ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

MỤC LỤC A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.............................................................2 I. Xác định công suất yêu cầu số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện……………………………………………………………2 II. Phân phối tỷ số truyền …………………………………….…………………………………4 III. Tính toán các thông số động học và lập bảng số liệu tính toán…………………………..6 B. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN …………………………………………………..7 I.Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc côn - trụ 2 cấp………..……..………………………7 I.1. Bộ truyền cấp nhanh - Bộ truyền bánh răng côn………………………………………7 I.2. Bộ truyền cấp chậm- Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng…………………………..15 II. Thiết kế bộ truyền ngoài- Bộ truyền Xích………………………………………………….22 C. TÍNH THIẾT KẾ TRỤC………………………………………………………………………...26 I. Sơ đồ kết cấu và sơ đồ đặt lực………………………………………………………………...26 II. Chọn vật liệu………………………………………………………………………………….28 III. Xác định sơ bộ đường kính trục và khoảng cách các gối trục……………………………28 IV. Xác định phản lực tại các gối trục và vẽ biểu đồ mômen……………………………….....30 V. Tính mối ghép then…………………………………………………………………………...36 VI. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn……………………………………………………….37 VII. Tính toán và chọn ổ lăn……………………………………………………………………..39 D. THIẾT KẾ VỎ HỘP……………………………………………………………………………..45 E. NỐI TRỤC ĐÀN HỒI……………………………………………………………………………49 F. BÔI TRƠN VÀ THỐNG KÊ KIỂU LẮP………………………………………………………. 50 I. Bôi trơn…………………………………………………………………………………………50 II. Thống kê các kiểu lắp…………………………………………………………………………52 A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT YÊU CẦU, SỐ VÒNG QUAY SƠ BỘ HỢP LÝ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN : Dựa vào đồ thị tải trọng thay đổi của động cơ , ta có tỷ số làm việc của động cơ: ts1% = ts% = = = 87,5% đts1% > 60% : Như vậy động cơ làm việc dài hạn với tải trọng thay đổi. 1- Xác định công suất yêu cầu của động cơ: Công suất yêu cầu của động cơ được tính theo công thức : Trong đó: + Pyc : Công suất cần thiết trên trục động cơ(kW) + Pct : Công suất trên trục máy công tác(kW) + : Hiệu suất của toàn bộ hệ thống truyền động + : Hệ số tải trọng tương đương a. Xác định Pct : Công suất trên trục công tác được tính theo công thức : Theo đề bài :+ F : Lực kéo băng tải : 2F = 5600N + v : Vận tốc băng tải : v = 0,75 m/s Suy ra : Pct = = 4,2 (kW) b. Xác định : Hệ số tải trọng tương đương được tính theo công thức: Từ đồ thị tải trọng thay đổi ta suy ra : = Thay số ta có : = = 0,863 c. Xác định : Hiệu suất truyền động của toàn bộ hệ thống được tính theo công thức: = Trong đó :k : Hiệu suất nối trục đàn hồi brc : Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn brt : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ ol : Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn x : Hiệu suất của bộ truyền xích ot : Hiệu suất của 1 cặp ổ trượt Theo bảng , ta có : + Hiệu suất của nối trục đàn hồi : k = 0,995 + Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn : brc = 0,97 + Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ : brt = 0,98 + Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn :ol = 0,995 + Hiệu suất của bộ truyền xích:x = 0,92 (bộ truyền xích để hở) + Hiệu suất của 1 cặp ổ trượt :ot = 0,99 Thay vào ta tính được: = 0,995.0,97.0,98.0,9953.0,922.0,992 = 0,773 = 77,3% đNhư vậy ta tính được : = = 4,69 kW 2 - Xác định sơ bộ tốc độ quay của động cơ điện : Số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện được tính theo công thức : nsb = nct.usb trong đó: nct : số vòng quay trục máy công tác (v/ph) usb : Tỷ số truyền sơ bộ của cả hệ thống truyền động a. Xác định nct : Vận tốc trục máy công tác được tính theo công thức : nct = trong đó : v : vận tốc dài băng tải : v = 0,75(m/s) D : Đường kính tang cuốn : D= 320mm Thay số vào ta có:nct = = 44,79 (v/ph) b. Xác định usb : Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống được tính theo: usb = usbh.usbbtn trong đó : usbh: Tỷ số truyền sơ bộ của hộp giảm tốc usbbtn: Tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền ngoài(bộ truyền xích) Theo bảng , chọn tỷ số truyền : + Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng côn - trụ : usbh = 10 + Bộ truyền ngoài là bộ truyền xích : usbbtn = 3 Suy ra: usb = 10.3 = 30 Suy ra tốc độ sơ bộ của động cơ :nsb = 44,79.30 = 1343,7 (v/ph) => Chọn ndb = 1500 v/ph 3 - Chọn quy cách động cơ điện : Với những số liệu đã tính : Pyc = 4,68, nsb =1343,7 v/ph Kết hợp yêu cầu lắp ghép,mở máy tra bảng , ta chọn được động cơ có ký hiệu : 4A112M4Y3 có các thông số: + Pdc = 5,5 kW > Pyc + ndc = 1425 v/ph + = 2,0 > = 1,4 II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: Xác định tỷ số truyền chung : uch = = = 31,82 Mà :uch = uh.ux Chọn ux = 3 => uh = = = 10,62 Chọn Kbe = 0,3 ; bd2 = 1,05 ; [K01]= [K02] ; cK= 1,05 .Ta tính K theo công thức: K = = = 11,25 Từ đó suy ra : = 11,25.1,053 = 13,02 Theo đồ thị hình , với uh = 10,62 ta tìm được u1 = 3.51 , do đó tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ cấp chậm. sẽ là : u2 = uh/u1 = 10,62/3,85 = 3,03 Tính lại chính xác tỷ số truyền của bộ truyền xích: ung = = = 2,99

