùng xích lăn Xác định thơng số xích truyền xích a Chọn số đĩa xích: - Theo bảng 5.4 trang 80 ta chọn: + Với u= 2; ta chọn số đĩa nhỏ z = 27 + Mà z2 = ux × z1 = × 25 = 54 < zmax = 120 ⇒ Chọn số đĩa lớn z2 = 54 b Xác định bước xích P: - Theo cơng thức 5.3 trang 81, có cơng suất tính tốn: Pt = P × K × Kz × Kn ≤ [P] - Trong đó: Pt : cơng suất tính tốn (kw) P : cơng suất cần truyền trục (kw) : P = 9,13 ( kw) [P] : cơng suất cho phép (kw) Kz : hệ số số Z 01 25 Kz = Z1 = 27 = 0,93 - Tra bảng 5.5 trang 81 ta chọn n01 = 200 (v/ph) 200 = 1,19 (Kn hệ số số vòng quay) Kn = = 168 Theo cơng thức (5.4) trang 81: K = K × K a × K dc × K d × K c × K bt ⇒ k = × × × 1,35 × 1,25 × 1,3 = 2,194 Vậy, cơng suất tính tốn là: Pt = P × K × Kz × Kn = 9,13 × 2,194 × 0,93 × 1,19 = 22,17 (kw) Theo bảng 5.5 với n01 = 200 (v/ph) chọn truyền xích dãy, có bước xích p= 38,1(mm) Thỏa điều kiện bền mòn Pt < [P]= 34,8(KW) Khoảng cách trục số mắc xích - Khoảng cách trục a = 40 × p = 40 × 38,1 = 1524 (mm) - Theo cơng thức 5.12 trang 85, ta có số mắt xích: X= p 2a + ( z1+z2) + (z2-z1)2 p 4π a = 120,97 (mm) Chọn lại X =121 (mm) - Tính lại khoảng cách trục cơng thức 5.3 ta có: a = 0,25 × p × {Xc -0,5(z1+z2) + Z −Z [ X c − 0,5 × ( Z1 + Z )] − ×   }  π  = 1524,7 (mm) - Để xích khơng chịu lực căng q lớn, giảm a lượng: Δa = 0,003.1524,7 ≅ 4,5741 Vậy a = 1524,7 – 4,5741 = 1520,1 (mm) ⇒ a =1520 (mm) - Kiểm nghiệm số lần va đập i lề xích giây, Theo cơng thức (5.14) bảng 5.9 trang 85, ta có: z1 × n1 27 × 168 = = 2,5 ≤ [ i ] = 20 15 × X 15 × 121 Tính kiểm nghiệm xích độ bền - Với truyền xích bị q tải lớn mở máy thường xun chịu trọng va đập q trình làm việc cần tiến hành kiểm ngiệm q tải theo hệ số an tồn: - Theo cơng thức 5.15 Q s= ≥ [ s] (kd × Ft + Fo + Fv ) - Theo bảng 5.2 Tải trọng phá hủy Q=127000N Kd = 1,35 –hệ số tải trọng động i= Ft : lực vòng z × p × n1 27 × 38,1× 168 = = 2,88 - Ta có v = 60000 60000 1000 × P 1000 × 9,13 Ft = = = 3170( N ) v 2,88 Fv: lực căng lực ly tâm sinh Chọn q=5,5kg (nghóa khối lượng mét xích) ⇒ Fv = q × v = 5,5 × 2,882 = 45,6( N ) Fo = 9,81k f × q × a: lực căng trọng lượng nhánh xích bị động sinh k f :hệ số phụ thuộc độ võng f xích vò trí truyền f= (0,01……0,02)a, lấy k f =4 ⇒ Fo= 9,81 × Kf × q × a = 9,81 × × 5,5 × 1,52 = 328( N ) Q 127000 = 27,3 - Vậy s = = (kd × Ft + Fo + Fv ) (1,35 × 3170 + 328 + 45,6) - Theo bảng 5.10 với n = 200 (v/ph) Ta có: [s] = 8,5 Vậy s > [s], truyền xích đảm bảo đủ bền Đường kính đĩa xích - Theo cơng thức 5.17 bảng 13.4 p 38,1 d1 = = = 328, 2(mm) π  π  sin  ÷ sin  ÷  27   z1  p 38,1 = = 655,3(mm) π  π  sin  ÷ sin  ÷  54   