Đồ án chi tiết máy bánh răng côn trụ 2 cấp. Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa và đi lên hội nhập cùng bạn bè quốc tế của đất nước hiện nay thì ngành cơ khí đã trở thành một ngành nghề then chốt với tầm quan trọng rất lớn. Đây được xem là một ngành kinh tế mũi nhọn, nó đã tạo điều kiện thúc đẩy sự phát triển cho các ngành kinh tế của đất nước.Với sự nổ lực riêng của ngành cùng sự hổ trợ của nhiều ngành kỷ thuật khác, ngành cơ khí đã và đang khẳng định mình trong vai trò là một ngành đi đầu và giờ đây nó đã cho ra đời nhiều loại máy tự động hóa trong nhiều ngành sản xuất khác nhau với những dây chuyền tự động hiện đại, thay thế những lao động thủ công bằng những máy móc thô sơ. Sau đây là bài thiết kế bộ truyền động cơ khí trong hộp giảm tốc hai cấp khai triển do nhóm sinh viên chúng em thực hiện.
Bộ môn sở thiết kế máy rôbôt đồ án môn học chi tiết máy ************ Giáo viên hớng dẫn : Lê Văn Uyển Sinh viên : Giần Hải Anh Lớp : CTM1- K49 Hà Nội : 5-2006 Lời nói đầu Thiết Kế Đồ án Chi Tiết Máy môn học ngành khí Môn học giúp cho sinh viên có nhìn cụ thể thực tế kiến thức đợc học, mà sở quan trọng môn chuyên ngành đợc học sau Đề tài sinh viên đợc giao thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh côn trụ thẳng truyền xích Hệ thống đợc dẫn động động điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc truyền xích truyền chuyển động tới băng tải Trong trình tính toán thiết kế chi tiết máy cho hộp giảm tốc sinh viên sử dụng tra cứu tài liệu sau: Tập chi tiết máy GS.TS-nguyễn trọng hiệp Tập Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí PGS.TS Trịnh chất TS lê văn uyển Dung sai lắp ghép GS.TS ninh đức tốn Do lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy,cùng với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng môn có liên quan song làm sinh viên tránh khỏi sai sót Kính mong đợc hớng dẫn bảo nhiệt tình thầy cô môn giúp cho sinh viên ngày tiến Cuối sinh viên xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Lê Văn Uyển trực tiếp hớng dẫn, bảo tận tình để sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao Sinh viên : Giần Hải Anh tính toán động học hệ dẫn động phần I : động học hệ băng tải I, Chọn động 1, Xác định công suất cần thiết động P Công suất tơng đơng xác định theo công thức : P = ; Trong : +,Công suất trục theo đề bài: Pct = 6,5 KW +, Hiệu suất hệ dẫn động : = nib Theo sơ đồ đề : =d.3ôl.brtru brtrụ; Tra bảng( 2.3) Ttttkhdđck tập1 , ta đợc hiệu suất: d = 0,95 - hiệu suất truyền đai ol = 0,992 - hiệu suất cặp ổ lăn; brtru= 0,96 - hiệu suất cặp bánh trụ thẳng; brtrụ = 0,96 - hiệu suất cặp bánh trụ nghiêng; = 0,95 0,9923 0,96.0,96 = 0,8546 ; + Hệ số xét đến phân bố tải không : = T t 3 i ữ i = 12 + 0, 752 + 0,52 = 0,8023 10 10 10 T1 tck Công suất tơng đơng Ptđ đợc xác định công thức: Ptd = .Pct 0,8.6,5 = = 6,085 KW 0,8546 2, Xác định tốc độ đồng động điện Chọn sơ tỉ số truyền toàn hệ thống u c Theo bảng 2.4, truyền động bánh trụ hộp giảm tốc đồng trục2 cấp, truyền động xích (bộ truyền ngoài): Uc= usbh usbx; usbh: tỉ số truyền sơ hộp giảm tốc ; usbh =(12 20); usbx: tỉ số truyền sơ xích ; usbx =(2.5 3); Uc=(12 20).