Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình chế tạo máy - DR Phương
Chi tiết máy Chương XCHƯƠNG 10KHỚP NỐI10.1. KHÁI NIỆM CHUNGCơng dụng:Dùng để truyền moment xoắn giữa các trục, đóng mở các cơ cấu, giảm tải trọng động, ngăn ngừa q tải, điều chỉnh tốc độ Phân loại: [2](trang 10)10.2. NỐI TRỤC CHẶTDùng để nối cứng các trục có đường tâm trên cùng một đường thẳng và khơng di chuyển tương đối với nhau. Thường dùng nối các đoạn trục thành phần thành trục có chiều dài lớn hoặc các trục có khơng gian hẹpKhơng bù được sai số chế tạo và lắp ghép10.2.1. Nối trục ống:l2DdLlLdD Cấu tạo gồm một ống thép hay gang lồng vào đoạn cuối của hai trục. Ghép với trụ bằng chốt, then, vít hãm hoặc then hoaĐơn giản, giá rẻ, kích thước hướng kính nhỏ nhưng lắp ghép khó vàđòi hỏi độ đồng tâm cao.Đường kính ngồi ống và chiều dài ống:d)8,1 5,1(D=d)4 5,2(L=10.2.2. Nối trục đĩaCấu tạo gồm hai đĩa lắp lên đoạn cuối mỗi trục bằng then và độ dơi và dùng một số bu lơng ghép hai đĩa với nhau.144 Chi tiết máy Chương XdmdD0DbbCó khe hởKhông cókhe hởCác thơng số kích thước:d)5,3 3(D=d)4 5,2(L=Khi lắp có khe hở thì cần xiết bu lơng với lực lực V:K10.2znVfDT30=(10.1)znVfDKT10.2V03=(10.2)K = 1,2 1,5 – hệ số an tồn khớpf = 0,15 0,2 – hệ số ma sát hai mặt đĩa* Kiểm tra độ bền kéo theo cơng thức:][ndV.4.3,121σ≤=σ* Xác định đường kính bu lơng theo cơng thức:][nV4.3,1d1σ≥Khi lắp khơng khe hở tính bu lơng theo ứng suất cắt. Giá trị lực cắt:zDT10.2F02c=(10.3)][dF4c20cσ≤π=σ145 Chi tiết máy Chương X10.3. Nối trục bùDùng để nối các trục có sai lệch nhỏ về vị trí do biến dạng đàn hồi trục hoặc do sai số chế tạo lắp ghép.Sai lệch bao gồm: sai lệch dọc trục, độ lệch hướng kính, độ lệch góc.10.3.1. Nối trục răng Ưu điểm:- Khả năng tải và độ tin cậy cao vì có nhiều răng cùng làm việc- Làm việc với số còng quay cao- Có tính cơng nghệ do ứng dụng phương pháp gia cơng răngSau khi tra kích thước theo moment xoắn, cần kiểm tra độ bền mòn răng:]p[AzDKT2p0≤=(10.4)D0 = mz – đường kính vòng chia của răngA = bh – diện tích tính tốn của bề mặt làm việc răngb – chiều rộng răngh – chiều cao làm việc răng, thuờng h =1,8m]p[bzm9,0KT2p22≤=(10.5)[p] = 12 15Mpa10.3.2. Nối trục xíchCấu tạo gồm hai nửa nối trục dạng đĩa xích có số răng bằng nhau, lắp cố định trên trục quấn chung một dây xích. Có thể sử dụng để nối trục lệch nghiêng 10 và độ lệch hướng tâm ∆r = 0,15 0,6mmKết cấu đơn giản, dùng xích tiêu chuẩn, khơng cần di động trục khi tháo lắpTuy nhiên khơng chịu được va đập, chỉ làm việc một chiều10.3. LY HỢPCho phép nối hoặc tách các trục lúc máy dừng hoặc khi làm việc. Bao gồm ly hợp ăn khớp và ly hợp ma sát.146 Chi tiết máy Chương X10.3.1 Ly hợp ăn khớpa. Ly hợp vấuCấu tạo như hình bên: gồm hai nửa, một nửa cố định trên trục, nửa còn lại lắp lên đầu trục còn lại bằng then dẫn hướng hoặc then hoa để nửa này có khả năng di trượt.Việc đóng mở ly hợp có khả năng thực hiện bằng tay gạt. Để giảm mòn cơ cấu điều khiển, nửa ly hợp di động nên lắp trên trục bị dẫnTiết diện vấu có nhiều loại:Vấu hình tam giác: có góc biên dạng α = 30 450, số vấu từ 15 60 sử dụng để truyền moment và vận tốc nhỏVấu hình thang: góc biên dạng 3 100, số vấu 3 15. sử dụng truyền moment và vận tốc lớn. Khơng u cầu chính xác trên hai nửa ly hợp