z2  + Đường kính vòng đỉnh:   π    π  d a1 = p  0,5 + cot g  ÷÷ = 38,1 0,5 + cot g  ÷÷ = 345( mm) ÷  27     z1    d2 = d f = d1 − 2r = 328, − × 11, 22 = 305,8( mm) r = 0,5025d1 + 0,05 = 11, 22(mm), d1 =22,23( Tra bảng 5.2) d f = d − 2r = 655,3 − × 11, 22 = 632,9(mm) + Chú thích: d ,d :Đường kính vòng chia đóa xích d f ,d f :Đường kính vòng chân - Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩa xích + Theo cơng thức 5.18 k ( F K + Fvd ) E σ H = 0, 47 r t d ≤ [σH ] Akd −7 −7 + Lực va đập: Fvd = 13 × 10 × n1 × p × m = 13 × 10 × 168 × 38,1 × = 12,1( N ) kr = 0,4 ứng với z=27 kd = (xích lăn dãy) Ft = 3170 (N) E= 2,1.105 (MPa) ( chọn vật liệu thép) A= 395 (mm2) theo bảng 5.12 0, × ( 3170 × 1,35 + 12,1) × 2,1.105 σ H = 0, 47 = 449( MPa) 395 × - Theo bảng 5.11 ta chọn thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB170 đạt ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ H ] = 500 MPa đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa ⇒ σ H N HO u1  Tmax  ∑ Ti 3,35 + Do K HL =1 ⇒ NHE1 > N HO1 K HL1 =1 K HL : hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng thời gian phục vụ chế độ tải trọng truyền o + Theo cơng thức 6.1a: ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ H ] = σ F lim K HL SH 560 × = 509( MPa) 1,1 530 × = 481,8( MPa ) [σH2] = 1,1 + Do cấp nhanh sử dụng nghiêng, theo 6.12 [ σ ] + [ σ H ] = 509 + 481,8 = 495, 4( MPa) [ σ H ] = H1 2 ⇒ [ σ H ] < 1, 25 [ σ H ] = 602,25 (MPa) +Theo cong thức 6.7 (trang 93) + Do trường hợp làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc.Theo cơng thức 6.8 [σ ] = H1 mF N FE  T  = 60c ∑  i ÷ ni ti  Tmax   T  n 1458 ⇒ N FE = 60c × × ∑ ti ∑  i ÷ × Ti = 60 × 1× × 24000 × ( 0,7 + 0,86 × 0,3) = 48,8.107 u1 3,35  Tmax  ⇒ N FE = 48,8.10 > N FO = 4.10 K FL = Suy N FE1 > N FO1 K FL1 = NFO: số chu kỳ thay đổi ứng suất sở khử uốn +Theo công thức 6.2a với truyền quay chiều KFC=1, ta được: σ o F K [ σ F ] = FLim FC FL SF o σ FLim 441 × × 1 FFC K FL1 = = 252( MPa) [ σ F1 ] = SF 1,75 σ o F K 414 × 1× = 236,5( MPa) [ σ F ] = FLim FC FL = SF 1,75 + Ứng suất q tải cho phép Theo cơng thức 6.10 & 6.11 [ σ H ] = 2,8 × σ ch = 2,8 × 450 = 1260 (MPa) [ σ F ] max = 0,8 × σ ch1 = 0,8 × 580 = 464 (MPa) [σ ] F max = 0,8 × σ ch = 0,8 × 450 = 360 (MPa) TÍNH TOÁN CẤP NHANH: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG a Xác định khoảng cách trục - Theo 6.15a aw = K a (u ± 1) T1.K H β [σ ] H u1.