Kiểm tra sức bền của bánh răng trục vít khi chịu quá tải trong bộ truyền trục vít

Chọn vật liệu và cách chế tạo

Chọn vật liệu làm bánh răng phải thoả mản yêu cầu về sức bền bề mặt (tránh tróc, rổ khí, mài mòn, dính răng .v.v.) và sức bền uốn.

TÍNH TRỤC

Ban đầu ta chưa biết kích thước các phần chủ yếu của trục như độ dài, các đoạn trục và đường kính của nó. Để xác định đương kính sơ bộ của trục (trên cơ sở nay sẽ tìm một cài kích thước ) có thể dùng công thức sơ bộ chỉ xét đến tác dụng của momen xoắn trên trục. Vì không xét đến tác dụng của tải trọng gây biến dạng uốn nên giá trị cho phép lấy nhỏ hồn giạ trở thỉỷc.

Trên cơ sở các đường kính trục tính sơ bộ ta bước sang tính gần đúng. Tính gần đúng trục có xét đến tác dụng đồng thời của momen uốn lẫn momen xoắn đến sức bền của trục. Trên thực tế lực phân bố trên cả chiều dài may ơ, ổ, nhưng để đơn giản ta coi như lực tập trung ở giữa may ơ hoặc ổ.

Định các kích thước dài của trục, kích thước này do các chi tiết lắp trên nó quyết định. Dựa vào bản vẽ phát thảo sơ đồ động trên ta xác định các kích thước. Qua hình vẽ phát thảo sơ đồ động trên và các kích thước vừa tính, ta thấy cách bố trí trên hoàn toàn hợp lý.

- Xác định điểm đặt, phương chiều của các lực tác dụng, vị trí gối đỡ. - Vẽ biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng ngang và đứng, vẽ biểu đồ momen xoắn. Tính chính xác trục với các bước gần đúng ta chưa xét hoặc chưa đánh giá đúng ảnh hưởng của một số nhân tố quan trọng đến sức bền mỏi của trục nhỏ, tính chất chu kỳ ứng suất , sự tập trung ứng suất , nhân tố kích thước , trạng thái bề mặt.v.v.Vì vậy sau khi đã có đầy đủ kích thước trục tìm được qua các bước tính gần đúng , ta cần kiểm nghiệm sức bền mỏi của trục theo phương pháp chính xác , kiểm nghiệm trị an toàn trục.

Ta tiến hành tính chính xác trục cho nhiều tiết diện chịu lực lớn và ứng suất tập trung. Tóm lại : qua kiểm nghiệm hệ số an toàn n tại các mặt cắt nguy hiểm ta thấy các trục đều thoả mản yêu cầu.

TÍNH CHỌN THEN

Trên trục II có 2 rãnh then tại đoạn trục lắp bánh răng dẫn và đoạn trục lắp bánh vít. Kiểm nghiệm sức bền dập và điều kiện bền cắt của then theo công thức.

THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

Lực At hướng về phía bên phải do đó lực ở ổ này lớn hơn , ta tính ổ để chọn và lấy ổ bên trái cùng loại với ổ naìy. Trên trục II vừa có lực dọc trục vừa có lực hướng tâm nên ta chọn ổ đũa côn , đương kính ngỗng trục Φ = 40 (mm). Vậy lực dọc trục hướng về phía gối đỡ D do đó ta chỉ tính ổ bên phải rồi chọn ổ bên trái giống như ổ D.

Vì trên trục III không có lực dọc trục nên ta chọn loại ổ lăn đỡ cho ngỗng trục có. Cố định ổ trên trục và trong vỏ hộp là yếu tố quan trọng trong quá trình thiết kế, do đó ta cần đặc biệt chú ý để tránh những sai sót thường gặp. Trị số và chiều của lực tác dụng lên ổ Số vòng quay của trục và vỏ hộp.

Ổ bên trái ta cố định bằng đệm ốc có đệm cánh, vì trục này có lực dọc trục lớn. Ổ bên phải cố định trên trục bằng cách lắp có độ dôi : vòng ngoài của ổ được cố định bởi vai trục và mặt tỳ của nắp ổ. Tuổi thọ của ổ phụ thuộc rất nhiều vào việc lắp các vòng ổ vào trục và trục và các vỏ hộp, kiểu lắp ổ lăn trên trục và trong vỏ hộp phụ thuộc vào chế độ làm việc và dạng chiệu tải của ổ.

Ta chọn kiểu lắp : lắp ổ lăn vào trục theo hệ thốg lỗ và vào vỏ hộp theo hệ thống trục. Vòng trong của ổ quay chịu tải trọng tuần hoàn Vòng ngoài của ổ chịu tải cục bộ. Đối với nắp ổ kín lấy bề mặt có đường kính D làm chuẩn định tâm theo kiểu lắp Lô1 và Lô3.

