I. CHỌN ĐỘNG CƠ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1. Chọn động cơ : a. Công suất động cơ : > Trong đó : = = Với : : Công suất trên trục công tác. = = = 5,5 (kW) : Hệ số tải trọng tương đương : = Thay số : (Từ sơ đồ tải trọng) = = = 0,91 : Hiệu suất bộ truyền : Suy ra Với : Hiệu suất bộ truyền đai : = 0,95 0,96 chọn = 0,96 Hiệu suất bộ truyền bánh răng : = 0,96 0,98 chọn = 0,97 Hiệu suất ổ lăn : = 0,99 0,995 chọn = 0,99 Hiệu suất khớp nối : = 0,99 1 chọn = 0,99 Hiệu suất ổ trượt : = 0,98 0,99 chọn = 0,99 ( Tra theo bảng 2.3 TL1 ) Suy ra : = 0,96.0,993.0,972.0,99.0,99 = 0,86 Vậy công suất yêu cầu : = = = 5,8 (kW) b. Xác định tốc độ đồng bộ động cơ : Ta có : Với : Tốc độ trên trục công tác : ( vòngfút ) D : đường kính tang Tỷ số truyền sơ bộ :
I CHỌN ĐỘNG CƠ - PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Chọn động : a Công suất động : Pðc > Pyc Trong : Pct Pyc = Ptð = Với : * Pct : Công suất trục công tác Pct = * F v 1000.0,55 = = 5,5 (kW) 1000 1000 : Hệ số tải trọng tương đương : P t = i i i =1 P1 tck n = Ti ti i =1 T1 tck n Thay số : (Từ sơ đồ tải trọng) = Ti ti i =1 T1 tck = 1, 42 4 = 0,91 + 0,82 + 12 8.3600 8 * : Hiệu suất truyền : n = i i =1 Suy = ðai ol3 br2 k ot Với : ðai = 0,95 0,96 - Hiệu suất truyền bánh : br = 0,96 0,98 - Hiệu suất ổ lăn : ol = 0,99 0,995 - Hiệu suất khớp nối : k = 0,99 - Hiệu suất ổ trượt : ot = 0,98 0,99 - Hiệu suất truyền đai : → → → → → ðai = 0,96 chọn br = 0,97 chọn ol = 0,99 chọn k = 0,99 chọn ot = 0,99 chọn ( Tra theo bảng 2.3 [TL1] ) Suy : = 0,96.0,993.0,972.0,99.0,99 = 0,86 Vậy công suất yêu cầu : Pyc = Ptð = 5,5.0,91 = 5,8 (kW) 0,86 b Xác định tốc độ đồng động : Ta có : nsb = nct usb Với : - Tốc độ trục công tác : nct = 60000.v 60000.0,55 = = 30 D 3,14.350 D : đường kính tang - Tỷ số truyền sơ : ( vòng/fút ) usb = usbh usbbtn usbbtn : tỷ số truyền sơ bộ truyền (Đai dẹt) Bộ truyền đai dẹt có tỷ số truyền ud = → Chọn : usbbtn = u sbh : tỷ số truyền sơ hộp giảm tốc Chọn usbh = 15 (Theo bảng 2.4 [TL1]) nsb = nct usb Suy : Thay số : nsb = 30.3.15 = 1350 ( vịng/fút ) Chọn động có tốc độ đồng : 1500 ( vòng/fút ) Từ bảng P1.2 [TL1] công suất yêu cầu Pyc chọn động có số hiệu DK52–4 có thơng số : - Công suất đông : Pðc = ( kW ) - Vận tốc quay : nðc - Hệ số Cosφ : 0,85 - Hệ số tải trọng : - Momen vôlăng roto : - Khối lượng : = 1440 ( vòng/fút ) Tk Tmm = 1, > = 1, Tdn T1 0, 28 ( GD2 , kgm2 ) 104 kg Tmax = Tdn Phân phối tỷ số truyền a Xác định tỷ số truyền chung : uch = uch = 1440 = 48 30 Mặt khác : Chọn → ndc = uh ubtn nct uch = uh ubtn ubtn = 3, u 48 uh = ch = = 15 ubtn 3, uh = 15 b Phân phối tỷ số truyền hộp giảm tốc : - Theo công thức kinh nghiệm, hộp giảm tốc cấp khai triển thường ta có cơng thức : u1 = (1, 1,3) u2 → Chọn : u1 = 1, 2.u2 Ta có : uh = u1.u2 = 1, 2.u22 → → uh 15 = = 3,53 1, 1, u2 = u1 = 1, 2.u2 = 1, 2.3,53 = 4,25 → Tỷ số truyền hộp giảm tốc : u1 = 4, 25 u2 = 3,53 → Tỷ số truyền truyền ( Uđai ) uðai = U ch 48 = = 3,1995 = 3,2 u1.u2 3,53.4, 25 Tính