Ψ ba - Theo bảng 6.6: = 0,3 - Theo bảng 6.5 chọn Ka = 43 (răng nghiêng) - Theo bảng 6.7 chọn = 1,07 (sơ đồ 3) - Theo cơng thức 6.16 := 0,53× (u1 ± 1)=0,53×0,3×(3,35+1)=0,69 T1= 62881 (Nmm) momen xoắn trục chủ động 62881 × 1,07 = 102,6 (mm) Vậy: aw1 = 43 × ( 3,35 + 1) [ 495, 4] × 3,35 × 0,3 Lấy aw1 = 103 (mm) b Xác định thơng số ăn khớp - Theo cơng thức 6.17 M = (0,01 ÷ 0,02) aw1 = (0,01 ÷ 0,02) × 103 = (1,03 2,06) (mm) - Theo bảng 6.8 chọn mođun m=1,5 - Chọn sơ β =100, =0,9849 - Theo 6.31, ta có: + Số bánh nhỏ: 2a cos β × 103 × 0,9849 z1 = w = = 31 (răng) m(u + 1) 1,5 × ( 3,35 + 1) + Số bánh lớn : z2 = u z1= 3,35×31 = 103,9 chọn z2 =104 (răng) - Do tỉ số truyền thực 104 um = = 3,355 31 ( z + z ) m = (31 + 104) × 1,5 = 0,983 ⇒ β = 10,5798 = 10o34'47, 28" cos β = 2.aw × 103 c Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc - Theo cơng thức 6.33: ứng suất tiếp xúc mặt làm việc 2T1.K H ( u ± 1) σ H = Z M Z H Zε ≤ [σH ] ( bw u.d w12 ) - Theo bảng 6.5: ZM= 274 - Theo 6.35: tg β b = cos α t tg β  tgα  tg (20) α tw = α t = arctg  = arctg = 20,32 ÷ cos β 0,983   ⇒ tg β b = cos ( 20,32 ) × tg ( 10,5798 ) = 0,17516 ⇒ β b = 9,935 × cos ( 9,935 ) 2.cos βb = = 1,739 sin ( 2α tw ) sin ( × 20,32 ) b sin β -Theo cơng thức 6.37: εβ = w mπ ψ bw = ba aw1 = 0,3 × 103 = 30,9 30,9 × sin ( 10,5798 ) ⇒ εβ = = 1,2 1,5π -Theo cơng thức 6.34: Z H = - Theo 6.36c: Z ε = εα - Theo 6.38b: ε α = [1,88 − 3,2( ⇒ Zε = 1 1  + )]cos β = [1,88 − 3,2  + ÷].0,983= 1,716 z1 z2  31 104  1 = = 0,7634 εα 1,716 εβ : hệ số trùng khớp đo Ï Zε : hệ số kể đến trùng khớp ε α : hệ số trùng khớp ngang - Đường kính vòng lăn bánh nhỏ dw1 = 2aw × 103 = = 47,3 (mm) um + 3,355 + - Theo cơng thức (6 40) v1 = π × 47,3 ×1458 π d w1 n1 = = 3,61 (m/s) 60000 60000 - Theo bảng 6.13 với v = 3,61 m/s ta dùng cấp xác - Theo bảng 6.14 với cấp xác v < - Ta được: K Hα =1,16 ; H Fα =1,4 - Cơng thức (6.42) VH = δ H g v a w1 u1 - Theo bảng 6.15 ta chọn δ H = 0,002 (răng nghiêng) - Theo bảng 6.15 ta chọn g0 = 56 (vì m=1,5 VH = 0,002 × 56 × 3,61 103 = 2,24 3,35 10 π d b.t1 (d C − t1 ) 3,14 × 35 10.5.(35 − 5) − = − = 7128 16 dC 16 35 84455 ⇒ τm =τa = = 5,9MPa 2.7128 W0 C = - Theo bảng (10.7) : ψ τ = - Theo cơng thức (10.26) : Kτ = ( Kτ / ετ + K x − 1) / K y + Theo bảng (10.8) : Kx=1,06 + Theo bảng (10.9) : Ky=1,6 d + Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 σb = 600 (MPa): ⇒ Kτ d = ( 1, 64 + 1, 06 − 1) /1, = 1,1 ⇒ Sτ = Kτ = 1, 64 ετ τ −1 151,73 = = 23,38 K τd τ a + ψ τ τ m 1,1.5,9 + ⇒S= S σ Sτ S σ2 + Sτ2 = 4,8.23,38 4,8 + 23,38 = 4,7 > [ S ] - Như vậy,khơng cần phải kiểm tra độ cứng trục.