Trong thực tế có thể không cần thiết phải lắp nắp đòng tâm tâm với lỗ của của vỏ hộp, nắp ổ có thể dịch chuyển một ít (0,5 ÷ 1) mm mà không ảnh hưởng đén sự làm việc của bộ phận ổ. Chiều dày mặt bích lấy băng 0,8 và chiều dày thành lấy bằng 0,5 chiều dày của vỏ hộp. Lót kín bộ phận ổ có mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, phoi kim loại và các tạp chất khác xâm nhập vào ổ, vì những tập chất này làm cho ổ chóng mòn và hàn gỉ.

TÍNH CHỌN CÁC CHI TIẾT MÁY LẮP TRÊN HỘP

Bánh răng hình trụ răng thẳng gồm 3 phần : vành răng, mayơ và đĩa hoặc nan hoa để nối liền vành răng và mayơ. Cấu tạo bánh răng nói chung phụ thuộc vật liệu, đường kính phôi, phương pháp chế tạo và sản lượng. Vỏ máy có nhiều sạng khác nhau, bảo đảm vị trị tương đối cần thiết giữa các chi tiết và bộ phận máy chịu tải trọng do các chi tiết máy truyền đến, bảo đảm bôi trơn và bảo vệ các chi tiết máy khỏi bụi bặm.

Đối với hộp giảm tốc trục vít ta chọn mặt ghép nắp với thân là mặt đi qua trục bánh vít để việc lắp trục bánh vít vào ổ được dễ dàng. Để bụi bặm trong dầu đã lắng xuống đáy hộp không bị khuấy động, khe hở giữa đáy hộp và bánh răng chọn bằng 5. Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc ( có thể vận chuyển riêng nắp và vỏ hộp) ta lắp các vòng tróc trên nắp hộp.

Để quan sát các chi tiết máy trong hộp và rót dầu vào hộp, trên đỉnh nắp hô. Để quan sát các chitiết máy trong vỏ hộp và rót dầu vào vỏ hộp, trên đỉnh nắp hộp có làm cửa thăm. Để cố định hộp giảm tốc trên bệ máy, ở chân hộp có làm chân đế, mặt chân đế làm có hai dãy lồi song song và dùng bu lông ghép hộp giảm tốc vào bệ máy.

Mặt chân đế mặt dầu đã làm dày hơn thành hộp nhưng khi vận chuyển có thể làm cho đế bị gãy, hơn nữa do sợ khác nhau về tiết diện phôiđúc có thể xảy ra những khuyết tật như rổ khí, rạn nứt. Thân hộp thường chứa dầu bôi trơn, sau một thời gian làm việc dầu bị bẩn (do bụi bặm và hạt mòn ) hoặc bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới. Để tháo dầu cũ ta lắp thêm một nút tháo dầu, lúc bình thường lỗ được đậy kín bằng nút tháo dầu.

Đáy làm nghiêng một góc 10÷ 20 về phía lổ thỏo dầu và ngay chỗ thỏo làm lừm xuống một ớt. Để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc dùng mắt chỉ dầu kiểu đèn ló. Khi làm việc nhiệt độ trong hộp tăng lên, để điều hoà không khí trong và ngoài hộp ta dùng nút thông hơi.

TÍNH BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

Chất bôi trơn bộ phận ổ thường dùng là mỡ do có nhiều ưu điểm: mỡ ít bị chảy ra ngoài, lấp kín khe hở giữa tiết máy quay và tiết máy cố dịnh, nhờ đó bảo vệ khỏi bụi. Mỡ dùng cho bộ phận ổ làm việc lâu dài, chống mòn tốt, độ nhớt ít thay đổi khi nhiệt độ biến thiên. Bôi trơn bộ phận ổ bằng mỡ là là phương pháp bôi trơn đơn giản, chỉ cần nhét mỡ vào bộ phận ổ với lượng vừa đủ để bôi trơn suốt thời kỳ làm việc.

Tuy nhiên không nên cho mỡ quá nhiều vì sẽ làm tăng nhiệt độ trong ổ. Nếu số vòng quay của ổ trung bình thì cho mỡ lấp đầy 2/3 thể tích rỗng của bộ phận ổ. Nhằm bảo vệ ổ khỏi bụi, chất bẩn, phoi kim loại, và các tạp chất xâm nhập vào ổ, vì những chất đó làm ổ chóng mòn và gỉ.

Đối với bộ phận ổ ở trục vào và trục ra của hộp giảm tốc, do bôi trơn bằng dầu trong máy nên phải lót kín bằng vòng phớt. Vòng phớt lắp trên trục ra của hộp giảm tốc có đường kờnh ngoợng d = 45(mm).