a. Chọn loại ổ lăn:
- Từ tính toán từ phần V, ta đã biết lực dọc trục tác dụng lên trục II: Fa2 = 0 N
- Do đó xác định được tỷ số: Fa2
FrM= Fa2
FrP = 0 ≤ 0,3
→ Chọn ổ bi đỡ một dãy để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành hạ nhất.
- Vì có tải trọng hướng tâm nhỏ, chỉ có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ một dãy cỡ trung cho các gối đỡ M và P.
- Tra bảng P2.7 TL[I] tr.255, ta xác định được thông số của ổ bi đỡ một dãy cỡ trung(theo GOST 8338-85)theo đường kính ngõng trục dM = dP = 35 mm :
Kí hiệu ổ d, mm D, mm B, mm r, mm Đường kính bi, mm C, kN Co, kN 307 35 80 21 2,5 14,2 26,2 17,9
b. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
* Khả năng tải động Cdxác định theo CT 11.1 TL[I] tr.213: Cd= QE.m√L≤ C (trường hợp tải trọng thay đổi) Trong đó:
- L : tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay Lh = 10
6.L
60.n → L = Lh.60.n
106 (CT 11.2 TL[I] tr.213) Với:
+ Lh : tuổi thọ của ổ tính bằng giờ, đối với hộp giảm tốc, tra bảng 11.2 TL [I] tr.214 ta có: Lh = (10…25).103 giờ. → Chọn Lh = 24000 giờ + n = 203,65 vg/ph : số vòng quay của trục II ; Vậy: L = 24000.60.203,65 106 = 293,25 (triệu vòng) - C = 26,2 kN : khả năng tải động của ổ lăn ;
* Tải trọng động quy ước Q tính theo CT 11.3 TL[I] tr.214: Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kđ (đối với ổ bi đỡ) Trong đó:
- Fr: tải trọng hướng tâm trên trục II
FrM = √XM2 + YM2 = √1,882+ 1,042 = 2,14 (kN) ; FrP = √XP2 + YP2 = √2,152+ 1,242 = 2,48 (kN) ;
Suy ra:
+Tải trọng động quy ước của ổ lăn M:
+Tải trọng động quy ước của ổ lăn P: QP = (1.1.2,48+0.0).1.1,5 = 3,6 (kN)
Nhận thấy : QP> QM → chỉ cần tính cho ổ lăn P là ổ chịu lực lớn hơn. * Tải trọng động tương đương QE tính theo CT 11.12 TL[I] tr.219:
QE = √∑(Qim.Li ∑Li m = QP.√(Q1 QP)3.L1 L + (Q2 QP)3 .L2 L 3 = 3,72.√13.4 8+ 0,83.4 8 3 = 3,38 (kN) * Vậy khả năng tải động Cd:
Cd= 3,38.3√242,7= 21,08 kN < C = 26,2 kN → Ổ lăn đảm bảo khả năng tải động.
c. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:
* Khả năng tải tĩnh của ổ lăn phải thỏa mãn điều kiện: Qt ≤ Co (CT 11.18 TL[I] tr.221)
Trong đó:
- Co = 17,9 kN : khả năng tải tĩnh của ổ lăn ; -Qt : tải trọng tĩnh quy ước, kN
Qt= Xo.Fr + Yo.Fa (CT 11.19 TL[I] tr.221) Tra bảng 11.6TL[I] tr.221 xác định được:
+ Xo = 0,6 : hệ số tải trọng hướng tâm ; + Yo = 0,5 : hệ số tải trọng dọc trục ; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Suy ra:
Qt = 0,6.2,14 + 0,5.0 = 1,28 kN < Fr = 2,14 kN
Vậy theo CT 11.20: Qt = Fr = 2,14 kN < Co = 17,9 kN → Ổ lăn đảm bảo khả năng tải tĩnh.
PHẦN VIII: TÍNH TOÁN VỎ HỘP, BULÔNG GHÉP, CHẾ ĐỘ BÔI TRƠN, TRA DUNG SAI LẮP GHÉP
VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 8.1. Tính toán vỏ hộp.
- Công dụng: Để gá đặt hầu hết các chi tiết của hộp giảm tốc, định vị trí tương đối của chi tiết và bộ phận máy.Trực tiếp nhận tải trọng các chi tiết truyền đến. Chứa dầu bôi trơn các bộ truyền trong hộp giảm tốc,bảo vệ các chi tiết máy.
- Chỉ tiêu đặt ra khi chế tạo hộp giảm tốc là khối lượng nhỏ,kích thước gọn,dễ gia công đúc,độ cứng cao,giá thành hạ.
- Vật liệu chế tạo vỏ hộp giảm tốc là gang xám:GX15 – 32 - Phương pháp chế tạo: Chọn phương pháp đúc.