(2.5 3)= 30 60 ; +, Số vòng quay trục máy công tác nlv : 60000.v 60000.0,58 nlv = = 34,616 vg/ph = D 3,14.320 Trong : v : vận tốc băng tải; v = 0,58 m/s ; D : đờng kính băng tải ; D=320 mm ; Số vòng quay sơ động nsbđc: nsbđc = nlv usb = 31,42(30 60) = (942,6 1885,2) vg/ph ; Ta chọn số vòng quay đồng : nđb=1500 v/ph ; 3, Chọn động Chọn động phải thỏa mãn điều kiện : Pđc Ptđ , nđc nsb T K k = - hệ số tải; Tdn Từ kết : Pct = 4,772kW ; Tmm = 1,6 T Ta chọn động ký hiệu : 4A112M4Y3 (theo bảng P 1.3 tập 1) Các thông số kĩ thuật động 4A112M4Y3 nh sau : Pđc = 5,5 kw ; nđc = 1425 vg/ph ; cos = 0,85 ; n % = 85.5 ; TK = k = 1,6 ; Tdn Theo bảng P 1.7 tập Tttkhdđck có: Đờng kính trục động : d T=32 mm ; Khối lợng : m=56 kg; Kết luận động 4A112M4Y3 có kích thớc phù hợp với yêu cầu thiết kế n sb = (942.6 1885).vg / ph ; II, PHÂN PhốI Tỷ Số TRUYềN Nh biết tỷ số truyền chung : uc = usbh usbx n 1425 u c = dc = = 41,166 mặt khác: n lv 34,616 Do : +, Chọn uxích = 2,5 uhộp = 41,166 = 16,429 ; 2,5 mà uh= u1 u2 Trong : u : Tỉ số truyền cấp nhanh cặp bánh côn ; u2 : Tỉ số truyền cấp chậm cặp bánh trụ ; Theo kinh nghiệm truyền côn trụ : u1=(0,25 0,28) Uh; u1 1,25.u2 ( lấy u2 u h /1,25 u1) +, Chọn : u1 =115/25 = 4,600; u2 =225/35 = 3,571; III, Xác định thông số trục 1, Công suất tác dụng lên trục F.v 3000.0,51 +, Trục công tác : Pct= = 1,74 kw = 1000 1000 Pct' 1,74 ' +, Trục III : P3 = = = 2,201 kw x ol 0,902.0,9923 +, Trục II : P2= 2.2,201 2.P3' = = 4,621 kw br ol 0,97.0,992 +, Trục I : P1= P2 4,621 = = 5,011 kw brc ol 0,97.0,992 2, Số vòng quay trục +, Tốc độ quay trục I : +, Tốc độ quay trục II : +, Tốc độ quay trục III : +, Tốc độ quay trục công tác : n1 = nđc = 1425 vg/ph n 1425 n2 = = = 309,78 vg/ph u1 4,6 n 309,78 n3 = = = 86,74 vg/ph u2 3,571 n 86,74 nct = = =34,62 vg/ph u x 2,506 Pi Ti = 9,55.106 ni 3, Mô men xoắn trục P 5,011 = 33584 Trục I : T1 = 9,55.10 = 9,55.106 n1 1425 P 4,621 = 142470 Trục II : T2 = 9,55 10 = 9,55.106 n2 309,78 N.mm N.mm P3' 2,201 Trục III : T3 = 9,55 10 = 9,55.10 = 242280 N.mm n3 86,74 Trục công tác: ' 1,740 Pct Tct = 9,55 10 = 9,55 10 = 480035 N.mm n ct 34,62 IV, bảng tổng kết Trục Thông số Công suất: P(kW) Số v/quay:n(vg/ph) Mômen: T(N.mm) Động I II III Công tác Khớp = U1 = 4,60 U2 = 3,57 Ux =2,51 4,724 5,011 4,621 2,201 1,740 1425 1425 309,78 86,74 34,62 31659 33584 142470 242280 480035 Phần II : TíNH TOáN THIếT Kế CHI TIếT MáY I, thiết kế Bộ TRUYềN BáNH RĂNG HộP GIảM TốC A, Tính thiết kế truyền cấp nhanh (bánh côn) 1, Chọn vật liệu Để thống hoá vật liệu , chọn vật liệu hai cấp (cấp nhanh cấp chậm) nh ; theo bảng (6.1) tttkhdđck tập 1; với chế độ làm việc êm, ta chọn vật liệu: Bánh nhỏ : Thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 192 240 Có : b1 = 750 MPa ; ch = 450 MPa Bánh lớn : Thép 45, thờng hóa độ rắn HB 170 217 Có : b2 = 600 Mpa ; ch = 340 MPa 2, Xác định ứng suất cho phép +, ứng suất tiếp xúc cho phép : [ H ] = ( H lim S H ) Z R Z V K xH K HL ; +, ứng suất uốn cho phép : [ F ] = ( F lim S F ) YR YS K xF K FC K FL ; Tính sơ chọn : ZRZVKxH = [ H ] = H lim K HL S H ; YRYSKxH = KFC =1 (do đặt tải chiều) [ F ] = F lim K FL S F ; +, Dựa vào bảng (6.2) tttkhdđck tập ,với thép 45 cải thiện thờng hoá ta chọn độ rắn bề mặt : Bánh nhỏ HB = 230 Bánh lớn HB = 210 oHlim1 = 2.HB1+ 70 = 230 + 70 = 530 Mpa ; oFlim1 = 1,8.HB1 = 1,8 230 = 414 Mpa ; oHlim2 = 2.HB2 + 70 = 210 + 70 = 490 Mpa ; oFlim2 = 1,8 HB2 = 1,8 210 = 378 Mpa ; +, KHL, KFL : hệ số tuổi thọ xác định theo công thức : KHL= mH N Ho N HE KFL= mF N Fo N FE Với : mH , mF : bậc đờng cong mỏi thử tiếp xúc uốn, HB < 350 mH = mF = 6; +, NHo: Số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc NHo1 =30 HB12,4 = 30.230 2,4 = 13972305 2,4 NHo2 =30 HB 2,4 = 11231753,5 = 30.210 +, NFo : số chu kì ứng suất sở thử uốn : NFO = 4.106 ; +, NHE , NFE : số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng : N HE = 60.c.n i t i ( Ti / T1 ) t i / t CK N HE2 = 60.1.309,78.13500 13 + (0,9)3 ữ = 22,54.10 ; 8 N HE1 = u1N HE2 = 10,37.10 ; NHE1 > NHO1 => KHL1 = NHE2 > NHO2 => KHL2 = m N FE = 60.c.