• Lực tác dụng lên trục: Fr = 2F0sin( 2 1 α ) =2.4200.sin 161 2 ÷ =8285 N
Vì đường nối tâm tạo với bộ truyền ngoài một góc α=400 nên phân Fr thành 2 phần:
FY12=Fr12.cosα=4212.cos400=6346 N FX12=Fr12.sinα=4212.sin400=2707 N
• Lực tác dụng từ khớp nối lên trục III :
2 2 2 (0,2 0,3) (0, 2 0,3) III kn t t T F F D = ÷ = ÷ III T
: mômen xoắn trên trục III TIII=5054913 (Nmm)
t
D
– đường kính vòng vòng tròn qua tâm các chốt (được chọn theo mômen xoắn tính toán Tt của khớp nối)
Ta có mômen xoắn tính toán của khớp nối trục vòng đàn hồi:
. (2)
t III
T =K T
Với: K – hệ số chế độ làm việc
Theo bảng 16-1, [ 2 ], do loại máy ta thiết kế là loại máy băng tải, chọn K 1,5=
Thay các số liệu vào (2) ta được: Tt=1,5.5054913=7582369 (Nmm)
Với Tt=1,5.5054913=7582,369 (Nm)thì dựa vào bảng 16-10a, [ 2 ], ta có: Dt =300 (mm)
Vậy ta thay
300 (mm)
t
D =
và TIII=5054913(Nmm) vào (1) ta được:
2 2.5054913 2.5054913 (0, 2 0,3). (6740 10109) 300 kn F = ÷ = ÷ N Lấy kn2 F =6800 N 1.2.2. Tính sơ bộ đường kính trục
Đường kính trục thứ k được xác định chỉ bằng mômen xoắn theo công thức: 3 (3) 0,2[ ] k k T d τ = Trong đó:
Tk – mômen xoắn trên trục thứ k ( k = 1…3), Nmm [τ ]- ứng suất xoắn cho phép, MPa
Với vật liệu trục là thép 45 thì [τ ] = 15...30 Mpa (lấy trị số nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc, trị số lớn đối với trục ra).
Theo công thức thực nghiệm thì nếu dùng (3) để tính đường kính đầu vào của trục hộp giảm tốc lắp bằng khớp nối với trục động cơ thì đường kính này tối thiểu phải lấy bằng (0,8…1,2) dc
d
.
Vì hộp giảm tốc ta đang thiết kế có trục I là trục đầu vào của hộp giảm tốc và nó được nồi với trục động cơ bằng khớp nối nên ta dùng công thức thực nghiệm để xác định đường kính sơ bộ của nó.
- Đường kính sơ bộ của trục I: ( lấy [τ ] = 25MPa ):
13 295971 3 295971 38.97 0, 2.[ ] 0,2.25 I T d τ = = = mm Chọn dI=40 mm
- Đường kính sơ bộ của trục II ( lấy [τ ] = 30MPa ):
2 3 1347268 64.59 0, 2.[ ] 0,2.25 II T d τ = = = mm Lấy dII= 65 mm
- Đường kính sơ bộ của trục III ( lấy [τ ] = 35MPa ):
3 3 3 5054913 89.7 0, 2.[ ] 0,2.35 III T d τ = = = mm Lấy dIII=90 mm
1.2.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ, khe hở cần thiết và các yếu tố khác.
Từ đường kính sơ bộ d của các trục, sử dụng bảng 10.2, [ 1 ] xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn botương ứng.
- Với trục I có dI=40 mm → chọn ổ lăn có b0=23 (mm) - Với trục II có dII= 65 mm → chọn ổ lăn có b0=33 (mm) - Với trục III có dIII=90 mm→ chọn ổ lăn b0=43 (mm)
Ta đi tính lmki, lk1, lki, lcki và bki. Trong đó:
k – Số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc (k = 1…3).
i – số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia truyền tải trọng i = 0 và 1 : các tiết diện trục lắp ổ.
i = 2…s, với s là số các chi tiết quay (bánh răng, đĩa xích, và khớp nối) 1
k
l
– khoảng cách giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k ;
mki
l
– chiều dài mayơ của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i) trên trục k ;
cki
l
– khoảng côngxôn (khoảng chìa) trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ.
3
0,5( ) (4)
cki mki o n
l = l +b + +k h
Với: k3 – khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ (bảng 10.3, [ 1 ]) hn – chiều cao nắp ổ và đầu bulông (bảng 10.3, [ 1 ])
ki
b
– chiều rộng vành răng thứ i trên trục thứ k.