- Thành phần của hộp giảm tốc: Thành hộp, gân chịu lực, mặt bích gối đỡ, các loại vít và bu lông lắp ghép.
- Hộp gồm hai nửa ghép lại với nhau. Chọn bề mặt lắp ghép đi qua đường tâm trục.Chiều dày
8.1.1. Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp.
- Quan hệ kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc được tính theo CT trong bảng 18.1 TL[II] tr.85:
TÊN GỌI BIỂU THỨC TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ
(mm) Chiều dày: -Thân hộp ô - Nắp hộp δ1 δ = 0,03.aw + 3 > 6 mm aw=155 δ1 = 0,9.δ δ = 7 δ1 = 7 Gân tăng cứng: - Chiều dày e - Chiều cao h - Độ dốc e = (0,8 ÷ 1).δ h < 58 khoảng 20 e = 6 h = 50 Đường kính: - Bulông nền d1 - Bulông cạnh ổ d2 - Bulông ghép bích nắp và thân d3 d1> 0,04.aw + 10 > 12 mm d2 = (0,7 ÷ 0,8).d1 d3 = (0,8 ÷ 0,9).d2 d1 = 16 d2 = 12 d3 = 10
- Vít ghép nắp của thăm d5 d5 = (0,5 ÷ 0,6).d2 d5 = 6
Mặt bích ghép nắp và thân:
- Chiều dày bích thân hộp S3 - Chiều dày bích nắp hộp S4 - Bề rộng bích nắp và thân K3 S3 = (1,4 ÷ 1,8).d3 S4 = (0,9 ÷ 1).S3 K3 ≈ K2 – (3 ÷ 5) mm S3 = 18 S4 = 18 K3= 35 Kích thước gối trục: - Tra bảng 18.2 TL[II] tr.89 chọn: + Trục I: D = 62; D2 = 72; D3 = 90; D4 = 52; h = 8; d4 = M6; Z = 4 + Trục II: D = 80; D2 = 100; D3 = 125; D4 = 75; h = 10; d4 = M8; Z = 6 - Tâm bulông cạnh ổ: E2 và C (k là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ)
- Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 - Chiều cao h E2≈ 1,6.d2(không kể chiều dày thành hộp) và R2≈ 1,3.d2 C ≈ D3/2 (nhưng phải đảm bảo k ≥ 1,2.d2) K2 = E2 + R2 + (3 ÷ 5) mm h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích thước mặt tựa. E2= 20 R2= 16 C = 45 k = 36 K2 = 40 Mặt đế hộp:
- Chiều dày: khi không có phần lồi S1 khi có phần lồi: Dd, S1 và S2 - Bề rộng mặt đế hộp: K1 và q S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5).d1 Dd xác định theo đường kính dao khoét. S1 ≈ (1,4 ÷ 1,7).d1 S2 ≈ (1 ÷ 1,1).d1 K1 ≈ 3.d1 q ≥ K1 + 2.δ S1= 24 S1= 27 S2= 17 K1= 48 q = 60
Khe hở giữa các chi tiết:
- Giữa bánh răng với thành trong hộp - Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp
- Giữa mặt bên các bánh răng với nhau
Δ ≥ (1 ÷ 1,2).δ
Δ1 ≥ (3 ÷ 5).δ và phụ thuộc loại hộp giảm tốc, lượng dầu bôi trơn trong hộp.
Δ ≥ δ
Δ = 8 Δ1 = 30 Δ = 8
Số lượng bulông nền Z Z = (L + B)/(200 ÷ 300) L, B: chiều dài và rộng của hộp.
Chọn Z = 4
VIII.1.2. Một số kết cấu khác của vỏ hộp. a. Vòng móc:
- Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, khi lắp ghép,..) trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng hoặc vòng móc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Hiện nay vòng móc được dùng nhiều. Vòng móc có thể làm trên nắp hoặc cả trên thân hộp.
- Kích thước vòng móc được xác định như sau:
* Chiều dày vòng móc: s = (2 ÷ 3).δ = (2 ÷ 3).7 = 14 ÷ 21 (mm) → Chọn s = 20 mm. * Đường kính lỗ: d= (3 ÷ 4).δ = (3 ÷ 4).7 = 21 ÷ 28 (mm) → Chọn d = 25 mm. b.Chốt định vị:
- Để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, dùng 2 chốt định vị.
- Tra bảng 18.4b TL[II] tr.91, ta cso thông số chốt định vị hình côn:
c. Cửa thăm:
- Để tiện quan sát hộp giảm tốc và đổ dầu vào hộp ta làm cửa thăm dầu trên đỉnh hộp. Cửa thăm đậy bằng nắp trên nắp có nút thông hơi.