Mục lục

A Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 2

I Xác định công suất yêu cầu số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện………2

II Phân phối tỷ số truyền ……….………4

III Tính toán các thông số động học và lập bảng số liệu tính toán……… 6

B Tính toán thiết kế các bộ truyền ……… 7

I.Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc côn - trụ 2 cấp……… …… ………7

I.1 Bộ truyền cấp nhanh - Bộ truyền bánh răng côn……… 7

I.2 Bộ truyền cấp chậm- Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng……… 15

II Thiết kế bộ truyền ngoài- Bộ truyền Xích……….22

c Tính thiết kế trục……… 26

I Sơ đồ kết cấu và sơ đồ đặt lực……… 26

II Chọn vật liệu……….28

III Xác định sơ bộ đờng kính trục và khoảng cách các gối trục………28

IV Xác định phản lực tại các gối trục và vẽ biểu đồ mômen……… 30

V Tính mối ghép then……… 36

VI Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn……….37

VII Tính toán và chọn ổ lăn……… 39

d thiết kế vỏ hộp……… 45

e nối trục đàn hồi………49

f bôI trơn và thống kê kiểu lắp……… 50

I Bôi trơn………50

II Thống kê các kiểu lắp………52

8 = 87,5%

 ts1% > 60% : Nh vậy động cơ làm việc dài hạn với tải trọng thay đổi.

1- Xác định công suất yêu cầu của động cơ:

Công suất yêu cầu của động cơ đợc tính theo công thức :

β

= ηct

yc P P

Trong đó: + Pyc : Công suất cần thiết trên trục động cơ(kW)

+ Pct : Công suất trên trục máy công tác(kW) + η : Hiệu suất của toàn bộ hệ thống truyền động + β : Hệ số tải trọng tơng đơng

a Xác định P ct :

Công suất trên trục công tác đợc tính theo công thức 2.11 20

1

trg L

−

ct 2F.v

P = 1000

Theo đề bài : + F : Lực kéo băng tải : 2F = 5600N

0,7.3 4.60.60 4.60.601.4

Trong đó : ηk : Hiệu suất nối trục đàn hồi

ηbrc : Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn

ηbrt : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

ηol : Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn

ηx : Hiệu suất của bộ truyền xích

ηot : Hiệu suất của 1 cặp ổ trợt

Theo bảng 2.3 19

1

− trg

TL , ta có :

