Thiết kế trục hộp giảm tốc: Tính toán và lựa chọn then lắp ghép

MỤC LỤC

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN A- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

- Vật liệu dùng để chế tạo trục cần có độ bền cao, ít nhạy cảm với sự tập trung ứng suất dễ gia công và có thể nhiệt luyện dễ dàng. - Đối với trục của hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện chịu tải trọng trung bình thì ta chọn vật liệu làm trục là thép C45 thường hoá có cơ tính như sau. - Khi xác định đường kính trục theo công thức 10.17-194[1] chưa xét đến một số yếu tố ảnh đến độ bền mỏi của trục như đặc tính thay đổi chu kỳ ứng suất, sự tập trung ứng suất, yếu tố kích thước, chất lượng bề mặt…Vì vậy sau khi định kết cấu trục cần tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi nếu có kể đến các yếu tố vừa nêu - Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện.

- Vì trục của hộp giảm tốc ở đây quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, do đó. - Dựa theo kết cấu trục trên các hình vẽ và các biểu đồ mô men tương ứng ta có các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi. Trên trục I: tiết diện lắp bánh răng 1B Trên trục II: tiết diện lắp các bánh răng 2B, 2C Trên trục III: tiết diện 3B.

Với b,h là kích thước tiết diện then (mm) và t là chiều sâu rãnh then trên trục (mm)1. - ψσvàψτ là hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi. KσvàKτ là hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn, trị số của chúng phụ thuộc vào loại yếu tố gây tập trung ứng suất.

- σb=600 , với các đường kính của các tiết diện nguy hiểm ta tra được các tỉ số trên do lắp căng (lắp có độ dôi) tại các tiết diện này. - Như vậy tại các tiết diện trên tồn tại đồng thời 2 yếu tố gây mất tập trung ứng suất, đó là lắp có độ dôi và rãnh then. - Mmax và T là mô men uốn lớn nhất và mô men xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy max.

Tại tiết diện nguy hiểm nhất về uốn và xoắn là tiết diện lắp bánh răng 2B, 2C Tại tiết diện 2B. Tại tiết diện nguy hiểm nhất về uốn và xoắn là tiết diện lắp bánh răng 3B Tại tiết diện 3B.

TÍNH TOÁN Ổ LĂN 4.1 Chọn ổ lăn cho trục I

- Với Q là tải động qui ước của ổ lăn lắp lên gối thứ i trên trục tính bởi công thức:i. Fai, F là tải trọng dọc trục và tải trọng hướng tâm của ổ trên gối i (kN)ri. kđ hệ số kể đến đặc tính tải trọng với chế độ va đập nhẹ thì k = 1đ. - Sử dụng các kết quả tính được ở phần tính trục ta xác định phản lực hướng tâm Fr. - Tuổi thọ của ổ lăn được tính bằng triệu vòng quay như sau:. Vậy loại ổ đảm bảo khả năng tải độngd. b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh. - Tải trọng tĩnh tính toán được sẽ là giá trị lớn nhất trong hai giá trị sau:. Vậy thông số hình học của ổ lăn như sau. SVTH: Trần Công Quý, Nguyễn Phan Việt Hoàng. GVHD:Th.S Nguyễn Trọng Tuấn. Do trục II lắp bánh răng trụ răng nghiêng cho nên thành phần lực tác dụng dọc theo phương dọc trục và hướng tâm. Bởi vì loại ổ này có khả năng chịu được lực hướng tâm và lực dọc trục. --- Sử dụng các kết quả tính được ở phần tính trục ta xác định phản lực hướng tâm Fr. - Tuổi thọ của ổ lăn được tính như sau:. Vậy loại ổ đảm bảo khả năng tải độngd. b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh. - Tải trọng tĩnh tính toán được sẽ là giá trị lớn nhất trong hai giá trị sau:. SVTH: Trần Công Quý, Nguyễn Phan Việt Hoàng. GVHD:Th.S Nguyễn Trọng Tuấn. Vậy thông số hình học của ổ lăn như sau Kí. Do trục III lắp bánh răng trụ răng nghiêng cho nên thành phần lực tác dụng dọc theo phương dọc trục và hướng tâm. Bởi vì loại ổ này có khả năng chịu được lực hướng tâm và lực dọc trục. - Sử dụng các kết quả tính được ở phần tính trục ta xác định phản lực hướng tâm Fr. - Tuổi thọ của ổ lăn được tính như sau:. SVTH: Trần Công Quý, Nguyễn Phan Việt Hoàng. GVHD:Th.S Nguyễn Trọng Tuấn. Vậy loại ổ đảm bảo khả năng tải độngd. b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh.