(n i / u i ) t i ( Ti / T1 ) F t i / t ck N FE2 = 60.1.309,78.13500 16 + (0,9)6 ữ = 20,68.10 ; N FE1 = u1 N FE2 = 9,514.108 ; NFE1 > NFO => KFL1 = NFE2 > NFO => KFL2 = +, SH , SF : Hệ số an toàn tính tiếp xúc uốn, tra bảng (6.2), ta có SH =1,1 SF =1,75 Thay vào ta đợc : +, [ H ] = H lim K HL S H ; 530.1 = 481,818(MPa) 1,1 490.1 [ H ] = 1,1 = 445,455(MPa) +, [ F ] = F lim K FL S F ; [ H ] = [ H ] = 445,455 (PMa) 414.1 = 236,571(MPa) ; 1,75 378.1 = 216(MPa) ; [F]2 = 1,75 +, ứng suất tải cho phép : [H]max=2,8.ch [H]max1=2,8.450=1600 Mpa ; [H]max2=2,8.340 = 952 Mpa [F]max=0,8.ch [F]max1= 0,8.450 =360 Mpa ; [F]max2=0,8.340 = 272 Mpa [F]1 = 3, Tính thiết kế thông số truyền bánh côn Vì truyền truyền bánh côn thẳng nên : [ H ] = [ H ] ,[ H ] = 445,455 MPa a, Xác định sơ chiều dài côn Re đờng kính chia de , Đờng kính chia bánh chủ động theo công thức (6.52a) : ( ) Re = K R u + T1 K H /[(1 K be ).K be u.[ H ] ] ; Trong đó: +, KR : hệ số phụ thuộc bánh loại răng,với truyền bánh côn thẳng thép; KR = 0,5.Kd = 0,5 100 = 50 MPa1/3 (do Kd=100 Mpa1/3 ) ; +, Kbe : hệ số chiều rộng vành , b Kbe= = 0,250,3 ,do u1 = 4,2 > Kbe = 0,25 ; Re +, KH : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành bánh côn Theo bảng 6.21 , với: Kbe.u1/( - Kbe) = 0,25.4,6/(2 0,25) = 0,657 ; với ổ đũa ta đợc : KH = 1,144 ; +, T1 =33584 Mpa - mômen xoắn trục I ; +, [H]=445,455 Mpa ; Vậy : chiều dài côn sơ R'e là: R'e = 50 4,6 + 33584.1,144 = 143,062(mm) ( 0,25 ) 0,25.4,6.445,4552 ' , Đờng kính chia sơ d e1 bánh côn chủ động : 2.R e 2.134,683 d' e1 = = = 60,781(mm) 2 u1 + 4,6 + b, Xác định thông số ăn khớp +, Số bánh nhỏ Z1 : Từ d'e1 = 60,781 mm tỉ số truyền u1 = 4,6 ,tra bảng (6.22) ,ta có :z1p =15 ; Với: HB1, HB2 < HB 350 Z1 = 1,6.z1p = 1,6.15 = 24,8 chọn Z1 = 25 dựa vào bảng (6.20) tttkhdđck tập 1, chọn hệ số dịch chỉnh đối xứng : x1 =0,4 ; x2 =- 0,4 ; +, Đờng kính trung bình mô đun trung bình sơ : d'm1 = (1- 0,5.K be ).d'e1 = (1- 0,5.0,25).60,781 = 53,183 (mm) m'tm = d'm1 /Z1 = 53,183/25 = 2,127 (mm) +, Mô đun vòng mte : Theo (6.56) : m'te = m'tm /(1 - 0,5.K be ) = 2,127/(1 - 0,5.0,25) = 2,431 (mm) Theo bảng (6.8) tttkhdđck tập 1, lấy theo trị số tiêu chuẩn: mte = 2,5 mm Do : Mô đun trung bình tính lại là: mtm = mte.(1 0,5.Kbe) = 2,5.(1- 0,5.0,25) = 2,188 (mm) Đờng kính trung bình bánh nhỏ tính lại là: dm1 = mtm Z1 = 2,188.25 = 54,688 (mm) ; Đờng kính chia bánh nhỏ de1 : de1 = mte Z1 = 2,5.25 = 62,5 (mm) ; +, Số bánh lớn Z2 : Z2 = u1.Z1 = 4,6 25 = 115 Z2 = 115 Tỷ số truyền thực : u1 = Z2/Z1 = 115/25 = 4,6 +, Góc côn chia : = arctg(Z1/Z2) = arctg(25/115) = 1201553,19 = 90 - = 770446,81 +, Chiều dài côn Re : R e = 0,5.m te Z12 + Z 22 = 0,5.2,5 252 + 1152 = 147,108 (mm) +, Đờng kính chia bánh côn lớn de2 : d e2 = Z2.mte = 115 2,5 = 287,5 (mm) +, Chiều rộng vành b : b = Re Kbe = 147,108 0,25 = 35,765 (mm) lấy b = 40 (mm) 4, Tính kiểm nghiệm truyền côn a, Kiểm ngiệm độ bền tiếp xúc Theo công thức (6.58) : 2.T1K H u 2m + H = Z M Z H Z [ H ] 0,85.b.d2m1u (1) Trong : +, ZM : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp, vật liệu thépthép , tra bảng (6.5 ), ta có : ZM =274 MPa1/3 +, ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, tra bảng (6.12) ; ta có : ZH =1,76 (với =0 x1 + x2 =0 ); +, Z : hệ số kể đến trùng khớp : Theo (6.59a) , bánh côn thẳng : Z = (4 ) / = (4 1,724)/3 = 0,871 theo (6.60) có (do = ) = 1,88 3,2.