BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ VÀ THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC Phần IV: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ Các thông số ban đầu:  Công suất cần truyền: N tru =3,54 kw  Tốc độ bánh răng dẫn: n1 = 118,33 (vòng/phút)  Tỉ số truyền sơ bộ : i sb = 1,85  Tốc độ bánh răng dẫn: n 2 = 64 (vòng/phút) Ta chọn bánh răng trụ răng thẳng để tránh việc chế tạo khó khăn và tránh lực dọc trục. 1.Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện Vì tải trọng của bộ tryền trung bình nên ta chon vật liệu làm bánh răng có độ cứng bề mặt răng HB < 350. Đồng thời để tăng khẳ năng chạy mòn của răng ta chọn độ rắng bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắng bánh răng lớn khoảng 25÷50 HB. HB1 = HB2 + (25 ÷50) HB Tra bảng 3-6 ta chọn: -Bánh răng nhỏ làm bàng thép 45 thường hóa( Giả thuyết đường kính phôi 300÷500mm). Tra bảng 3-8 Tra bảng 3-8 ta có các công thức sau:  Giới hạn bền kéo: σ bk =680N/mm2  Giới hạn bền chảy: σ ch =290N/mm2  Độ rắn: HB=170÷220 (chọn HB=190) -Bánh răng lớn làm bằng thép 35 thường hóa. (Giả thuyết đường kính phôi 300÷500mm) Tra bảng 3-8 ta có Tra bảng 3-8 ta có các công thức sau:  Giới hạn bền kéo: σ bk =480N/mm2  Giới hạn bền chảy: σ ch =240N/mm2  Độ rắng HB:140-190 (chọn HB=160) (Ta chọn phôi rèn cho cả hai bánh) 2. định ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép a.Ứng suất tiếp xúc cho phép  [σ ] tx = [σ ] N tx k' N Trong đó: [σ ] tx :là ứng suất tiếp súc cho phép(N/mm2) khi bánh răng làm việc lâu dài phụ thuộc vào độ rắng Brinen HB hoặc độ rắn Rocoen HRC lấy theo bảng 3-9 ta được [σ ] N tx = 2,6 HB k' N : hệ số chu kì ứng suất tiếp xúc. 0 0  k' N = 6 N0 N td Trong đó: N 0 : là chu kỳ cơ sở theo bảng 3-9 N 0 = 10 7 N td : số chu kì tương đương. Trường hợp bánh răng chịu tải trọng thay đổi.  2  M N td = 60.u. ∑ i  M mã   .ni .Ti  Trong đó: M i , ni , Ti lần lượt là modun xoắn,số vòng quay trên phút và thòi gian bánh răng làm việc ở chế độ i. M max : là modun xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng(không kể đến modun qua tải) u: là số lần ăn khớp của một răng khi số răng quay một vòng. Xét bánh răng bị dẫn:  N td 2 = 60.1[0,82.1 + 12.6 + 0,9 2.1].64.3000 = 85824000 > N 0 = 107  k 'N = 1 -Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng bị dẫn. 2  N  2   mm   [σ ] tx 2 = [σ ] N tx k 'N = 2,6.160 = 416 0 2  Xét bánh răng dẫn: 7 Ta thấy: N td > N td > N 0 = 10  k 'N = 1 -Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh dẫn. 1 2 1  N  2   mm   [σ ] tx = [σ ] N 0tx .k 'N = 2,6.190 = 494 1 1 Lấy ứng suất bé hơn là:  N  2  để tính toán.  mm   [σ ] tx = 416 1 b. Ứng suất uốn cho phép Số chu kì tương đương của bánh lớn (công thức 3-8)  M  N td = 60.u. ∑ i  M mã 2   .ni .Ti  Với m:bậc đường cong mỏi uốn,ở đây lấy m=6. 2 2 2 6 6  N td = 5.16.300.60.64[0,8 .1 + 1 .6 + 0,9 .1] = 85,82.10 > N 0 = 5.10 4  k ' 'N = 1 -Xét bánh dẫn: 2 N td1 > N td 2 > N 0  k ' 'N = 1 -Ứng suất uốn cho phép: σ 0 .k ' 'n (1,4 − 1,6 )σ −1.k ' 'n ≈  [σ ] u = 1 n.kσ n.kσ  σ −1 ~ ( 0,4 − 0,45).σ bk  N   σ bk1 = 680 2   mm   N   σ bk 2 = 480 2   mm   n1 = n2 = 1,5  kσ 1 = kσ 2 = 1,8 -Ứng suất uốn cho phép của bánh dẫn.  [σ ] u = 1 1,5.580.0,41  N  = 128,9 2  1,5.1,8  mm  -Ứng suất uốn cho phép của bánh bị dẫn.  [σ ] u = 2 1,5.480.0,41  N  = 106,7 2  1,5.1,8  mm  3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K=1,5 4. Chọn hệ số truyền động bánh răng: ψ = b =0,4 A 5. Xác định khoảng cách trục A 2 1,05.10 6.k .N  1,05.10 6  1,5.3,54  .  