‘ d Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh : - Cơng thức (10.27): σ td = σ + 3τ ≤ [ σ ] - Tại tiết diện nguy hiểm : Mmax =119818 (Nmm) ; Tmax =84455(Nmm) M max 119818 = = 27,9MPa 0,1.d C 0,1 × 35 Tmax 84455 = = 9,8MPa - Theo cơng thức (10.29) : τ = 0,2.d C 0,2 × 35 - Theo cơng thức (10.28) : σ = - Thép 45 : σb = 600 (MPa) ; σch = 340 (MPa) - Theo cơng thức (10.30) : [ σ ] = 0,8 × σ ch = 0,8 × 340 = 272 ( MPa ) - Thay vào cơng thức (10.27) : σ tđ = 27,9 + × 9,8 = 33MPa σ td < [ σ ] Kết luận: trục đạt u cầu độ bền tĩnh 6.XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ VÀ KIỂM NGHIỆM BỘ TRUYỀN TRỤC III a.Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục: - Các thơng số ban đầu : l33 =103,5 (mm) ; l31 = 153 (mm) ; lc34 = 83,5 (mm) dw4 = 161,88 (mm) ; T = 221280 (Nmm) αtw2 = 20,31210 ; β2 = 10,48580 - Lực vòng : Ft4 = Ft3 = 2807 (N) - Lực hướng kính : Fr4 = Fr3 = 1079 (N) - Lực dọc trục: Fa4 = Fa3 =667 (N) 27 - Moment uốn Fa3 gây trục III: M a = Fa d w4 161,88 = 667 = 53986,98 N mm 2 - Lực xích tải tác dụng lên trục theo hướng y Fx = Fr = 2518 (N) b.Xác định đường kính chiều dài đoạn trục trục III: - Xác định phản lực tác dụng lên gối đở : Sử dụng phương trình moment phương trình hình chiếu lực mp zOy zOx : - Trong mp zOy : Fly 32 = Fr l 33 + Fx (.l 31 + l c 34 ) + M a 1079.103,5 + 2518(153 + 83,5) + 53987 = = 4976 N l31 153 Fly 31 = Fly 32 − Fr − Fx = 4976 − 1079 − 2518 = 1378 N - Trong mp zOx : Flx 32 = l 33 Ft 103,5.2807 = = 1899 N l 31 153 Flx 31 = Ft − Flx 32 = 2807 − 1899 = 908 N - Xác định đường kính đoạn trục : *Tại A : Mtđ = *Tại D : theo cơng thức (10.15) cơng thức (10.16) M D = M xD + M yD = 210257 = 210257 Nmm M tdD = M D2 + 0,75 × 221280 = 284485 Nmm - Đường kính trục tiết diện A,D : theo cơng thức (10.17) : d 3D = M tdD 284485 =3 = 38,5mm 0,1.[σ ] 0,1.50 ⇒ Chọn d3D=d3A = 40 (mm) [ σ ] =50 (MPa) ứng với thép 45 có σ b ≥ 600 ( MPa ) đường kính trục > 30(mm) *Tại C : theo cơng thức (10.15) cơng thức (10.16) Mc = M yc2 + M xc2 = 142623 + 93978 = 170801Nmm M tdc = M c2 + 0,75.Tc2 = 1708012 + 0,75 × 221280 = 256703 N mm - Đường kính trục tiết diện C : theo cơng thức (10.17) : d 2c = M tdc 256703 =3 = 37,2mm 0,1.[σ ] 0,1 × 50 ⇒ Chọn d3C = 45 (mm) [ σ ] =50 (MPa) ứng với thép 45 có σ b ≥ 600 ( MPa ) đường kính trục ≤ 30(mm) *Tại E : theo cơng thức (10.15) cơng thức (10.16) 28 ME = M tdE = M E2 + 0,75.TE2 = + 0,75 × 221280 = 191634 N mm -Đường kính trục tiết diện E : theo cơng thức (10.17) : d 3E = M tdE 191634 =3 = 33,7 mm 0,1.[σ ] 0,1 × 50 ⇒ Chọn d3E =35 (mm) - Biểu đồ moment hình vẽ 29 o z Flx31 Fa4 D C Ft4 5204 Fr4 y Qy 2618,05 4233,05 465 301075,75237253,85 Mx 1388,48 Qx 2957 My 159675,2 406029 Ø40 k6 Ø45 H7 k6 T Ø40 k6 x A 30 C.Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi : - Kiểm nghiệm mỏi tiết diện có mặt cắt nguy hiểm (tại C) MC = 170801(Nmm) TC = 221280 (Nmm) ; dC = 45 (mm) - Cơng thức (10.19): s = sσ × sτ / sσ2 + sτ2 ≥ [ s ] - Trong : * sσ : hệ số an tồn xét riêng ứng suất pháp C σ −1 - Theo cơng thức (10.20): sσ = Kσ d × σ a + ψ σ × σ m σ-1 :giới hạn mỏi ứng với chu kì đối xứng - Với thép Cacbon 45 có σb = 600 (MPa) σ-1 = 0,436 σb = 0,436 600 = 261,6 (MPa) - Đối với trục quay σm = ; theo cơng thức (10.22) : σa = σmaxC = MC/WC - Theo bảng (10.6) với trục có rãnh then : 3,14.d b.t1 (d C − t1 ) WC = − 32 dC - Theo bảng (10.16) tra then: b = 14 (mm) ; t1 = 5,5 (mm) 3,14 × 45 14 × 5,5 × (45 − 5) − = 6271 32 45 170801 ⇒ σ a = σ max = = 27 MPa 6271 - Theo bảng (10.7) : ψ σ = 0,05 WC = - Theo cơng thức (10.25): Kσ = ( Kσ / ε σ + K x − 1) / K y + Theo bảng (10.8) : Kx=1,06 + Theo bảng (10.9) : Ky=1,6 d + Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 σb = 600 (MPa): Kτ = 2,06 ετ ⇒ K σ = (2,06 + 1,06 − 1) / 1,6 = 1,325 ⇒ Sσ = τ −1 261,6 = = 7,3 K σd σ a + ψ τ τ m 1,325 × 27 + 0,05.0 * sτ : hệ số an tồn xét riêng ứng tiếp C: 31 τ −1 Kτ d ×τ a +ψ τ ×τ m τ −1 ≈ 0,58 × σ −1 = 0,58 × 261, = 151, 73 ( MPa ) - Theo cơng thức (10.21): sτ = - Khi trục quay chiều: Cơng thức (10.23): τ m = τ a = - Theo bảng (10.6) với trục quay chiều : πd b.t1 (d C − t1 ) 3,14 × 45 W0 C = 16 − = dC 16 Tc 2.W0C 14 × 5,5 × (45 − 5,5) − = 15213 45 221280 = 14,5MPa × 15213 - Theo bảng (10.7) : ψ τ = ⇒ τm =τa = - Theo cơng thức (10.26) : Kτ = ( Kτ / ετ + K x − 1) / K y + Theo bảng (10.8) : Kx=1,06 + Theo bảng (10.9) : Ky=1,6 d Kτ = 1,64 ετ - Thay vào cơng thức (10.26) : K σ = (1,64 + 1,06 − 1) / 1,6 = 1,1 τ −1 151,73 ⇒ Sτ = = = 9,5 K τd τ a + ψ τ τ m 1,1 × 14,5 + 0.10,2 - Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 σb = 600 (MPa): ⇒S= S σ Sτ S +S σ τ = 7,3.9,5 7,3 + 9,5 = 5,7 > [ S ] Như vậy,khơng cần phải kiểm tra độ cứng trục.‘ d Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh : - Cơng thức kiểm nghiệm có dạng : cơng thức (10.27) : σ td = σ + 3τ ≤ [ σ ] - Tại tiết diện nguy hiểm : Mmax = 170801(Nmm) ; Tmax =221280(Nmm) M max 170801 = = 18,7 MPa 0,1.d C3 0,1.45 Tmax 221280 = = 12,1MPa - Theo cơng thức (10.29) : τ = 0,2.d C 0,2.45 - Theo cơng thức (10.28) : σ = - Thép 45 : σb = 600 (MPa) ; σch = 340 (MPa) - Theo cơng thức (10.30) : [ σ ] = 0,8 × σ ch = 0,8 × 340 = 272 ( MPa ) ⇒ σ td = 18,7 + × 12,12 = 28MPa σ td < [ σ ] Kết luận: trục đạt u cầu độ bền tĩnh 7.THIẾT KẾ THEN - Ta dùng then đầu nón 32 - Gia cong rảnh then trục dùng phương pháp phay dao phay ngón - Ta cần kiểm nghiệm mối ghép độ bền