nhờ vào việc thay đổi chiều sâu cài vấuTiết diện chữ nhật: đòi hỏi độ chính xác trên hai nửa ly hợp, va đập khi thay đổi chiều quay. Tuy nhiên khơng cần duy trì lực ép như vấu hình thang và tam giácƯu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, khơng có chuyển động tương đối giữa các trục. Tuy nhiên khi đóng ly hợp gây va đập đơ ikhi va đập này phá hỏng ly hợpMòn vấu là dạng hỏng chủ yếu. Vì vậy hạn chế áp suất trên bề mặt tiếp xúc theo cơng thức:]p[bhmzDKT2p1≤=(10.6)trong đó:z – số vấub,h – chiều cao tính tốn của vấuD1 – đường kính trung bình của ly hợpm – hệ số phân bố tải trọng khơng đều giữa các vấu ; m = 0,2 0,5[p] – áp suất cho phépVới VL 15Cr, 20Cr thấm than: [p] = 80 120 Mpa147 Chi tiết máy Chương XKiểm nghiệm ứng suất uốn sinh ra tại đáy vấu:4SWmzDKTh2chmFσ≤=σ(10.7)S >= 1,5 – hệ số an tồnb. Ly hợp răngKết cấu như nối trục răng, đóng mở bằng cách di động một trong hai nửa ly hợp theo dọc trục. Răng co biên dạng thân khai và vát mép để dễ đóng ly hợpThường kết hợp ly hợp răng với ly hợp ma sát và đóng ly hợp ma sát trước để tránh va đập10.3.2. Ly hợp ma sátTruyền được moment xoắn nhờ ma sát trên hai bề mặt ma sát tạo thành. Vì vậy có khả năng đóng mở êm → khơng gây va đập và tại trọng động, đồng thời có khả năng hiệu chỉnh trị số moment giới hạn truyền qua ly hợp. Tuy nhiên khơng đảm bảo độ đồng tốc giữa các trục khi q tảiPhân loại : Theo hình dạng bề mặt làm việc:Ly hợp ma sát đĩaLy hợp cơn ma sátLy hợp ma sát bánh hơi trụTheo trạng thái Ly hợp mởLy hợp kínTheo phương pháp điều khiển:Điều khiển bằng tayĐK bằng cơ năng tác dụng bên ngồiĐK bằng điệna.Ly hợp đĩa ma sát:Cấu tạo ly hợp đĩa ma sát như hình bên dưới: nửa trục (1) cố định lên một đầu trục, nửa ly hợp còn lại (3) di truợt trên đầu trục kia, giữa hai đĩa trục là lớp bật liệu ma sát (2).Trị số moment ma sát sinh ra do trục Fa: 2DfFKTTmams==(10.8)Với 2DDD21m+=148 Chi tiết máy Chương XD2D1123Từ cơng thức suy ra lực Fa:mafDKT2F=(10.9)b.Ly hợp ma sát nhiều đĩaCấu tạo như hình 9.23[2]Các đĩa bị ép vào nhau bằng lực Fa:FfzDKT2Fma=(10.10)Với z – số cặp bề mặt ma sát* Với ly hợp được bơi trơn:D2 = (1,5 2)d; D1 = (1,5 2)D2; [z] ≤ 16* Với ly hợp khơng được bơi trơn:D2 = (3 )d; D1 = (1,5 2,5)D2; [z] ≤ 6Kiển tra độ bền ly hợp theo cơng thức:]p[)DD(F4p2221a≤−π=(10.11)Moment truyền xác định theo cơng thức:k2]p[zD)DD(K2zfDFTm2221ma−π==(10.12)K – hệ số an tồn kết dính có giá trị 1,25 1,5f – hệ số ma sát. Tra bảng (9.2)[2]z – số cặp bề mặt tiếp xúcD1, D2 – đường kính ngồi và trong bề mặt tiếp xúc ly hợpLy đóng ly hợp:149 Chi tieát maùy Chương X]F[fzDDDDKT3Fa22213231a≤−−=(10.13))DD(4]p[]F[2221a−π=Số cặp ma sát xác định theo công thức:]p[D)DD(KT3zm2221−π=(10.14)c.Ly hợp côn ma sátbDmαMomenr xoắn mà ly hợp côn có thể truyền:K2f]p[bDT2mπ=(10.15)p – áp suất sinh trên bề mặt cônBề rộng mặt ma sát khi chọn trước Dm:f]p[DKT2b2mπ=(10.16)Phương trình cân bằng lực trên nửa ly hợp bên phải:'f2DFsinf2DFKTT2DpbKTTsinDpbFmamams2mmsma=α==⇒π==απ=150 Chi tiết máy Chương XTừ đây, ta có lực Fa cần thiết để duy trì trạng thái làm việcmaD'fKT2F =(10.17)α=sinf'f: hệ số ma sát quy đổiNhư vậy, khi α nhỏ thì f’ lớn, do đó Fa càng nhỏ. Tuy nhiên để tránh tự hãm trên đĩa gây khó khăn trong đóng mở ly hợp thì khơng lấy α nhỏ hơn gố ma sát tĩnhLực dọc trục đóng ly hợp:ρ+α+=)(tgdDfDKT2FmmcLực dọc trục mở ly hợp:ρ−α−=)(tgdDfDKT2FmmcLy hợp có thể tự hãm khi dDf)(tgm≥ρ−αd.Ly hợp ma sát bánh hơi trụRMoment xoắn truyền được nhờ vào ma sát giữa bánh hơi và mặt trong, ngồi của hai nửa ly hợpĐóng ly hợp bằng cách bơi khơng khí vào ruột bánh hơi làm bánh hơi nở rộng ép vào mặ trong và ngồi của hai nửa ly hợpƯu điểm:- Thuận tiện điều khiển- Có thể đềiu khiển moment tới hạn và vận tốc đóng ly hợp- Khử sai lệch dọc trục, hướng tâm cà sai lệch góc- Tự khử mòn- Hấp thụ tiếng ồn, giảm va đập và chấn độngNhược điểm: giá thành cao, độ nhạy giảm khi có dầu, kiềm và axit rơi vào.151 Chi tiết máy Chương Xe.Ly hợp ma sát điện từCấu tạo như hình 9.26 [2]. Lực ép trên bề mặt làm việc thực hiện bằng nam châm điện. Phổ biến nhất là ly hợp điện từ nhiều đĩa ma sátƯu điểm:- Thuận tiện trong điều khiển tự động và điều khiển từ xa- Tác dụng nhanh- Có thể điều khiển chính xác moment truyền- Khơng có lực khơng cân bằng10.4. LY HỢP AN TỒNCơng dụng: tránh cho máy móc bị hỏng do q tài vì q tải rất thường xun xảy ra trong q trình là việc. Q tải có thể từ từ (như mòn dụng cụ cắt) hoặc đột ngột (như va đập)Phạm vi ứng dụng: - Trong thiết bị có tải trọng va đập- Trong các máy làm việc trong mơi trường khơng đồng nhất: như máy đào đất, máy khoan địa chất …- Trong các thết bị khơng theo dõi liên tục sự hoạt động- Trong các hệ thống dẫn động phân nhánh của máy chỉ sử dụng một phần cơng suất động cơ.Phân loại:- Ly hợp an tồn có chi tiết phá hủy: ly hợp chốt an tồn- Ly hợp an tồn khơng có chi tiết phá hủy: ly hợp ma sát an tồn, ly hợp vấu an tồn và ly hợp bi an tồnMoment tính tốn khi tính ly hợp an tồn: Tt = 1,25Tmax10.4.1. Ly hợp chốt an tồnDaCấu tạo như hình trên: moment truyền nhờ vào chốt lắp trong bạc, đó là khâu yếu nhất nên khi q tải chốt sẽ bị cắtKhơng có kh3 năng bù được các sai lệch do chế tạo cũng như lắp rápĐường kính chốt xác định theo cơng thức:152 Chi tiết máy Chương Xz0c2cmaxK12D][4dzKTτπ=(10.18)Kz – hệ số phân bố tải trọng khơng đều cho các chốtKz = 1 khi dùng 1 chốtKz = 1,2 1,3 khi dùng hai hoặc ba chốt[τc] – giới hạn bền cắt chốt, [τc] = 420Mpa khi dùng chốt là thép C45 tơi.Đường kính chốt xác định theo cơng thức:][zDKKT8dc0zmaxcτπ=(10.19)10.4.2. Ly hợp ma sát an tồnCấu tạo như hình (9.28) [2]Kết cấu tương tự như ly hợp ma sát, nhưng chỉ khác là khong dùng cơ cấu điều khiển mà dùng lò xo ép. Lực ép có thể điều chỉnh được bằng cách vặn đai ốcCó thể bơi trơn hoặc khơng bơi trơn và tốt nhất là khơng bơi trơnTính tốn ly hợp ma sát an tồn tương tự như cách tính ly hợp ma sát10.4.3. Ly hợp vấu an tồnKết cấu tương tự ly hợp vấu, chỉ khác là khơng sử dụng cơ cấu điều khiển mà dùng lò xo ép. Góc vát trong ly hợp vấu an tồn α=30 450Nhược điểm là dễ bị vỡ vấu và nhiều tiếng ồn khi q tảiTính tốn tương tư như các tính ly hợp vấu10.4.4. Ly hợp bi an tồnTương tự như ly hợp vấu chỉ khác là thay vấu bằng bi153 . ứng dụng: - Trong thiết bị có tải trọng va đập- Trong các máy làm việc trong mơi trường khơng đồng nhất: như máy đào đất, máy khoan địa chất - Trong các. tính bu lơng theo ứng suất cắt. Giá trị lực cắt:zDT10.2F02c= (10. 3)][dF4c20cσ≤π=σ145 Chi tiết máy Chương X10.3. Nối trục bùDùng để nối các trục có sai lệch