(1/Z1 + 1/Z2) = 1,88 3,2(1/25 + 1/115) = 1,724 +, KH : hệ số tải trọng tính tiếp xúc ; Theo (6.61) : KH = KH.KH.KH Với : KH : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành ; tra bảng (6.21), ta đợc : KH =1,144 ; KH : hệ kể đến phân bố không tải trọng cho đôi động thời ăn khớp; bánh côn thẳng KH = 1; KHV : hệ số kể đến tải trọng xuất vùng ăn khớp ; KHV =1 + H b.dm1 /(2.T1 KH KH) ; Trong : Vận tốc vòng : v = .dm1.n1/60.1000 = 3,14.54,688.1425/60.1000 = 4,080 (m/s) Theo bảng (6.13) dùng cấp xác Theo bảng (6.15) H =0,006 (răng thẳng không vát đầu ), Theo bảng (6.16) với cấp xác 8, tra đợc g0 = 56 ; Theo công thức (6.64), ta có: H = H go v d m1 (u + 1) / u = 0,006.56.4,080 54,688.(4,6 + 1) / 4,6 = 11,187 tra bảng (6.17) có : H < max ; +, b : chiều rộng vành ; b = 40 (mm) ; Theo công thức (6.63): KH =1+H.b.dm1/(2.T1.KH.KH) = + 11,187 40 54,688/(2.33584.1,144.1) = 1,318 ; Do : KH = 1,144 1,178 = 1,509 Thay giá trị vừa tính vào (1) ta có : H = 274.1,76.0,871 33584 1,509 4,6 + = 424,159 (MPa) 0,85 40 54,6882 4,6 +, Tính xác ứng suất cho phép [ H ] [ H ] = ( H lim ) S H Z R Z V K xH K HL hay [ H ] = 'H Z R Z V K xH Do: v < m/s nên : Zv = 1; Ra = 2,51,25 àm nên : ZR = 0,95 da < 700 mm nên : KXH = [H] = 445,455 0,95 1 = 423,182 (MPa) ; 10 z O y x Mx Mz T Hình 5: Biểu đồ mômen kết cấu trục III IV, chọn tính toán ổ lăn 39 1, Chọn tính ổ lăn cho trục I +,Chon loại ổ Tải trọng hớng tâm hai ổ : 2 Fr10 = Fx10 + Fy10 = 11822 + ( 186)2 = 1196 N Fr11 = Fx11 + R 2y11 = (2126)2 + 6232 = 2215 N Tải trọng dọc trục: Fa1 = -95 N Do yêu cầu độ cứng cao ,đảm bảo độ chích xác vị trí trục bánh côn ,chọn ổ đũa côn dãy Tra tra bảng P.2.11 tttkhdđck tập ,dựa vào đờng kính ngõng trục d = 30 mm, ta chọn : sơ ổ đũa côn cỡ trung Ký hiệu 7206 có : C = 29,8 KN, C0= 22,3 KN, = 13,670 Sơ đồ bố trí ổ : Hình 6: Sơ đồ bố trí ổ lăn trục I +, Tính ổ theo khả tải động Cd= Q m L < C Trong : m: bậc đờng cong, m = 10/3 L: tuổi thọ tính triệu vòng quay , L = 60.n110-6 Lh = 60.1425.10-6.16500 = 1410,8( triệu vòng) Q: tải trọng động : Qi= (XiVFri + Yi.Fai)Kt.Kđ Qi = (XVFri + YFai)Kt.Kđ Với : Fa , Fr -tải trọng dọc trục hớng tâm ổ V: hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V = Kt: hệ số kể đến ảnh hởng nhiệt độ, lấy Kt = (vì t0 < 1250) Kđ: hệ số tải trọng động (bảng 11.3) va đập nhẹ lấy Kđ = 1,2 X : hệ số tải trọng hớng tâm Y : hệ số tải trọng dọc trục Ta có: e = 1,5.tg = 1,5 tg13,670 = 0,36 Fs0 = 0,83.e.Fr0= 0,83 0,36 1195 =362,2 N Fs1= 0,83.e.Fr1= 0,83 0,36 2215 = 670,8 N Fa = Fs1 + Fat = 670,8 + 95 = 765,8 N Fa0 >Fs0 Fao= 765,8 N Fa1 = Fs0 Fat = 362,2 95 = 267,2 Fa1 < Fs1 Fa1= 670,8 N 40 Ta có : i.Fa0/Fr0=1.765,8 /1196,2=0,64 > e = 0,36 X1=0,4 ,Y1= 0,4.cotg13,670 = 1,64 ; Q0= (X0VFr0 + Y0.Fa0)Kt.Kđ = (1.1.1196,2+1,64.765,8).1.1,2 =2085,5 N i.Fa1/Fr1=1.670,8/2215,4 = 0,3 < e = 0,36 X1=1 ,Y1=0 ; Q1 = (X1.VFr1 + Y1.Fa1)Kt.Kđ = (1.1.2215.4+0).1.1,2 = 2658,5 N Vậy : Q1 > Q0 tính cho ổ 1: Q = Q1=2658,5 N Cd = 2658,5.10 / 1410,8 = 22,046N < C = 40 KN ổ thoả mãn khả tải động +, Kiểm nghiệm ổ khả tải tĩnh C Qt Theo (11.19): Qt1=X0.R1+ Y0.Fa0 (11.20) : Qt1 = Fr1 Tra bảng 11.6 tttkhdđck tập 1, ta có : X0=0,5; Y0= 0,22.cotg = 0,909 Qt1 = 0,5 2215,4 + 0,909 670,8 = 2218,4 N Qt1 = Fr1=2215,5 N Qt = Max(Qt1, Qt1) = 2218,4 N < C0=29,9 KN Vậy ổ thoả mãn khả tải tĩnh +, Kết luận: với trục I ta dùng ổ 7206 có : d =30 mm, D = 62 mm, D1=67 mm, B = 16 mm, C1=14 mm 2, Chọn tính ổ lăn cho trục II +, Chọn loại ổ Tải trọng hớng tâm hai ổ : 2 Fr20 = Fx20 + Fz20 = 25592 + 1089 = 2781 N 2 Fr21 = Fx21 + Fz21 = 19252 + 2 = 1925 N Lực dọc trục: Fa2 = 369,2 N nhỏ so với lực hớng tâm; Fa2/Fr0= 0,22 nhng tải trọng lớn yêu cầu nâng cao độ cứng nên ta chọn ổ đũa côn bố trí ổ nh hình vẽ : Hình 7: Sơ đồ bố trí ổ lăn trục II Với đờng kính ngõng trục d = 35 mm, theo bảng P2.11, Phụ lục chọn sơ ổ cỡ nhẹ ký hiệu 7206 có: 41 C = 29,8 kN, C0 = 22,1 kN, góc tiếp xúc = 13,670 +,Tính kiểm nghiệm khả tải động ổ Theo bảng 11.4 , với ổ đũa đỡ chặn : e = 1,5.tg = 1,5.tg(13,500) = 0,36 Theo (11.7) lực dọc trục lực hớng tâm sinh ổ : Fs0 = 0,83.e.Fr = 0,83.0,36.2781,1 = 842,1 N Fs1 = 0,83.e.Fr = 0,83.0,32.1925,4 = 583 N Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí chọn ta có : Fa0 = Fs1 - Fat = 583 436,8 = 146,2 N < Fs0 => Fa0 = Fs0= 842,1 N Fa1 = Fs0 +Fat = 842,1 + 436,8 = 1278,9 > Fs1 => Fa1 = Fa1 = 1278,9 N Xác định X Y: xét tỷ số : i.Fa0/Fr0 = 842,1 /2781,1 = 0,3 < e = 0,36 => X0 = 1, Y0 = => Q0 =(X0VFr0 + Y0.Fa0)Kt.Kđ = (1.1 2781,1+0).1.1,2 = 3337,3 N xét tỷ số : i.Fa1/Fr1 = 1.1278,9 /1925,4 = 0,66 > e = 0,36 theo bảng 11.4 ta có : X0 = 0,4 , Y0 = 0,4.cotg =1,645 => Q1= (X1.VFr1 + Y1.Fa1)Kt.Kđ = (0,4.1 1925,4 + 1,645 1278,9).1.1,2 = 3448,3 N Nh cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn xét tải trọng tơng đơng : m Q Q QE = QE1 = m Q L i = Q m T1 ữ L h1 + T2 QT ữ Lh QT Li với ổ đũa m = 10/3 , Lhi xem sơ đồ tải trọng m i m L h2 ữ ữ Lh 0,3 QE =3448,3 + 0,910 / 3 = 3328,6 N 8 Theo 11.1 ta có : CdE = QE.L0,3 Trong L = 60.n210-6Lh = 60.309,7.10-6.13500 = 250,8 triệu vòng => CdE = 3448,3.(250,8)0,3 = 17,46 kN < C = 29,8 kN Nh ổ chọn đảm bảo khả tải động => +, Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Theo bảng 11.6 với ổ đũa côn dãy: X0 = 0,5 ; Y0 = 0,22.cotg = 0,909 Theo công thức (11.19) tttk hdđ khí tập ,khả tải tĩnh Qt1 = X1.Fr1 + Y1.Fa1 = 0,5.1925,4 + 0,909.436,8 =962,7 N < Fr1 =1925,4 N Nh Qt = 1925,4 N < C0 = 22,3 KN Do ổ đảm bảo khả tải tĩnh +, Kết luận: với trục II ta dùng ổ 7206 có : d =30 mm, D = 62 mm, D1=67 mm, 3, Chọn tính ổ lăn cho trục III 42 B = 16 mm, C1=14 mm Tải trọng hớng tâm hai ổ : 2 Fr0 = Fx30 + Fz30 = (2137)2 + ( 3330)2 = 3957 N Fr1 = R 2x31 + R 2y31 = ( 1119)2 + (2960)2 = 3165 N Lực dọc trục Fat = Tra bảng P2.11 tttkhdđck tập 1, với đờng kính ngõng trục d = 35 mm Chọn ổ bi dãy cỡ trung kí hiệu : 207 Kích thớc ổ : D = 72 mm B = 17 mm r = mm đờng kính bi =17,46 mm C = 20,1 KN C0 =13,9 KN Kiểm tra khả tải tĩnh: Q0 =X0VFr0 Kt.Kđ = 1.1 3957.1.1,2 = 4748,4 N Cd = Q L = 19,5 kN < C = 20,1 kN Vậy: ổ thoả mãn khả tải động Kiểm tra khả tải tĩnh: Qt0 = X0 Fr0 = 0,6 3957 = 2374 N < C0 = 13,9 kN Vậy: ổ thoả mãn khả tải tĩnh +, Kết luận: với trục III ta dùng ổ 207 có : Kích thớc ổ : D = 72 mm B = 17 mm đờng kính bi = 17,46 mm C = 20,1 KN r = mm C0 =13,9 KN V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 1,Tính kết cấu vỏ hộp Vỏ hộp hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tơng đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền tới , đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết may tránh bụi bặm Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ, vật liệu nên dùng hộp giảm tốc GX15-32 Dới hình vẽ kích thớc vỏ hộp: 43 Hình 8: Vỏ hộp giảm tốc côn trụ 44 Hình 9: Nửa vỏ hộp giảm tốc côn trụ (mặt trớc) Hình 10: Nửa dới vỏ hộp giảm tốc côn trụ (mặt trớc) 45 Hình 11: Nửa vỏ hộp giảm tốc côn trụ (mặt sau) Hình 12: Nửa dới vỏ hộp giảm tốc côn trụ (mặt sau) 46 Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, Nắp hộp, Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Đờng kính: Bulông nền, d1 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 Kích thớc gối trục: Đờng kính tâm lỗ vít, D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ Chiều cao h Biểu thức tính toán = 0,03.a + = 0,03.200 + = mm Chọn = > 6mm = 0,9 = 0,9 = 7,2 mm Chọn = mm e =(0,8 ữ 1) = 6,4 ữ 8, chọn e = mm h < 5. = 40 mm Khoảng 2o d1 = 0,04.a +10 = 0,04 200 + 10 =18 Chọn d1 =M16 d2 = (0,7 ữ 0,8).d1 Chọn d2 = M12 d3 = (0,8 ữ 0,9).d2 Chọn d3 = M10 d4 = (0,6 ữ 0,7).d2 Chọn d4 = M8 d5 = (0,5 ữ 0,6).d2 Chọn d5 = M6 S3 =(1,4 ữ 1,5) d3 , chọn S3 = 14 mm S4 = ( 0,9 ữ 1) S3 = 12 mm K3 = K2 ( 3ữ5 ) mm = 40 = 40 mm Định theo kích thớc nắp ổ K2=E2+R2+(3ữ5)mm =20+15+5 = 40mm E2= 1,6.d2 = 1,6 12 = 20 mm R2 = 1,3 d2 = 1,3 12 = 15 mm k 1,2.12 =14,4 k = 15 mm h: phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thớc mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày: Khi phần lồi S1 S1 = (1,3 ữ 1,5) d1 S1 = 26 mm Bề rộng mặt đế hộp, K1 q K1 3.d1 3.18 =54 mm q = K1 + = 60 + 2.8 = 76 mm; Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp (1 ữ 1,2) = 10 mm Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với (3 ữ 5) = 35 mm = mm Số lợng bulông Z Z = ( L + B ) / ( 200 ữ 300) 897/ 200 ữ 897/300 chọn Z = Lvà B : Chiều dài rộng hộp 47 L = l13+l12+dae2/2+aw+da4/2+2 +s3=737 B = l21=160 K3 S4 E2 S1 R2 S3 K2 K1 q1 Hình 13: Một số kết cấu vỏ hộp giảm tốc đúc 2, Kích thớc số chi tiết khác liên quan đến vỏ hộp a, Tai nâng Chiều dày : S =(2 ữ 3). = 16 ữ 24 Chọn S = 16 Đờng kính lỗ : d = 25 b, Chốt định vị : d = ; c= 1,2 ; 1:50 ; l = 30 c, Cửa thăm Nắp quan sát Theo bảng 18-5 tập TTTKHDĐCK ta có kích thớc nắp quan sát: Bảng kích thớc nắp quan sát A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lợng 100 75 150 100 125 87 12 M8x22 Nút thông Theo bảng 18-6 tập TTTKHDĐCK ta có kích thớc nút thông hơi: Bảng kích thớc nút thông A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x 3 3 5 2 d, Nút tháo dầu Theo bảng 18-7 tập TTTKHDĐCK ta có kích thớc nút tháo dầu: Bảng kích thớc nút tháo dầu d b m f L c q D S Do M16x1,5 12 23 13,8 26 17 19,6 e, Vòng phớt Trên trục vào trục phải dùng vòng phớt để với nắp ổ che kín ổ lăn Các kích thớc tra theo bảng 15-17 tập TTTKHDĐCK nh sau : Vị trí d(mm) d1(mm) d2(mm) D(mm) a(mm) b(mm) S0(mm) Trục I 40 41 39 59 6,5 12 Trục III 40 41 39 59 6,5 12 48 D2 f, Nắp ổ Đờng kính nắp ổ đợc tính theo công thức nh sau: D3 = D + 4,4.d D2 = D + (1,6 -: 2).d D4 Trong đó: - D đờng kính chỗ lắp ổ lăn - d4 đờng kính vít nắp ổ với vỏ hộp D3 Căn vào Bảng18.2 (Trang 88-Tập 2: Tính toán thiết ) ta có: Bảng kích nắp ổ Vị trí D(mm) D2(mm) D3(mm) D4(mm) d4(mm) Trục I 72 100 125 65 M8 Trục II 72 90 115 65 M8 Trục III 72 90 115 65 M8 Số lợng 6 g, Kết cấu cốc lót : Cốc lót dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận lợi cho việc lắp ghép điều chỉnh phận ổ nh điều chỉnh ăn khớp cặp bánh