+ Hiệu suất của nối trục đàn hồi : ηk = 0,995

+ Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn : ηbrc = 0,97

+ Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ : ηbrt = 0,98

+ Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn : ηol = 0,995

+ Hiệu suất của bộ truyền xích: ηx = 0,92 (bộ truyền xích để hở)

+ Hiệu suất của 1 cặp ổ trợt :ηot = 0,99

P

2 - Xác định sơ bộ tốc độ quay của động cơ điện :

Số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện đợc tính theo công thức :

nsb = nct.usb

trong đó: nct : số vòng quay trục máy công tác (v/ph)

usb : Tỷ số truyền sơ bộ của cả hệ thống truyền động

trong đó : v : vận tốc dài băng tải : v = 0,75(m/s)

D : Đờng kính tang cuốn : D= 320mm

usbbtn: Tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền ngoài(bộ truyền xích)Theo bảng 2.4 21

1

trg TL

− , chọn tỷ số truyền :

+ Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng côn - trụ : usbh = 10

+ Bộ truyền ngoài là bộ truyền xích : usbbtn = 3

Suy ra:

usb = 10.3 = 30Suy ra tốc độ sơ bộ của động cơ : nsb = 44,79.30 = 1343,7 (v/ph)

=> Chọn ndb = 1500 v/ph

3 - Chọn quy cách động cơ điện :

Với những số liệu đã tính : Pyc = 4,68, nsb =1343,7 v/ph

Kết hợp yêu cầu lắp ghép,mở máy tra bảng

II Phân phối tỷ số truyền:

Xác định tỷ số truyền chung : uch = dc

1

trg TL

− , với uh = 10,62 ta tìm đợc u1 = 3.51 , do đó tỷ số truyền của cặp bánh

răng trụ cấp chậm sẽ là : u2 = uh/u1 = 10,62/3,85 = 3,03

Tính lại chính xác tỷ số truyền của bộ truyền xích:

2 - Tính các vận tốc :

Vận tốc trên các trục đợc tính theo hớng từ trục động cơ đến các trục công tác

n1 = dc dc

n

u = ndc = 1425 v/ph n2 = 1

1

n

u =

14253,51 = 405,98 v/ph n3 = 2

2

n

405,983,03 = 133,99 v/ph

nx = 3 x

n

3 ng

n

133,992,99 = 44,81 v/ph

3 - Tính các mô men xoắn trên các trục :

44,79 = 895512,39 Nmm

b tÝnh to¸n, thiÕt kÕ c¸c bé truyÒn

- B¸nh nhá : ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn, HB 241 285, σb1 = 850 MPa, σch1 = 580 MPa

- B¸nh lín : ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn, HB 192 240, σb2 = 750 MPa, σch2 = 450 MPa

σ°Hlim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa ; σ°Flim 1= 1,8HB1 = 1,8.245 = 441 MPa

σ°Hlim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; σ°Flim 2= 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 MPa

♦ Ứng suất tiếp xóc cho phÐp :

max

i

t

t.T

T c.60

Do đã hệ số tuổi thọ KHL2= 1

Suy ra : NHE1 > NHO1 ⇒ KHL1 = 1

Ứng suất tiếp xóc cho phÐp :

[σH] = R V xH HL

H

o lim

= 560.11,1 = 509 MPa

[σH2] = H lim2 HL2

H2

.KS

σ°

= 530.11,1 = 481,4 MPa

Bộ truyền dùng răng thẳng ⇒ Chọn [σH] = min([σH1],[σH2]) = min (509;481,8) = 481,8 MPa

