BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ BÁO CÁO ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Tháng 04/2021 Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trước tiên chúng em xin cảm ơn sâu sắc đến cha mẹ cổ vũ, động viên, hỗ trợ tinh thần tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Mai Vĩnh Phúc quan tâm dạy, theo dõi, giúp đỡ tận tình suốt khoảng thời gian em thực tiểu luận Và hết, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng đến quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ tận tình dạy, truyền đạt kiến thức quý báo cho chúng em thời gian vừa qua để chúng em có đủ kiến thức, điều kiện để thực đề tài Đồng thời chúng em biết ơn cán trực thư viện khoa công nghệ, trung tâm học liệu, phòng máy hỗ trợ giúp đỡ chúng em thời gian qua Đồng cảm ơn đến tác giả sách báo, internet, anh chị trước tìm tịi, nghiên cứu đúc kết kinh nghiệm làm tài liệu để em tham khảo q trình thực đề tài Sau xin cảm ơn bạn lớp Cơ khí giao thơng, khoa Cơng nghệ, trường Đại học Cần Thơ tận tình giúp đỡ, hỗ trợ cho thực tiểu luận Cần Thơ, ngày 25 tháng 04 Sinh viên thực Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) năm 2021 –i– Tóm tắt – ii – Đồ án sở thiết kế máy MỤC LỤC Lời cảm ơn i Tóm tắt ii Mục lục iii Danh Mục Hình vii Danh mục bảng viii CHƯƠNG I… CHỌN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Công suất cần thiết 1.1.1 Số vòng quay trục tang 1.1.2 Moment xoắn cực đại 1.1.3 Momen đẳng trị băng tải 1.1.4 Công suất đẳng trị băng tải 1.1.5 Công suất cần thiết động 1.2.Chọn động điện 1.2.1 Xác định số vòng quay sơ động 1.2.2 Xác định moment cần thiết động 1.2.3 Chọn động điện .3 1.3 Phân phối tỉ số truyền 1.3.1 Tỉ số truyền chung .3 1.3.2 Truyền động đai thang 1.4 Cơng suất, số vịng quay moment xoắn trục 1.4.1 Công suất .4 1.4.2 Số vòng quay trục 1.4.3 Moment xoắn .5 CHƯƠNG II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN NGOÀI 2.1 Thiết kế truyền đai thang 2.1.1 Chọn loại đai .7 2.1.2 Tính tốn đai 2.2 Kết luận 12 Chương III 14 – iii – Đồ án sở thiết kế máy TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC 14 3.1 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng 14 3.1.1 Chọn vật liệu 14 3.1.2 Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép 15 a Ứng suất tiếp xúc cho phép 15 b Xác định ứng suất uốn cho phép 16 3.1.3 Xác định sơ khoảng cách trục A 16 3.1.4 Tính vận tốc vịng bánh chọn cấp xác chế tạo bánh 17 3.1.5 Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A .17 3.1.6 Xác định môđun, số chiều rộng bánh 18 3.1.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn 18 3.1.8 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột .19 3.1.9 Định thơng số hình học truyền: .20 3.1.10 Tính lực vòng tác dụng lên trục .20 3.2 Thiết kế truyền trục vít – bánh vít 21 3.2.1 Chọn vật liệu làm trục vít – bánh vít 22 3.2.2 Xác định ứng suất cho phép bánh vít 23 a) Ứng suất tiếp súc cho phép: 23 b) Xác định ứng suất uốn cho phép: 23 c) Ứng suất cho phép tải: 23 3.2.3 Xác định thông số truyền 23 CHƯƠNG IV 31 THIẾT KẾ TRỤC, THIẾT KẾ THEN, CHỌN Ổ, CHỌN KHỚP NỐI 31 4.1 Thiết kế trục .31 4.1.1 Chọn vật liệu .31 4.1.2 Tính sức bền trục .31 a) Tính sơ đường kính trục 31 b) Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 32 4.1.3 Tính tốn trục 33 a) Tính tốn trục I: 35 b) Tính tốn trục II: 38 – iv – Đồ án sở thiết kế máy c) Tính tốn trục III: 41 4.1.4 Tính xác trục: .43 a) Trục I: 44 b) Trục II 46 c) Trục III: 49 4.2 Thiết kế then .50 4.2.1 Then trục I 50 a) Xét tiết diện I-I lắp bánh đai .50 b) Xét tiết diện III-III lắp bánh dẫn: .51 4.2.2 Then trục II: .51 Xét tiết diện I-I: .51 4.2.3 Then trục III: .52 Xét tiết diện II-II lắp bánh vít: 52 Xét then vị trí khớp nối 53 4.3 Thiết kế gối đỡ trục 53 4.3.1 Trục I: 54 4.3.2 Trục II 55 4.3.3 Trục III .57 4.3.4 Tổng hợp kích thước ổ 59 4.4 Cố định ổ trục vỏ hộp 59 4.4.1 Cố định trục 59 4.4.2 Cố định vỏ hộp giảm tốc .60 4.4.3 Chọn kiểu lắp cấu tạo chỗ lắp ổ 60 4.4.4 Bôi trơn ổ lăn .60 4.4.5 Che kín ổ lăn .60 4.5 Chọn khớp nối 61 CHƯƠNG V 63 THIẾT KẾ VỎ HỘP, CHI TIẾT PHỤ VÀ BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP 63 5.1 Thiết kế vỏ hộp 63 5.2 Bôi trơn hộp giảm tốc .65 5.3 Cấu tạo nắp cửa thăm .65 5.4 Nút thông 66 –v– Đồ án sở thiết kế máy 5.5 Cấu tạo vịng móc .67 5.6 Nút tháo dầu 67 5.7 Chốt định vị .68 5.8 Cấu tạo que thăm dầu 68 5.9 Bảng dung sai lắp ghép 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .73 – vi – Đồ án sở thiết kế máy DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 4.1: Phác thảo sơ hộp giảm tốc họa đồ lực tổng hợp 32 Hình 4.2: Biểu đồ nội lực trục I 35 Hình 4.3: Biểu đồ nội lực trục II 38 Hình 4.4: Biểu đồ nội lực trục III 41 Hình 4.5: Sơ đồ thiết kế gối đỡ trục I 54 Hình 4.6: Sơ đồ thiết kế gối đỡ trục II 55 Hình 4.7: Sơ đồ thiết kế gối đỡ trục III 57 Hình 5.1: Nắp cửa thăm 65 Hình 5.2: Nút thơng 66 Hình 5.3: Nút tháo dầu 67 Hình 5.4: Chốt định vị 68 Hình 5.5: Que thăm dầu 69 – vii – Đồ án sở thiết kế máy DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng thông số động Bảng 1.2: Bảng tóm tắt số liệu động Bảng 2.1: Các thơng số truyền đai thang loại A Ƃ Bảng 2.2: Các thơng số truyền đai thang 12 Bảng 3.1: Các thông số truyền bánh trụ thẳng 21 Bảng 3.2: Các thơng số truyền trục vít bánh vít 29 Bảng 4.1: Các thông số chiều dài dọc trục 33 Bảng 4.2: Thông số ổ lăn trục I 55 Bảng 4.3: Thông số ổ lăn trục II 57 Bảng 4.4: Thông số ổ lăn trục III 59 Bảng 4.5: Các kích thước ổ lăn 59 Bảng 5.1: Kích thước phần tử cấu tạo vỏ hộp 63 Bảng 5.2: Kích thước nắp cửa thăm 66 Bảng 5.3: Kích thước nút thơng 66 Bảng 5.4: Kích thước nút tháo dầu 68 Bảng 5.5: Thông số chốt định vị 68 Bảng 5.6: Dung sai lắp ghép ổ lăn với trục 70 – viii – Chương I: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền CHƯƠNG I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Công suất cần thiết Để chọn động điện phù hợp với yêu cầu thiết kế, ta cần tính cho cơng suất cần thiết, theo đồ thị đặt tính tải trọng, băng tải có tải trọng thay đổi động làm việc chế độ dài hạn nên công suất cần thiết tính theo phương pháp moment đẳng trị Ta chọn cơng suất định mức lớn công suất đẳng trị 1.1.1 Số vòng quay trục tang ntg = Trong đó: 60000.𝑉 π.D 60000.0,14 = 3,14.360 vịng ) (CT 2.16, trang 21/[1]) = 7,43 ( phút V: Vận tốc băng tải (V = 0,14 m/s) D: Đường kính tang (D = 360 mm) 1.1.2 Moment xoắn cực đại Mmax = PD = 4420.360 = 795600 Nmm = 795,6 Nm Trong đó: M𝑚𝑎𝑥 : Moment xoắn cực đại (N.mm) D : Đường kính tang (mm) P: Lực vịng (N) 1.1.3 Moment đẳng trị băng tải Mđt = √ 2 𝑀1 𝑡1+ 𝑀2 𝑡2+ 𝑀3 𝑡3 𝑡1+𝑡2 + 𝑡3 (CT 2.3, trang 28/[2])) Theo đồ thị đặc tính tải trọng, có: –1– Chương I: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền M1= 0,8M =0,8.795,6 = 636,48 Nm t1 = (h) M2 = M = 795,6 Nm t2 = (h) M3 = 0,9 M = 0,9.795,6 = 716,04 Nm t3 = (h) Mđt = √ 636,48 2.1+795,6 2.6+716,04 2.1 1+6+1 = 767,76 Nm 1.1.4 Công suất đẳng trị băng tải 𝑀đ𝑡.𝑛𝑡𝑔 Nđt = 9550 = 767,76.7,43 9550 = 0,597 kW (2-4) 1.1.5 Công suất cần thiết động 𝑁𝑐𝑡 = 𝑁đ𝑡 η = 0,597 0.7 = 0,85 (kW) (CT 2.8, trang 19/[1]) Trong đó: η 𝜂 η = ηđ η𝑏𝑟 η𝑜𝑙 𝑘𝑛 𝑡𝑣 (bảng 2.1, trang 27/[2])) 𝜂đ = 0,96 hiệu suất truyền đai 𝜂𝑏𝑟 = 0,98 hiệu suất truyền bánh trụ 𝜂𝑜𝑙 = 0,995 hiệu suất cặp ổ lăn 𝜂𝑘𝑛 = hiệu suất khớp nối 𝜂𝑡𝑣 = 0,75 hiệu xuất truyền trục vít η = 0,96.0,98 0,9954 1.0,75 = 0,7 1.2 Chọn động điện 1.2.1 Xác định số vòng quay sơ động usb = uh.un (CT 2.15, trang 21/[1]) Trong đó: usb : tỉ số truyền sơ toàn truyền un = 3: tỉ số truyền đai (tra bảng 2.4, trang 21/[1]) uh = 60 : tỉ số truyền hộp giảm tốc trục vít bánh usb = 3.60 = 180 –2– Chương I: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền Xác định số vòng quay sơ bộ: nsb = ntg usb (CT 2.18, trang 21/[1]) ( = 7,43.180 = 1337,4 vòng phút ) 1.2.2 Xác định moment cần thiết động 𝑀𝑐𝑡 = = 9,55 106.