tốn thơng số động học a Công suất : - Công suất trục công tác Pct : F v 104.0,55 = 5,5 ( kW ) Pct = = 1000 1000 - Công suất trục – P3 : P3 = Pct = k ol ot 5,5 = 5,67 ( kW ) 0,993 - Công suât trục – P2 : P2 = P3 = 5, 67 = 5,90 ( kW ) 0,99.0,97 P2 = 5,90 = 6,14 ( kW) 0,99.0,97 P1 = 6,14 = 6,4 ( kW ) 0,96 olbr - Công suất trục – P1 : P1 = olbr ' ðc - Công suất trục động - P : Pðc' = ðai b Tốc độ quay - ni : - Tốc độ động - n đc : nðc = 1440 ( vòng/fút ) - Tốc độ quay trục – n1 : n1 = - Tốc độ quay trục - n2 : n2 = - Tốc độ quay trục - nðc 1440 = = 450 ( vòng/fút ) nd 3, n1 450 = = 105,883 ( vòng/fút ) u1 4, 25 n3 : n3 = n2 105,883 = 30 ( vòng/fút ) u2 3,53 - Tốc độ quay trục công tác - nct : nct = n3 30 ( vòng/fút ) c Momen xoắn trục : Cơng thức chung tính momen xoắn trục : Ti = 9,55.106 - Momen xoắn trục động - T - Momen xoắn trục - ' Pi ni ( ct trang 49 [TL1]) T ' đc : đc Pdc' 6, = 9,55.106 = 42, 44.103 ( Nmm ) = 9,55.10 ndc 1440 T1 : T1 = 9,55.106 - Momen xoắn trục - T2 : T2 = 9,55.106 - Momen xoắn trục - P1 6,14 = 9,55.106 = 130,30.103 ( Nmm ) n1 450 P2 5,90 = 9,55.106 = 532,144.103 ( Nmm ) n2 105,883 T3 : T3 = 9,55.106 P3 5, 67 = 9,55.106 = 1,80495.106 ( Nmm ) n3 30 - Momen xoắn trục chứa tang (trục công tác) - Pct : P 5,5 Tct = 9,55.106 ct = 9,55.106 = 1, 75083.106 ( Nmm ) nct 30 * Bảng thông số động học : Động ud = 3, 6,4 U P ( kW ) n ( vòng/fút ) T ( Nmm ) u P n T 1440 42, 44.103 u1 = 4, 25 u2 = 3,53 6,14 5,90 5,67 450 130,30.103 105,883 532,144.103 30 1,80495.106 : Tỷ số truyền : Công suất : Tốc độ quay : Momen xoắn Công tác uk = 5,50 30 1, 75083.106 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI – ĐAI DẸT - Điều kiện làm việc : tải trọng êm - Công suất trục dẫn : P1 = Pðc' = 6, ( kW ) - Tốc độ quay trục dẫn : - Tỷ số truyền : n1 = ndc = 1440 ( vòng/fút ) u1 = ud = 3, Tính tốn : Chọn loại đai : - Từ điều kiện làm việc : tải trọng êm → Chọn loại đai : Đai vải cao su Các thông số truyền : a Đường kính bánh dẫn : - Theo cơng thức 4.1 [TL1] ta có : với d1 = ( 5, 6, ) T1 T1 momen xoắn trục dẫn Hay : d1 = (1100 1300 ) → thay số : P1 n1 d1 = ( 5, 6, 4) 42, 44.103 = 181, 223,3 ( mm) Chọn d1 = 200 ( mm) theo tiêu chuẩn ( Bảng 21.15 [TL2] ) b Vận tốc đai - vd : vd = → d1.n1 (ct 13.26 [GT Chi Tiết máy tập 2] ) 6.10 3,14.200.1440 = 15, 072 ( m / s ) 6.104 c Đường kính bánh đai - d : vd = Ta có : d2 = ud d1 (1 − ) với : Chọn hệ số trượt ; = 0, 01 0, 02 → ( ct 13.27 [GT Chi Tiết Máy tập 2] ) chọn = 0, 01 d2 = 3, 2.200.(1 − 0,01) = 633,6 ( mm) d2 = 630 ( mm) theo tiêu chuẩn ( Bảng 21.15 [TL2] ) Tỷ số truyền thực tế : d2 630 ut = = = 3,18 d1 (1 − ) 200 (1 − 0,01) Sai lệch tỷ số truyền thực tính tốn thiết kế : u − u 3,18 − 3, u = t = = 0,00625 u 3, → u = 0, 625% 4% thoả mãn d Khoảng cách trục a : Từ ct 4.3 [TL1] : Thay số : a (1,5 2)( d1 + d2 ) a (1,5 2)( 200 + 630) a 1245 1660 ( mm) Lấy a = 1400 ( mm) e Chiều dài đai L : Từ ct 4.4 [TL1] ta có : L 2a + ( d1 + d2 ) (d − d ) + 2 4a Thay số : ( 630 − 200 ) 3,14 L 2.1400 + ( 200 + 630 ) + 4.1400 → L 4136 ( mm ) Tuỳ vào cách nối đai ta có chiều dài đai cộng thêm 100 400 ( mm ) → L 4236 4536 ( mm) f Số lần uốn đai ( Số vòng chạy ) giây : i= vd (m / s) L ( ct 4.5 [TL1] ) Thay số : i= g Góc ơm 1 15, 072 = 3, 64 ( s −1 ) < imax = ( s −1 ) thoả mãn 4,136 : Ta có : 1 = 180 − 1 = 180 − ( d − d1 ) 57 ( 630 − 200 ) 57 = 162,5 1400 a ( ct 4.7 [TL1] ) 150 → thoả mãn Xác định tiết diện chiều rộng đai : a Tiết diện đai : - Đối với đai vải cao su ta có : = d1 max 40 = ( Bảng 4.8 [TL1] ) d1 200 = = ( mm ) 40 40 Theo bảng 4.1 [TL1] : Chọn loai đai b-800 khơng có lớp lót, trị số tiêu chuẩn hoá = ( mm ) , số lớp = - Ứng suất có ích cho phép xác định theo ct 4.10 [TL1] : với : F o F = F o C Co Cv ( MPa ) - ứng suất có ích cho phép xác định thực nghiệm Ta có : F o = k1 − k2 d1 k1 , k2 hệ số phụ thuộc ứng suất căng ban đầu Vì truyền ngồi ( Đai ) có góc nghiêng đường nối tâm so với phương ngang 45 → chọn ứng suất căng ban đầu : o o = 1,8 ( MPa ) Từ bảng 4.9 [TL1] ta xác định hệ số k1 , k2 : k1 = 2,5 → k2 = 10 F o = 2,5 − 10 - Hệ số → = 2, 25 ( MPa ) 200 C - Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm , với 1 = 162,5o C = − 0,003 (180 − 1 ) → ( ct trang 57 [TL1] ) C = − 0,003 (180 − 162,5) = 0,9475 → - Hệ số C = 0,9475 0,95 Cv - Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc đai Cv = − 0, 04 ( 0, 01.vd2 − 1) Thay số : ( ct trang 57 [TL1] ) Cv = − 0, 04 ( 0, 01.15, 0722 − 1) Cv = 0,9491 0,95 - Hệ số Co - Hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền ( nghiêng so với phương ngang góc 45o) Từ bảng 4.12 [TL1] ta có : Co = Vậy ứng suất có ích cho phép có giá trị : F = F o C Cv Co = 2, 25.0,95.0,95.1 = 2,03 (Mpa) b Bề rộng đai : - Từ công thức 4.8 [TL1] : b với : Ft K ð ( mm ) F . Ft - Lực vòng 1000.P1 1000.6, Ft = = = 424, 63 ( N ) vd 15, 072 K ð - Hệ số tải trọng động Từ đặc tính làm việc êm đặc tính mở máy ta chọn K ð = 1, 25 theo bảng 4.7 [TL1] Thay vào ct 4.8 [TL1] ta : b 424, 63.1, 25 = 52,3 ( mm ) 2, 03.5 Chọn b = 63 ( mm) theo tiêu chuẩn ( Bảng 4.1 [TL1] ) Từ ta chọn chiều rộng bánh đai B : ( Theo bảng 21.16 [TL2] ) B = 71( mm) Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục : a Lực căng ban đầu Fo : Fo = o b ( ct 4.12 [TL1] ) Fo = 1,8.5.63 = 567 ( N ) b Lực tác dụng lên trục Fr : Fr = 2.Fo sin 2 ( ct 4.13 [TL1] ) Thay số : 162,5 Fr = 2.567.sin = 1120,8 ( N ) III THIẾT KẾ HÔP GIẢM TỐC Số liệu - tính tốn: Cơng suất : P1 = 6,14 (kW) Tốc độ quay : n1 = 450 (vòng/fút) Momen xoắn : T1 = 130,3.103 (Nmm) Tỷ số truyền : u1 = 4,25 Thời gian phục vụ : Lh = 17000 (giờ) TÍNH TỐN: Cấp nhanh : Chọn vật liệu : Theo bảng 6.1 [TL1] chọn : - Bánh nhỏ : Thép C45 tơi cải thiện có : Độ cứng : HB = 241 → 285 HB b1 = 850 Mpa Giới hạn chảy : ch1 = 580 Mpa Giới hạn bền : - Bánh lớn : Thép C45 cải thiện : Độ cứng : HB = 192 → 240 HB b = 750 Mpa Giới hạn chảy : ch = 450 Mpa Giới hạn bền : Xác định ứng suất cho phép : Đối với thép khơng hố nhiệt luyện bề mặt, theo bảng 17.7 [Giáo trình CTM1 ] ta có : - Giới hạn bền mỏi tiếp xúc : Hlim = 2.HB + 70 Theo bảng 6.2 [TL1] : Hệ số an toàn tiếp xúc : SH = 1,1 - Giới hạn bền uốn : o Flim = 1,8.HB Hệ số an toàn uốn : SF = 1,75 Chọn độ rắn : Bánh nhỏ HB1 = 245 (HB) Bánh lớn HB2 = HB1 – 15 = 230 (HB) giới hạn bền mỏi tiếp xúc uốn : Bánh nhỏ : Ho lim1 = 2.245 + 70 = 560 (Mpa) o Flim1 = 1,8.245 = 441 (Mpa) Bánh lớn : Ho lim = 2.230 + 70 = 530 (Mpa) o Flim = 1,8.230 = 414 (Mpa) * Theo ct 6.5 [TL1] : Số chu kỳ thay đổi ứng suất sở : → NHO = 30 H 2,4 HB NHO1 = 30.2452,4 = 1,6.107 NHO2 = 30.2302,4 = 1,39.107 Ta lại có : * Theo ct 6.7 [TL1] : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương 10 T NHE = 60.c i ni ti i =1 Tmax n Hay : T t NHE = 60.c ti i ni n i i =1 i =1 Tmax ti n n i =1 → T t NHE2 = 60.c.n2 ti i i i =1 i =1 Tmax ti 3 i =1 c - số lần ăn khớp vòng quay Thay số : NHE2 = 60.1.105,883.17000 1, 43 4 + 13 + 0,83 = 81,67.106 8.3600 8 NHE2 = 81,67.106 > NHo2 → KHL2 = Tương tự NHE1 > NHo1 → KHL1 = Theo công thức 6.1a [TL1] : Xác định sơ ứng suất : H = Ho lim K HL → SH 560.1 = 509 (Mpa) 1,1 530.1 = = 481,8 (Mpa) 1,1 H 1 = H 2 → Hlim = 481,8 (Mpa) Theo công thức 6.12 [TL1] với cấp nhanh sử dụng nghiêng : H = ( + ) = ( 509 + 481,8) = 495, H H = 495, H 2 (Mpa) Mpa < 1,25 H 2 = 602,25 (Mpa) → thoả mãn * Theo cơng thức 6.7 [TL1] ta có : Số chu kỳ thay đổi ứng suất uốn : mF T NFE = 60.c i ni ti i =1 Tmax n Trong : → c=1 → mF = c - Số lần ăn khớp vòng quay mF - Bậc đường cong mỏi thử uốn T t NFE2 = 60.n2 ti i i i =1 i =1 Tmax ti 3 i =1 Thay số : 11 Trục : F t2= 3705 N Z Fa2= 733 N X Y Fr3 = 4375 N F r2= 1402 N F t3 = 10983 N Fx 21 Fx 20 Fy l 22 l 23 l 21 Ta có phản lực gối đỡ (Giả sử hình vẽ) số liệu : l21 = 300 mm l22 = 94,5 mm l23 = 205,5 mm Ft2 = 3705 N Ft3 = 10983 N Fr2 = 1402 N Fa2 = 733 N Fr3 = 4375 N Suy ta có hệ phường trình : Fy 20 21 Fx = Fx21 + Fx20 - Ft3 + Ft2 = Fy21 + Fy20 - Fr3 + Fr2 = Fy = Fx21 + Fx20 − 3705 − 10983 = Fx21 + Fx20 − 14688 = Fy21 + Fy20 + 1402 − 4375 = Fy21 + Fy20 − 2973 = (3) Mặt khác : d mx1 = − Fr2 ( l21 − l22 ) − Fy20 l21 = mx1 = Fr3 ( l21 − l23 ) + Fa2 my1 = my1 = Ft3 ( l21 − l23 ) + Ft2 ( l21 − l22 ) − Fx20 l21 = 299, 66 − 1402 ( 300 − 94,5 ) − Fy20 300 = mx1 = 4375 ( 300 − 205,5 ) + 733 my1 = 10983.94,5 + 3705.205,5 − Fx20 300 = Fx20 = 5998( N ) (4) Fy20 = 784( N ) Fx11 = 8690( N ) Thay (4) vào (3) ta : Fy21 = 2189( N ) 30 Trục : Z X Y F t4 = 10983 N F r4= 4375 N F k = 5000 N Fx30 F x31 Fy30 Fy31 l l c33 l 31 l 33 Fx = Fx31 + Fx30 − Fk + Ft4 = Fy31 + Fy30 + Fr4 = Fy = Trong : Fk : Tải trọng phụ gây khớp Fk = ( 0, → 0,3) Ft = ( 0, → 0,3) 2.T Do D o : Đường kính vòng tròn qua tâm khớp Theo bảng 16.10a [TL2] với mơmen T = 1,8.106 ( Nmm) ta có : Do = 192(mm) Suy : ( 0, → 0,3) 2.T 2.1,8.106 = ( 0, → 0,3) = 3750 → 5625 (N) Do 192 → Lấy Fk = 5000 (N) Suy : Fx31 + Fx30 − Fk + Ft4 = Fy31 + Fy30 + Fr4 = Mặt khác : Fx31 + Fx30 + 5983 = Fy31 + Fy30 + 4375 = (5) mx1 = Fr4 ( l31 − l32 ) + Fy30 l31 = mx1 = my1 = my1 = Ft4 ( l31 − l32 ) + Fx30 