: Bộ truyền quay 1 chiều : [σF] = σ°Flim.KFC.KFL/SF

Với KFC : Hệ số ảnh hởng của đặt tải : quay 1 chiều ⇒ KFC = 1

Kđ : Hệ số phụ thuộc loại răng : Với bánh răng côn, răng thẳng làm bằng thép

⇒ Kđ = 100 MPa1/3

⇒ KR = 0,5.100 = 50 MPa1/3

+ Kbe : Hệ số chiều rộng vành răng ⇒ Chọn Kbe = 0,25+ KH β : Hệ số xét đến sự phân bố không đều tảI trọng trên chiều rộng vành răng

2

33374.74.1,105(1 0, 25).0, 25.3,51.481,8−

2,10(1- 0,5.0, 25) = 2,40 mmTheo bảng 6.8 trg99

Với Z1 = 25 , u = 3,51 ⇒ Chọn x1 = 0,37

⇒ x2 = -0,37 (Hệ số dịch chỉnh đều)

⇒ Tính lại :

Đờng kính trung bình bánh nhỏ : dm1 = Z1.mtm = 25.2,1875 = 54,688 mmChiều dài côn ngoài : Re = 0,5mte Z + Z = 0,5.2,5 12 22 25 + 88 = 114,35 mm2 2

4 - Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc :

α β = 1 + 9,64.28,59.54,69

2.33374,74.2.1,105 = 1,2Suy ra : KH = KH αKH βKHv = 1.1,105.1,2 = 1,326

−

≈ 4% < 10%

⇒ Có thể tăng chiều rộng vành răng để đảm bảo bền : b’ = b

2 H H

85,0

2

m nm

F F

d m b

Y Y Y K T

Trong đó: + KF= K K K : Hệ số tải trọn khi tính về uốnFβ Fα Fv

KF α : Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên các đôi răng cùng ăn khớp đồng thời

σF2 = F2

F1 F1

[σF2]’ = [σF2]YRYSKxF = 236,57.1.1,026.0,95 = 230,58 MPa

Suy ra : σF1 < [σF1]’

σF2 < [σF2]’ ⇒ Điều kiện bền uốn đợc đảm bảo

♦Kiểm nghiệm răng về quá tải :

đờng kính chia ngoài de1 ; de2 de1 = mteZ1 ; de2 =mteZ2 62,5 ; 220mm

Đờng kính trung bình dm1 ; dm2 dm1(2) = (1-0,5b/Re)de1(2) 54,03 ; 190,18mmChiều cao răng ngoài he he=2hte.mte + c

- Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện, HB 241 285, σb1 = 850 MPa, σch1 = 580 MPa

- Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện, HB 192 240, σb2 = 750 MPa, σch2 = 450 MPa

σ°Hlim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa ; σ°Flim 1= 1,8HB1 = 1,8.245 = 441 MPa

σ°Hlim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; σ°Flim 2= 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 MPa

♦ Ứng suất tiếp xóc cho phÐp :

max

i

t

t.T

T c.60

Do đã hệ số tuổi thọ KHL2= 1

Suy ra : NHE1 > NHO1 ⇒ KHL1 = 1

Ứng suất tiếp xóc cho phÐp :

[σH] = R V xH HL

H

o lim

σ°

= 560.11,1 = 509 MPa

[σH2] = H lim2 HL2

H2

.KS

σ°

= 530.11,1 = 481,4 MPa

: Bộ truyền quay 1 chiều : [σF] = σ°Flim.KFC.KFL/SF

Với KFC : Hệ số ảnh hởng của đặt tải : quay 1 chiều ⇒ KFC = 1

cos.2α

β

=

với βb là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở : tgβb=cosαt.tgβ

có : αt=αtw=arctg(tgα/cosβ)=arctg(tg20/0,9732)= 20,505°

⇒ tgβb = cos 20,505°.tg13,295° = 0,22133 ⇒ βb = 12,48°

Suy ra : Z =H 2.cos(12, 48°) = 1,725

sin(2.20,505°)+ Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng : Với bw = ψba.aw = 0,3.140 =42 mm

Ta có : εβ = b sinβw

42.sin(13,395°)π.2,5 = 1,23 ⇒ Zε =

α

1ε

KHα :Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp đồng thờiTheo bảng 6.14 trg107