𝑁𝑐𝑡 𝑛𝑠𝑏 9,55.106.0,985 (CT 3-53, trang 55/[2])) = 6069,6 N.mm = 6,09 Nm 1337,4 1.2.3 Chọn động điện 𝑁đ𝑐 ≥ 𝑁𝑐𝑡 Chọn động điện phải thỏa mãn điều kiện sau:{𝑀𝑘đ ≥ 𝑀𝑐 𝑛đ𝑐 ≈ 𝑛𝑡𝑠𝑏 Từ thơng số tính tốn ta chọn loại động điện có cơng suất lớn công suất cần thiết (𝑁𝑐𝑡 = 0,927 kW), moment khởi động lớn moment cần thiết (𝑀𝑐𝑡 = 5,17 Nm) Theo phụ lục công suất vận tốc động điện loại A2 AO2 (AOJI 2) bảng 2P, trang 322/[2], ta chọn động điện (AO2-21-4) Bảng 1.1 Bảng thông số động Khối Kiểu động AO2-21-4 Công Ở trọng định mức suất (kW) 1,1 Vận tốc Hiệu vòng/phút suất (%) 1400 78 Mm Mđm lượng Mmax Mđm Mmin Mđm động ứng với III2 (kg) 1,8 2,2 1,2 19 1.3 Phân phối tỉ số truyền 1.3.1 Tỉ số truyền chung –3– Chương I: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền 𝑢𝑐ℎ = 𝑛đ𝑐 𝑛𝑡𝑔 = 1400 7,43 = 107,2 nđc : số vòng quay động 𝑛𝑡𝑔 : số vòng quay tang 1.3.2 Truyền động đai thang Ta có : 𝑛đ𝑐 = 1400 𝑣ị𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡 𝑛𝑡𝑔 = 7,43 𝑣ị𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡 Mặt khác: uch = uh uđ ukn Với uh = utv.ubr Với: uđ = 3: tỉ số truyền truyền đai thang utv = 15: tỉ số truyền truyền trục vít ubr : tỉ số truyền truyền bánh trụ ukn = tỉ số truyền khớp nối 𝑢h = 𝑢𝑐ℎ 188,42 = 3.1 𝑢đ.𝑢𝑘𝑛 = 62,8 Để tạo điều kiện bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phương pháp ngâm dầu, tỉ số truyền bánh trụ thẳng là: 𝑢𝑏𝑟 = 𝑢ℎ 62,8 = = 4,35 𝑢𝑡𝑣 15 1.4 Cơng suất, số vịng quay moment xoắn trục 1.4.1 Công suất - Trục động : Nct = 0,85 kW - Công suất trục I (Trục dẫn) NI = Nct. đ. br ol = 0,85 0,96 0,98 0,995 = 0.79 kW - Công suất trục II NII = NI br ol tv = 0,79 0,98 0,995 0,75 = 0,58 kW - Công suất trục III NIII = NII br. ol kn = 0,58 0,98 0,995 = 0,57 kW - Công suất trục tang –4– Chương I: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền Ntg = NIII = 0,558 kW 1.4.2 Số vòng quay trục - Trục động cơ: nđc = 1400(vòng/phút) - Trục I : n1 = nđc uđ = 1400 = 466,67 (vòng/phút) n 466,67 = 107,25 (vòng/phút) - Trục II : n2 = u = br 4,35 n 107,25 - Trục III : n3 = u2 = 15 tv = 7,15 (vòng/phút) - Trục tang : ntg= n3 = 7,15 (vòng/phút) 1.4.3 Moment xoắn M X 9,55.10 N n (CT 3-53, [1]/55) 9,55.10 0,85 -Trục động cơ: Mđc = 1400 = 5798,2 (N mm) -Trục I : MI = 9,55.10 0,58 466,67 = 16166,67(N mm) -Trục II : M = 9,55.10 0,57= 51631,2 (N mm) II -Trục III : MIII = 107,2 9,55.10 0,57 7,15 = 761328,6 (N mm) -Trục tang: Mtg = MIII = 761328,6 (N.mm) Bảng 1.2 Trục Thơng số Bảng tóm tắt số liệu động Trục động Tỷ số truyền Tốc độ quay (vòng/phút) Trục I 1400 Trục II 2,71 466,67 Trục III 15 107,25 Trục tang 7,15 7,15 –5– Chương I: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền Công suất (kW) 0,85 Moment (N.mm) 5798,2 0,79 0,58 161667,67 516321,2 0,57 0,57 761328,6 761328,6 –6– Chương II: Tính tốn thiết kế truyền ngồi CHƯƠNG II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN NGỒI 2.1 Thiết kế truyền đai thang - Truyền động đai thường dùng để truyền dẫn trục tương đối xa yêu cầu làm việc êm Bộ truyền có kết cấu đơn giản giữ an toàn cho chi tiết máy khác bị q tải đột ngột Tuy nhiên có trượt đai bánh đai nên tỉ số truyền không ổn định - Chọn truyền đai thang sử dụng đai thang cho phép tăng khả tải truyền đai nhờ vào tăng hệ số ma sát đai bánh đai (đai thang việc nhờ ma sát hai mặt bên) Ngồi đai thang làm việc với tốc độ cao, làm việc êm tiêu chuẩn hóa nên dễ thay hư hỏng Cho biết thông số ban đầu sau: Yêu cầu kỹ thuật: - Tỉ số truyền uđ = - Công suất cần truyền Nct = 0,85(kW) - Số vòng quay trục động nđc = 1400 (vòng/phút) - Số vòng quay trục bị dẫn n1 = 466,67 (vòng/phút) - Tải trọng thay đổi, làm việc chế độ dài hạn - Làm việc 16 h/ngày, 300 ngày/năm, thời gian sử dụng năm - Đặc tính tải trọng : Va đập trung bình quay chiều Chọn loại đai vải cao su chất liệu vải cao su làm việc mơi trường ẩm ước, chịu ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm, lại có sức bền tính đàn hồi cao Đai vải cao su thích hợp với truyền động có vận tốc cao, cơng suất truyền động nhỏ 2.1.1 Chọn loại đai - Truyền động đai dùng để truyền động trục tương đối xa –7– Chương II: Tính tốn thiết kế truyền truyền động tương đối êm dịu Tuy nhiên, có trượt truyền động đai nên tỷ số truyền đai khơng ổn định, ta phải chọn dây đai có tỷ số truyền u khơng q 10 Giả thiết vận tốc đai v < (m/s), dùng loại đai A B (bảng 5-13, trang 93, [2]) 2.1.2 Tính tốn đai Dựa vào cơng suất Nct số vịng quay nđc chọn đai tiết diện O A ( Bảng 5-11, trang 92, [2]) Kích thước tiết diện loại đai Loại đai Ký hiệu O A ao 8,5 11 h a 10 13 h0 4,1 2,8 F,mm2 47 81 (diện tích) Bảng 2.1 Các thơng số truyền đai thang loại A B LOẠI ĐAI CÁC THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN O A BẢNG TRA [2] Tiết diện đai: Kích thước tiết diện đai : a.h (mm) 6x10 13x8 Bảng 5-11 Diện tích tiết diện đai : F ( mm ) 47 81 –8– Chương II: Tính tốn thiết kế truyền ngồi Định đường kính bánh đai nhỏ D1 (mm): Bảng 5-14 125 160 9,158 11,72 Thỏa Thỏa 367,5 470,4 CT (5-4) 360 450 Bảng 5-15 476,38 487,82 CT (5-8) Thỏa Thỏa 2,93 2,86 360 450 Bảng 5-16 1520,18 1904,91 CT (5-1) 1525 1900 Bảng 5-12 6,0 6,16 CT (5-20) Kiểm nghiệm vận tốc đai (m/s): v= π D1 nđc 60.1000 = 3,14 D1 1400 60.1000 ≈ 0,075D1 Vận tốc thỏa mãn: V≤Vmax = (30÷35)(m/s) Tính đường kính D2 (mm) bánh lớn: 𝐷2 = uđ (1 − )D1 = 2,94D1 (Trong =0,02 hệ số trượt đai thang ) Lấy D2 theo tiêu chuẩn (mm) Số vòng quay thực trục bị dẫn: 𝑛 = (1 − ) 𝑛 𝐷1 đ𝑐 𝐷 (v/ph) n1 sai lệch so với u cầu (3÷5%) Tỉ số truyền thực: 𝑢 = 𝑛đ𝑐 𝑛1 Chọn sơ khoảng cách trục A: A = D2(mm) Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ theo công thức: L = 2𝐴 + 𝜋 (𝐷1 + 𝐷2) + (𝐷2 − 𝐷1)2 4𝐴 Lấy L theo tiêu chuẩn: Kiểm nghiệm số vòng chạy u giây: –9– Chương II: Tính tốn thiết kế truyền 𝑢= 𝑣 L ≤ 𝑢𝑚𝑎𝑥 = 10 Xác định xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai lấy theo tiêu chuẩn: 2L − π(D1 + D2) 362,54 447,41 CT (5-2) Thỏa Thỏa CT (5-19) 339,66 418,91 408,29 501,41 143,0520 143,540 CT (5-3) [𝜎𝑃]𝑂 (N.mm2) 1,65 1,7 Bảng 5-17 Hệ số ảnh hưởng góc ôm: C 0,89 0,89 Bảng 5-18 A= + √[2L − π(D1 + D2)]2 − 8(D2 − D1)2 Khoảng cách trục A thỏa mãn điều kiện : 2(D2+D1) A 0,55(D1+D2) + h Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai: Amin = A - 0,015L ( mm ) Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng: Amax = A + 0,03L ( mm ) Tính góc ơm: α = 1800 =(D2-D1)*57/A Ta thấy góc ơm thỏa mãn điều kiện : 1 1200 Xác định số đai Z cần thiết: Chọn ứng suất ban đầu là: 0 = 1,2 N/mm2 theo trị số D1, ta được: – 10 – Chương II: Tính tốn thiết kế truyền Hệ số ảnh hưởng chế độ tải trọng: Ct Hệ số ảnh hưởng vận tốc: Cv 0,8 Bảng 5-6 Bảng 5-19 1,83 0,8 CT (5-22) 28 20 0,8 Số đai cần thiết tính theo công thức: Z= 1000 Nct v [σP]O Ct Cα Cv F F: Tiết diện đai (mm2) v: vận tốc đai (m/s) Ta lấy số đai Z: Định kích thước chủ yếu bánh đai: Chiều rộng bánh đai : Bđ = (Z - 1)t + 2S (mm) CT (5-23) Trong đó: t S tra bảng 10-3, [2]/257 Đường kính ngồi bánh đai: Bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2h0 CT (5-24) 130 167 h0 tra bảng 10-3 Bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2h0 365 457 56,4 97,2 [2]/257 10 Xác định lực căng ban đầu S0 lực tác dụng lên trục: - Lực căng ban đầu: 𝑆0 = 𝜎0 𝐹 - Lực tác dụng lên trục: CT (5-25) CT (5-26) – 11 – Chương II: Tính tốn thiết kế truyền 𝛼 𝑅 ≈ 3𝑆 𝑍 sin ( 1) (N) 320,96 276,57 2.2 Kết luận: Từ kết tính tốn bảng ta thấy nên dùng loại đai A , truyền đai loại A dễ chế tạo, có kích thước khn khổ nhỏ gọn Bảng 2.1 Các thơng số truyền đai thang GIÁ TRỊ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CHÍNH CỦA BỘ TRUYỀN ĐAI LOẠI A Kích thước tiết diện đai: a.h (mm) 13 x Diện tích