- Kích thước cửa thăm chọn trong bảng 18.5 TL[II] tr.92:
A B A1 B1 C C1 K R Vít Số
lượng
60 70 110 80 85 - 42,5 10 M6 4
d. Nút thông hơi:
- Khi làm việc nhiệt độ tăng lên để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và ngoài hộp ta dùng nút thông hơi. Nút thông hơi nắp trên cửa thăm hoặc vị trí cao nhất của nắp hộp bảng.
A B C D E G H I K L M N O P Q R S M8 15 30 15 35 36 32 6 4 10 8 22 6 32 20 36 32
e. Nút tháo dầu:
- Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn, hoặc bị biến chấ , do đó cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ ở đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ tháo dầu được bịt kín bàng nút tháo dầu.
- Kết cấu và kích thước của nút tháo dầu trụ theo bảng 18.7 TL[II] tr.93:
d b m f L c q D S Do
M20 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4
f. Kiểm tra mức dầu:
- Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kích thước và kết cấu như hình vẽ.
g. Nắp ổ:
- Nắp ổ dùng để che kín ổ, chống bụi bẩn và cố định vòng ngoài của ổ trên vổ hộp.
- Sử dụng hai loại nắp ổ:
+ Loại 1: Nắp kín dùng cho những đầu trục không thò ra ngoài.
+ Loại 2: Nắp ổ hở để cho đầu trục xuyên ra ngoài.
h. Bạc chắn dầu:
- Bạc chắn dầu dùng để ngăn chặn dầu trong bộ phận ổ với dầu trong hộp. - - - Kết cấu và kích thước của bạc chắn dầu như sau:
Trong đó:
a = 6 9 mm → a = 9 mm t = 2 3 mm → t = 3 mm b lấy bằng gờ trục (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
8.2. Chế độ bôi trơn.
- Để giảm mất mát công suất vì ma sát , giảm mài mòn răng , đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc.
8.2.1. Phương pháp bôi trơn. a. Bôi trơn hộp giảm tốc:
- Theo cách dẫn dầu đến bôi trơn các tiết máy, người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu và bôi trơn lưu thông, do bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc có vận tốc vòng v = 2,37 m/s< 12 m/s nên ta bôi trơn bánh răng trong hộp bằng phương pháp ngâm dầu.
- Tra bảng 18.11 TL[II] tr.100, với v = 2,37 m/s ta chọn được độ nhớt của dầu ở 500C (1000C) để bôi trơn bánh răng làm bằng thép có σb1 = 850 MPa và
σb2 = 750 MPa là 186 (11) 16 (2)
- Từ độ nhớt đã chọn, tra bảng 18.13 TL[II] tr.101, chọn được loại dầu bôi trơn: Dầu ôtô máy kéo AK – 20.
- Khi ổ được bôi trơn đúng kỹ thuật, ổ lăn sẽ không bị mài mòn, ma sát trong ổ sẽ giảm, giúp tránh không để các chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với nhau, điều đó sẽ bảo vệ được bề mặt và giảm được tiếng ồn.
- Thông thường thì các ổ lăn đều có thể bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ, nhưng trong thực tế thì người ta thường dùng mỡ bởi vì so với dầu thì mỡ bôi trơn được giữ trong ổ dễ dàng hơn, đồng thời có khả năng bảo vệ ổ tránh tác động của tạp chất và độ ẩm. Ngoài ra mỡ được dùng lâu dài ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ theo bảng 15- 15a TL[II] tr.45 ta dùng loại mỡ LGMT2 và chiếm 1/2 khoảng trống.
Bảng thống kê dùng cho bôi trơn:
Tên dầu hoặc
mỡ Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu hoặc mỡ
Thời gian thay dầu hoặc mỡ
Dầu ôtô máy
kéo AK - 20 Bộ truyền trong hộp 0,6 lít/kW 5 tháng
Mỡ LGMT2 Tất cả các ổ và bộ truyền ngoài 1/2 chỗ rỗng bộ phận ổ 1 năm
8.3. Tra dung sai lắp ghép.
- Mối ghép giữa bánh răng và trục với yêu cầu không tháo lắp thường xuyên, khả năng định tâm đảm bảo, không di trượt dọc trục nên ta dùng kiểu lắp H7
k6 - Lắp ghép giữa bánh đai và trục chọn kiểu lắp H7
k6
- Lắp ghép giữa trục và vòng trong ổ lăn chọn kiểu lắpk6 - Vòng ngoài của ổ với vỏ hộp chọn kiểu lắpH7
- Mối ghép bạc chắn dầu và trục độ đồng tâm yêu cầu không cao nên ta dùng kiểu lắp H8
k6
- Mối ghép then và trục ta dùng mối ghép trung gian ta dùng kiểu lắp N9 h9
Bảng dung sai lắp ghép:
Lắp ghép giữa
Trục I Trục II
Kiểu lắp Dung sai
(μm) Kiểu lắp Dung sai
(μm) Ổ lăn - Trục Ø20k6 + 15 + 2 Ø35k6 + 18 + 2 Vỏ hộp - Ổ lăn Ø62H7 + 30 0 Ø80H7 + 30 0 Bánh răng - Trục Ø25 H7 k6 + 21 0 Ø40 H7 k6 + 25 0 + 15 + 2 + 18 + 2 Bánh đai - Trục Ø18 H7 k6 + 21 0 + 15 0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
8.4. Điều chỉnh ăn khớp, lắp ráp hộp giảm tốc.