2.T K K

với

m

w 0

H H

u

a.v.g.δ

Thay các giá trị vừa tính đợc vào công thức 6.33 trg103

Trong đó: + KF= K K K : Hệ số tải trọn khi tính về uốnFβ Fα Fv

KF α : Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên các đôi răng cùng ăn khớp đồng thời

σF2 = F2

F1 F1

Y

Y σ = 3,61105,03

3,82 = 99,26 MPa

σF2 < [σF2]’ ⇒ Điều kiện bền uốn đợc đảm bảo

• Kiểm nghiệm răng về quá tải:

I.c Kiểm tra các điều kiện của bộ truyền:

1 Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn :

Ta có : dw2/dm2 = 210,5/190,18 = 1,12 ∈(1,1 1,3)

Trong đó: + dm2: đờng kính trung bình của bánh răng côn lớn

+ dw2 : đờng kính vòng lăn của bánh răng trụ lớn

⇒ Thoả mãn điều kiện bôi trơn

2 Kiểm tra điều kiện kết cấu:

-Vậy hộp giảm tốc thoả mãn điều kiện kết cấu

Ii Thiết kế bộ truyền ngoài - Bộ truyền xích :

Các số liệu đã có:

+ Tỷ số truyền : u = ux = 2,99

+ Công suất bộ truyền : P = P3/2 = 4,61/2 kW

+ M«men xo¾n trªn trôc dÉn : T = T3 /2= 328573/2 Nmm+ VËn tèc : n = n3 = 133,99 v/ph

Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn mßn : Pt≤[P]

+ 0, 5(Z + Z ) +

2 2

+ 0,5(23+ 69) +

= 127,30Lấy số mắt xích chẵn : x = 128

Tính lại khoảng cách trục a theo công thức 5.13 trg85

5.9- trg85TL1 )

3 - Tính kiểm nghiệm xích theo độ bền mòn :

kd = 1,2 : Chế độ làm việc trung bình, tải trọng mở máy ≈ 150% tải trọng danh nghĩa

Vận tốc vòng của xích: v =

60000

23.25,4.133,9960000

=

25,4sin23

=

25,4sin23

5 - Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc răng đĩa xích:

Răng đĩa xích đợc kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức 5.18 - trg87

σH1 = 0,42 1773,1.1,3+ 2,85 2,1.10( ) 50,47

180.1 = 499,8 MPa ≤[σH]

σH2 = 0,2 1773,1.1,3+ 2,85 2,1.10( ) 50,47

c tính toán thiết kế trục

I Sơ đồ đặt lực

1 Sơ đồ kết cấu chung :

2 Sơ đồ đặt lực:

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có σb= 600 MPa

ứng suất xoắn cho phép [τ]= 12…20 Mpa

III Xác định sơ bộ đờng kính trục và khoảng cách gối trục:

1- Định sơ bộ đờng kính trục :

Đờng kính trục sơ bộ đợc tính theo công thức 10.9 - trg188

TL1 : d ≥ 3 T[ ]

0, 2.τTrong đó : T : mômen xoắn trên trục cần tính

[ ]τ : Là ứng suất xoắn cho phép ⇒ chọn [ ]τ =15 MPa

♦ Trục I lắp với động cơ điện thông qua khớp nối đàn hồi ⇒ d1 = (0,8ữ1,2)dđc

⇒ Do đó chọn lm22= 50 mm

+ Trên trục III : l m32= (1,2 1,5) d3 = (1,2 1,5).40 =48ữ60 mm

⇒ Do đó chọn lm32= 55 mm+ Khớp nối đàn hồi : l m12= (1,2 2,5) d1= (1,2 2,5).25 = 330ữ62,5 mm

⇒ Do đó chọn lm12 = 60+ Đĩa xích : l m31= lm33= (1,2 1,5) d3 = (1,2 1,5).40 =48ữ60 mm

⇒ Do đó chọn l m31= lm33= 55 mm

3 - Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực :

♦Trục I :