tiết diện đai: F (mm2) 81 Đường kính bánh đai nhỏ: D1 (mm) 160 Đường kính bánh đai lớn: D2 (mm) 450 Khoảng cách trục: A (mm) 447,41 Chiều dài đai: L (mm) 1900 Góc ơm: 1 (độ) 143,052 Số đai: Z Chiều rộng bánh đai: Bđ (mm) 20 Đường kính ngồi bánh đai dẫn: Dn1 (mm) 167 Đường kính ngồi bánh đai bị dẫn: Dn2 (mm) 457 – 12 – Chương II: Tính tốn thiết kế truyền Lực căng ban đầu: So (N) Lực tác dụng lên đai: R (N) 97,2 276,57 – 13 – Chương III: Tính Tốn thiết kế truyền hộp giảm tốc CHƯƠNG III TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC 3.1.1 Chọn vật liệu 3.1 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng -Thông số ban đầu: -Công suất trục II: NII = 0,58 kW - Mômen xoắn trục II: MII = 51631,2 N mm -Số vòng quay trục II: n2 = 107,25 vg/ph -Tỉ số truyền bánh trụ: ubr = 4,35 - Do hộp giảm tốc hai cấp chịu tải trọng nhỏ trung bình dùng thép tơi cải thiện, thép thường hóa thép đúc để chế tạo bánh nên chọn vật liệu làm bánh có độ rắn bề mặt HB 𝜎𝐹 = 80.300.9,7 = 10,47 M𝑃𝑎 ≤ [𝜎𝐹] = 33,6 MPa ( Điều kiện thỏa mãn) – 26 – Chương III: Tính Tốn thiết kế truyền hộp giảm tốc Kiểm nghiệm bánh vít tải Tương tự truyền bánh , truyền trục vít bị q tải mở máy , hãm máy ,…, Do cần kiểm nghiệm bánh vít tải Để tránh biến dạng dư dính bề mặt , ứng suất tiếp xúc cực đại không vượt giá trị cho phép : 𝜎𝐻𝑚𝑎𝑥 = 𝜎𝐻√𝐾𝑞𝑡 ≤ [𝜎𝐻]𝑚𝑎𝑥 CT 7.27, trang 154/[1] Trong 𝜎𝐻 xác định theo (CT 7.19, trang 151/[1]) [𝜎𝐻]𝑚𝑎𝑥 theo (CT 7.15, trang 149/[1]) 𝐾𝑞𝑡 = 1,8 – hệ số tải 𝜎𝐻𝑚𝑎𝑥 = 170,2 √1,8 = 228,34 M𝑃𝑎 ≤ [𝜎𝐻]𝑚𝑎𝑥 = 255,54 MPa ( Thỏa mãn điều kiện) Để tránh biến dạng dư phá hỏng tĩnh chân bánh vít , ứng suất uốn cực đại không vượt giá trị đơn vị cho phép : 𝜎𝐹𝑚𝑎𝑥 = 𝜎𝐹 𝐾𝑞𝑡 ≤ [𝜎𝐹]𝑚𝑎𝑥 ( CT 7.28/ T154) Trong 𝜎𝐹 xác định theo (CT 7.26, trang 154/[1]) [𝜎𝐹]𝑚𝑎𝑥 theo (CT 7.15, trang 149/[1]) 𝜎𝐹𝑚𝑎𝑥 = 10,47 1,8 = 18,84M𝑃𝑎 ≤ [𝜎𝐹]𝑚𝑎𝑥 = 72 MPa ( Thỏa mãn điều kiện) Tính nhiệt truyền động trục vít Diện tích nhiệt cần thiết hộp giảm tốc ( Khi Aq ≈ 0,3A): 𝐴≥ 1000(1 − )𝑃1 [0,7𝐾𝑡(1 + ) + 0,3𝐾𝑡𝑞] 𝛽([𝑡𝑑] − 𝑡0) Trong đó: hiệu suất truyền: = 0,68 𝑃1 cơng suất trục vít: 𝑃 1= 𝑃2 = 𝑁𝐼𝐼𝐼 = 0,57 0,68 = 0,83 𝑘𝑊 𝐾𝑡 hệ số tỏa nhiệt: 𝐾𝑡 = ÷ 17,5 𝑊/(𝑚2℃) Chọn 𝐾𝑡 = 15 hệ số kể đến thoát nhiệt đáy hộp: = 0,25 – 27 – Chương III: Tính Tốn thiết kế truyền hộp giảm tốc 𝐾𝑡𝑞 hệ số tỏa nhiệt phần bề mặt hộp quạt Tra bảng trang 157/[1] với 𝑛𝑞 = 1400 vg/ph => 𝐾𝑡𝑞 = 27,4𝑊/(𝑚2℃) 𝛽 hệ số kể đến giảm nhiệt sinh đơn vị thời gian làm việc ngắt quãng tải trọng làm việc giảm so với tải trọng danh nghĩa P1 : 𝛽= 𝑡𝑐𝑘 = = 1,37 𝑃𝑖𝑡𝑖 0,79.1 + 0,58.6 + 0,57.1 ∑ 0,83 𝑃1 -Trong đó: 𝑡𝑐𝑘 độ dài thời gian chu kỳ tải trọng ; 𝑃𝑖 , 𝑡𝑖 công suất thời gian chịu tải chế độ thứ i chu kỳ [𝑡𝑑] hệ số cho phép cao dầu: Do trục vít đặt bánh vít => [𝑡𝑑] = 90℃ 𝑡0 nhiệt độ môi trường xung quanh (khơng khí): 𝑡0 = 25℃ -Thay vào ta có: 𝐴≥ 1000(1 − 0,68) 0,83 = 0,14 𝑚2 [0,7.15 (1 + 0,25) + 0,3.27,4] 1,37 (90 − 25) -Một vài thông số truyền +Đường kính vịng chia: { 𝑑1 = 𝑞 𝑚 = 8.10 = 80 𝑚𝑚 𝑑2 = 𝑚 𝑧2 = 10.30 = 300𝑚𝑚 +Đường kính vịng đỉnh: 𝑑𝑎1 = 𝑑1 + 2𝑚 = 80 + 2.10 = 100 𝑚𝑚 {𝑑 𝑎2 = 𝑚(𝑧2 + + 2𝑥) = 10 (30 + + 2.0) = 320 𝑚𝑚 +Đường kính vịng đáy: { 𝑑𝑓1 = 𝑚(𝑞 − 2,4) = 10 (8 − 2,4) = 56 𝑚𝑚 𝑑𝑓2 = 𝑚(𝑧 2− 2,4 + 2𝑥) = 10 (30 − 2,4 + 2.0) = 276 𝑚𝑚 +Đường kính ngồi bánh vít: 𝑧1 = 𝑑𝑎𝑀2 ≤ 𝑑𝑎2 + 1,5𝑚 = 320 + 1,5.10 = 335 𝑚𝑚 Chọn 𝑑𝑎𝑀2 = 335 𝑚𝑚 +Góc ơm: – 28 – Chương III: Tính Toán thiết kế truyền hộp giảm tốc 𝛿 = arcsin ( 𝑏2 𝑑𝑎1−0,5𝑚 ) = arcsin ( 80 100−0,5.10 ) = 57,350 +Chiều dài phần cắt ren trục vít 𝑏1: Với 𝑧1 = 2, 𝑥 = tra bảng 7.10, trang 156/[1] -Ta có: 𝑏1 ≥ (11 + 0,06𝑧2)𝑚 = (11 + 0,06.30) 10 = 128 mm Chọn 𝑏1 = 130 𝑚𝑚 -Lực tác dụng Theo CT 10.2, trang 184/[1] ta có: 𝐹𝑎1 = 𝐹𝑡2 = 2𝑇2 𝑑2 = 2.761328,6 300 = 5075,52N 𝐹𝑡1 = 𝐹𝑎2 = 𝐹𝑎1 tg(𝛾𝑤 ± 𝜑) = 5075,52 tg(14,0360 + 5,2420) = 1775,23 N 𝐹𝑟1 = 𝐹𝑟2 = = 𝐹𝑎1 cos 𝜑 cos(𝛾𝑤±𝜑) ∙ tg𝛼 cos 𝛾𝑤 5075,52 cos 5,2420 ∙ tg200 cos 14,0360 = 1890,7 N cos(14,0360 + 5,2420) ( 𝜑 mang dấu “ +” trục vít chủ động) Bảng 3.2 Các thông số truyền trục vít bánh vít Thơng số Ký hiệu Giá trị Khoảng cách trục (mm) 𝑎𝑤 190 Môđun m 10 Tỉ số truyền 𝑢𝑡𝑣 15 Số ren trục vít 𝑧1 Số ren bánh vít 𝑧2 30 Đường kính vịng chia trục vít (mm) 𝑑1 130 – 29 – Chương III: Tính Tốn thiết kế truyền hộp giảm tốc Đường kính vịng chia bánh vít (mm) 𝑑2 300 Đường kính vịng đỉnh trục vít (mm) 𝑑𝑎1 100 Đường kính vịng đỉnh bánh vít (mm) 𝑑𝑎2 320 Đường kính vịng đáy trục vít (mm) 𝑑𝑓1 56 Đường kính vịng đáy bánh vít (mm) 𝑑𝑓2 470 Đường kính ngồi bánh vít (mm) 𝑑𝑎𝑀2 335 Hệ số đường kính q Hệ số dịch chỉnh x Góc ơm (độ) 𝛿 57,35 Góc vít (độ) 𝛾𝑤 14,036 Chiều rộng bánh vít (mm) 𝑏2 80 Chiều dài phần cắt ren trục vít (mm) 𝑏1 130 – 30 – a Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối CHƯƠNG IV THIẾT KẾ TRỤC, THIẾT KẾ THEN, CHỌN Ổ, CHỌN KHỚP NỐI 4.1 Thiết kế trục 4.1.1 Chọn vật liệu -Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, nhiệt luyện dễ gia công Thép cacbon hợp kim vật liệu chủ yếu để chế tạo trục Vì hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên ta chọn loại thép 45 thường hóa, theo bảng 6.1, trang 92/[1] ta có: +Độ rắn HB = 170 217 +Giới hạn bền σb = 600 MPa +Giới hạn chảy σch = 340 MPa 4.1.2 Tính sức bền trục a Tính sơ đường kính trục -Đường kính sơ trục tính theo CT 7-2, trang 114/[2] : 𝑑≥𝐶∙ √ N 𝑛 Trong đó: C: hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, đầu trục vào trục truyền chung lấy C = (130 ÷110 ) = 120 N: công suất truyền (kW) n: số vòng quay phút trục (vg/ph) Đối với trục I: với NI = 0,79 kW, n1= 466,67 (vòng/phút) – 31 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối d1 = 120 ∙ √ 0,79 = 14,3 mm 466,67 Ta chọn d1 = 15 mm Đối với trục II: với NII = 0,58 kW, n2= 107,2 (vòng/phút) d2 = 120 ∙ √ 0,58 = 21,06 mm 107,2 Ta chọn d2 = 25 mm Đối với trục III: với NIII = 0,57 kW, n3= 7,15 (vòng/phút) d3 = 120 ∙ √ 0,57 = 51,64 mm 7,15 Ta chọn d3 = 55 mm b) Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực -Ta lấy số d2 = 25 mm để chọn loại bi cỡ trung bình Tra bảng 14P, trang 339/[2] ta có chiều rộng ổ : B = 17 mm – 32 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Hình 4.1 Phác thảo sơ hộp giảm tốc họa đồ lực tổng hợp 4.1.3 Tính tốn trục -Do ngồi momen xoắn trục cịn chịu tác động momen uốn, lực cắt, lực kéo lực nén, sau tính tốn sơ ta thiết kế trục tác động đồng thời momen uốn xoắn -Định thông số chiều dài dọc trục (bảng 7-1, trang 218/[2]): Bảng 4.1 Các thông số chiều dài dọc trục Ký hiệu a Tên gọi Khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến thành hộp Kích thước 15 mm Chiều rộng bánh răng: Br Bánh dẫn ( Brd) 54 mm Bánh bị dẫn (Brbd) 60 mm – 33 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Bđ Chiều rộng bánh đai 20 mm Bol1 Chiều rộng ổ lăn 13 mm Bol2 (chọn ổ bi đỡ đáy cỡ trung theo đường 17 mm Bol3 kính sơ trục trung gian) 29 mm c Khoảng cách chi tiết quay 15 mm ∆ Khe hở bánh thành hộp 12 mm l l1 l2 l3 Khoảng cách gối đỡ trục bánh trụ Khoảng cách gối đỡ trục bánh đai tác động lên trục Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành hộp 62,5 mm 48,5 mm 15 mm Chiều cao nắp đầu bu-lông 15 mm Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh chi tiết 15 mm l4 quay hộp l5 Chiều dài phần mayơ lắp với trục l5=1,5d mm l6 Khoảng cách từ nắp ổ đến nối trục 20 mm l7 Khe hở trục bánh 20 mm – 34 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối L1 h1, h2 Khoảng cách gối đỡ trục vít Khoảng cách từ mặt phẳng qua trục bánh vít đến gối đỡ trục vít 256 mm 188,5 mm L2 Khoảng cách gối đỡ trục bánh vít 240 mm d2 Đường kính vịng chia bánh vít 300mm Bbv Chiều rộng bánh vít 80 mm -Tính tốn trục I: Hình 4.2 Biểu đồ nội lực trục I – 35 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối +Tính phản lực gối đỡ trục: Ta có: Rđ = 276,57 N ; P1=718,52 N; Pr1=261,5 N H1 = 0,5( Bđ + Bol1)+l3+l4=0,5.