côn, cốc lót làm gang GX15 32 h, Que thăm dầu Hình dáng kích thớc nh hình vẽ: 12 18 12 30 Hình 14: Que thăm dầu VI, bôi trơn điều chỉnh ăn khớp 1, Bôi trơn bánh hộp giảm tốc: Trong phần thiết kế bánh răng, điều kiện bôi trơn d 22/d21 = 1,1 1,3 đợc thoả mãn ta chọn phơng pháp bôi trơn dầu Lấy mức cao hộp giảm tốc ngập hết chiều rộng bánh côn lớn, mức thấp ngập đỉnh bánh côn lớn Để chọn dầu bôi trơn ta tra bảng 18.11 tttkhdđck tập 2, chọn độ nhớt 500c 80/11, từ tra bảng 18.13, chọn dầu ô tô máy kéo AK-20 Lợng dầu bôi trơn thờng khoảng 0,4 đến 0,8 lít cho Kw công suất truyền 2, Bôi trơn ổ lăn : Do vận tốc vòng truyền v = 4,66 m/s nên ta dùng dầu để bôi trơn Dầu đợc dẫn đến bôi trơn ổ dới dạng bắn toé sơng mù 3, Lắp bánh lên trục điều chỉnh ăn khớp 49 Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then chọn kiểu lắp H7/k6 chịu tải vừa va đập nhẹ 4, 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 VII, Bảng thống kê kiểu lắp dung sai Tên chi tiết Bánh côn nhỏ lắp lên trục I Bánh côn lớn lắp lên trục II Bánh trụ nhỏ lắp lên trục II Bánh trụ lớn lắp lên trục III Bạc chặn lắp lên trục I Bạc chặn lắp lên trục II Bạc chặn lắp lên trục III ổ lăn lắp lên vỏ ổ lăn lắp lên trục I & II ổ lăn lắp lên trục III Cốc lót lắp lên vỏ Nắp ổ lắp lên vỏ Khoảng cách trục II & III Kiểu lắp 28H7/n6 34H7/k6 34H7/k6 40H7/k6 28D8/k6 30D8/k6 34D8/k6 35D8/k6 72H7 30k6 35k6 88H7/h6 72H7/e8 200 50 Trị số sai lệch giới hạn Trên Dới + 0,028 - 0,006 + 0,018 - 0,023 + 0,018 - 0,023 + 0,018 - 0,023 + 0,096 + 0,050 + 0,117 + 0,062 + 0,117 + 0,062 + 0,117 + 0,062 + 0,030 + 0,018 + 0,018 + 0,057 + 0,136 + 0,090 + 0,002 + 0,002 + 0,060 - 0,090 Mục lục phần I : động học hệ băng tải I, Chọn động II, Phân phối tỷ số truyền III, Xác định thông số trục IV, Bảng tổng kết Phần II : TíNH TOáN THIếT Kế CHI TIếT MáY I, Tính truyền bánh hộp giảm tốc A, Tính thiết kế truyền cấp nhanh (bánh côn thẳng) B, Tính truyền cấp chậm (bánh trụ thẳng) II, Tính truyền xích III, Thiết kế trục A, Chọn kiểm tra khớp nối B, Thiết kế trục 1, Sơ đồ đặt lực 2, Xác định sơ đờng kính trục 3, Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 4, Tính kiểm nghiệm kết cấu trục a, Trục I b, Trục trung gian II c, Trục III IV, Chọn tính toán ổ lăn 1, Chọn tính ổ lăn cho trục I 2, Chọn tính ổ lăn cho trục II 3, Chọn tính ổ lăn cho trục III V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc VI, Bôi trơn điều chỉnh ăn khớp VII, Bảng thống kê kiểu lắp 51 6 13 19 23 23 24 24 25 25 27 27 31 37 41 41 42 44 45 51 52 Hình I: Bánh côn lớn (mặt trớc) 52 Hình II: Bánh côn lớn (mặt sau) 53 [...]... Fx23.(l23- l 22) + Fx21.(l21- l 22) = (- 122 8).50 + 1 925 .105 = 140759 MPa T 22 = 1 424 70 MPa 30 2 2 2 2 2 2 M = M + M + 0,75.T = 598 72 + 140759 + 0,75.1 424 70 td 22 x 22 z 22 22 => = 196 522 MPa Đờng kính trên tiết diện 22 M td 22 196 522 d 22 = 3 =3 = 32, 9 mm 0,1.[] 0,1.55 Tiết diện 23 Mx23 = Fz21.(l21- l23) + Mx23 = 2 55 + 54945 = 55039 MPa Mz23 = Fx21.(l21- l23) = 1 925 .55 = 105898 MPa T23 = 1 424 70 MPa 2 2 2 2 2 2 =>... 1 925 N Đờng kính các tiết diện nguy hiểm của trục II Tiết diện 20 , tiết diện 21 : Mx20 (21 ) = 0 MPa Mz20 (21 ) = 0 MPa T20 (21 ) = 0 MPa 2 M td20 (21 ) = M 2x20 (21 ) + M 2y20 (21 ) + 0,75.T20 (21 ) = 02 + 0 2 + 0,75.0 2 = 0 MPa Đờng kính trên tiết diện 20 và 21 chọn tuỳ ý (chỉ cần đủ độ cứng vững) Tiết diện 22 Mx 22 = Fz23.(l23- l 22) + Fz21.(l21- l 22) + Mx23 = 95 50 +2 105 + 54945 = 598 72 MPa Mz 22 = Fx23.(l23- l 22) ... Fz21 = 0 F = 1089 N z20 z20 2 N 1185.55 + 95.105 + Fz21 160 + 54945 = 0 Fz21 = +, Xét trong mặt phẳng xOy : Fx = Fx20 + Fx 22 + Fx23 + Fx21 = 0 m 0z = Fx 22 l 22 + Fx23 l23 + Fx21 l 21 = 0 F 325 6 122 8 + Fx21 = 0 x20 325 6.55 122 8.105 + Fx21 160 = 0 F = 25 59 N x20 Fx21 = 1 925 N +, Tải trọng hớng tâm ở hai ổ : 2 2 Fr0 = Fx20 + Fz20 = 25 59 2 + 108 92 = 27 81 N Fr1 = 2 2 Fx21 + Fz21 = 1 925 2 + 2 2... kính trục và kích thớc rãnh then nên : +, ứng suất uốn : a2 = Mu2/Wu2 Mômen cản uốn: .d 32 b.t 1 (d 2 t 1 )2 . 323 10.5.( 32 5 )2 Wu2 = = = 26 47,5 mm3 32 2.d2 32 2. 32 M u2 = M 2x2 + M 2z2 = 598 722 + 14075 92 = 1 529 63 1 529 63 a2 = = 57,78 Mpa 26 47,5 +,ứng suất tiếp : a = m /2 = T2/ (2. W0) Mômen cản xoắn: .d2 3 b.t1 (d2 t 1 )2 . 323 10.5.( 32 5 )2 W 02 = = = 5864,45 mm3 16 2. d2 16 2. 32 m2= a2= 1 424 70/ (2 5864,45)... hiểm của trục I Tiết diện 12 Mx 12 = 0 MPa My 12 = 0 MPa T 12 = 33584 MPa => M td 12 = M 2x 12 + M 2y 12 + 0,75.T 122 = 0 2 + 02 + 0,75.33584 2 = 29 085 (MPa) Đờng kính trên tiết diện 12 M td 12 29085 d 12 = 3 =3 = 17, 4 mm 0,1.[] 0,1.55 Tiết diện 10 Mx10 = 0 MPa My10 = Fx13 l13 + Fx11 l11 = 122 8 120 - 21 26.80 = -22 705 MPa T10 = 33584 MPa => M td10 = M 2x10 + M 2y10 + 0,75.T1 02 = 0 2 + (22 705 )2 + 0,75.33584 2 = 36898... việc đủ bền 27 28 O x z y Mx My T Hình 3 : Biểu đồ mômen và kết cấu trục I b, Trục trung gian II 29 Xác định các lực trên trục II +, Lực tác dụng lên trục: Fx23 = - 122 8 N Fx 22 = - 325 6 N Fy23 = 437 N Fz 22 = - 1185 N Fz23 = 95 N Mx23 = Fy23 dm2/ 2 = 437 25 1,563/ 2 = 54945 N.mm +, Xét trong mặt phẳng yOz : Fz = Fz20 + Fz 22 + Fz23 + Fz21 = 0 ' m 0x = Fz 22 l 22 + Fz23 l 23 + Fz21 l21 + M x23 = 0 `... k = 2, 01 Hệ số kích thớc với d = 32 mm , vật liệu trục là thép cácbon, lắp có độ dôi, tra bảng 10.10 : = 0,88 , = 0,81 Kd2= (2, 01/0,88+1,1-1)/1,0 = 2, 38 Ktd2=(1,88/0,81+1,1-1)/1,0 = 2, 42 Thay các giá trị tìm đợc vào (*) ta đợc : 1 370,6 s 2 = = = 2, 69 k d2 a2 + m2 2, 38.57,78 + 0,1.0 1 21 5 s2 = = = 7,16 k d2 a2 + m 2, 42. 12, 15 + 0,05. 12. 15 s 2 st 2 2,69.7,16 = = 2, 52 s2 = 2 2 2 2 s 2 + st 2 2,69... Fy11 80 437. 120 + 25 97 = 0 Fy11 = 623 N +, Xét trong mặt phẳng xOz : 25 Fx = Fx 12 + Fx10 + Fx11 + Fx13 = 0 m 0y = Fx11 l11 + Fx13 l13 Fx 12 l 12 = 0 28 4 + Fx10 + Fx11 + 122 8 = 0 F = 11 82 N x10 Fx11 80 + 122 8. 120 (28 4).80 = 0 Fx11 = 21 26 N +, Tải trọng hớng tâm ở hai ổ : 2 2 Fr10 = Fx10 + Fy10 = 11 82 2 + (186 )2 = 1196 N Fr11 = 2 Fx11 + R 2y11 = (21 26 )2 + 623 2 = 22 15 N Đờng kính các tiết diện nguy... F + 325 6 + Fx31 = 0 x30 325 6.55 + Fx31 160 = 0 F = 21 37 N x30 Fx31 = 1119 N +, Tải trọng hớng tâm ở hai ổ : 2 2 Fr0 = Fx30 + Fz30 = (21 37 )2 + ( 3330 )2 = 3957 N Fr1 = R 2x31 + R 2y31 = ( 1119 )2 + (29 60 )2 = 3165 N Đờng kính các tiết diện nguy hiểm của trục III Tiết diện 32, 34 Mx 32( 34) = 0 MPa Mz 32( 34) = 0 Mpa T 32( 34) = 24 228 0 MPa 2 M td 32( 34) = M 2x 32( 34) + M 2z 32( 34) + 0,75.T 32( 34) = 02 + 02 +... 25 52 N 2, Xác định sơ bộ đờng kính trục Theo công thức 10.9 tính sơ bộ đờng kính trục thứ k : Tk dk = 3 (mm) 0 ,2 [ ] +, Đờng kính trục vào : d1 = (0,8 1 ,2) .dđ/c = (0,8 1 ,2) 32 = 25 ,6 38,4 mm => chọn d1 =28 mm +, Đờng kính trục II: 23 T2 = 1 424 70 N.m [ ] = 17 N / mm +, Đờng kính trục III : T3 = 24 228 0 N.m 2 1 424 70 = 34,733 mm 0 ,2. 15 => chọn d2 =35 mm => d2 = 3 24 228 0 = 41,458 mm 0 ,2 .17 [ ] = 17 N