l31 + Fk lc 33 = Thay số : Fy30 = −1378( N ) mx1 = 4375.94,5 + Fy30 300 = (6) Fx30 = −5734,5( N ) my1 = 10983.94,5 + Fx30 300 + 5000.136,5 = Fy31 = 2997( N ) Thay (6) vào (5) ta : Fx31 = 248,5( N ) 31 32 Mômen mặt cắt kích thước xác đoạn trục: Trục : Mômen mặt cắt : M11 = M x2 + M y2 = 1444852 + 1943002 = 242133 ( Nmm ) M12 = M x2 + M y2 = 665702 + 665702 = 94144 ( Nmm ) M13 = Mômen tương đương : M tð11 = M112 + 0,75.T12 = 2421332 + 0,75.1303052 = 267138( Nmm) M tð12 = M112 + 0,75.T12 = 941442 + 0,75.1303052 = 146961( Nmm) M tð13 = M112 + 0,75.T12 = 0,75.1303052 = 112847( Nmm) Đường kính xác : dj = Trong Tra bảng 10.5 [TL1] ta M tðj 0,1. ( ct 10.17 [TL1] ) ứng suất cho phép thép chế tạo trục = 50 Mpa Thay số : d11 = M tð11 267138 =3 = 37, 66 mm 0,1. 0,1.50 d12 = M tð12 146961 =3 = 30,86 mm 0,1. 0,1.50 d13 = M tð13 112847 =3 = 28, 26 mm 0,1. 0,1.50 Chọn : d11 = 40 mm d12 = 35 mm 32 d13 = 32 mm Trục : 3 Mômen mặt cắt : M 21 = M x2 + M y2 = 2069082 + 8213342 = 846995 ( Nmm ) M 22 = M x2 + M y2 = 1098742 + 5668112 = 577362 ( Nmm ) M 23 = Mômen tương đương : M tð21 = M 21 + 0,75.T22 = 8469952 + 0,75.5551202 = 973919( Nmm) M tð22 = M 22 + 0,75.T22 = 5773622 + 0,75.5551202 = 751309( Nmm) M tð23 = M 232 + 0,75.T22 = 0,75.5551202 = 480748( Nmm) Đường kính xác : d 21 = M tð21 973919 =3 = 57,97 mm 0,1. 0,1.50 d 22 = M tð22 751309 =3 = 53,16 mm 0,1. 0,1.50 d 23 = M tð23 480748 =3 = 45,81 mm 0,1. 0,1.50 Chọn : d 21 = d 22 = 60 mm d 23 = 50 mm 33 Trục : 3 Mômen mặt cắt : M 31 = M x2 + M y2 = ( Nmm ) M 32 = M x2 + M y2 = 6825002 = 682500 ( Nmm ) M 33 = M x2 + M y2 = 2832172 + 11784402 = 1211995( Nmm) Mômen tương đương : M tð31 = M 312 + 0,75.T32 = 0,75.18828712 = 1630614( Nmm) M tð32 = M 322 + 0,75.T32 = 6825002 + 0,75.18828712 = 1767684( Nmm) M tð33 = M 332 + 0,75.T32 = 12119952 + 0,75.18828712 = 2031707( Nmm) Đường kính xác : d31 = M tð31 1630614 =3 = 68,83 mm 0,1. 0,1.50 d32 = M tð32 1767684 =3 = 70, 71 mm 0,1. 0,1.50 d33 = M tð33 2031707 =3 = 74, 07 mm 0,1. 0,1.50 Chọn : d 31 = 70 mm d 32 = 75 mm 34 d 33 = 85 mm Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Khi xét đến đặc tính thay đổi chu kỳ ứng suất, tập trung ứng suất, yếu tố kích thước,chất lượng bề mặt v.v ta phải xét đến khả làm việc trục, tức ta phải kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện : sσj s τj sj = sσ2j + s 2τj s ( ct 10.19 [TL1] ) Trong : [s] – Hệ số an toàn cho phép [s] = 1,5 2,5 Khi cần tăng cứng [s] = 2,5 s σj - Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp −1 K σdj aj + σ mj sσj = ( ct 10.20 [TL1] ) s τj - Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp s τj = −1 K τdj aj + τ mj ( ct 10.21 [TL1] ) Với : −1 : Giới hạn mỏi uốn giới hạn mỏi xoắn −1 = 0, 436. b = 0, 436.600 = 261, Mpa −1 = 0,58. −1 = 0,58.261, = 151, 73 Mpa σ = 0, 05 τ = −1 Trục : Tại mặt cắt -1 : - Đường kính mặt cắt : d = 40 mm mj = aj = max j = Mj Wj Mômen cản uốn W mặt cắt – : Theo ct bảng 10.6 [TL1] : bt1 ( d − t1 ) 403 12.5 ( 40 − ) W= − = − = 5364 