dập theo c.t(9.1) độ bền cắt theo c.t (9.2) với lt =1,35 d σ d = 2T1 / d × l t ( h − t1 )  ≤ [ σ d ] *Trục I T =26807(Nmm) - Trên trục I lắp then tiết diện B : dB = 25 (mm) ; lt ≈ 1,35 d =33,75(mm) - Theo bảng (9.1a) : b = (mm) ; h = (mm) ; t1 = (mm) ⇒ σd = × 26807 = 21,2 MPa [25 × 33,75(7 − 4)] - Theo bảng (9.5) : [ σ d ] = 100 ( MPa ) ⇒ σ d < [ σ d ] - Điều kiện bền cắt : theo cơng thức (9.2) : τC = 2.T1 × 26807 = = 8MPa < [τ C ] = 30 MPa d l t b 25 × 33,75 × ⇒ then đủ bền * Trục II : T2 = 84455 (Nmm) Lắp then vị trí B C + Tại B : dB =35 (mm) ; lt ≈ 1,35 dB = 47,25 (mm) Theo bảng (9.1a) : b = 10 (mm) ; h = (mm) ; t1 = (mm) Điều kiện bền dập : theo cơng thức (9.1) : 2.T2 × 84455 = = 34 MPa d l t (h − t1 ) 35 × 47,25 × (8 − 5) τd = Theo bảng (9.5) : [ σ d ] = 100 ( MPa ) ⇒ σ d < [ σ d ] Điều kiện bền cắt : theo cơng thức (9.2) : τc = 2.T2 × 84455 = = 10,2 MPa < [τ C ] = 30 MPa d l t b 35 × 47,25 × 10 Kết luận : then đủ bền +Tại C : dC = 35 (mm) ; lt ≈ 1,35 dD = 47,25 (mm) Theo bảng (9.1a) : b =10 (mm) ; h = (mm) ; t1 = (mm) ⇒ τd = 2.T2 × 84455 = = 34 MPa d l t (h − t1 ) 35 × 47,25 × (8 − 5) Theo bảng (9.5) : [ σ d ] = 100 ( MPa ) ⇒ σ d < [ σ d ] ⇒ τC = 2.T2 × 84455 = = 10,2 MPa < [τ C ] = 30 MPa d l t b 35 × 47,25 × 10 Kết luận : then đủ bền * Trục III : T3 = 221280 (Nmm) Lắp then vị trí C E + Tại C : dC = 45 (mm) ; lt ≈ 1,35 dC = 60,75 (mm) - Theo bảng (9.1a) : b = 14 (mm) ; h = (mm) ; t1 = 5,5 (mm) - Điều kiện bền dập : theo cơng thức (9.1) : τd = 2.T3 × 221280 = = 46,2 MPa d l t (h − t1 ) 45 × 60,75 × (9 − 5,5) 33 Theo bảng (9.5) : [ σ d ] = 100 ( MPa ) ⇒ σ d < [ σ d ] - Điều kiện bền cắt : theo cơng thức (9.2) : τC = 2.T3 × 221280 = = 11,5MPa < [τ C ] = 30 MPa ⇒ d l t b 45 × 60,75 × 14 +Tại E : dE = 35 (mm) ; then đủ bền lt ≈ 1,35 dE = 47,25 (mm) - Theo bảng (9.1a) : b = 10 (mm) ; h = (mm) ; t1 = (mm) - Điều kiện bền dập : theo cơng thức (9.1) : τd = 2.T3 × 221280 = = 89 MPa d l t (h − t1 ) 35 × 47,25 × (8 − 5) Theo bảng (9.5) : [ σ d ] = 100 ( MPa ) ⇒ σ d < [ σ d ] - Điều kiện bền cắt : theo cơng thức (9.2) : τC = 2.T3 × 221280 = = 26,7 MPa < [τ C ] = 30 MPa ⇒ d l t b 35 × 47,25 × 10 then đủ bền PHẦN V: THIẾT KẾ Ổ LĂN Chọn ổ lăn cho truc I: - Theo kết tính toán trục ta có : Fa1 = 230 N ; Fly11 =350 N ; Flx11 = 632 N Fly12 = 120 N ; Flx12 =464 N - Tổng phản lực tác dụng lên ổ: + Ổ có: Flt11 = F lx11 + F ly11 = 722 N + Ổ có : Flt12 = F lx12 + F ly12 = 479 N - Ta thấy Flt11 > Flt12 nên ta xét tỉ số : Fa1 230 = = 0.318 ⇒Ta chọn ổ bi đỡ chặn với góc α = 12 Flt11 722 - Chọn sơ ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ hẹp kí hiêu: 36204 Với d= 20mm ; D = 47 mm ; b= 14mm ; r = 1,5 mm ; r1= 0,5 mm; C =12,3 kN ; C0 = 8,47 kN - Kiểm nghiệm khả tải động ổ Fa1 230 = = 0,0271 Theo bảng 11.4 ta được: e = 0,34 C 8470 Fa1 230 = = 0,318 < e - Vì vòng quay nên V=1 Do đó: V Fr 722 Ta có - Theo bảng 11.4 ta được: X= ; Y= - Tải trọng động: Q=( XVFr + YFa) kt kđ - Trong đó: + kt =1 (nhiệt độ Fs1 ⇒ Fa1 = 392,86 ( N) ∑F a2 = Fs1 - Fa1 = 245,48– 230 = 15,48 (N) < Fs2 ⇒ Fa2 = 162,86 (N) ⇒ Tải trọng động ổ ổ : Q1 = (X.V.FR1+Y.FA1).KTKD = Q2 = (1.1.0,722 + 0.0,39286 )1×1,2 = 0,8664 kN (1.1.0,479 + 0.0,16286 )1×1,2 = 0,5748 kN - khả tải động Cd :Ta có: Cd= Q m L Với ổ bi : m=3 Lh :tuổi thọ ổ Lh = 20000 L= Lh 60.n 20000 × 60 × 1425 = =1710 triệu vòng 10 10 ⇒ Cd= 0,8664 1710 = 10,36kN - Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ : Qt = X0 Fr + Y0 Fa - Theo bảng 11.6 ta X0=0,5Y0=0,47 ⇒ Qt =0,5×722 + 0,47×392,86 = 545,6 (N) < Fr1 Vậy Qt = Flt11= 722 (N) [...]... 6o39'51,32" -Số răng bánh răng: z1=40; z2=107 -Hệ số dòch chuyển: x=0; y=0 -Theo các công thức trong bảng 6.11, ta được: +Đường kính vòng chia : m.Z 1 =60 (mm) cos β m.Z 2 d2 = =161 (mm) cos β d1 = +Đường kính đỉnh răng: da1 = d1 +2.m =63 (mm) da2 = d2+2.m = 164 (mm) +Đường kính đáy răng : df1 = d1 - 2,5.m = 56,25 (mm) df2 = d2 - 2,5.m = 157,25 (mm) 4 TÍNH TOÁN CẤP CHẬM: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG... Theo cơng thức 6.17 M = (0,01 ÷0,02) a w 2 = (0,01 ÷0,02) × 122 = (1,22 2,44) (mm) - Theo bảng 6.8 chọn mođun m= 1,5 - Theo 6.31, ta có: 13 + Số răng bánh nhỏ : a 2.cos β 122 × 2 × cos ( 147 148 ) z1 = w = = 50 răng m ( u + 1) 1,5 × ( 2, 23 + 1) + Số răng bánh lớn : z2 = u × z1=2,23 × 50= 111 - Do đó tỉ số truyền thực sẽ là z2 111 um= = = 2,22 z1 50 ( z + z ) m (50 + 111) ×1,5 483 cos β = 1 2 = = 2.aw... 84455 N.mm αtw2 = 20,31210 ; β = 16,360 ; dw3 =60,16 mm ; αtw3 =20,5112 0 ; * Đối với bánh răng số 2: - Lực vòng: Ft2 = Ft1 =1246 N - Lực hướng tâm: Fr2 = Fr1 =470 N - Lực dọc trục: Fa2 =Fa1 = 230 N β3 = 13,36920 23 - Moment uốn do Fa2 gây ra trên trục II M a 2 = Fa 2 d w2 138 = 230 × = 15870 N mm 2 2 * Đối với bánh răng số 3 :Theo cơng thức (10.1) - Lực vòng : Ft 3 = 2T2 2.84455 = = 2807 N d w3 60,16... = =1,11 2π - Theo cơng thức 6.34: ZH = - Theo 6.38: Z ε = 1 εα - Theo 6.38b: ε α =[1,88-3,2( ⇒ Zε = 1 1 1 1 483 + )]cos β =[1,88-3,2( + )] × =1,788 z1 z2 50 111 488 1 =0,748 εα - Đường kính vòng lăn bánh nhỏ: dw1 = 2aw 2 × 122 = = 75,8 (mm) um + 1 2, 22 + 1 - Theo cơng thức (6 40): 14 v= π × 75,8 × 544 π d w n2 = = 2,16 (m/s) 60000 60000 - Theo bảng 6.13 với v = 2,16 m/s ta