TÍNH CHỌN KHỚP NỐI TRỤC 1 Chọn khớp nối trục

GVHD:Th.S Nguyễn Trọng Tuấn. Vậy loại ổ đảm bảo khả năng tải độngd. b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh.

CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ 6.1. Vỏ hộp

- Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng. Chiều cao h để lắp bulong d1 Chọn theo cấu tạo sao cho có thể lắp được đầu bulong và đai ốc. Các đường kính D,D1, D2 Chọn tùy theo đường kính ngoài của ổ, chiều dày ống lót, lấy theo cấu tạo nắp ổ Các khe hở nhỏ nhất của bánh.

- Để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp giảm tốc, khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp trên đỉnh hộp có làm cửa thăm. - Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục. Lỗ trụ lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ (do sai. SVTH: Trần Công Quý, Nguyễn Phan Việt Hoàng. GVHD:Th.S Nguyễn Trọng Tuấn. lệch vị trí tương đương của nắp và thân), do đó loại trừ được một trong những nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng.

- Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng. - Ở các mặt bên của đường kính ngoài và trong, nên vát 2mm x 45 để lắp ghép được thuận tiện.

BÔI TRƠN VÀ CHE KÍN HỘP GIẢM TỐC 7.1. Bôi trơn hộp giảm tốc

GVHD:Th.S Nguyễn Trọng Tuấn. lệch vị trí tương đương của nắp và thân), do đó loại trừ được một trong những nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng. - Mức dầu thấp nhất: ngập chiều cao chân răng của bánh răng nhỏ nhất trong hai bánh răng bị dẫn của cấp nhanh và cấp chậm. - Dùng mỡ có ưu điểm: mỡ ít bị chảy ra ngoài; lấp kín khe hở của các chi tiết máy quay và chi tiết máy cố định, nhờ đó bảo vệ khỏi bụi bặm; dùng cho các bộ phận làm việc lâu dài; chống mòn tốt, độ nhớt ít thay đổi khi nhiệt độ biến thiên 7.2.2 Chọn loại mỡ.

- Cũng cần chú ý rằng mỗi hãng sản suất ổ lăn thường sản xuất và cũng cấp một số loại mỡ tương ứng. Vì vây, sử dụng loại ổ lăn nào thì nên dùng loại mỡ tương ứng ghhi trên catalo, như vậy tuổi thọ của ổ lăn sẽ được đảm bảo. Khi ổ làm việc với ố làm việc với số vòng nhỏ và trung bình, mỡ cho vào chiếm 2/3 khoảng trống của bộ phận ổ.

Ngược lại, ổ làm việc với số vòng quay rất thấp thì ta phải tra đầy mỡ vào khoảng trống. - Nhằm bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, phoi kim loại và các tạp chất xâm nhập vào ổ (những chất này làm ổ chóng mòn và han rỉ). Ngoài ra, lót kín còn ngăn mỡ (dầu) khỏi chảy ra ngoài, che kín các đầu trục ra.

- Rãnh vòng có thể dùng lót kín các bộ phận ổ bôi trơn bằng mỡ, khong hạn chế vận tốc quay của trục hay vỏ. - Khi bôi trơn ổ bằng mỡ, để ngăn cách mỡ trong bộ phận ổ và dầu trong hộp =>. Vòng này gồm 2-3 rãnh, tiết diện hình tam giác, vòng cách mép trong thành hộp một khoảng 1- 2mm.

Khe hở giữa vỏ (hoặc ống lót) với mặt ngoài của vòng ren khoảng 0,4mm.

LỰA CHỌN KIỂU

Vòng ngoài lắp cố định trên vỏ hộp, chịu tải trọng hướng tâm có phương cố định => vòng ngoài chịu tải cục bộ. - Đối với vòng chịu tải chu kì (vòng trong) => thường chọn kiểu lắp có độ dôi để duy trì tình trạng chịu lực đồng đều của ổ. - Đối với chịu tải cục bộ và giao động (vòng ngoài) => thường chọn kiểu lắp có độ hở để dưới tác dụng của va đập và chấn động, vòng ổ lăn được xê dịch, thay đổi miền chịu lực làm cho ổ lăn mòn đều hơn, nâng cao độ bền của ổ.

Then thường lắp cố định trên trục (có độ dôi) và lắp động với bạc (có độ hở). Chọn kiểu lắp [3]H7/js6 (bánh răng trụ không di động trong các hộp tốc độ khi chịu tải nhẹ và bộ truyền không quan trọng.