(20+17) +15 +15=48,5 mm H2 = H3= 0,5( Bol + Brd) + + l2 = 0,5( 17+ 54) + 12 +15 = 62,5 mm Ta có: Mx = 161667,67 Nmm Tính phản lực gối C: ∑ 𝑚𝐶𝑦 = 𝑅đ (𝐻1 + 𝐻2 + 𝐻3) − 𝑅𝐴𝑦 (𝐻2 + 𝐻3)−𝑃𝑟1 𝐻3 = => 𝑅𝐴𝑦 = 276,5.(48,5+2.62,5)−261,5.62,5 2.62,5 = 253,13 N ∑ 𝑚𝐶𝑥 = −𝑃1 𝐻3 + 𝑅𝐴𝑥 (𝐻2 + 𝐻3) = => 𝑅𝐴𝑥 = 718,52.62,5 2.64,5 = 359,26 N ∑ 𝐹𝑦 = −𝑅đ + 𝑃𝑟1 + 𝑅𝐴𝑦 + 𝑅𝐶𝑦 = => 𝑅𝐶𝑦 = 276,57 – 261,5 – 253,13 = 238,06 N ∑ 𝐹𝑥 = 𝑅𝐴𝑥 − 𝑃1 + 𝑅𝐶𝑥 = => 𝑅𝐶𝑥 = −359,26 + 718,52 = 359,26 N +Tính moment tiết diện : Ở tiết diện 1-1: + M2 = N𝑚 M𝑢(𝐼−𝐼 = √M𝑢𝑦 𝑚 𝑢𝑥 ) Ở tiết diện 2-2: + M2 = 13399,095 Nmm M𝑢(𝐼𝐼−𝐼𝐼 = √M𝑢𝑦 𝑢𝑥 ) Trong : M𝑢𝑦 = −𝑅𝑑 𝐻1 = −276,57 48,5 = 13399,095 Nmm M𝑢𝑥 = Ở tiết diện 3-3: + M2 = √14878,752 + 22453,752 = 26936 Nmm M𝑢(𝐼𝐼𝐼−𝐼𝐼𝐼 = √M𝑢𝑦 𝑢𝑥 ) Trong đó: M𝑢𝑦 = −𝑅𝐶𝑦 𝐻3 = −238,06 62,5 = −14878,75 Nmm M𝑢 = −𝑅𝐶𝑥 𝐻3 = −359,26 62,5 = −22453,75 Nmm +Tính đường 𝑥 kính trục tiết diện nguy hiểm: 𝑑 ≥√ 𝑀𝑡𝑑 0,1.(1−𝛽4).[𝜎] , CT (7-3), trang117, [2] Tỷ số β = trục khơng kht lỗ [𝜎] = 63 N/𝑚𝑚2 tra bảng 7-2, trang119, [2] Ở tiết diện I-I: M𝑡𝑑 = √M𝑢 + 0,75 M𝑥𝐼2 =√0,75 16166,672 = 14000,74 Nmm – 36 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối 𝑑1−1 ≥ √ 14000,74 = 12,43𝑚𝑚 0,1.63 Ở tiết diện II-II: M𝑡𝑑 = √M𝑢2 + 0,75.M2𝑥𝐼 =√133990,95 + 0,75 16166,672 = 19379,28 Nmm 𝑑2−2 ≥ √ 19379,28 = 13,86 𝑚𝑚 0,1.63 Ở tiết diện III-III: M𝑡𝑑 = √M2𝑢+ 0,75 M2𝑥𝐼 =√269362 + 0,75 16166,672 = 30357,35 Nmm 30357,34 = 16,09𝑚𝑚 0,1.63 -Kết luận: Tra bảng 7-3b, trang122/[2] ta được: + Đường kính tiết diện 1-1 lấy 28 mm (có rãnh then) + Đường kính tiết diện 2-2 lấy 30 mm (ngõng trục lắp ổ) + Đường kính tiết diện 3-3 lấy 32 mm (có rãnh then) 𝑑3−3 ≥ √ – 37 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối -Tính tốn trục II: Hình 4.3 Biểu đồ nội lực trục II +Tính phản lực gối đỡ trục: Ta có: P2 = 529,95 N; Pr2= 261,5 N 𝑃𝑎𝑡𝑣 = 5075,52 𝑃𝑡𝑡𝑣 = 1775,23 N; 𝑃𝑟𝑡𝑣 = 1890,7 N N; H3 = 0,5(Bol + Br𝑏𝑑) + + l2 = 0,5( 17 + 60) + 12 +15 = 65,5 mm H4=H5 = 0,5( Bol + 𝑑2) + + l2 = 0,5.(17 + 300) + 12 + 15 = 185,5 mm M𝐸𝑦 = Patv 𝑑1 100 = 5075,52 = 253776 Nmm 2 Ta có: Mx = 51631,2 Nmm – 38 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối +Tính phản lực gối F: ∑ 𝑚𝐹𝑦 = 𝑃𝑟𝑡𝑣 𝐻5 − 𝑅𝐷𝑦 (𝐻4 + 𝐻5)+𝑃𝑟2 (𝐻3 + 𝐻4 + 𝐻5) + M𝐸𝑦 = 1890,7.185,5 + 261,5 (65,5 + 2.185,5) + 253776 𝑅𝐷𝑦 = = 1936,46 N 2.185,5 ∑ 𝑚𝐹𝑥 = −𝑃𝑡𝑡𝑣 𝐻5 + 𝑅𝐷𝑥 (𝐻4 + 𝐻5) + 𝑃2 (𝐻3 + 𝐻4 + 𝐻5) = 1775,23.185,5 – 529,5 (65,5 + 2.185,5) 𝑅𝐷𝑥 = = 264,63 2.185,5 ∑ 𝐹𝑦 = −𝑃𝑟2 + 𝑅𝐷𝑦 − 𝑃𝑟𝑡𝑣 + 𝑅𝐹𝑦 = 𝑅𝐹𝑦 = 1890,7 + 261,5 - 1936,46 = 215,74 ∑ 𝐹𝑥 = 𝑃2 + 𝑅𝐷𝑥 − 𝑃𝑡𝑡𝑣 + 𝑅𝐹𝑥 = 𝑅𝐹𝑥 = -529,95 – 264,63 + 1775,23 = 980,65 N +Tính moment tiết diện: Ở tiết diện 1-1: + M2 = Nmm = √M𝑢𝑦 𝑢𝑥 Ở tiết diện 2-2: M𝑢(1−1) M𝑢(2−2) Trong đó: + M2 = √34735,22 + 17127,252 = 38728,68 Nmm = √M𝑢𝑦 𝑢𝑥 = −𝑃𝑟2 𝐻3 = −529,5 65,5 = −34735,2 Nmm M𝑢𝑥 = −𝑃2 𝐻3 = −261,5 65,5 = −17128,25 Nmm Ở tiết diện 3-3: M𝑢(3−3) M𝑢𝑦 + M2 = √M𝑢𝑦 𝑢𝑥 Xét đoạn DE: = −𝑃𝑟2 (𝐻3 + 𝐻4) + 𝑅𝐷𝑦 𝐻4 = −261,5 (65,5 + 185,5) + 1936,46 185,5 = 293576,83 Nmm M𝑢𝑥 = −𝑃2 (𝐻3 + 𝐻4) − 𝑅𝐷𝑥 𝐻4 = −529,5 (65,5 + 185,5) – 264,63 185,5 = −182106,31 Nmm 2 M𝑢(3−3) = √293576,83 + 182106,31 = 345470,78 Nmm M𝑢𝑦 Xét đoạn EF: M𝑢𝑦 = 𝑅𝐹𝑦 𝐻5 = 215,74 185,5 = 40019,77 Nmm = 𝑅𝐹𝑥 𝐻5 = −980,65 185,5 = −181910,57 M𝑢(3−3) = √40019,772 + 181910,57 = 186260,67 M𝑢𝑥 – 39 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Chọn M𝑢(3−3) = 345470,78 Nmm +Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: M𝑡𝑑 , CT (7-3), trang117/[2] 𝑑≥ √ 0,1.(1−𝛽4).[𝜎] Tỷ số β = trục khơng kht lỗ [𝜎] = 66,25 N/𝑚𝑚2 tra bảng 7-2, trang119/[2] M𝑡𝑑 Ở tiết diện 1-1: =√0,75 51631,22 = 44713,93 Nmm = √M2𝑢 + 0,75 M𝑥𝐼𝐼 𝑑1−1 ≥ √ 44713,93 = 18,89 𝑚𝑚 0,1.66,25 Ở tiết diện 2-2: M𝑡𝑑 =√38728,68 + 0,75 51631,22 = √M2𝑢 + 0,75 M𝑥𝐼𝐼 = 59154,42 Nmm 𝑑2−2 ≥ √ 59154,42 0,1.66,25 = 20,74 N𝑚𝑚 Ở tiết diện 3-3: M𝑡𝑑 =√ 345470,78 + 0,75 51631,22 = √M2𝑢 + 0,75 M𝑥𝐼𝐼 = 348352,4 Nmm 348352,4 𝑑3−3 ≥ √ = 37,46 N𝑚𝑚 0,1.66,25 Kết luận: Tra bảng 7-3b, trang122/[2], ta + Đường kính tiết diện 1-1 lấy 36 mm (có rãnh then) + Đường kính tiết diện 2-2 lấy 50 mm (ngõng trục lắp ổ) + Đường kính tiết diện 3-3 lấy 55 mm – 40 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối -Tính tốn trục III: Hình 4.4 Biểu đồ nội lực trục III Ta có: 𝑃𝑡𝑏𝑣 = 5075,2 N; 𝑃𝑟𝑏𝑣 = 1890,7 N; 𝑃𝑎𝑏𝑣 = 1775,23 H6 = H7 = 0,5( B𝑜𝑙3 + 𝑙5) + + l2 = 0,5.(17+ 1,5.55)+12+15= 76,75 mm 300 d2 = 761280 Nmm = 5075,2 ∙ 2 Ta có: Mx = 761328,6 Nmm M𝐾𝑦 = 𝑃𝑎𝑏𝑣 ∙ +Tính phản lực gối J: ∑ 𝑚𝐽𝑦 = 𝑃𝑟𝑏𝑣 𝐻7 + M𝐾𝑦 − 𝑅𝐺𝑦 (𝐻6 + 𝐻7) = 1890,7 76,75 -761280 𝑅𝐺𝑦 = = 5904,83 Nmm 2.76,75 ∑ 𝑚𝐽𝑥 = 𝑃𝑡𝑏𝑣 𝐻7 − 𝑅𝐺𝑥 (𝐻6 + 𝐻7) = 5075,2 76,75 𝑅𝐺𝑥 = = 2537,6 Nmm 2.76,75 – 41 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối ∑ 𝐹𝑦 = −𝑅𝐺𝑦 + 𝑃𝑟𝑏𝑣 + 𝑅𝐽𝑦 = 𝑅𝐽𝑦 = 5904,83 – 1890,7 = 4014,13 N ∑ 𝐹𝑥 = −𝑅𝐺𝑥 + 𝑃𝑡𝑏𝑣 − 𝑅𝐽𝑥 = 𝑅𝐽𝑥 = −2537,6 + 5075,2 = 2537,6 N +Tính moment tiết diện : Ở tiết diện 1-1: + M2 = (N.mm) = √M𝑢𝑦 𝑢𝑥 Ở tiết diện 2-2: M𝑢(1−1) M𝑢(2−2) + M2 = √M𝑢𝑦 𝑢𝑥 Xét đoạn GK: M𝑢𝑦 = −𝑅𝐺𝑦 𝐻6 = −5904,83 76,75 = −453195,7 Nmm M𝑢𝑥 = 𝑅𝐺𝑥 𝐻6 = 2537,6 76,75 = 194760,8 Nmm M𝑢(2−2) = √453195,72 + 194760,82 = 493272,85 Nmm Xét đoạn KJ: = 𝑅𝐽𝑦 𝐻7 = −4014,13 76,75 = 307854,22 Nmm M𝑢𝑥 = 𝑅𝐽𝑥 𝐻7 = 2537,6 76,75 = 194760,8 Nmm 2 M𝑢(2−2) = √307854,22 + 194760,8 = 493272,85 Nmm Ta chọn M𝑢(2−2)=493272,82 Nmm M𝑢𝑦 +Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: 𝑑 ≥√ 𝑀𝑡𝑑 0,1.(1−𝛽4).[𝜎] , (CT 7-3, trang 117/[2]) Tỷ số β = trục không khoét lỗ [𝜎] = 46,75 N/𝑚𝑚2 tra bảng 7-2, trang 117/[2] Ở tiết diện 1-1: M𝑡𝑑 = √M2𝑢 + 0,75 M2 𝑥𝐼𝐼𝐼 = √0,75 761328,62 = 659329,9 Nmm 659329,6 𝑑1−1 ≥ √ = 52,05 𝑚𝑚 0,1.46,75 Ở tiết diện 2-2: M𝑡𝑑 = √M2𝑢 + 0,75 M𝑥𝐼𝐼𝐼 = √493272,852 + 0,75 761328,6 – 42 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối = 823428,21 𝑑2−2 ≥ √ 823428,21 0,1.46,75 = 56,05𝑚𝑚 Kết luận: Tra bảng 7-3b, trang 122/[2],ta được: + Đường kính tiết diện 1-1 lấy 65 mm ( ngõng trục lắp ổ) + Đường kính tiết diện 2-2 lấy 75 mm (có rãnh then) 4.1.4 Tính xác trục: -Tính xác trục nên tiến hành cho nhiều tiết diện chịu tải trọng lớn, có ứng suất tập trung -Tính xác trục theo công thức 7-5, trang 120/[2]: 𝑛= 𝑛𝜎 𝑛𝜏 ≥ [𝑛]; √𝑛2𝜎+ 𝑛2𝜏 Trong đó: n n hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp n hệ số an toàn [n] hệ số an tồn cho phép [n]=1,5 2,5 -Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng: a max m0 min Mu (CT trang 120/[2]); W (CT trang 120/[2]); -Dựa vào công thức 7-6, trang 120/[1], ta có: n 1 k m -Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động: 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 = 𝜏𝑚𝑎𝑥 = MX 2𝑊𝑜 -Dựa vào công thức 7-7, trang 120/[1] – 43 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối 𝜏−1 𝑛𝜏 = 𝑘 𝜏 𝜏 + 𝜏𝜏𝑚 𝜀𝜏 𝛽 𝑎 Trong đó: 1 : giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng a : Biên độ ứng suất pháp tiếp sinh tiết diện trục W: momet cản uốn tiết diện W0: moment cản xoắn tiết diện Kt hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn tra bảng [(7-6)-(7-13)] : hệ số tang bề mặt trục m: hệ số xét đến ảnh hưởng tri số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi trị số trung bình ứng suất tiếp Mu Mx: Là momet uốn moment xoắn -Giới hạn mỏi uốn xoắn: ( trục thép 45 có 𝜎𝑏 = 600 N/𝑚𝑚2): 𝜎−1 = (0,4 ÷ 0,5)𝜎𝑏 = 0,4.600 = 240 N/𝑚𝑚2 𝜏−1 = (0,2 ÷ 0,3)𝜎𝑏 = 0,2.600 = 120 N/𝑚𝑚2 a) Trục I: -Xét tiết diện 2-2: + Với đường kính trục d =30 mm tra bảng 7-3b trang 122/[2] ta có : B x h = x với b chiều rộng then (mm) : h chiều cao then (mm) W= 2320 (mm3) W0= 4970 (mm3) Mu(II-II)=13399,095 Nmm Mx= 16166,67 Nmm 𝜎𝑎 =𝜎𝑚𝑎𝑥 = -𝜎𝑚𝑖𝑛 = 𝑀𝑢 = 13399,095 𝑤 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑥 = 2𝑊𝑜 16166,67 2.4970 2320 = 5,77 (N/mm2) = 1,62 (N/mm2) – 44 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối +Chọn 𝜓𝜎 𝑣à 𝜓𝜏 theo vật liệu, thép cacbon trung bình lấy t 0,05 0,1 , hệ số tăng bền (không dùng biện pháp tăng bền) +Tra bảng 7-4 trang 123/[2] ta chọn 0,86 0,75 +Tra bảng 7-8 trang 127/[2] ta chọn hệ số tập trung ứng suất rãnh then 𝑘𝜎 = 1,63 𝑘𝜏=1,5 1,63 +Ta có tỉ số: 𝑘𝜎 = 𝜀𝜎 0,86 = 1,895 𝑘𝜏 𝜀𝜏 = 1,5 =2 0,75 +Vì trục then lắp có độ dơi nên lấy áp suất bề mặt lắp P 30 N/mm2 +Tra bảng 7-10 trang 128/[2] ta thấy sai số khơng đáng kể tính xoắn Ta có: 𝑘𝜎 𝜀𝜎 = 2,4 → 𝑘𝜏 𝑘 = + 0,6( 𝜎-1)=1+0,6(2,4-1)=1,84 𝜀𝜏 𝜀𝜎 Ta có hệ số an tồn xét riêng ứng suất pháp: 𝑛𝜎 = 𝜎−1 𝑘𝜎 ∙𝜎𝛼+𝜎.