A≥(i+1) 3 =(1,85+1) 3  [δ ] tx .i.ψ .n2 416 . 185   0,4.64 6. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng  V= π .d 3 .n1 2π . A.n1 2π .207,5.118,33 = = = 0,9 m/s 60.1000 60.1000.( i + 1) 60.1000.(1,85 + 1) Chọn cấp chính xác là 9. 7. Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A  K = K tt .K d Vì các bánh răng có độ cứng HB C = 42116,9 Q = 3350 (daN0 Đường kính ngoài : D =80 (mm) Bề rộng: B = 21 (mm), β = 13030  Trục III : Dự kiến chọn loại ổ bi đỡ 1 dãy,loại dặc biệt nhẹ, rộng vừa Sơ đồ chọn ổ cho trục III : Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1) C = Q.(n.h)0,3 ≤ Cbảng Trong đó : Q : tải trọng tương đương, daN n : số vòng quay của ổ (vg/phút) h = 24000h : là thời gian phục vụ của máy Cbảng : hệ số khả năng làm việc tính theo bảng. Theo công thức (8-2) ta có : Q = (KvP + m.At).Kn.Kt Trong đó : m = 1,5 (tra bảng 8-2) Kt = 1,1 tải trọng động (va đập nhẹ), bảng 8-3,TL[1] K = 1 nhiệt độ làm việc dưới 1000, bảng 8-4, TL[1] Kv = 1 vòng trong của ổ quay , bảng 8-5, TL[1] P1 = P12x + P12y = 1360,1 2 + 495 2 = 1447,4 (N) n P2 = P22x + P22y = 2872,52 + 1045,5 2 = 3056,8 (N) At : tổng chiều dài trục, At = 0 Vì lực hướng tâm ở gối trục 2 lớn hơn ở gối trục 1 nên ta tính và chọn ổ lăn theo gối trục 2, ổ 1 chọn cùng loại. Vậy: Q2 = (KvP2 + m.At).Kn.Kt = (1. 3056,8 + 0).1.1,1 = 3362,5 (N) = 336,25 (daN) C = Q2.(n3.h)0,3 = 336,25.(64.24000)0,3 = 24131 Tra cứu bảng 18P, với d = 45 (mm), ta được loại ổ có kí hiệu 2007109 ổ bi chặn 1 dãy cỡ đặt biệt nhẹ ta có: Cbảng = 62000 > C = 24131 Q = 3850 (daN0 Đường kính ngoài : D =75 (mm) Bề rộng: B = 19 (mm), β = 11020 3. Cố định trục theo phương dọc trục: Để cố định trục theo phương dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc. Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít, loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp ghép. 4. Che kín ổ lăn: Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài, ở đây ta dùng loại vòng phớt là đơn giản nhất. Dựa vào đường kính của các trục, tra bảng 8 – 29, TL[1] ta được kích thước của các vòng phớt như sau: Trục I và trục II: d = 35 mm Kích thước vòng phớt: d1 = 36 mm; d2 = 34 mm; D = 48 mm; a = 9 mm; b = 6,5 mm; S0 = 12 mm. Trục III: d = 45 mm Kích thước vòng phớt: d1 = 46 mm; d2 = 44 mm; D = 64 mm; a = 9mm; b = 6,5 mm; S0 = 12 mm. 5. Bôi trơn ổ lăn: Do vận tốc bộ truyền bánh răng thấp, không thể dùng phương pháp bắn toé để tát dầu trong hộp vào bôi trơn bộ phận ổ nên ta phải bôi trơn ổ bằng mỡ. Ở đây ta dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc 600C÷1000C và vận tốc dưới 1500 vòng/phút (bảng 8-28, TL[1]). Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu. 6. Chọn kiểu lắp và cấu tạo chổ lắp ổ: Kiểu lắp ổ lăn trên trục và trong vỏ hộp phụ thuộc vào chế độ làm việc và dạng chịu tải của ổ. Theo yêu cầu của đầu đề ta có đặc tính tải trọng là va đập nhẹ, quay hai chiều và vòng trong quay nên dạng chịu tải của vòng: vòng trong chịu tải tuần hoàn, vòng ngoài chịu tải cục bộ (bảng 8-15, TL[1]). Khi chọn kiểu lắp cần chú ý: Trục không rỗng hoặc có thành dày. Trục làm bằng thép hoặc gang. Nhiệt độ trong ổ khi làm viêc không quá 1000C. Chọn kiểu lắp cho ổ lăn, bánh răng và then: Lắp ổ lăn vào trục theo hệ thống lỗ, vào vỏ theo hệ thống trục. Theo tiêu chuẩn TOCT 520-55 sai lệch cho phép của vòng trong ổ là âm và sai lệch cho phép trên lỗ theo hệ thống lỗ là dương. Điều này bảo đảm mối ghép theo kiểu lắp trung gian. Đối với vòng ổ quay, chọn kiểu lắp bằng độ dôi