mm3 32 2d 32 2.40 d3 Suy : aj = max j = Mj Wj = 242133 = 45,14 5364 Trục quay chiều nên ta có : - Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mach động : mj = aj = max j Trong mơmen cản xoắn = Tj 2.Woj Wo : b.t ( d − t1 ) 40 12.5 ( 40 − ) Wo = − = − = 11647 mm3 16 2.d 16 2.40 d3 2 Suy : 35 mj = aj = K K σd = max j Tj = 2.Woj + Kx −1 τ K τd = + K x −1 Ky 130,3.103 = 5,59 2.11647 1, 46 = + 1, 06 − 1 = 1,178 0,8 1, Ky Kτ = 1,54 = + 1, 06 − 1 = 1,32 0, 75 1, 261, = 4,9 1,178.45,14 + 0, 05.0 151, 73 s = = 20,56 1,32.5,59 s = Suy : s= 4,9.20,56 4,9 + 20,562 = 4, 766 Thỏa mãn độ bền mỏi Tương tự ta kiểm nghiệm mặt cắt trục cũng thỏa mãn độ bền mỏi V CHỌN Ổ LĂN CHO KẾT CẤU TRỤC TRONG HỘP GIẢM TỐC I Số liệu tính tốn : Trục : Lực dọc trục : Fa1 = 733( N ) Fr1 = 1402( N ) Fa1 733 = = 0,5 0,3 Fr1 1402 → Chọn ổ bi đỡ chặn với góc tiếp xúc =26o Trục : Fa = 733( N ) Fr = 4375 − 1402 = 2973( N ) Fa 733 = = 0, 25 0,3 Fr 2973 → Chọn ổ bi đỡ dãy Trục : Không có tải trọng dọc trục, lực hướng tâm → Chọn ổ bi đỡ dãy Fr = 4375( N ) II Tính chọn ở lăn : Tính theo khả tải động : Nhằm đề phịng hỏng hóc bề mặt làm việc, khả tải động tính theo công thức : Cd = Q.m L ( công thức 11.1 [TL1] ) Trong : Q : tải trọng động quy ước kN M : bậc đường cong mỏi L : tuổi thọ ổ (triệu vòng quay) L= 60.n.Lh 60.450.17000 = = 459 (triệu vòng) 106 106 Lh = 17000 ; n = 450 vòng/phút 36 *) Xét tải trọng qui ước Q : Với ổ bi đỡ đỡ chặn ta có : Q = ( X V Fr + Y Fa ) kt kð ( ct 11.3 [TL1] ) X,Y : hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục kt : Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ kt = (108 + 0, 4. ) 150 kð : Hệ số kể đến đặc tính tải trọng V : Hệ số kể đến vịng quay (V=1 vịng quay) TÍNH TỐN Ở LĂN CHO TỪNG TRỤC : Tính tốn theo khả tải động : Trục : F F F = 733 N r1 r0 a F F s1 s0 Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trục Chọn ổ lăn đỡ chặn cỡ trung hẹp (Theo bảng P2.12 [TL1] ) Chọn ổ 46307 góc tiếp xúc = 26 - Đường kính vịng : - Đường kính vịng : - Khả tải động : - Khả tải tĩnh : - Bề rộng ổ lăn : Phản lực hướng tâm ổ : o 35 mm 80 mm 33,4 kN 25,2 kN 21 mm Fro = Fx210 + Fy210 = 35522 + 322 = 3552,1( N ) Fr1 = Fx211 + Fy211 = 945,52 + 577,52 = 1108( N ) Từ bảng 11.4 [TL1] ta có : e – hệ số thực nghiệm, có giá trị e = 0,68 Suy : Fs1 = e.Fr1 = 0,68.1108 = 753,44( N ) Fs = e.Fr = 0,68.3552,1 = 2415,4( N ) Lực dọc trục tác dụng lên ổ : F = F − F = 753, 44 − 733 = 20, 44(N) F = F + F = 2415, + 733 = 3148, 4(N) So sánh ( F , F ) ( F , F ) → Chọn lực dọc trục tác dụng lên ổ : ao s1 at a1 s0 at ao so Fao = 2415, 4(N ) a1 s1 Fa1 = 3148, 4(N ) Mặt khác ta có : i Fao 1.2415, = = 0, 68 = e → Xo = ; Yo = V Fro 1.3552, i Fa1 1.3148, = = 2, 84 e → tra bảng 11.4 [ơTL1] Xo = 0, 41 ; Yo = 0, 87 V Fr1 1.1108 37 Vậy tải trọng qui ước ổ : Q = ( X V Fr + Y Fa ).kt k® Với kt = kđ = (tải trọng êm) Suy : Qo = 1.1.3552, 1.1.1 = 3552, 1(N ) Q1 = ( X V Fr1 + Y Fa1 ).kt k® = ( 0, 41.1.1108 + 0, 87.3148, ) 1.1 = 3193, 4(N ) Xét khả tải động ổ chịu tải trọng qui ước lớn : Cd = Q1 L1/ m = 3552, 1.4591/ = 27, 4(kN ) C = 33, 4(kN ) → Thỏa mãn khả tải động Trục : F r1 F = 733 N a Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trục d = 50 mm Chọn ổ lăn đỡ chặn cỡ trung(Theo bảng P2.12 [TL1] ) Chọn ổ 310 - Đường kính vịng : 50 mm - Đường kính vịng ngồi : 110 mm - Khả tải động : 48,5 kN - Khả tải tĩnh : 36,30 kN - Bề rộng ổ lăn : 27 mm L = 60.17000.105.633.10−6 = 107, (triệu vòng) Phản lực hướng tâm ổ : Fro = Fx220 + Fy220 = 59982 + 7842 = 6049( N ) Fr1 = Fx221 + Fy221 = 86902 + 21892 = 8961,4( N ) Vậy tải trọng danh nghĩa ổ : Q = X V Fr kt k® Với kt = kđ = (tải trọng êm) Qo = 1.1.6049.1.1 = 6049(N ) Q1 = 1.1.8961, 4.1.1 = 8961, 4(N ) Xét khả tải động ổ chịu tải trọng qui ước lớn : Cd = Q1 L1/ m = 8961, 4.107, 71/ = 42, 6(kN ) C = 48, 5(kN ) → Thỏa mãn khả tải động 38 F r0 Trục : F F r0 r1 Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trục d = 75 mm Chọn ổ lăn đỡ chặn cỡ đặc biệt nhẹ vừa (Theo bảng P2.12 [TL1] ) Chọn ổ 115 - Đường kính vịng : 75 mm - Đường kính vịng ngồi : 115 mm - Khả tải động : 30,40 kN - Khả tải tĩnh : 24,60 kN - Bề rộng ổ lăn : 20 mm L = 60.17000.30.10−6 = 30, (triệu vòng) Phản lực hướng tâm ổ : Fro = Fx230 + Fy230 = 13782 + 5734,52 = 5898( N ) Fr1 = Fx231 + Fy231 = 29972 + 248,52 = 3007,3( N ) Vậy tải trọng danh nghĩa ổ : Q = X V Fr kt k® Với kt = kđ = (tải trọng êm) Qo = 1.1.5898.1.1 = 5898(N ) Q1 = 1.1.3007, 3, 4.1.1 = 3007, 3(N ) Xét khả tải động ổ chịu tải trọng qui ước lớn : Cd = Q1 L1/ m = 5898.30, 61/ = 18, 4(kN ) C = 30, 40(kN ) → Thỏa mãn khả tải động Tính ở theo khả tải tĩnh : Nhằm đề phòng biến dạng dư dính bề mặt tiếp xúc trạng thái làm việc tĩnh ta phải tính ổ theo khả tải tĩnh Với ổ đỡ ổ đỡ chặn, tải trọng tĩnh tác dụng lên ổ tính tốn theo công thức : Qt = X o Fr + Yo Fa Qt : Tải trọng tĩnh qui ước Xo , Yo : Hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục Trục : Từ bảng 11.6 [TL1] ta có : X o = 0, Suy : Yo = 0, 37 Qto = 0, 5.3552, + 0, 37.2415, = 2670(N ) Co = 25, 2(kN ) Qt1 = 0, 5.1108 + 0, 37.3148, = 1719(N ) Co = 25, 2( kN ) → Trục thỏa mãn Trục : X o = 0, Qto = 0, 5.6049 = 3024(N ) Co = 36, 3(kN ) Qt1 = 0, 5.8961, = 4480, 7(N ) Co = 36, 3(kN ) → Trục thỏa mãn Trục : 39 X o = 0, Yo = 0, 37 Qto = 0, 5.5898 = 2949(N ) Co = 24, 6(kN ) Qt1 = 0, 5.3007, = 1503, 7(N ) Co = 24, 6(kN ) → Trục thỏa mãn VI MỘT SỐ CHI TIẾT PHỤ CỦA HỘP GIẢM TỐC Cửa thăm (Nắp quan sát) Để kiểm tra, quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có lắp cửa thăm (nắp quan sát) Dựa vào bảng 18-5/92[TL2] ta chọn kích thước nắp cửa thăm (nắp quan sát) hình vẽ: 11 187 146 180 146 150 218 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên, để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thơng Nút thơng lắp nắp cửa thăm (hình vẽ nắp cửa thăm) Theo bảng 18-6/93[TL2] ta chọn kích thước nút thông sau: ØG ØQ D ØA B R R A H P E K M I L C N O ỉ3 6lỗ ỉA B C D E G H I K L M N O P Q R S M48x3 35 45 25 70 62 52 10 15 13 52 10 