𝜎𝑚 𝜀𝜎 = 240 2,4.5,77+0 = 17,33 (CT:7-6/t120) Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp: 𝑛𝜏 = 𝜏−1 𝑘𝜏 𝜏𝑎+𝜏𝜏𝑚 𝜀𝜏𝛽 = 120 1,84.1,62+0,05.1,62 = 39,19 (CT:7-7/t120) Vậy hệ số an tồn tính tốn sau: N= 𝑛𝜎.𝑛𝜏 = √𝑛2𝜎 +𝑛𝜏2 7,29.15,3 √7,292+15,32 = 15,84 ≥ [𝑛] = 1,5 ÷ 2,5 Vậy hệ số an tồn cho thấy trục bền -Xét tiết diện 3-3: +Với đường kính trục d =32 mm tra bảng 7-3b trang 122,[2] ta có : B x h = 10 x với b chiều rộng then (mm) : h chiều cao then (mm) W= 2730 (mm3) W0= 5910 (mm3) Mu(III-III)= 26936 Nmm Mx= 16166,67 Nmm – 45 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối 𝜎𝑎 =𝜎𝑚𝑎𝑥 = -𝜎𝑚𝑖𝑛 = 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚𝑎𝑥 = 16166,67 𝑀𝑥 𝑀𝑢 = 2𝑊𝑜 𝑤 26936 = 2.5910 2730 =9,86 (N/mm2) = 1,36 (N/mm2) +Chọn 𝜓𝜎 𝑣à 𝜓𝜏 theo vật liệu, thép cacbon trung bình lấy 0,1 , t 0,05 hệ số tăng bền (không dùng biện pháp tăng bền) +Tra bảng 7-4 trang 123/[2] ta chọn 0,86 0,75 +Tra bảng 7-8 trang 127/[2] ta chọn hệ số tập trung ứng suất rãnh then 𝑘𝜎 = 1,63 𝑘𝜏=1,5 Ta có tỉ số: 𝑘𝜎 = 𝜀𝜎 1,63 𝑘𝜏 = 1,895 0,86 𝜀𝜏 = 1,5 =2 0,75 +Vì trục then lắp có độ dơi nên lấy áp suất bề mặt lắp P 30 N/mm2 +Tra bảng 7-10 trang 128[2] ta thấy sai số không đáng kể tính xoắn Ta có: 𝑘𝜎 𝜀𝜎 = 2,24 → 𝑘𝜏 𝜀𝜏 𝑘 = + 0,6( 𝜎-1)=1+0,6(2,4-1)=1,744 𝜀𝜎 Ta có hệ số an tồn xét riêng ứng suất pháp: 𝜎−1 240 = = 10,86 𝑛𝜎 = 𝑘 2,24 9,86 + 𝜎 ∙ 𝜎 + 𝜎 𝜎𝑚 𝜀𝜎 𝛼 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp: 𝑛𝜏 = 𝜏−1 𝑘𝜏 𝜏𝑎+𝜏𝜏𝑚 𝜀𝜏𝛽 = 120 1,744.1,36+0,05.1,36 = 49,18 (CT:7-7/t120) Vậy hệ số an tồn tính tốn sau: N= 𝑛𝜎.𝑛𝜏 = √𝑛2𝜎 +𝑛𝜏2 10,86.49,18 = 10,6 ≥ [𝑛] = 1,5 ÷ 2,5 √10,862+49,182 Vậy hệ số an toàn cho thấy trục bền b) Trục II: -Xét tiết diện 2-2: +Với đường kính trục d=50 mm tra bảng 7-3b trang 122/[2] ta có : – 46 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối B x h = 16x10 với b chiều rộng then (mm) : h chiều cao then (mm) W= 10650 (mm3) W0= 22900 (mm3) Mu(II-II)= 36961,37 Nmm Mx= 51631,2 Nmm 𝜎𝑎 =𝜎𝑚𝑎𝑥 = -𝜎𝑚𝑖𝑛 = 𝑀𝑢 = 36961,37 𝑤 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑥 10650 51631,2 = 2𝑊𝑜 2.22900 = 3,47 (N/mm2) (N/mm2) = 1,12 +Chọn 𝜓 𝜎 𝑣à 𝜓𝜏 theo vật liệu, thép cacbon trung bình lấy 0,1 , t 0,05 (dùng biện pháp tăng bền tơi dịng) hệ số tăng bền +Tra bảng 7-4 trang 123/[2] ta chọn 0,82 0,7 +Tra bảng 7-8 trang 127/[2] ta chọn hệ số tập trung ứng suất rãnh then 𝑘𝜎 = 1,63 𝑘𝜏=1,5 Ta có tỉ số: 𝑘𝜎 𝜀𝜎 = 1,63 0,82 = 1,98 𝑘𝜏 𝜀𝜏 = 1,5 0,7 = 2,14 +Vì trục then lắp có độ dơi nên lấy áp suất bề mặt lắp P 30 N/mm2 +Tra bảng 7-10 trang 128/[2] ta thấy sai số không đáng kể tính xoắn Ta có: 𝑘𝜎 𝜀𝜎 = 3,3 → 𝑘𝜏 𝑘 = + 0,6( 𝜎-1)=1+0,6(3,3-1)=2,38 𝜀𝜏 𝜀𝜎 (T129) Ta có hệ số an tồn xét riêng ứng suất pháp: 𝑛𝜎 = 𝜎−1 𝑘𝜎 ∙𝜎𝛼+𝜎.𝜎𝑚 𝜀𝜎 = 240 3,3.3,47 +0 = 20,95 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp: 𝑛𝜏 = 𝑘𝜏 𝜀𝜏𝛽 𝜏−1 𝜏𝑎+𝜏𝜏𝑚 = 120 3,3.1,12+0,05.1,12 = 31,98 (CT:7-7/t120) Vậy hệ số an tồn tính tốn sau: N= 𝑛𝜎.𝑛𝜏 = √𝑛2𝜎 +𝑛𝜏2 20,95.31,98 √20,952+31,98 = 17,52 ≥ [𝑛] = 1,5 ÷ 2,5 Vậy hệ số an toàn cho thấy trục bền – 47 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối -Xét tiết diện 3-3: +Với đường kính trục d=55 mm tra bảng 7-3b trang 122/[2] ta có : B x h = 18 x 11 với b chiều rộng then (mm) : h chiều cao then (mm) W= 14510 (mm3) W0= 30800 (mm3) Mu(III-III)= 280678,93 Nmm Mx= 51631,2 Nmm 𝜎𝑎=𝜎 𝑚𝑎𝑥 = -𝜎𝑚𝑖𝑛 = 𝑀𝑢 = 280678,93 𝑤 𝜏𝑎= 𝜏𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑥 14510 51631,2 = 2𝑊𝑜 2.30800 = 19,34 (N/mm2) = 0,83 (N/mm2) +Chọn 𝜓 𝜎 𝑣à 𝜓𝜏 theo vật liệu, thép cacbon trung bình lấy 0,1 , t 0,05 hệ số tăng bền (không dùng biện pháp tăng bền) +Tra bảng 7-4 trang 123/[2] ta chọn 0,78 0,67 +Tra bảng 7-8 trang 127/[2] ta chọn hệ số tập trung ứng suất rãnh then 𝑘𝜎 = 1,63 𝑘𝜏=1,5 Ta có tỉ số: k k 1,5 1,63 2,23 2,08 0,78 0,67 +Vì trục then lắp có độ dơi nên lấy áp suất bề mặt lắp P 30 N/mm2 Tra bảng 7-10 trang 128/[2] ta thấy sai số không đáng kể tính xoắn Ta có: k 3,48 k 1 0,6( k 1) 1 0,6(3,48 1) 2,488 Ta có hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp: 𝑛𝜎 = 𝜎−1 𝑘𝜎 ∙𝜎𝛼+𝜎.𝜎𝑚 𝜀𝜎 = 240 3,48.19,34+0 = 3,56 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp: 𝑛𝜏 = 𝑘𝜏 𝜀𝜏𝛽 𝜏−1 𝜏𝑎+𝜏𝜏𝑚 = 120 = 56,96 (CT:7-7/t120) 2,488.0,83+0,05.0,83 Vậy hệ số an tồn tính tốn sau: – 48 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối N= 𝑛𝜎.𝑛𝜏 3,56.56,96 = √3,562+56,962 √𝑛2𝜎 +𝑛𝜏2 = 3,58 ≥ [𝑛] = 1,5 ÷ 2,5 Vậy hệ số an toàn cho thấy trục bền c) Trục III: -Xét tiết diện 2-2: +Với đường kính trục d= 75 mm tra bảng 7-3b trang 122/[2] ta có : B x h = 24 x 14 với b chiều rộng then (mm) : h chiều cao then (mm) W= 37600 (mm3) W0= 79000 (mm3) Mu= 493272,85 Nmm Mx= 761328,6 Nmm 𝜎𝑎 =𝜎𝑚𝑎𝑥 = -𝜎𝑚𝑖𝑛 = 𝜏𝑎= 𝜏𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑥 = 2𝑊𝑜 𝑀𝑢 𝑤 = 493272,85 = 13,11 (N/mm2) 79000 761328,6 2.79000 = 4,81 (N/mm2) +Chọn 𝜓𝜎𝑣à 𝜓𝜏 theo vật liệu, thép cacbon trung bình lấy 0,1 , 0,05 t hệ số tăng bền (không dùng biện pháp tăng bền) +Tra bảng 7-4 trang 123/[2] ta chọn 𝜀𝜎=0,74 𝜀𝜏=0,62 +Tra bảng 7-8 trang 127/[2] ta chọn hệ số tập trung ứng suất rãnh then 𝑘𝜎 = 1,63 𝑘𝜏=1,5 Ta có tỉ số: 𝑘𝜎 = 1,63 = 2,2 𝜀𝜎 0,74 𝑘𝜏 𝜀𝜏𝛽 = 1,5 0,62 = 2,41 +Vì trục then lắp có độ dơi nên lấy áp suất bề mặt lắp P 30 N/mm2 +Tra bảng 7-10 trang 128/[2] ta thấy sai số không đáng kể tính xoắn Ta có: k 3,4 k 1 0,6( k 1) 1 0,6(3,4 1) 2,44 Ta có hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp: 𝑛𝜎 = 𝜎−1 𝑘𝛼 𝜀𝛼 ∙𝜎𝛼+𝜎.𝜎𝑚 = 240 3,4.13,11 = 5,38 – 49 – ` Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp: 𝜏−1 120 = = 10,01 𝑛𝜏 = 𝑘 𝜏 2,44.4,81 + 0,05.4,81 ∙ 𝜏 + 𝜏 𝜏𝑚 𝜀𝜏 𝛽 𝛼 Vậy hệ số an tồn tính tốn sau: N= 𝑛𝜎.𝑛𝜏 5,38.10,01 = √5,382+10,01 √𝑛2𝜎 +𝑛𝜏2 = 4,73 ≥ [𝑛] = 1,5 ÷ 2,5 Vậy hệ số an toàn lớn khoảng [n] không đáng kể cho thấy trục bền Kết luận : tất trục đảm bảo điều kiện làm việc an toàn thời gian làm việc cho phép 4.2 Thiết kế then Để cố định bánh theo phương tiếp tuyến trục hay nói cách khác để truyền moment chuyển động từ trục đến bánh ngược lại ta dùng then 4.2.1 Then trục I Xét tiết diện 1-1 lắp bánh đai : +Với đường kính d = 28 (mm) tiết diện n-n tra bảng 7-23 trang 143/[2] ta có số liệu then bằng: Chiều rộng then b = (mm) Chiều cao then h =7 (mm) Chiều sâu rãnh trục t = (mm) Chiều sâu rãnh bánh đai t1 = 3,1 (mm) Phần then lắp rãnh trục k = 3,5 (mm) Chiều dài then l = 0,8 lm = 0,8.20 = 16 (mm) (Với lm chiều dài mayơ lấy chiều rộng bánh đai) Lấy l = 18 mm +Vì điều kiện làm việc trục có va đập trung bình, vật liệu trục thép 45 +Tra bảng 7-20 7-21 trang 142/[2] ta chọn [σd] = 50(N/mm2) 𝜏𝑐=54 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập : 𝜎𝑑 = 2𝑀𝑥 = 𝑑I−I𝐾.𝑙 2.16166,67 28.3,5.18 = 18 N/mm2 ≤ [σd] = 50 (N/mm2) – 50 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Kiểm nghiệm sức bền cắt : 𝜏𝑐 = 2𝑀𝑥 = 𝑑I−I𝑏.𝑙 2.16166,67 28.8.18 =8,01 N/mm2 ≤ [𝜏c] = 54 (N/mm2) Vậy then đủ bền Xét tiết diện 3-3 lắp bánh dẫn: +Với đường kính d = 32 (mm) tra bảng 7-23 trang 143/[2] ta có số liệu then bằng: Chiều rộng then b = 10 (mm) Chiều cao then h =8 (mm) Chiều sâu rãnh trục t = 4,5 (mm) Chiều sâu rãnh bánh t1 = 3,6 (mm) Phần then lắp rãnh trục k = 4,2 (mm) Chiều dài then l = 0,8 lm = 0,8.52 = 43,2 (mm) (Với lm chiều dài mayơ lấy chiều rộng bánh răng) Lấy l=45 mm +Vì điều kiện làm việc trục có va đập trung bình, vật liệu trục thép 45 +Tra bảng 7-20 7-21 trang 142/[2] ta chọn [σd] = 50 (N/mm2) 𝜏𝑐=54 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập : 2𝑀𝑥 = III−III𝐾.