để các vòng ổ không thể trược theo bề mặt của trục hoặc của lỗ trong vỏ khi làm việc (có chịu tải). Để chọn kiểu lắp ghép cho bánh răng ta chọn kiểu H6 (TCVN mới) k6 Lắp ổ lăn thông thường vòng trong của ổ quay còn vòng ngoài của ổ đứng yên. Do đó, vòng trong chịu tải trọng tuần hoàn còn vòng ngoài chịu tải trọng cục bộ. Vì thế ta chọn kiểu lắp có độ dôi hoặc lắp trung gian vào trục loại k6 ( H6 ) k6 (TCVN mới), còn vòng ngoài lắp có khe hở hoặc lắp trung gian với vỏ theo kiểu Js7 ( Js7 ). h7 Lắp then kiểu B4 (TCVN 38-63): trên trục lắp chặt kiểu LT1, trên lỗ lắp lỏng kiểu LT2, (LT: ký hiệu quy ước riêng cho một số kiểu lắp then).  Bảng dung sai và lắp ghép: Vị trí lắp ghép Đường kính của trục và ổ lăn Sai lệch giới hạn ( µm ) k6 Js7 d = 35 Ổ lăn với trục I và thành hộp D = 72 d = 35 Ổ lăn với trục II và thành trong hộp D = 80 Ổ lăn với trục III và thành trong hộp Bánh răng nón Z1 với trục I Bánh răng nón Z2 với trục II Bánh răng trụ Z3 với trục II Bánh răng trụ Z4 với trục III d = 45 D = 75 d = 40 d = 40 d = 40 d = 50 Bảng dung sai lắp ghép then (TCVN cũ): Vị trí lắp ghép Bánh đai Kích thước danh nghĩa của chiều rộng then và rãnh then b (mm) 8 Bánh răng nón Z1 8 Bánh răng nón Z2 12 Bánh răng trụ Z3 12 Bánh răng trụ Z4 8 Kí hiệu dung sai LT1 LT2 Sai lệch giới hạn Bảng dung sai lắp ghép then (TCVN mới): vào trục lắp chặt theo kiểu P9, vào bạc lắp lỏng kiểu D10: Vị trí lắp ghép Kích Kí hiệu dung sai thước danh P9 D10 nghĩa của chiều rộng Sai lệch giới hạn then và rãnh then chiều rộng rãnh (μm) b Bánh đai 8 Bánh răng nón Z1 8 Bánh răng nón Z2 12 Bánh răng trụ Z3 12 Bánh răng trụ Z4 8 Chiều sâu rãnh then Trên trục t Trên bạc t1 Sai lệch giới hạn (mm) Sai lệch giới hạn (mm) t T1 [...]... Ổ lăn với trục I và thành hộp D = 72 d = 35 Ổ lăn với trục II và thành trong hộp D = 80 Ổ lăn với trục III và thành trong hộp Bánh răng nón Z1 với trục I Bánh răng nón Z2 với trục II Bánh răng trụ Z3 với trục II Bánh răng trụ Z4 với trục III d = 45 D = 75 d = 40 d = 40 d = 40 d = 50 Bảng dung sai lắp ghép then (TCVN cũ): Vị trí lắp ghép Bánh đai Kích thước danh nghĩa của chiều rộng then và rãnh then... (mm) 8 Bánh răng nón Z1 8 Bánh răng nón Z2 12 Bánh răng trụ Z3 12 Bánh răng trụ Z4 8 Kí hiệu dung sai LT1 LT2 Sai lệch giới hạn Bảng dung sai lắp ghép then (TCVN mới): vào trục lắp chặt theo kiểu P9, vào bạc lắp lỏng kiểu D10: Vị trí lắp ghép Kích Kí hiệu dung sai thước danh P9 D10 nghĩa của chiều rộng Sai lệch giới hạn then và rãnh then chiều rộng rãnh (μm) b Bánh đai 8 Bánh răng nón Z1 8 Bánh răng. .. Kích Kí hiệu dung sai thước danh P9 D10 nghĩa của chiều rộng Sai lệch giới hạn then và rãnh then chiều rộng rãnh (μm) b Bánh đai 8 Bánh răng nón Z1 8 Bánh răng nón Z2 12 Bánh răng trụ Z3 12 Bánh răng trụ Z4 8 Chiều sâu rãnh then Trên trục t Trên bạc t1 Sai lệch giới hạn (mm) Sai lệch giới hạn (mm) t T1 ... ) PHẦN VI: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC Thông số ban đầu: - Số vòng quay trục: Trục I: n1 = 355 (vg/phút) Trục II: n2 = 118,33 (vg/phút) Trục III: n3 = 64 (vg/phút) - Đường kính ngõng trục: Trục I: d1... Trục I trục II có lực dọc trục nên ta chọn ổ đỡ chặn Trục III lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ  Trục I : Dự kiến chọn loại ổ bi đũa côn đỡ chặn, cỡ nhẹ rộng, góc β = 130 Sơ đồ chọn ổ cho trục. .. chiều trục : Trục I : lực dọc trục bánh nón : Pa1 = 243,7 (N) Trục II : lực dọc trục bánh nón : Pa2 = 739,6 (N) - Tải trọng thay đổi - Nhiệt độ làm việc 100oC Chọn ổ lăn : Trong hộp giảm tốc : Trục