dùng cấp chính xác 8 - Với... thước bộ truyền - Khoảng cách trục: aw2 =122 (mm) - Modun pháp: m = 1,5 (mm) - Chiều rộng vành răng: bw = 48,8 (mm) - Tỉ số truyền thực tế: um = 2,22 - Góc nghiêng của răng: β = 8012’31,99” - Số răng bánh răng: z1=50 ; z2=111 - Hệ số dòch chuyển: x=0; y=0 - Theo các công thức trong bảng 6.11, ta được: + Đường kính vòng chia: m.Z1 1,5 × 50 = d1 = =75,78 (mm) cos β 483 488 d2 = m.Z 2 1,5 × 111 = = 168,22... df1 =d1 - 2,5.m= 72,03 (mm) df2 =d2 - 2,5.m= 164,47 (mm) PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 1 CHỌN VẬT LIÊÏU CHẾ TẠO TRỤC + Ta dùng thép C45 có σ b =600 MPa, ứng suất xoắn cho phép [ τ ] = (12… 20)MPa + Sơ đồ lực trong khơng gian: 17 o x Fa1 Fr1 Fx2 Fa2 Fx1 y Fr2 Fr3 Fa3 Fa3 Fa4 Fx3 Fr4 Frxích 2 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH SƠ BỘ CÁC ĐOẠN TRỤC T - Theo (10.9), đường kính trục k với k=1……3: d = 3 0, 2 × τ ( mm ) [... cách giữa các gối đỡ: l11 = l21 = l31 = 169 (mm) lc11 l11 1 3 l22 2 4 l33 lc34 Rx l31 4 XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ VÀ KIỂM NGHIỆM BỘ TRUYỀNG TRỤC I a Xác định các thơng số và chiều của các lực từ các chi tiết máy: - Các thơng số ban đầu: lc11 = 68 (mm) ; l12 = 54 (mm) dw1 = 60,41 (mm) ; T1 = 62881 (N.mm) αtw1 = 20,13 ; β = 6,6643 0 - Theo cơng thức (10.1): 2T1 2 × 62881 = = 2082 N - Lực vòng: Ft1 = d w1 60,... thức (10.16) 2 2 M tdB = M yB + M xB + 0,75.TB2 = 48348 Nmm + Đường kính trục tại tiết diện B : theo cơng thức (10.17) : d 1B = 3 M tdB 48348 =3 = 19,7mm 0,1.[σ ] 0,1 × 63 ⇒ Chọn d1B = 25 (mm) - Biểu đồ moment như hình vẽ c.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : - Kiểm nghiệm mỏi tại tiết diện có mặt cắt nguy hiểm (tại B) MxB = 17325 (Nmm) ; MyB = 48009 (Nmm0 21 TB = 26807 (Nmm) ; dB =25 (mm) - Cơng... định sơ bộ khoảng cách trục - Theo 6.15a T1.K H β aw 2 = K a ( u + 1) 2 [ σ H ] u1.ψ ba - Theo bảng 6.6 : ψ ba = 0,4 - Theo bảng 6.5 chọn Ka = 43 (răng nghiêng) - Theo bảng 6.7 chọn K H β = 1,03 (sơ đồ 5) - Theo cơng thức 6.16:ψ bd = 0,53× (u+1)= 0,53 × 0, 4 × ( 2, 23 + 1) =0,68476 - Với T2= 164316 (Nmm), u=2,23 - Do cấp chậm sử dụng răng nghiêng nên theo 6.12: [σ ] + [σ H 2 ] = 495,4 MPa [ σ H ]=... = M C2 + 0,75.TC2 = 119818 2 + 0,75 × 84455 2 = 1403771N mm - Đường kính trục tại tiết diệnC : theo cơng thức (10.17) : d 2C = 3 M tdC 140377 =3 = 28,13mm 0,1.[σ ] 0,1 × 63 Chọn d2C = 35(mm) 24 - Biểu đồ moment như hình vẽ Ft2 Fa2 o B y C Fr2 D Fr3 Fa3 Flx21 Flx22 Ft3 Fly21 Fly22 343 Qy 266 736 37041 16978 13167 Mx 2302 2703 Qx 505 1751 113949 86675 My 84455 H7 k6 Ø35 Ø30 k6 H7 k6 Ø35 T Ø30k6 x A z