56 36 62 55 40 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn bị biến chất, phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ bít kín nút tháo dầu Dựa vào Do d D bảng 17-7[2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước hình vẽ b m S L Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu kích thước hình vẽ 30 R3 Ø6 M12 12 Ø12 Ø18 1x45° 1x45° L 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 cũng lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị xiết bulơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ Chèt Bu lơng vịng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng Kích thước bulơng vịng chọn theo khối lượng hộp giảm tốc.Với Hộp giảm tốc bánh tụ cấp tra bảng 18 3b[2] ta có Q = 480(kG), theo bảng 18-3a/89[TL2] ta dùng bulơng vịng M16 41 VI BƠI TRƠN CHO HỘP GIẢM TỐC a Bôi trơn hộp giảm tốc Do truyền bánh hộp giảm tốc có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu.Với vận tốc vòng bánh nghiêng v = 1,657m/s, tra bảng 18-11[TL2] ta độ nhớt ứng với 1000C Theo bảng 18-13 [TL2] ta chọn loại dầu bôi trơn dầu ôtô máy kéo AK-20 có độ nhớt 10 Centistoc b Bơi trơn hộp giảm tốc Với truyền hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bơi trơn định kì mỡ Bảng thống kê giành cho bôi trơn Tên dầu Thiết bị cần bôi Lượng dầu Thời gian thay mỡ trơn mỡ dầu mỡ Dầu ô tô máy Bộ truyền kéo AK- 20 hộp 0,6 lít/Kw tháng Mỡ T Tất ổ 2/3chỗ rỗng truyền phận ổ 42 năm Xác định chọn kiểu lắp STT Tên mối ghép Bạc chặn trục Kiểu lắp 35 D11 k6 Sai lệch giới hạn( m ) Ghi +240 +80 +18 +2 Vòng ổ lăn trục 35k +18 +2 Vòng ổ lăn trục hộp 80 H +30 Hai ổ lăn giống Bánh đai trục 35 H7 k6 +25 +18 +2 Then trục 10 E9 h8 +112 b x h = 10 x +50 -39 Vòng ổ lăn trục 50k +18 +2 Vịng ngồi ổ lăn trục 110 H +35 Hai ổ lăn giống Bánh nghiêng trục 60 H7 k6 +30 +21 +2 Bánh thẳng trục 60 H7 k6 +30 +21 +2 10 Bạc chặn trục 50 D11 k6 +240 +80 +21 +2 11 Then trục 18 E9 h8 +75 +32 -27 43 b x h = 18 x 11 12 Vòng ổ lăn trục 75k +21 +2 13 Vịng ngồi ổ lăn trục 130 H +40 Hai ổ lăn giống 14 Bánh thẳng trục H7 k6 80 +30 +21 +2 15 Then lắp bánh trục 22 E9 h8 +92 +40 -33 16 Khớp nối trục H7 k6 70 +30 +21 +2 17 Nắp ổ trục với thân hộp D11 k6 80 +290 +100 +21 +2 18 Nắp ổ trục với thân hộp 110 D11 k6 +340 +120 +25 +3 19 Nắp ổ trục với thân hộp 130 D11 k6 +395 +145 +28 +3 20 Then khớp nối trục 20 E9 h8 +92 +40 -33 44 b x h = 22 x 14 ... : F1 = 2.T1.KF Y Y YF1 b d1.m Trong : KF : Hệ số tải trọng tính theo độ bền uốn Y : Hệ số trùng khớp Y : Hệ số kể đến độ nghiêng YF1 : Hệ số dạng Theo bảng 6.7 [TL1] : K F = 1,24 Theo... : Các hệ số dạng : YF2 = 3, Zv1 = Với m = , Hệ số kể đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất : YS = 1,08 - 0,0695.ln3 = 1,004 YR : Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân YR = KxF = (Hệ số... 22 m/s → Hệ số xét đến ảnh hưởng - Với cấp xác động học 9, chọn cấp xác mức tiếp xúc 9, cần gia cơng đạt độ nhám : RZ = 10 40 m Do : ZR = 0,9 - Với đường kính bánh dẫn da < 700 mm → Hệ số xét