8.4.1.Phương pháp lắp ráp các tiết máy trên trục.
- Ổ lăn được lắp trên trục hoặc nên vỏ hộp bằng phương pháp ép trực tiếp hoặc phương pháp nung nóng, để tránh biến dạng đường lăn và không cho các lực khi lắp tác dụng trực tiếp lên các con lăn, cần tác dụng lực đồng đều trên vòng trong khi lắp ổ trên trục hoặc vòng ngoài trên vỏ, mặt khác để dễ dàng lắp ổ trên trục hoặc vỏ, trước khi lắp cần bôi một lớp dầu mỏng nên trục hoặc lỗ hộp.
- Ở đây dùng bạc chặn và mặt mút của vòng ổ để định vị bánh răng, khi sử dụng cần đảm bảo sự tiếp xúc chính xác giữa các mặt mút bánh răng, bạc chặn và vòng ổ, vì vậy chiều dài bạc cần phải đảm bảo chính xác và phải dài hơn đoạn trục lắp bạc.
8.4.2.Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền .
- Sai số về chế tạo các chi tiết theo kích thước chiều dài và sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh răng trên trục không chính xác, vì vậy để bù vào những sai số đó thường lấy chiều rộng bánh răng nhỏ lớn hơn 10% so với chiều rộng bánh răng lớn. - Để đảm bảo sự ăn khớp của bộ truyền có hai phương pháp sau:Dịch chỉnh các bánh răng trên trục đã cố định, sau đó định vị từng bánh.
8.4.3.Phương pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn.
- Khe hở ảnh hưởng đến sự phân bố tải trên các con lăn và độ bền lâu của ổ, lựa chọn khe hở thích hợp có khả năng giảm tiếng ồn, giảm dao động tăng độ cứng của gối trục.
- Điều chỉnh ổ bằng cách dịch chỉnh vòng ngoài được thực hiện bằng các cách sau:
+ Điều chỉnh nhờ những tấm đệm đặt giữa lắp và vỏ hộp. +Điều chỉnh khe hở hoặc tạo độ dôi bằng vòng đệm 2.
+ Điều độ dôi của ổ bằng vít, vít tỳ vào vòng trung gian tác động đến vòng ngoài ổ và làm cho vòng ngoài dịch chuyển theo phương dọc trục.
+ Mài bớt vòng ngoài ổ hoặc đặt giữa vòng ổ các miếng bạc có chiều dầy khác nhau.
Bảng thông kê các chi tiết tiêu chuẩn
STT Ký hiệu Tên gọi Số lượng Ghi chú
1 M6 Vít 4 Vít ghép nắp cửa
thăm
2 M8 Vít 20 Vít ghép nắp ổ
3 M10 Bulông 4 Bulông ghép bích nắp và thân
4 M12 Bulông 6 Bulông cạnh ổ
5 M16 Bulông 4 Bulông nền
6 305 Ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung 2 Lắp trên trục I
MỤC LỤC
PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN………..2
1.1. Chọn động cơ………3
1.2. Phân phối tỷ số truyền………..6
1.3. Xác định thông số trên các trục………....6
PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI………..8
2.1. Chọn loại đai và tiết diện đai………....9
2.2. Xác định các thông số của bộ truyền đai………...10
2.3. Xác định số đai z………...13 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.4. Xác định các thông số còn lại………...13
2.5. Xác định lực căng ban đầu và lực dọc trục………..14
PHẦN III: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH………...16
3.1. Chọn loại xích………...17
3.2. Xác định thông số bộ truyền xích………...17
3.3. Kiểm nghiệm xích………...20
3.4. Xác định lực tác dụng lên trục………....22
PHẦN IV: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG………..24
4.1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng………...25
4.2. Xác định ứng suất cho phép………...25
4.3. Tính toán thông số bộ truyền bánh răng………...29
4.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền………...33
PHẦN V: TÍNH TOÁN TRỤC………..40
5.2. Tính toán thiết kế trục………....41
5.3. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi………..55
5.4. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh………..61
PHẦN VI: TÍNH CHỌN THEN………..62
6.1. Tính chọn mối ghép then………...63