Theo bảng 10.3- trg189

TL1 : + k1 : Khoảng cách từ mặt canh của chi tiết quay đến thành trong của hộp⇒ Chọn k1 =10 mm+ k2 : Khoảng cách từ mặt cạnh của ổ đến thành trong của hộp ⇒ Chọn k2 =10 mm+ k3: Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ ⇒ Chọn k3 =15 mm+ hn : Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông ⇒ chọn hn = 18 mm

Fr11= Fa21 = Ft11tgα.cosδ1 = 1235.tg20°.cos15,859°= 432 N

Fa11 = Fr21 = Ft11tgα.sinδ1 = 1235.tg20°.sin15,859°= 123 N

♦ Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng :

IV Xác định phản lực tại các gối trục và vẽ biểu đồ mômen

1 - Trục I : Với d1 = 25mm ⇒Theo bảng 10.5 - trg195

TL1 : Chọn [σ] = 63 MPa

♦ Tại gối 1 :

Ta có phơng trình cân bằng mômen:

m1 x/o r11 13 y11 11 a11

• Tính mômen uốn tổng và mômen uốn tơng đơng và đờng kính các đoạn trục:

* Tại tiết diện I0 :

Tại tiết diện I0 lắp ổ lăn : Chọn theo tiêu chuẩn lấy dI0 = 25 mm

* Tại tiết diện I1 :

Tại tiết diện I1 lắp ổ lăn : Chọn theo tiêu chuẩn lấy dI1 = 25 mm

* Tại tiết diện I2 : MI2 = 0

Tại tiết diện I2 lắp nối trục vòng đàn hồi ⇒ Theo tiêu chuẩn lấy dI2 = 20 mm

* Tại tiết diện I3 :

Thiet ke

2 - Trục II : Với d2 = 35 mm ⇒ Theo bảng 10.5 - trg195

TL1 : Chọn [σ] = 60 MPa

♦ Tại gối 1 :

Các phơng trình cân bằng mômen:

w1 m2

x/o r21 23 y21 21 a21 a22 r22 22

dd

• Tính mômen uốn tổng và mômen uốn tơng đơng và đờng kính các đoạn trục:

* Tại tiết diện II0 :

Tại tiết diện II2 lắp bánh răng ⇒ chọn theo tiêu chuẩn dII2 = 35 mm

* Tại tiết diện II3 :

3 - Trục III : Với d3 =40 mm ⇒ Theo bảng 10.5 - trg195

⇒ Fy30=F + 2Fr31 X.cosβ- Fy31 =1231 2.1766 2950,5 1812.5+ − = N

• Tính mômen uốn tổng và mômen uốn tơng đơng và đờng kính các đoạn trục:

* Tại tiết diện III0 :

Tại tiết diện III1 lắp ổ lăn : Chọn theo tiêu chuẩn lấy dIII0 = 35 mm

* Tại tiết diện III1 :

Tại tiết diện III0 lắp ổ lăn : Chọn theo tiêu chuẩn lấy dIII0 = 35 mm

* Tại tiết diện III2&III4 :

Tại tiết diện III2 và III4 lắp đĩa xích dẫn : Chọn theo tiêu chuẩn lấy d = 30 mm

* Tại tiết diện III3 :

Trong đó : + [s] : Hệ số an toàn cho phép : [s] = 1,5 2,5

+ sσj,sτj: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứngsuất tiếp tại tiết diện thứ j :

-1 σj

- σ-1,τ-1 : Giới hạn mỏi uốn và xoắn tơng ứng với chu kỳ đối xứng

- Với thép 45 có : σb=600MPa ⇒ σ-1 = 0,436.600 = 261,6 MPa

τ-1=0,58 σ-1= 0,58.261,6 = 151,7 MPa

ψσ=0,05 ; ψτ=0

với ψσ,ψτ hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi

- Các trục của hộp giảm tốc đều quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng

Đối với tiết diện tròn (T) : W

3

.32

j J

j j

J

b t d t d

mm dj

3

.16

j J

3 0

2

16

mm d

t d t b d

j

j j

j

−

−

Xác định hệ số an toàn tại các mặt cắt nguy hiểm :

+ Trục I : - