Lời nói đầu Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí nội dung thiếu chơng trình đào tạo kỹ s khí Đồ án Chi Tiết Máy môn học giúp cho sinh viên hệ thống hoá lại kiến thức môn học nh việc vận dụng kiến thức học vào trình tính toán nh: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Vẽ kỹ thuật Đồ án giúp cho sinh viên hiểu đợc kiến thức cấu tạo, nguyên lý làm việc phơng pháp tính toán thiết kế chi tiết, nhằm bồi dỡng cho sinh viên khả giải vấn đề tính toán thiết kế máy, đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau Hộp giảm tốc cấu truyền động ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi đợc dùng để giảm vận tốc góc tăng mô men xoắn Với chức nh ,ngày hộp giảm tốc đợc sử dụng rộng rãi ngành khí, luyện kim, hoá chất, công nghiệp đóng tàu v.v Trong giới hạn môn học em đợc giao nhiệm vụ thiết kế hộp giảm tốc bánh - trục vít Trong trình làm đồ án đợc giúp đỡ tận tình thầy cô môn, đặc biệt cô Nguyễn Thị Thu Hờng, em hoàn thành xong đồ án môn học Do lần đầu em làm đồ án, với trình độ thời gian có hạn nên trình thiết kế tránh khỏi sai sót xảy , em mong đợc bảo thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Văn Chính Phần I Tính toán động học động lực học I Chọn động a.Tính công suất Yêu cầu: + Lực kéo băng tải: F = 13500 N + Vận tốc băng tải: v = 0,25 m/s Công suất cần thiết trục động cơ: Pct=Pt/ (kW) Trong đó: Pct: công suất cần thiết trục động Pt: công suất tính toán trục máy công tác : hiệu suất truyền động Theo yêu cầu ta có: Pct= F v (1) 1000. Trong đó: F: Lực kéo băng tải; v: Vận tốc băng tải; : Hiệu suất toàn bộ truyền = kn.đ.br.tv.mổ lăn (m: số cặp ổ lăn truyền) Các hiệu suất cụ thể truyền đợc xác định bảng 2.3/Tr19[Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí - T1] Tra bảng ta có: kn=0,99: Hiệu suất khớp nối trục đàn hồi; br = 0,97: Bộ truyền bánh trụ đợc che kín; tv = 0,8: Bộ truyền trục vít không tự hãm đợc che kín; (chọn Z1=2) ổ lăn =0,992: Hiệu xuất cặp ổ lăn đợc che kín; = 0,99.0,97.0,8.0,9923 = 0,75 Pi t i 1.3,2 + 0,85 2.4,6 = 0,903 = = P1 ti Từ (1) Pct= 13500.0,25 0,903 =4,06 (kW); 1000.0,75 b,Tính tốc độ sơ trục động Ta có : nsb= nlv uhộp ungoài , theo CT2.16 tr.21[TL1] nlv= 60.1000 60.1000.0,25 V = = 14,92 (v/ph) Theo bảng 2.4/tr.21[Tính toán thiết kế hệ D 3,14.320 dẫn động khí-T1] Chọn uhop= 60; ungoai=1 nsb=14,92.60.1 = 895,2; Chọn động dựa vào: Pdc Pct ndb nsb Do chọn động DK52-6 : ( theo bảng P1.2/tr.235[Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí-T1]) Bảng thông số động cơ: nđc(v/p) P(kW) 950 4,5 Cos 0,80 m(kg) Tmax/Tdn Tk/Tdn 104 1,8 1,5 +/ Kiểm tra điều kiện mở máy : Tmm 1,48T1 = = 1,48 T1 T1 Với Động chọn có Tk T = 1,5 > mm = 1,48 Tdn T1 Động đáp ứng đợc yêu cầu công suất, tốc độ điều kiện mở máy II Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền hệ dẫn động: ut = ndc 950 = = 63,67 nlv 14,92 Lại có: ut=uhộp.ungoài Chọn ung = uhộp = ut/ungoài = 63,67 Mặt khác: uhộp = ubr.utv Chọn ubr = 2,2 u tv = u hộp ubr = 63,67 = 28,94 ; 2,2 Chọn số trục vít z1=2; Số bánh vít: z2=utv.z1=28,94.2 57,88=58 (răng) utv= z 58 = = 29 z1 Tính lại tỉ số truyền bánh răng: ubr=uhộp/utv=63,67/29=2,20: Lấy ubr=2,20 ; III Tính toán thông số động học động lực học Ta có: -Số vòng quay trục n1 = nđc = 950 (v/ph); n2 = n1 950 = = 431,82 (v/ph); ubr 2,2 n3 = n2 431,82 = = 14,89 (v/ph); u tv 29 nct = n3 = 14,89 (v/ph) u ngoi -Công suất trục: Pct = Plv = Fv 13500.0,25 = = 3,375 (kw); 1000 1000 P3 = Pct 3,375 = = 3,402 (kw); ( ol ) (0,992) P2 = P3 3,402 = = 4,287 (kw); ( ol tv ) (0,992.0,8) P1 = P2 4,287 = = 4,455 (kw); ( ol br ) (0,992.0,97) Pc = P1 4,455 = = 4,5 ( kn ) (0,99) Từ ta tính đợc mô men tơng ứng trục Ti = 9,55.10 Pi ni T1 = 9,55.10 P1 4,455 = 9,55.10 = 44784 n1 950 T2 = 9,55.10 P2 4,287 = 9,55.10 = 94810 (N.mm); n2 431,82 T3 = 9,55.10 P3 3,402 = 9,55.10 = 2181941 (N.mm); n3 14,89 Tct = 9,55.10 Pct 3,375 = 9,55.10 = 2164624 (N.mm); nct 14,89 (N.mm); Bảng thông số: Trục Trụcđ/c Trục Trục Trục Trục ct P(kw) 4,5 4,455 4,287 3,402 3,375 u n (v/ph) 2,2 950 T(Nmm) 29 950 431,82 14,89 14,89 44784 94810 2181941 2164624 Phần II Thiết kế truyền I, Tính toán thiết kế truyền bánh Thiết kế truyền bánh thẳng cấp nhanh hộp giảm tốc Chọn vật liệu Dùng vật liệu nhóm I: Vật liệu Bánh nhỏ Bánh lớn Thép 45 Thép 45 Nhiệt luyện Tôi cải thiện Thờng hóa b ch HB 750 600 450 340 200 170 Xác định ứng suất cho phép a, ứng suất tiếp xúc cho phép [H] =(0Hlim/SH)ZRZvKxHKHL ; Với 0Hlim : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ sở; SH :hệ số an toàn tính tiếp xúc; ZR : hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc; Zv : hệ số xét đến ảnh hởng vận tốc vòng; KxH : hệ số xét đến ảnh hởng kích thớc bánh răng; KHL :hệ số tuổi thọ Ta có: mH N HO N HE KHL= ; mH : bậc đờng cong mỏi mH =6 HB NH01 kHL1 =1 NHE2>NH02 kHL2 =1 Theo bảng 6.2[TTTK-T1] với thép 45 Ta có: 0H lim = 2HB + 70 Do đó: H0 lim1 = HB1 + 70 = 2.200 + 70 = 470( MPa ) H0 lim = HB2 + 70 = 2.170 + 70 = 410( MPa ) SH=1,1; sơ lấy ZR.Zv.KxH =1; Nên ta có: 0H lim K HL [H ] = SH H0 lim1 K HL1 470 = = 427,3( MPa ) H1 = S H1 1,1 H0 lim2 K HL2 410 = = 372,7( MPa ) H2 = S , H2 [ H ] = 372,7( MPa ) [ ] [ ] b, ứng suất uốn cho phép [F] =(0Flim/SF)YRYSKxFKFCKFL Trong đó: 0Flim :ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ sở ; SF : hệ số an toàn tính uốn; YR : hệ số xét đến độ nhám mặt lợn chân răng; YS : hệ số xét đến độ nhậy vật liệu tập chung ứng suất KxF : hệ số xét đến ảnh hởng kích thớc bánh đến độ bền uốn; KFC :hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải; KFL :hệ số tuổi thọ KFL= m N FO N ; F FE mF :bậc đờng cong mỏi thử uốn mF=6 HB NF01 kFL1 =1 NFE2>NF02 kFL2 =1 Theo bảng 6.2[1] ta có: F0 lim = 1,8HB F lim1 = 1,8.200 = 360( MPa ) F lim2 = 1,8.170 = 306( MPa ) Chọn SF =1,75; Bộ truyền quay chiều nên KFC =1; Sơ lấy YS.KxF.YR =1; Nên: F0 lim K FL [ F ] = SF F0 lim1 K FL1 360.1 = = 205,7( MPa ) [ F1 ] = S , 75 F1 F0 lim2 K FL2 306.1 = = 174,9( MPa ) [ F2 ] = S , 75 F2 c, ứng suất cho phép tải Ta có: [H]max =2,8ch =2,8.340 =952 (MPa) [F1]max =0,8ch1 =0,8.450 =360 (MPa) [F2]max =0,8ch2 =0,8.340 =272 (MPa) 3,Tính toán truyền a, Xác định sơ khoảng cách trục aw=Ka(u+1) T1 K H [ H ] u.ba Ka= 49,5 :hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại (theobảng6.5) u=2,2 : tỷ số truyền cặp bánh răng; T1=44784(Nmm) :mômen xoắn trục chủ động [H] = 372,7(MPa) ba=0,3 chọn sơ theo (bảng 6.6) KH :hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính tiếp xúc KH=1,04 với bd=0,53ba(u+1) = 0,53.0,3(3+1)=0,636 theo(bảng6.7sơ đồ 5) =>aW=49,5(2,2+1) 44784.1,04 = 126,39 mm; chọn aW=126 mm 372,7 2.2,2.0,3 b,Xác định thông số ăn khớp môđun: m =(0,01 ữ 0,02)aW=1,26 ữ 2,52 mm; chọn m =2 theo tiêu chuẩn Số bánh nhỏ: Z1 = 2a w 2.126 = = 39,4 (răng) m( u + 1) 2( 2,2 + 1) Lấy Z1 =40 (răng) Số bánh lớn: Z2 =u.Z1 =2,2.40 =88(răng) Tính lại khoảng cách trục: aw = m( z1 + z ) = 2(40 + 88) = 128 (mm) 2 Lấy aw =130 (mm) cần phải dịch chỉnh để khoảng cách trục từ 128 (mm) lên 130 (mm) Tính hệ số dịch chỉnh tâm theo công thức 6.22[TTTK-T1] : y= aw 130 0,5( Z + Z ) = 0,5(40 + 88) = m Ky = 1000 y 1000.1 = = 7,8 125 Zt 40 + 88 Tra bảng 6.10 - trang 101 ,ta có : Khi K y = Kx = 0,350 Khi K y = Kx = 0,445 Khi K x = 0,427 Hệ số giảm đỉnh : y = K x Z t 0,427.(40 + 88) = = 0,055 1000 1000 Tổng hệ số dịch chỉnh: xt = y + y = 1+0,055 = 1,055 Hệ số dịch chỉnh bánh : x1 = 0,5.( xt (Z Z1 ) y (88 40)1 ) = 0,5.(1,055 ) = 0,34 Zt 88 + 40 Hệ số dịch chỉnh bánh : x2 = xt - x1 = 1,055 - 0,34 = 0,715 Góc ăn khớp : Cos ( tw ) = tw Z t m cos( ) (40 + 88).2 cos(20) = = 0,925 ( chọn = 20o) 2a w 2.130 = 22,300 Bề rộng bánh răng: bw =ba.aw =0,3.130 =39(mm) Lấy bw=40mm Đờng kính vòng lăn: dw1 =2.aw/(u+1) =2.130/(2,2+1) =81,25 mm; c,Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc ứng suất tiếp xúc xuất mặt truyền phải thoả mãn điều kiện: H =ZM ZH Z 2.T1 K H (u + 1) [H]; bW u.d W2 ZM = 274(MPa)1/3 : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp (theo bảng6.5); ZH =1,76 :hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (theo bảng6.12) Z : hệ số kể đến trùng khớp bánh Z= (4 ) = 0,865 ; (do =bw.sin/(m)= ba aw.sin00/(m )=0 ; 1 1 = [1,88 - 3,2( Z + Z )].cos = [1,88 - 3,2( 40 + )].cos00 =1,76 ; 88 KH :hệ số tải trọng tính tiếp xúc KH = KH KH KHv; KH =1,04 ; KH : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp KH = với bánh thẳng KHv :hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp KHv=1,09với v=.dw1.n1/60000 = 4,04(m/s) (theo bảng p2.3 ) =>KH=1,13 => H = 274.1,76.0,865 2.44784.1,13.(2,2 + 1) = 316,33MPa 40.2,2.80 Tính xác ứng suất tiếp xúc cho phép Ta có: v = 4,04(m/s) < 5(m/s) Zv=1 ; Chọn cấp xác mức tiếp xúc 8, cần gia công độ nhám Ra=2,5 ữ 1,25 àm , ZR=0,95; với da< 700mm, KxH= [H]= [H]ZRZVKxH = 372,7.0,95.1.1= 354 MPa Nh H < [ H ] Thỏa mãn điều kiện bền tiếp xúc d/ Kiểm nghiệm độ bền uốn Để đảm bảo độ bền uốn cho ứng suất sinh mặt không đợc vợt giá trị cho phép: F1 = 2.T1 K F Y Y YF bW d W m [F1] F = F Y F / Y F [ F ] Ta có: dw1= 81,25mm 10 Q =( X.V.Fr+ Y.Fa).kt.kđ X = 1: hệ số tải trọng hớng tâm Y : hệ số tải trọng dọc trục V : hệ số kể đến vòng quay (vòng quay nên V=1) kt =1 : hệ số ảnh hởng nhiệt độ (t Q0 = 1.1.873,9.1.1,1 = 961,3 N +Tải trọng tơng đơng : m QE = ( m m Q01 Lh1 Q02 Lh m Qim Li / Li Q L + Q L hay QE = Q0 h h ) Với m=3 ổ bi QE =961,3 (1) 3,2 + ( 0,85) 4,6 8 = 931,5(N) =0,93 kN Tải trọng động tính theo công thức : Cd = QE L Với L = 60.10-6.n1.Lh = 60.10-6.950.10000 = 570 (triệu vòng) Cd = 0,93 570 = 7,7(kN) < C = 10,4 (kN) ổ làm việc đảm bảo khả tải động d Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Tải trọng tĩnh: Qt = X0.Fr +Y0.Fa Qt = Fr Trong đó: X0=0,6; Y0=0,5 (tra bảng 11.6 tr 221) Qt lấy giá trị lớn giá trị Do => Qt=873,9 N =0,89 kN Vậy ổ làm việc đảm bảo khả tải tĩnh 2/Tính chọn ổ lăn cho trục Ta có: -Số vòng quay: n2 = 431,82 (vòng/phút) -Đờng kính ngõng trục : d20 = d21 = 35 (mm) - Lực tác dụng lên gối đỡ 0: Fr20= X 202 + Y202 = 220,7 + 3185,4 = 3193( N ) - Lực tác dụng lên gối đỡ 1: 40 Fr21= X 212 + Y212 = 1203,3 + 720,4 = 1402,5( N ) -Lực dọc trục : Fa3 = 9404,9 (N) -Thời hạn sử dụng : lh = 10000 (giờ) -Tải trọng va đập nhẹ a.Chọn loại ổ cỡ ổ: Fa3 /Fr20 = 2,9 > 1,5 nên dùng ổ đũa côn -Do l21=480 > 150 mm, tải trọng tác dụng lên ổ nhỏ, có lực hớng tâm lực dọc trục nên để cố định trục theo phơng dọc trục để đảm bảo cho trục vít giãn nở nhiệt theo phơng dọc trục gối đỡ ta chọn ổ đỡ - chặn gối đỡ ta dùng ổ tuỳ động ổ bi đỡ dãy b Ta có sơ đồ bố trí ổ lăn trục 2: Fr20 0,5Fr21 Fa3 c Kiểm nghiệm khả tải độngvà tĩnh ổ *Chọn ổ gối 0: Ta có: đờng kính ngõng trục : d20 = 35 (mm) Tra bảng P2.7[TTTK-T1] ,ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ trung kí hiệu:307 với thông số: d = 35(mm); D = 80(mm); B = 21(mm); r = 2,5(mm); Khả tải động : C = 26,2 (kN) Khả tải tĩnh : Co = 17,9 (kN) +Kiểm nghiệm khả tải động ổ: -Tải trọng quy ớc : Q =( X.V.Fr+ Y.Fa).kt.kđ Trong đó: Fr= Fr20=3193 N; Lực dọc trục Fa=0 X=1; V=1; kt =1; kđ =1,1 =>Q0=1.1 3193.1.1,1=3512,3 N -Tải trọng động tơng đơng : m QE0 = (Q m i ) Li / Li m m = Q0 m Q01 Lh1 Q02 Lh + Q0 L h Q0 Lh Với m=3 ổ bi 41 QE0 =3512,3 (1) 3,2 + ( 0,85) 4,6 8 = 3403,4(N) =3,40 kN Tải trọng động Cd0 = QE0 L Với L = 60.10-6.n2.Lh = 60.10-6.431,82.10000 = 259 (triệu vòng) Cđ0 = 3,40 259 = 21,7 (kN) < C = 26,2 (kN) ổ làm việc đảm bảo khả tải động +Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : Tải trọng tĩnh: Qt = X0.Fr20 +Y0.Fa3 Qt = Fr Trong đó: X0=0,6; Y0=0,5 (tra bảng 11.6 tr 221) Qt lấy giá trị lớn giá trị Do => Qt=3193 N =3,19kN Vậy ổ làm việc đảm bảo khả tải tĩnh *Chọn ổ gối 1: Đờng kính ngõng trục : d21 = 35 (mm), tra bảng P2.11[TTTK-T1] ,ta chọn loại ổ đũa côn cỡ trung kí hiệu : 7307 có thông số : d = 35 (mm); D = 80 (mm); Góc = 12o Khả tải động : C = 48,1 (kN) Khả tải tĩnh : Co = 35,3 (kN) +Kiểm nghiệm khả tải động ổ: -Tải trọng quy ớc : Q =( X.V.Fr+ Y.Fa).kt.kđ => Q1 = ( X.V.0,5.Fr21 + YFa3 )ktkđ Với kt = (to < 105o) Tra bảng 11.3[TTTK-T1] ,ta có với tải trọng va đập nhẹ kđ = 1,1 Vòng quay V = Ta có: e = 1,5.tg = 1,5.tg12o = 0,319 Tỉ số : i.Fa 1.9404,9 = = 13,4 > e VFr 1.0,5.1402,5 Bảng 11.4 (tr 215 TTTK-T1) X = 0,4 Y = 0,4cotg = 0,4cotg12o = 1,88 Vậy Q1 = ( 0,4.1.0,5.1402,5 + 1,88.9404,9 ).1.1,1 = 19757,9 (N) -Tải trọng tơng đơng : 42 m QE1 = ( m m Q01 Lh1 Q02 Lh m Qim Li / Li Q L + Q L = Q1 h h ) Với m=10/3 ổ đũa 10 QE1 =19757,9 10 (1) 10 4,6 3,2 + ( 0,85) 8 = 19216,8(N) =19,22 kN Tải trọng động: Cđ1 = QE1 10 L Với L =259 (triệu vòng) Cđ1 = 19,22 10 259 = 101,8 (kN) > C = 48,1 (kN) ổ làm việc không đảm bảo khả tải động Do ta chọn lại đờng kính ngõng trục: d21=50 (mm) theo bảng P2.11[TTTK-T1] ta chọn ổ cỡ trung rộng kí hiệu: 7610 có thông số: d = 50 (mm); C =122 (kN) D =110 (mm); C0=108 (kN); =11,170 Ta kiểm tra lại khả tải ổ: -Tải trọng quy ớc : Q1 = ( XV0,5Fr21 + YFa3 )ktkđ e = 1,5.tg = 1,5.tg11,17o =0,296 i.Fa 1.9404,9 = = 13,4 > e VFr 1.0,5.1402,5 Tỉ số : X = 0,4 (bảng 11.4) Y = 0,4cotg = 0,4cotg11,17o = 2,026 Vậy Q1 = ( 0,4.1.0,5.1402,5 + 2,026.9404,9 ).1.1,1 = 21268,3 (N) -Tải trọng tơng đơng : m QE1 = (Q m i m ) Li / Li m = Q1 m Q01 Lh1 Q02 Lh + Q1 Lh Q1 Lh Với m=10/3 ổ đũa 10 QE1 =21268,3 10 (1) 10 4,6 3,2 + ( 0,85) 8 = 20685,8(N) =20,69 kN Tải trọng động: Cđ1 = QE1 10 L Với L =259 (triệu vòng) 43 Cđ1 = 20,69 10 259 = 109,6 (kN) < C = 122 (kN) ổ làm việc đảm bảo khả tải động +Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : Tải trọng tĩnh: Qt = X0.Fr +Y0.Fa Qt = Fr Trong đó: X0=0,5 (tra bảng 11.6 tr 221) Yo = 0,22.cotg = 0,22.cotg11,17o = 1,114 Qt = 0,5.0,5.1402,5 + 1,114.9404,9 = 10829 (N) Qt lấy giá trị lớn giá trị Do => Qt=10829 N = 10,83 kN Vậy ổ làm việc đảm bảo khả tải tĩnh 3/Tính chọn ổ lăn cho trục Ta có: - Số vòng quay: n3 = 14,89 (vòng/phút) - Đờng kính ngõng trục : d30 = d31 = 80 (mm) - Lực tác dụng lên gối đỡ 0: X 302 + Y302 = 11115 + 4145,5 = 11862,9( N ) Fr30= - Lực tác dụng lên gối đỡ 1: Fr31= X 312 + Y312 = 15210 + 691,8 = 15225,7( N ) - Lực dọc trục : Fa4 = 2085 (N) - Thời hạn sử dụng : lh = 10000 (giờ) - Tải trọng va đập nhẹ a.Chọn loại ổ cỡ ổ: -Do vận tốc trục quay thấp tải trọng tác dụng lên ổ tơng đối lớn để cố định xác bánh vít ta chọn loại ổ đũa côn lắp theo sơ đồ chữ O b.Sơ đồ bố trí ổ nh sau: Fr30 Fs0 Fa4 Fr31 Fs1 c Kiểm nghiệm khả tải động ổ: 44 -Với đờng kính ngõng trục : d30 = d31 =80 (mm), tra bảng P2.11[TTTK-1] ta chọn loại ổ đũa côn cỡ đặc biệt nhẹ kí hiệu : 2007116 có thông số : d = 80 (mm); D = 125 (mm); Góc = 12,75o Khả tải động : C = 88,4 (kN) Khả tải tĩnh : Co = 88,5 (kN) Tải trọng quy ớc : Q = ( XVFr + YFa )ktkđ Q0 = ( XVFr30 + YFa0 )ktkđ Q1 = ( XVFr31 + YFa1 ) ktkđ Ngoài tải trọng Fr Fa ổ chịu lực dọc trục phụ Fs: Fs = 0,83.e.Fr = 0,83.1,5.tg.Fr Fs0 = 0,83.1,5.tg12,75o.11862,9 = 3342 (N) Fs1 = 0,83.1,5.tg12,75o.15225,7 = 4289,3 (N) (N) Fa1 = Fs + Fa = 3342 + 2085 = 5427 Fa = Fs1 Fa = 4289,3 2085 = 2204,3 (N) Ta thấy: Fa < Fs0 chọn Fa0 = Fs0= 3342 (N) Fa1 > Fs1 chọn Fa1 = Fa1 = 5427 (N) kt = (to < 105o ); k đ = 1,1; V = e = 1,5.tg = 1,5.tg12,75o = 0,34 Tỉ số : i.Fa 1.3342 = = 0,28 < e X0 = 1; Y0 =0 VFr 30 1.11862,9 i.Fa1 1.5427 = = 0,36 > e VFr 31 1.15225,7 X1 = 0,4 Y1 = 0,4cotg = 0,4cotg12,75o = 1,77 Vậy Q0 = ( 1.1.11862,9+ ).1.1,1 = 13049,2 (N) Q1 = ( 0,4.1.15225,7 + 1,77.5427 ).1.1,1 = 12671 (N) Ta có Q0 > Q1 ta kiểm nghiệm cho gối đỡ chịu tải lớn Tải trọng tơng đơng : m QE1 = ( m m Q01 Lh1 Q02 Lh m Q Li / Li Q L + Q L = Q0 h h m i ) Với m=10/3 ổ đũa 10 QE1 =13049,2 10 (1) 10 4,6 3,2 + ( 0,85) 8 = 12691,8(N) =12,69 kN 45 Tải trọng động: Cđ1 = QE1 10 L Với L = 60.10-6.n3.Lh = 60.10-6.14,89.10000 = (triệu vòng) Cđ1 = 12,69 10 = 24,5 (kN) < C = 88,4 (kN) ổ làm việc đảm bảo khả tải động d Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Tải trọng tĩnh: Qt = X0.Fr30 +Y0.Fa0 Qt = Fr30 Trong đó: X0=0,5 (tra bảng 11.6 tr 221) Yo = 0,22.cotg = 0,22.cotg12,75o = 0,97 => Qt = 0,5.11862,9 + 0,97.3340 = 9171,3 (N) Qt lấy giá trị lớn giá trị Do => Qt=11862,9 N =1,19 kN < C0=88,5 kN ổ làm việc đảm bảo khả tải tĩnh Phần IV : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc , chi tiết, kết cấu, bôi trơn lắp ghép I/Thiết kế vỏ hộp, bôi trơn điều chỉnh ăn khớp 1/Tính kết cấu vỏ hộp: Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ, chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc gang xám có kí hiệu GX 15-32 Chọn bề mặt ghép nắp thân qua tâm trục 2/Bôi trơn hộp giảm tốc: Vì vận tốc truyền không lớn, trục vít đặt dới lấy tâm lăn thấp để giới hạn mức dầu dầu ngập hết đợc ren phía dới trục vít, dùng phơng pháp bôi trơn ngâm dầu truyền làm việc ren trục vít dầu lên bôi trơn vùng ăn khớp hộp giảm tốc đợc bôi trơn đầy đủ 3/Dầu bôi trơn hộp giảm tốc : Chọn dầu bôi trơn với vận tốc trợt truyền trục vít có vận tốc v=2,2 m/s theo bảng 18.12 chọn loại dầu có độ nhớt 20 ,độ nhớt Engle 3,43 theo bảng 18.13 chọn loại dầu bôi trơn dầu xilanh 24 4/Lắp bánh lên trục điều chỉnh ăn khớp: Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then chọn kiểu lắp H7/k6 chịu tải vừa va đập nhẹ 46 5/ Điều chỉnh ăn khớp: Để điều chỉnh ăn khớp hộp giảm tốc bánh trụ ta chọn chiều rộng bánh nhỏ tăng lên 10 % so với chiều rộng bánh lớn 6/Bôi trơn ổ lăn Do xét tính kinh tế truyền ,nên chọn bôi trơn ổ mỡ Vận tốc bánh lớn vt=.n2.dw2/60.1000=3,14.431,82.178,75/60000=4,04 m/s >3 m/s nên chọn bôi trơn ổ lăn dầu Bảng 4: Các kích thớc phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc: Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày: Thân hộp, = 0,03.a+3 = 0,03.280+3= 11,4 chọn =11 > mm Nắp hộp, Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Đờng kính: Bulông nền, d1 Bulông cạnh ổ, d2 Bulông ghép bích nắp thân,d3 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm dầu, d5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp thân, K3 Kích thớc gối trục: = 0,9 = 0,9 11 = 9,9 mm chọn =10 mm e =(0,8 ữ 1) = 8,8 ữ 11, chọn e = mm h < 58 mm, chọn h=55 mm Khoảng 2o d1 > 0,04.a+10 = 21,2 d1 =24 mm d2 =(0,7ữ0,8).d1 d2= 20 mm d3 = (0,8ữ 0,9).d2 d3 = 16 mm d4 = (0,6 ữ 0,7).d2 d4 = 12mm d5 =( 0,5 ữ 0,6).d2 d5 = 10 mm S3 =(1,4 ữ 1,5) d3 S3 = 24mm S4 = ( 0,9 ữ 1) S3 = 22 mm K3 = K2 - ( 3ữ5 ) mm = 62 - 3= 59 mm 47 Đờng kính tâm lỗ vít, D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C ( k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao h Mặt đế hộp: Chiều dày: Khi phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với Số lợng bulông Z Định theo kích thớc nắp ổ K2 = E2 + R2 + (3ữ5) = 32+26+4 =62 mm E2= 1,6.d2 = 1,6 20= 32 mm R2 = 1,3.d2 = 1,3 20 = 26mm C D3 / với k 1,2d2=24 mm h: phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thớc mặt tựa S1 = (1,3 ữ 1,5) d1 S1 = 32 mm K1 3.d1 3.24 = 70 mm q K1 + = 70 + 2.11 = 92 mm, chọn q=94mm (1 ữ 1,2) = 11 mm (3 ữ 5) = 33 mm = 11 mm Z = ( L + B ) / ( 200 ữ 300) =4 *Kích thớc hộp giảm tốc: Tính sơ Chiều dài hộp: L = l21 + l22+2 = 440 +70 + 2.11 = 532 mm Chiều rộng hộp: B = dbr2 +2 =182,64 +2.12 =206,6 mm Vậy số lợng bulông Z=(L+B)/200=(532+206,6)/200 =3,7 Lấy Z = II Kết cấu chi tiết 1/Kết cấu bánh -Phơng pháp chế tạo bánh rèn dập ta có da 2,5.m = Công thức tính Chọn b=b+10%b=40+40.10%=44 34 85,14 44 =(2,5 4)m =5 l = (0,8 1,8)d =24 54 D = (1,5 1,8)d =45 54 C= (0,2 0,3)b =8 12 d0 = 12 25 Dv =da2 -2 =182,64-2.7 =168,64 D0 =0,5(D +Dv) =109 30 182,64 40 50 54 10 20 168 109 2/ Kết cấu trục vít bánh vít -Trục vít đợc chế tạo liền với trục -Bánh vít đợc ghép từ vành thân Thân bánh vít làm gang xam, vành bánh vít làm vật liệu nh phần thiết kế bên Ta có bảng sau: Kích thớc Công thức tính Chọn (mm) Trục d 50 da1 116 vít b 120 d 85 476 Bánh da2 25 =(2,5 4)m =20 32 vít b 80 l l = (0,8 1,8)d =68 153 120 D D = (1,5 1,8)d =127,5 153 130 C C= (0,2 0,3)b =16 24 20 d0 d0 = 12 50 40 Dv 376 Dv =da2 -4 =476-4.25 =376 D0 D0 =0,5(D +Dv) =253 253 3/ Kết cấu trục 49 Sử dụng trục bậc đảm bảo dễ lắp ghép,trục bậc phù hợp với phân bố tải trọng bên Trục không lắp ghép chi tiết lấy đờng kính, góc lựợn không theo tiêu chuẩn a/Trục 1: Ta có d12 = 28 (mm) - đờng kính đoạn lắp khớp nối Đờng kính ngõng trục lắp với ổ lăn lấy d10= d11 = 30 mm Đờng kính chỗ lắp bánh chủ động d13 = 34 (mm) Đờng kính vai trục dv =40 mm Bán kính góc lợn: Tại chỗ d =28 - 30 , r = mm; Tại chỗ d =30 - 34 , r = mm; Tại chỗ d =34 - 40 , b/Trục 2: r = mm; Đờng kính chỗ lắp bánh bị động d22 = 30 mm Đờng kính ngõng trục lắp với ổ lăn d20= 35 mm, d21 =50 mm Đờng kính chỗ trục vít: d23 =50 mm Đờng kính vai trục dv =60 mm Bán kính góc lợn: Tại chỗ d =30 - 35 , r= mm; Tại chỗ d =35 - 50 , r= mm; Tại chỗ d =50 - 60 , c/Trục 3: r= 2,5 mm; Đờng kính trục chỗ lắp bánh vít d32 = 85 mm Đờng kính ngõng trục lắp với ổ lăn d30= d31= 80 mm Đờng kính lắp puli d33 = 75 mm Đờng kính vai trục dv = 96 mm Bán kính góc lợn: Tại chỗ d = 75 - 80 , r = 2,5 mm; Tại chỗ d = 80 - 85 , r = 2,5 mm; Tại chỗ d = 100 - 85 , r = 2,5 mm; 4/ Kết cấu số chi tiết khác 4.1/ Kích thớc gối trục, cốc lót, nắp hộp -Chiều dày ,chiều dày vai chiều dày bích : = = = 7( mm ) -Đờng kính tâm lỗ vít D2,đờng kính bích D3 tính nh sau: 50 D2 =D +(1,6 2)d4 D3 =D + 4,4d4 (theo bảng18.2) -Trục 1: Tại ổ : ổ bi đỡ D=55 mm D2= 70; D3 = 85; Vít M6; -Trục 2: ổ đũa côn D=110 mm Cốc lót: D= D +2 = 110 + 2.7 = 124 mm D2= 140; D3= 168; Vít M10; - Trục3: ổ đũa côn D=125 D2=150; D3=180; Vít M10; Ta có bảng sau: Tiết diện trục d4 D D (mm) (mm) (mm) 10:d10=30 mm 55 55 21:d21=50 mm 10 110 124 30:d30=80 mm 10 125 125 31:d31=80 mm 10 125 125 z=4; h=8 mm z = 6; h=12 mm z = 6; h=14 mm D2 (mm) 70 140 150 150 D3 (mm) 85 168 180 180 h (mm) 12 14 14 z 6 4.2/ Kích thớc rãnh lắp vòng phớt vòng phớt Theo bảng 15.17 có kích thớc nh sau d=35 d1=36 d2=34 D = 48 a=9 b = 6,5 S0=12 d=75 d1=76,5 d2=74 D = 98 a =12 b=9 S0=15 4.3/ Chốt định vị Dùng chốt côn , theo bảng 18.4b d= 10 mm c =1,6mm l = 60 mm Chốt định vị nắp bên Dùng chốt côn ren , theo bảng 18.4d d= 10 mm; ren M10; d4=7,5mm; l0=20mm; l1 =2mm c =1,6mm l= 25 mm L=45mm 4.4/ Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp đỉnh hộp ta làm cửa thăm Theo bảng 18.5 A=150 (mm) B =100 A1=190 B1 =140 C = 175 K=120 R=12 Vít M8ì22 Z=4 4.5/ Nút thông 51 Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên ,để giảm áp suất điều hoà không khí bên bên hộp ta làm nút thông Theo bảng 18.6 A=M27x B =15 C=30 D =15 E= 45 G =36 H=32 I=6 K= L=10 M=8 N=22 O =6 P=32 Q =18 R =36 S =32 4.6/ Nút tháo dầu Cấu tạo nút Theo bảng 18.7 d =M20ì2 b =15 m=9 f=3 L=28 q=17,8 D =30 S =22 D0=25,4 c=2,5 4.7/Bạc lót Chọn chiều dầy bạc lót phụ thuộc vào đờng kính trục kích thớc vai trục : 1= - mm 12/Đai ốc hãm Theo bảng 15.1 Ren (48x 1,5) D = 75 D1 =60 H =12 b =8 Ren (27x 1,5) D = 45 D1 =36 H =10 b =5 4.8/Đệm cánh Đờng kính ren d =48 d1 =48,5 D =77 D1 =60 m =44 S =1,6 b2 =8,3 t =45 Đờng kính ren d =27 d1 =27,5 D =47 D1 =36 m =23,5 S =1 b2 =6,3 t =24,5 i=4 i=3 b =7,8 b =4,8 8.8/Que thăm dầu Hình dáng kích thớc nh hình vẽ: 12 18 12 6 30 III.Kiểu lắp ghép Bảng kê kiểu lắp dung sai kiểu lắp 52 Trục Kiểu lắp Vị trí lắp I Trục - vòng ổ bi 30k6 Vỏ hộp - ổ lăn 55H7 Trục - bánh Trục - bạc II Trục - bánh Trục - vòng ổ bi đỡ Vỏ - vòng ổ bi đỡ Trục - bạc H7 k6 D11 30 k6 34 Trục - vòng ổ đũa côn Vỏ hộp - vòng ổ đũa côn Nắp ổ- vỏ hộp Bánh vít - trục Bạc - trục es ( àm ) EI ( àm ) ei ( àm ) +15 +2 +30 +25 +195 +65 30 H h6 35k6 +21 80H7 +30 +195 30 D11 k6 Trục - vòng ổ bi 50k6 đũa côn Lót ổ - vòng ổ bi 110H7 đũa côn Vỏ hộp - lót ổ 124 III ES ( àm ) +65 +35 +40 H7 h6 80k6 125H7 H7 d11 H7 85 n6 D11 80 k6 125 +18 +2 +15 +2 -13 +18 +2 +15 +2 +18 +2 -25 +21 +2 +40 +40 +35 +195 +65 -145 -395 +45 +23 +25 +3 53 Tài liệu tham khảo: Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập1,2 - Trịnh Chất Lê Văn Uyển Giáo trình Chi tiết máy tập 1,2 - Nguyễn Trọng Hiệp Lê Văn Uyển Dung sai lắp ghép Ninh Đức Tốn Giáo trình sức bền vật liệu Đề cơng giảng vẽ kỹ thuật Mục lục: Trang Phần I : Tính toán động học động lực học I Chọn động II Phân phối tỷ số truyền tính momen xoắn trục III Tính toán thông số động học động lực học Phần II: Thiết kế truyền I Tính toán thiết kế truyền bánh II Tính toán thiết kế truyền trục vít - bánh vít Phần III: Tính toán thiết kế trục chọn ổ lăn I Tính toán thiết kế trục II Chọn ổ lăn Phần IV: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc , chi tiết, kết cấu, bôi trơn lắp ghép I Thiết kế vỏ hộp, bôi trơn điều chỉnh ăn khớp II Kết cấu chi tiết Kết cấu bánh Kết cấu trục vít bánh vít Kết cấu trục 54 Kết cấu số chi tiết khác III Kiểu lắp ghép Tài liệu tham khảo Mục lục 2 13 18 18 42 50 50 53 53 54 55 58 54 [...]... kính vòng đáy răng (mm) df1=76,36 df2=173,86 df1= 80,8 df2=440,8 Khoảng cách trục Mô đun (mm) Số răng Đờng kính vòng chia(mm) aW=280 m =8 Z1=2 Z2=58 d1=100 d2=464 Đờng kính ngoài bánh vít (mm) daM2 da2+1,5m=488 chọn daM2=485 Chiều dài phần cắt ren trục vít (mm) b1>(8+0,06Z2)m=91,84 lấy b1 = 120(bảng 7.10 tr156 TTTK-T1) Phần III Tính toán thiết kế trục và chọn ổ lăn I Tính toán thiết kế trục: 16 a/... Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có b= 600 MPa ứng suất xoắn cho phép [] = 1220 Mpa b/ Tính sơ bộ đờng kính trục +/Với trục 1 là trục vào của hộp giảm tốc ta chọn [1 ] = 15 MPa Đờng kính sơ bộ trục đợc xác định: d1 3 T1 0,2 [ 1 ] d1 3 44784 = 24,6 mm 0,2 15 Theo bảng ( P1.6 TTTK_T1) đờng kính trục động cơ dđc=35 mm d1 = (0,8 1,2)dđc Từ đó ta lấy: d1 = 30 mm +/Với trục 2 là trục trung gian ta... 440,8 (mm b2 :chiều rộng vành răng bánh vít b2 0,75 da1= 0,75.116= 87 mm; lấy b2=80 mm; b2 80 = 45,58 0 = arcsin 116 0,5.8 d a1 0,5m Góc ôm: = arcsin +/ Kiểm nghiệm bánh vít về quá tải: Hmax= H K qt = 170,4 1,48 =207,3 ... =da2 -2 =182,6 4-2 .7 =168,64 D0 =0,5(D +Dv) =109 30 182,64 40 50 54 10 20 168 109 2/ Kết cấu trục vít bánh vít -Trục vít đợc chế tạo liền với trục -Bánh vít đợc ghép từ vành thân Thân bánh vít. .. tải tĩnh Phần IV : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc , chi tiết, kết cấu, bôi trơn lắp ghép I /Thiết kế vỏ hộp, bôi trơn điều chỉnh ăn khớp 1/Tính kết cấu vỏ hộp: Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối... -( 2, 5-2 x1)m=8 0-( 2, 5-2 .0,34).2=76,36 mm df2=d2 -( 2, 5-2 x2)m=17 6-( 2, 5-2 .0,715).2=173,86mm II/ Tính toán thiết kế truyền trục vít -bánh vít a/Chọn vật liệu 11 +/Tính sơ vận tốc trợt vs= 4,5.1 0-5 .n1 T2 = 4,5.1 0-5 .431,82 2181941