Chiều dài mayơ bánh răng côn
Chiều dài mayơ bánh răng côn lắp trên trục I: lm13=(1,2÷1,4).dI=(1,2÷1,4).40=(48÷56) mm Do bề rộng bánh răng côn b= 58 mm ⇒
lấy lm13=58 mm Chiều dài mayơ bánh răng côn lắp trên trục II:
lm23=(1,2÷1,4).dII=(1,2÷1,4).65=(78÷91) mm lm23=80 mm
Chiều dài mayơ bánh răng trụ
Chiều dài mayơ bánh răng trụ lắp trên trục II: lm22=(1,2÷1,5).dII=(1,2÷1,5).65=(78÷97.5) mm Do bề rộng bánh răng trụ bw= 90 mm ⇒
lấy lm22=90 mm Chiều dài mayơ bánh răng trụ lắp trên trục III:
lm32=(1,2÷1,5).dIII=(1,2÷1,5).90=(108÷135) mm lm32=110 mm
Chiều dài mayơ nửa khớp nối (nối trục vòng đàn hồi) lm12=(1,4÷2,5).dI=(1,4÷2,5).40=(56÷100) mm
Lm12=80 mm
lm33=(1,4÷2,5).dIII=(1,4÷2,5).90=(126÷225) mm Lm33=130 mm
Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay
1 (8 15)
k = ÷ mm
. Lấy 1 10
k = mm
Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp 2 (5 15)
k = ÷ mm
. Lấy 2 10
k = mm
Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ 3 (10 20)
k = ÷ mm
. Lấy k3 =15mm
Chiều cao nắp ổ và đầu bulông (15 20)
n
h = ÷ mm
. Lấy hn =18mm
Theo bảng 10.4, [ 1 ] ta có:
Khoảng cách giữa các gối đỡ A và B trên trục thứ k ( k1
l ) - Trên trục I: l11 = (2,5 ÷ 3)dI = (2,5 ÷ 3).40=(100 ÷ 120) mm Lấy l11 = 110 mm - Trên trục II: l21 = lm22 + lm23 + b0 + 3k1 +2k2 =90+80+33+3.10+2.10= 253 ( mm ) - Trên trục III: l31 = l21 = 253 mm
Khoảng cách Công xôn trên trục I, tính từ đai ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ:
lc12 = 0,5(lm12 + b0) + k3 + hn
=0,5.(80+23)+15+18= 85 mm
Khoảng cách Công xôn trên trục III, tính từ chi tiết thứ 1 (khớp nối) ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ:
lc33 = 0,5(lm33 + b0) + k3 + hn
=0,5.(130+43)+15+18= 119,5 mm Lấy lc33= 120 mm
Khoảng cách giữa các gối đỡ A đến tiết diện thứ i trên trục thứ k (lki) - Khoảng cách trục từ gối đỡ A đến tiết diện thứ 2 (bánh đai) trên trục I:
l12 = -lc21 = -85 mm
- Khoảng cách trục từ gối đỡ A đến tiết diện thứ 3 (lắp bánh răng côn) trên trục I:
l13 = l11 + k1 + k2 + lm13 + 0,5(b0 – b13cosδ1)
Với b13 – chiều rộng vành răng bánh răng côn. Ta có: b13 = 58 mm Vậy: l13 = 110+10+10+58+0,5.(23-58.cos10,890)= 171 ( mm )
- Khoảng cách trục từ gối đỡ B đến tiết diện thứ 2 (lắp bánh răng trụ) trên trục II:
=0,5.(90+33)+10+10=80,5 ( mm ) Lấy l22= 83 mm
- Khoảng cách trục từ gối đỡ B đến tiết diện thứ 3 (lắp bánh răng côn) trên trục II:
l23 = l22 +k1 + 0,5(lm22 + b13cosδ2)
=83+10+0,5.(90+58.cos79,110)=144 ( mm )
- Khoảng cách trục từ gối đỡ B đến tiết diện thứ 2(lắp bánh răng trụ) trên trục III:
l32 = l22 = 83 mm
Sơ đồ tính khoảng cách đối với hộp giảm tốc bánh răng côn. 1.2.4. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục
1.2.4.1.Tính trục I: Lực từ bộ truyền tác dụng lên trục. Fr1 = 2227 N Fa1 = 427 N Ft1 = 6231 N và: 1 1 1 95 . 427. 20282.5 2 2 m a a d M =F = = Nmm