𝑙 𝜎𝑑 = 𝑑 2.16166,67 32.4,2.45 = 5,34 N/mm2 ≤ [σd] = 50 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền cắt : 2𝑀𝑥 2.16166,67 = = 𝑏.𝑙 32.8.45 III−III 𝜏𝑐 = 𝑑 2,8N/mm2 ≤ [𝜏c] = 54 (N/mm2) Vậy then đủ bền 4.2.2 Then trục II: Xét tiết diện 1-1: +Với đường kính d = 36 (mm) tra bảng 7-23 trang 143/[2] ta có số liệu then bằng: Chiều rộng then b = 10 (mm) Chiều cao then h =8 (mm) – 51 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Chiều sâu rãnh trục t = 4,5 (mm) Chiều sâu rãnh bánh t1 = 3,6 (mm) Phần then lắp rãnh trục k = 4,2 (mm) Chiều dài then l = 0,8 lm = 0,8.60 = 48 (mm) (Với lm chiều dài mayơ lấy chiều rộng bánh răng) Lấy l=50 mm +Vì điều kiện làm việc trục có va đập trung bình, vật liệu trục thép 45 +Tra bảng 7-20 7-21 trang 142/[2] ta chọn [σd]=50 (N/mm2) 𝜏𝑐= 54 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập : 𝜎𝑑 = 2𝑀𝑥 = 𝑑I−I𝐾.𝑙 2.51631,2 36.4,2.50 =13,65 N/mm2 ≤ [σd] = 50 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền cắt : 𝜏𝑐= 2𝑀𝑥 = 𝑑I−I𝑏.𝑙 2.51631,2 36.10.50 = 5,73 N/mm2 ≤ [𝜏c] = 54 (N/mm2) Vậy then đủ bền 4.2.3 Then trục III: Xét tiết diện 2-2 lắp bánh vít: +Với đường kính d = 75 (mm) tra bảng 7-23 trang 143/[2] ta có số liệu then bằng: Chiều rộng then b = 20 (mm) Chiều cao then h =12 (mm) Chiều sâu rãnh trục t = (mm) Chiều sâu rãnh bánh vít t1 = 6,1 (mm) Phần then lắp rãnh trục k = 7,4 (mm) Chiều dài then l = 0,8 lm = 0,8.112,5 = 90 (mm) (Với lm = 1,5.d = 1,5.75 = 112,5 chiều dài mayơ bánh vít) Lấy l = 90 mm +Vì điều kiện làm việc trục có va đập trung bình, vật liệu trục thép 45 +Tra bảng 7-20 7-21 trang 142/[2] ta chọn [σd]=50 (N/mm2) 𝜏𝑐=54 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập : 𝜎𝑑 = 2𝑀𝑥 = 𝑑2−2𝐾.𝑙 2.761328,6 75.7,4.90 = 30,48 N/mm2 ≤ [σd] = 50 (N/mm2) – 52 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Kiểm nghiệm sức bền cắt : 𝜏𝑐 = 2𝑀𝑥 𝑑2−2𝑏.𝑙 = 2.761328,6 75.20.90 = 11,27 N/mm2 ≤ [𝜏c] = 54 (N/mm2) Vậy then đủ bền Xét then vị trí khớp nối : +Với đường kính d = 65 (mm) tra bảng 7-23 trang 143/[2] ta có số liệu then bằng: Chiều rộng then b = 18 (mm) Chiều cao then h =11 (mm) Chiều sâu rãnh trục t = 5,5 (mm) Chiều sâu rãnh bánh vít t1 = 5,6 (mm) Phần then lắp rãnh trục k = 6,8 (mm) Chiều dài then l = 0,8 lm = 0,8.155 = 124 (mm) (Với lm = 2,5.d = 2,5.62 = 155 chiều dài mayơ nửa khớp nối ) Lấy l = 125 mm +Vì điều kiện làm việc trục có va đập trung bình, vật liệu trục thép 45 +Tra bảng 7-20 7-21 trang 142/[2] ta chọn [σd]=50 (N/mm2) 𝜏𝑐=54 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập : 𝜎𝑑 = 2𝑀𝑥 = 𝑑2−2𝐾.𝑙 2.761328,6 65.6,8.125 = 27,55 N/mm2 ≤ [σd] = 50 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền cắt : 𝜏𝑐 = 2𝑀𝑥 = 𝑑2−2𝑏.𝑙 2.761328,6 65.18.125 = 10,41N/mm2 ≤ [𝜏c] = 54 (N/mm2) Vậy then đủ bền 4.3 Thiết kế gối đỡ trục: -Trục I khơng có lực dọc trục nên chọn ổ bi đỡ dãy -Trục II chịu lực dọc trục lớn nên ổ D trục II ta lắp ổ đũa côn đỡ chặn để hạn chế trục di chuyển dọc trục phía -Trục III trục lắp bánh vít yêu cầu độ cứng vững ổ cao nên gối G J ta chọn ổ bi đỡ chặn – 53 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối 4.3.1 Trục I: Hình 4.5 Sơ đồ thiết kế gối đỡ trục I + Hệ số khả làm việc theo công thức: C=Q(nh)0,3 ≤ Cbảng (CT 8-1 trang 158/[2]) +Trong : n1= 466,67 (v/p) h= 16.300.5 = 24000 ( thời gian phục vụ máy ) Q=(Kv.R +mAt ).Kn.Kt (daN) (CT trang 159/[2]) + Với : R: tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ ) At : tổng tải trọng dọc trục m= 1,5 : hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải hướng tâm (bảng2/161/[2]) Kt =1 – hệ số tải trọng động ( Bảng 8-3/162/[2]) Kn =1 – nhiệt độ làm việc 1000 ( Bảng 8-4/162/[2]) Kv = – hệ số xét đến vòng ổ vòng quay ( Bảng 8-5/162/[2]) +Tổng phản lực tác dụng lên ổ A + 𝑅2 = √359,26 + 253,13 = 439,47 N RA= √𝑅𝐴𝑋 𝐴𝑌 +Tổng phản lực tác dụng lên ổ C + 𝑅2 = √359,262 + 238,06 = 430,97 N RC= √𝑅𝐶𝑋 𝐶𝑌 +Vì tổng phản lực RA lớn RC nên ta tính cho gối đỡ A chọn ổ cho gối đỡ này, gối đỡ C chọn ổ loại – 54 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối +Tính C Q theo CT (8-1),(8-2)/158-159/[2], A=0 nên Qk= Kv.R.Kn.Kt= 1.439,47.1.1= 439,47 N= 43,94 daN C= 43,94.(466,67.24000)0,3 = 5723,03 +Vậy hệ số khả làm việc ổ trục C: +Tra bảng 14P trang 339/[2] ứng với đường kính trục d=30 (mm) ta chọn ổ bị đỡ cỡ trung kí hiệu 306 với thơng số sau : Bảng 4.2 Thơng số ổ lăn trục I : Kí hiệu d D B d2 D2 306 30 72 19 44,6 59,4 Đường kính bi 12,3 C 33000 Tải trọng cho phép Qt (daN) 1400 4.3.2 Trục II Hình 4.6 Sơ đồ thiết kế gối đỡ trục II +Hệ số khả làm việc theo công thức C=Q(nh)0,3 ≤ Cbảng (CT 8-1 trang 158/[2]) +Trong : n2=107,2 (v/p) h= 16.300.5 = 24000 ( thời gian phục vụ máy ) Q=(Kv.R +mA ).Kn.Kt (daN) (CT trang 159/[2]) – 55 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối +Với : R: tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ ) A : tổng tải trọng dọc trục m = 1,8: hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hướng tâm Kt =1: hệ số tải trọng động ( Bảng 8-3, trang 162/ [2]) Kn =1: nhiệt độ làm việc 1000 ( Bảng 8-4, trang 162/[2]) Kv = 1: hệ số xét đến vòng ổ vòng quay ( Bảng 8-5 trang 162/ [2]) Giả sử chọn góc 𝛽 = 13o +Các phản lực tác dụng lên ổ D : RDx = 264,63N ; RDy= 1936,46 N +Tổng phản lực tác dụng lên ổ D + 𝑅2 = √264,632 + 1936,46 = 1954,45 N RD= √𝑅𝐷𝑋 𝐷𝑌 +Các phản lực tác dụng lên ổ F : RFx = 980,65 N ; RFy= 215,74 N +Tổng phản lực tác dụng lên ổ F + 𝑅2 = √980,65 + 215,74 =1004,1 N RF= √𝑅𝐹𝑋 𝐹𝑌 +Lực dọc trục tác dụng lên trục vít D : SD = 1,3 RD.tan𝛽 = 1,3 1954,45 tan(13) = 586,58 (N) +Lực dọc trục tác dụng lên ổ F : SF = 1,3 RF.tan𝛽 = 1,3 1004,1 tan(13) = 301,35 (N) At = SD - Patv - SF = 586,58 -5075,52 -301,35 = -4790,29 N +Với sơ đồ bố trí ổ At QF nên ta tính cho gối đỡ D chọn ổ cho gối đỡ này, gối đỡ Fchọn ổ loại – 56 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối +Vậy hệ số khả làm việc ổ trục A: C= QD(nh)o,3= 1163,46.(107,2.24000)0,3 = 97470,51 ≤ C bảng =210000 Tra bảng 18P trang 349/ [2] ứng với đường kính trục d= 50 (mm) ta chọn ổ đũa đỡ chặn cỡ trung rộng kí hiệu 7610 với thông số sau : Bảng 4.3 Thông số ổ lăn trục II : Kí hiệu d D T lớn B d2 D1 7610 50 110 42,5 40 78 86,5 Đường C kính bi 14,8 210000 Tải trọng cho phép Qt 11500 4.3.3 Trục III Hình 4.7 Sơ đồ thiết kế gối đỡ trục III +Hệ số khả làm việc theo công thức C=Q(nh)0,3 ≤ Cbảng (CT 8-1 trang 158/[2]) +Trong : n3=7,15 (v/p) h= 16.300.5 = 24000 ( thời gian phục vụ máy ) Q=(Kv.R +mA ).Kn.Kt (daN) (CT trang 159/[2]) +Với : R: tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ ) A : tổng tải trọng dọc trục m= 0,7: hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải hướng tâm – 57 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Kt =1,1:hệ số tải trọng động ( Bảng 8-5 trang 162/ [2]) Kn =1: nhiệt độ làm việc 1000 ( Bảng 8-4, trang162/[2]) Kv = 1: hệ số xét đến vòng ổ vòng quay ( Bảng 8-5 trang 162/[2]) Chọn góc 𝛽 = 26o ( ký hiệu 46000) +Các phản lực tác dụng lên ổ G : RGx = 2537,6 N ; RGy= 5904,83 N +Tổng phản lực tác dụng lên ổ G + 𝑅2 = √2537,6 + 5904,83 = 6427 N RG= √𝑅𝐺𝑋 𝐺𝑌 +Các phản lực tác dụng lên ổ J : RJx = 2537,6 N ; RJy= 4014,13 N +Tổng phản lực tác dụng lên ổ J + 𝑅2 = √2537,62 + 4014,13 = 4748,96 N RJ= √𝑅𝐽𝑋 𝐽𝑌 +Lực dọc trục tác dụng lên trục vít G : SG = 1,3 RG.tan𝛽 = 1,3 6427 tan(260)= 4075,05 (N) +Lực dọc trục tác dụng lên ổ J : SJ = 1,3 RJ.tan𝛽 = 1,3 4748,96 tan(260) = 3011,08 (N) At = SG-SJ+Pabv = 4075,05 – 3011,08 +1775,23 = 2839,2 N +Với sơ đồ bố trí ổ At >0, lực dọc trục thay vào cơng thức (8-6) tính cho ổ J +Tải trọng tương đương: QG = (Kv.RG+mA)Kn.Kt = (1.642,7 +0,7 283,92).1.1,1= 925,58 daN QJ = (Kv.RJ+mA)Kn.Kt = (1 474,64 +0,7 283,92).1.1,1=740,72 daN +Vì QG > QJ nên ta tính cho gối đỡ G chọn ổ cho gối đỡ này, gối đỡ J chọn ổ loại +Vậy hệ số khả làm việc ổ trục A: C= QJ(nh)o,3= 925,58.(7,15.24000)0,3 = 34416,69 ≤ C bảng = 70000 – 58 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối +Tra bảng 17P trang 346 [2] ứng với đường kính trục d=85 (mm) ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ đặc biệt nhẹ kí hiệu 46117 với thông số sau : Bảng 4.4 Thông số ổ lăn trục III : Kí hiệu d D B d2 D2 46113 65 100 18 82,8 97,7 Đường C kính bi 12,3 57000 Tải trọng cho phép Qt 3200 4.3.4 Tổng hợp kích thước ổ lăn Bảng 4.5 Các kích thước ổ lăn Kí hiệu d(mm) D(mm) B(mm) Trục I 306 30 72 19 Trục II 7610 50 110 40 Trục III 46113 65 100 18 4.4 Cố định ổ trục vỏ hộp -Có nhiều phương pháp cố định ổ trục vỏ hộp Khi chọn phương pháp dựa yếu tố sau: +Trị số chiều lực tác dụng lên ổ +Số vòng quay trục ổ +Loại ổ +Điều kiện tháo lắp phận ổ khả chế tạo phận ổ 4.4.1 Cố định trục -Ở ta chọn phương pháp đệm chắn mặt dầu để cố định theo phương dọc trục Phương pháp vừa đơn giản vừa chắn Đệm giữ cố định vít – 59 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối đệm hãm 4.4.2 Cố định vỏ hộp giảm tốc -Đặt vịng ngồi ổ vào mặt tì nắp ổ vịng chắn Có thể dùng vịng chắn ghép hai nửa vòng chắn lò xo Ưu điểm chủ yếu đơn giản, chắn, dễ gia công lỗ dùng lực dọc trục khơng tác dụng phía lò xo 4.4.3 Chọn kiểu lắp cấu tạo chỗ lắp ổ -Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ, vào vỏ hộp theo hệ trục -Sai lệch cho phép vịng ổ âm (kích thước nhỏ đường kính danh nghĩa trục) sai lệch cho phép lỗ theo hệ lỗ dương Điều đảm bảo mối ghép theo kiểu lắp trung gian -Chọn kiểu lắp theo độ dơi để vịng ổ trượt theo bề mặt trục lỗ làm việc (có chịu tải) -Khi chọn kiểu lắp cần ý trục khơng rỗng có thành dày, trục làm thép gang, nhiệt độ ổ làm việc không 100°C 4.4.4 Bôi trơn ổ lăn -Bôi trơn ổ mỡ phương pháp đơn giản khơng cần thiết bị đặc biệt để dẫn dầu vào ổ, cần nhét mỡ vào phận ổ với lượng đủ để bôi trơn suốt kì làm việc Tuy nhiên khơng nên cho mỡ nhiều lượng mỡ thừa làm tăng nhiệt độ ổ Dựa vào bảng 8-28, trang 198/[2] ta chọn loại mỡ M có nhiệt độ làm việc từ 60 100°C số vòng quay ổ 300 (vịng/phút) 4.4.5 Che kín ổ lăn -Mục đích che kín ổ lăn để bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, phoi kim loại tạp chất khác xâm nhập vào ổ làm cho ổ chóng mịn han gỉ Ngồi cịn đề phịng dầu tràn ngồi Ở ta dùng vịng phớt : loại lót kín làm việc chắn, bảo vệ ổ khỏi bụi bặm kín dùng bôi trơn mỡ không bị hạn chế vận tốc – 60 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối -Dựa vào đường kính trục, tra bảng 8-29, trang 202/[2] ta kích thước vịng phớt sau: +Trục I: d = 30 (mm) Kích thước vịng phớt: d1 = 31 (mm), d2 = 29 (mm), D = 43 (mm), a = (mm), b = 4,3 (mm), S0 = (mm) +Trục III: d = 65 (mm) Kích thước vịng phớt: d1 = 66,5 (mm), d2 = 64 (mm), D = 84(mm), a = (mm), b = 6,5 (mm), S0 = 12 (mm) 4.5 Chọn khớp nối -Ta dùng nối trục vòng đàn hồi làm nối trục -Vật liệu làm nối trục: nối trục làm gang Cʮ 21-40 -Khớp nối trục tính toán theo moment tĩnh : (CT 9.1, trang 221/[2]) Mt = K.Mx +Trong : Mt :là moment xoắn tính toán Mx(trục III) = 761328,6 (Nmm) moment xoắn danh nghĩa K hệ số tải trọng K = 1,2 ( Bảng 9-1 trang 222 [2]) => Mt == 1,2 761328,6 = 913594,32 (Nmm)= 913,59 (Nm) +Tra bảng 9.11, trang 234/[2] ta chọn kích thước chủ yếu khớp nối trục: Đường kính trục d = 65 (mm) Moment xoắn Mx = 1100 (Nmm) Đường kính vịng đàn hồi D = 220 (mm) Đường kính lỗ lắp chốt bọc vịng đàn hồi d0 = 36 (mm) Đường kính vòng tròn qua tâm chốt D0 = D - d0 – 10 = 174 (mm) Đường kính chốt dc = 18 (mm) Chiều dài tồn vịng đàn hồi lv = 36 (mm) Chiều dài chốt lc = 42 (mm) – 61 – Chương IV: Thiết kế trục, thiết kế then, chọn ổ, chọn khớp nối Chiều dài nửa khớp nối l = 142 (mm) Ứng suất dập cho phép vịng cao su [𝜎𝑑] = (2 ÷ 3) Ứng suất uốn cho phép chốt [𝜎 𝑢] = (60 ÷ 80) 𝑁 𝑚𝑚2 𝑁 𝑚𝑚2 Ren M12 Số chốt Z = 10 +Kiểm tra sức bền dập vòng đàn hồi: (CT 9.22, trang 234/[2]) 𝜎𝑑 = 2𝐾Mx 2.1,2.761328,6 = 10.174.36.18 𝑍𝐷 0𝑙𝑣 𝑑𝑐 ≈ 1,62 ≤ [𝜎𝑑] Đảm bảo điều kiện dập vòng đàn hồi +Kiểm tra sức bền uốn chốt: (CT 9.23, trang 234/[2]) 𝜎𝑢= 𝐾M𝑥𝑙𝑐 0,1𝑍𝑑 𝑐 𝐷0 = 1,2.761328,6.42 0,1.10 183 174 ≈ 37,81 ≤ [𝜎 𝑢 ] Đảm bảo điều kiện uốn chốt – 62 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép CHƯƠNG V THIẾT KẾ VỎ HỘP, CHI TIẾT PHỤ VÀ BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP 5.1 Thiết kế vỏ hộp -Chọn vỏ hộp đúc gang, mặt ghép nắp thân mặt phẳng trùng với đường tâm trục để việc lắp ghép trục dễ dàng -Theo bảng 10-9, trang 268/ [2] cho phép ta tính kích thước phần tử cấu taọ hộp sau đây: Bảng 5.1 Kích thước phần tử cấu tạo vỏ hộp Tên Chiều dày thành thân hộp Chiều dày thành nắp hộp 1 Chiều dày mặt bích thân hộp b Chiều dày mặt bích nắp hộp b1 Chiều dày đế hộp (khơng có phần lồi) p Chiều dày gân thân hộp m Chiều dày gân nắp mở hộp m1 Đường kính bulong dn Đường kính bulong cạnh ổ d1 Cơng thức Kết (mm) Chọn 0,04A+3mm 10,6 11 (0,8 0,85) (8,8 9,35) 1,5 16,5 17 1,5 1 13,5 14 2,35 25,85 26 (0,85 1) (9,35 11) 11 (0,85 1) (7,65 9) 0,036.A+12mm 18,84 20 M20 0,7.dn 14 14 M14 – 63 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép Đường kính bulong ghép nắp thân d2 Đường kính bulong ghép nắp ổ d3 Đường kính bulong ghép nắp cửa thăm d4 (0,5 0,6).dn (10 12) 10 M10 (0,4 0,5).dn (8 10) 10 M10 (0,3 0,4).dn (6 8) M8 A= 190 mm khoảng cách trục lớn -Khoảng cách C1 từ mặt vỏ đến tâm bulong: C1 1,2.d + (5 8) mm 𝐶1𝑑𝑛 ≈ 1,2 𝑑𝑛 + (5 8)𝑚𝑚 = 1,2.20 + (5 ÷ 8)𝑚𝑚 = (29 ÷ 32 ) 𝑚𝑚 Chọn C1dn = 30 𝑚𝑚 𝐶1𝑑1 ≈ 1,2 𝑑1 + (5 8)𝑚𝑚 = 1,2.14 + (5 ÷ 8)𝑚𝑚 = (21,8 ÷ 24,8 ) 𝑚𝑚 Chọn C1d1 = 24 𝑚𝑚 𝐶1𝑑2 ≈ 1,2 𝑑2 + (5 8)𝑚𝑚 = 1,2.10 + (5 ÷ 8)𝑚𝑚 = (17 ÷ 20) 𝑚𝑚 Chọn C1d2 = 18 𝑚𝑚 -Chiều rộng mặt bích: K = C1 + C2 với C2 = 1,3d 𝐶2𝑑𝑛 = 1,3 𝑑𝑛 = 1,3.20 = 26 𝑚𝑚 Chọn 𝐶2𝑑𝑛 = 28 𝑚𝑚 𝐶2𝑑1 = 1,3 𝑑1 = 1,3.14 = 18,2 𝑚𝑚 Chọn C2d1 = 20 𝑚𝑚 𝐶2𝑑2 = 1,3 𝑑2 = 1,3.10 = 13 𝑚𝑚 Chọn C2d2 = 15 𝑚𝑚 -Vậy 𝐾 = 58 𝑚𝑚, 𝐾1 = 48 𝑚𝑚, 𝐾2 = 33 𝑚𝑚 -Đường kính bulong vịng (vít nâng) chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, với khoảng cách trục A cấp 312,5 tra bảng 10-11a, trang 275/ [2] 10-11b, trang 276/ [2] Ta chọn bulong M10 -Số lượng bulong nền: 𝑛 = 𝐿+𝐵 200÷300 = 650+450 210 = 5,23 – 64 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép Trong đó: L: chiều dài hộp, sơ lấy 650 mm B: chiều rộng hộp, sơ lấy 450 mm -Tra bảng 10-13, trang 277/ [2] lấy n = -Để tháo dầu bẩn hết ta nên thiết kế đáy hộp có độ nghiêng khoảng 20 5.2 Bôi trơn hộp giảm tốc -Ở trình bày phương pháp bơi trơn phận ổ, nên phần trình bày việc bơi trơn truyền bánh Do cấu tạo hộp giảm tốc nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Ta ngâm ngập chiều cao ren không vượt đường ngang tâm viên bi Nếu không ngâm hết chiều cao ren trục vít dầu lắp vịng vung lên trục vít, dầu bắn lên bánh vít theo đến bơi trơn chỗ ăn khớp Theo bảng 10-17, trang 284/ [2] chọn độ nhớt dầu bôi trơn bánh 500 160 centistốc 240 Engle Theo bảng 10-18, trang 285/[2] chọn độ nhớt cho dầu bơi trơn truyền trục vít 500 165 centistốc 240 Engle, chọn loại dầu công nghiệp 45 (bảng 10-20, trang 286/ [2]) 5.3 Cấu tạo nắp cửa thăm - Để quan sát kiểm tra chi tiết hộp giảm tốc lắp ghép để đổ dầu bôi trơn vào hộp, ta thiết kế đỉnh hộp có cửa thăm Dựa vào bảng 10-12 trang 277 [2] Ta chọn kích thước cửa thăm sau: - Nắp cửa thăm; 2- Tay nắm (nút thơng hơi); 3- Đệm (bìa cứng); 4- Vít – 65 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép Hình 5.1 Nắp thăm Bảng 5.2 Kích thước nắp thăm A 200 B A1 150 250 B1 C 200 C1 230 K 130 R 180 15 Kích Số lượng thước vít vít M10 x22 5.4 Nút thơng - Khi làm việc nhiệt độ hộp giảm tốc tăng lên, để giảm áp suất hòa nhiệt độ bên bên hộp, người ta dùng nút thơng Ta chọn kích thước tay nắm nút thơng theo bảng 10-16 trang 279/[2]: Hình 5.2 Nút thơng Bảng 5.3 Kích thước nút thơng A B M27x2 15 C D E G H I K L M N O P Q R S 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 – 66 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép 5.5 Cấu tạo vịng móc - Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc ( vận chuyển riêng nắp thân hộp) người ta lắp bulong vịng nắp làm vịng móc Hiện vịng móc dùng nhiều Vịng móc nắp hay thân hộp - Đường kính chiều dày vịng móc chọn sau: 𝑑 = 𝑆 = (2 ÷ 3)𝛿 = (22 ÷ 33) 𝑚𝑚 5.6 Nút tháo dầu Hình 5.3 Nút tháo dầu -Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn bị bẩn, bị biến chất, cần thay Để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ bít kín nút tháo dầu Đáy hộp nên làm nghiêng 20 phía lỗ tháo dầu, chổ có lỗ tháo dầu nên làm lõm xuống để dầu chảy dễ dàng Kết cấu nút dầu kích thước nút tháo dầu cho bảng 10-14 trang 278/[2]: – 67 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép Bảng 5.4 Kích thước nút tháo dầu d b m a f L e M22x2 15 10 29 2,5 q D1 19,8 21 D S I 32 22 25,4 d 5.7 Chốt định vị l Hình 5.4 Chốt định vị -Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị xiết bulơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ Tra bảng 10-10c trang 273/[2] ta có thơng số sau : Bảng 5.5 Thông số chốt định vị d (mm) c (mm) l (mm) 20 ÷ 110 5.8 Cấu tạo que thăm dầu - Để kiểm tra mức dầu hộp, nên sử dụng que thăm dầu Nên kiểm tra mức dầu hộp giảm tốc không hoạt động Que thăm dầu nên đặt nghiêng với phương thẳng đứng góc nhỏ 350 – 68 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép Hình 5.5 Que thăm dầu 5.9 Bảng dung sai lắp ghép - Đối với kiểu lắp ghép ổ lăn với trục vỏ hộp chọn tùy thuộc vào kết cấu ổ, đặc tính tác dụng tải trọng dạng tải trọng ổ lăn Theo điều kiện làm việc hộp, ta chọn ta chọn dạng tải trọng va đập rung theo kiểu lắp trung gian - Đối với kiểu lắp bánh bánh vít lắp trục, ta chọn kiểu lắp trung gian - Đối với mối ghép then ta chọn mối ghép lắp trung gian 𝐻7𝑘6 Là mối ghép ưu tiên cho mối ghép không yêu cấu tháo lắp thường xun, tháo khơng thuận tiện làm hư hỏng chi tiết ghép Khả định tâm mối ghép cao đảm bảo chiều dài mayơ 𝑙 ≥ (1,2 … 1,5)𝑑 chẳng hạn lắp bánh răng, bánh đai, vóng ổ lăn Phịng chi tiết quay trượt - Lắp ghép ổ lăn với vỏ ta lắp theo hệ thống trục 𝐽𝑠7 ổ lăn chi tiết tiêu chuẩn ℎ6 để dễ dàng gia công vỏ hộp, lắp trung gian Mối ghép 𝐽𝑠7 lắp ghép ưu tiên Còn có tên ℎ6 lắp ghép khít có xác suất xuất khe hở lớn, khơng có khả xuất độ dôi Được – 69 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép dùng trường hợp độ xác định tâm chi tiết cho phép khe hở không lớn cần mối ghép nhẹ nhàng cần thiết phải tháo lắp thường xuyên Bảng 5.6 Dung sai lắp ghép với trục Đường Vị trí lắp ghép kính trục (mm) Ổ lăn với trục Bánh đai với trục Bánh với trục Ổ lăn với trục Bánh với trục Ổ lăn với trục Bánh vít lên trục 30 28 32 50 36 65 75 Kiểu lắp Sai lệch giới hạn (𝝁𝒎) ghép Trục (𝝁𝒎) Lỗ (𝝁𝒎) 𝐻7 𝑘6 es= +15 ES= +21 ei= +2 EI= 𝐻7 𝑗𝑠6 es= +6,5 ES= +21 ei= 6,5 EI= 𝐻7 𝑘6 es= +18 ES= +25 ei= +2 EI= 𝐻7 𝑘6 es= +18 ES= +25 ei= +2 EI= 𝐻7 𝑘6 es= +18 ES= +25 ei= +2 EI= 𝐻7 𝑘6 es= +21 ES= +30 ei= +2 EI= 𝐻7 𝑛6 es= +39 ES= +30 ei= +2 EI= – 70 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép Bảng 5.7 Dung sai lắp ghép ổ lăn với vỏ hộp Đường kính ngồi ổ Vị trí lắp ghép lăn (mm) Ổ lăn trục với vỏ 72 máy Ổ lăn trục với ống lót Ống lót với vỏ máy Ổ lăn trục với vỏ máy 110 125 100 Kiểu lắp ghép Sai lệch giới hạn (𝝁𝒎) Trục (𝝁𝒎) Lỗ (𝝁𝒎) 𝐽𝑠7 ℎ6 es= ES= +15 ei= -19 EI= -15 𝐽𝑠7 ℎ6 es= ES= +17,5 ei= -22 EI= -17,5 𝐻7 ℎ6 es= ES= +40 ei= -25 EI= 𝐽𝑠7 ℎ6 es= ES= +17,5 ei= -22 EI= -17,5 Bảng 5.8 Dung sai lắp ghép với then Kích thước Vị trí lắp ghép tiết diện then Sai lệch giới hạn (𝝁𝒎) Kiểu lắp ghép b x h (mm) Then bánh đai Then bánh 8x7 10x8 N9 ℎ9 N9 ℎ9 Trục (𝝁𝒎) Lỗ (𝝁𝒎) es= ES= ei= -36 EI= -36 es= ES= ei= -36 EI= -36 – 71 – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ bảng dung sai lắp ghép Then bánh Then bánh vít 10x8 20x16 N9 ℎ9 N9 ℎ9 es= ES= ei= -36 EI= -36 es= ES= ei= -52 EI= -52 – 72 – Tài Liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất Lê Văn Uyển, Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí – Tập 1, NXB Giáo Dục [2] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết Kế Chi Tiết Máy – NXB Giáo Dục [3] Trịnh Chất Lê Văn Uyển, Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí – Tập 2, NXB Giáo Dục [4] Nguyễn Hữu Lộc, sở thiết kế máy, NXB ĐHQG TP.HCM – 73 – 49 36 48 47 37 46 35 34 45 33 38 1:20 10 44 11 31 12 h7 Ø85k6 32 Ø92H7 k6 43 39 42 13 30 40 Ø72Js7 h6 15 h7 Ø32k6 h7 Ø30k6 14 29 16 41 17 h7 Ø50k6 19 28 h7 Ø37k6 18 27 20 21 26 22 23 25 24 205 403 21 Bu Iông ghép nap cúa thăm CT3 48 ÐӋm nap cúa thăm Cao su 47 Trục C45 49 46 92x28x16 Rãnh then Iap bánh vít 45 80x24x14 20 Phӟt chan dau trục Amiang TCVN 1766-75 43 Vòng chan dau bánh vít Cao su 16 12 CT3 40 Vòng đӋm nap o trục Cao su 39 Nap o trục CT3 o Iăn Iap trục CT3 Vít bánh vít CT3 M10 36 Bánh vít GX Khi Iap xong phái chạy thú 3-4 giӡ đe kiem tra sụ rò rӍ ăn khӟp cúa bánh 35 Gân vịng móc CT3 Sau cho h®p giám toc chạy rà phái thay dau nhӟt 34 Gân 33 Chot đ…nh v… CT3 32 Trục vít C45 31 Bạt tát dau CT3 30 ÐӋm Iap ghép nap o trục Cao su Trục Trục đ®ng cѫ Trục I Trục II Trục III Thông so TӍ so truyen i 4,32 TCVN 1766-75 TCVN 1766-75 12 H®p giám toc phái sѫn be mһt không gia công BÃNG THƠNG SO KỸ THUҰT Bu Iơng ghép nap o trục CT3 TCVN 1766-75 Vòng chan dau trục CT3 TCVN 1766-75 Rãnh then Iap bánh đai TCVN 2245-89 Phӟt chan dau trục 1 Amiang TCVN 2245-89 Bánh trụ thang nhó C45 TCVN 1766-75 Thân duӟi h®p giám toc GX TCVN 2042-86 10 CT3 TCVN 1766-75 Nap h®p giám toc GX TCVN 2042-86 Thân bánh vít GX M12 TCVN 1766-75 Bu Iơng ghép cạnh o CT3 TCVN 1766-75 Bu Iông ghép nap vào thân TCVN 1766-75 M18 TCVN 1766-75 Vịng móc CT3 Nap cúa thăm CT3 TCVN 1766-75 Nút thông hѫi CT3 TCVN 1766-75 Tên gQi Sl Vұt IiӋu 1,39 1,34 28 Nap o trục CT3 TCVN 1766-75 STT So vòng quay (v/p) 1430 476,67 110,4 5,52 27 Coc Iót CT3 TCVN 1766-75 Moment xoan ( N.m) 14879,3 41271,74 120240,04 2318297,1 26 Bu Iông ghép nap o trục CT3 TCVN 1766-75 M12 TCVN 1766-75 TCVN 1766-75 2,06 22 Bánh trụ thang Iӟn TCVN 1766-75 32x10x8 TCVN 1766-75 TCVN 1766-75 23 TCVN 2245-89 C35 CT3 Rãnh then Iap bánh trục 10 TCVN 8640-11 CT3 24 Rãnh then Iap bánh trục TCVN 1766-75 TCVN 1766-75 Bạc chan M27 1 CT3 TCVN 1766-75 29 25 Bu Iông chһn mһt dau TCVN 1766-75 CT3 TCVN 1766-75 20 M14 Cao su Ő Iăn Iap trục 306 CT3 CT3 Vòng đӋm chһn mһt dau Nap o trục 11 2,228 Công suat (kW) 28x8x7 13 CT3 Ő Iăn Iap trục TCVN 1766-75 14 Que thăm dau 37 M8 15 41 46117 37x12x8 17 44 38 M10 18 TCVN 2245-89 TCVN 2245-89 Bu Iông ghép nap o trục 19 TCVN 1766-75 M12 7611 TCVN 1766-75 Then khӟp noi 42 YÊU CAU KỸ THUҰT M8 Nút tháo dau CT3 TCVN 1766-75 ÐӋm mһt bên CT3 TCVN 1766-75 Vòng đӋm chong tụ tháo CT3 TCVN 1766-75 Bu Iông ghép mһt bên CT3 TCVN 1766-75 Ký hiӋu THIET KE TRẠM DAN ЮNG BĂNG TÃI Thiet ke Huӟng dȁn HQ tên L.M.Phát H.T.Thұt M.V.Phúc Chũký Ngày Ghi ÐO ÁN CQ SӢ TKM Dau H®P GIÃM TOC Tý IӋ 1:2 BÁNH RĂNG - TRỤC VÍT Tӡ 01 DuyӋt Khoi Iuӧng So tӡ 01 Truӡng: Ðại hqc Can Thѫ Khoa cơng nghӋ B® mơn Kỹ thuұt cѫ khí BO GIAO DUC VA DAO TAO TRỸNG DAI HOC CÄN THG KHOA CONG NGHE BO MƠN KŸ THT CƯ KHI DƯ ÁN CG SĨ THIËT KË MÁY TRAM DAN DONG BANG TAI NHÓM SV THYC HIfiN: Lê Minh Phát; MSSV: B1803300 Huÿnh Thê Thÿt; MSSV: B1803320 Ngành: Cø Khí Giao Thong — Khóa: 44 CÁN BƯ HE/ĨNG DÄN ThS Mai Vính Phúc Tháng 04/2021 1.5x450 bên : 50 / 0.07 A BÀNG THƠNG SÕ BÁNH RÄNG Mơ dun m 1,5 S6 Z2 147 Owõng kính vịng chia d 220,5 Góc ăn khóp a 20º He so d!Ch chỵnh X Cap xác 40.6*0 Ø126.88 Ø592 Ø204, 75 Ø216, 75 Ø2235,- 12 043 Rz20 A 37 YÊU CĂU KŸ THUCAT Bánh nhiet luyen: thép 35 thwõng hóa, HB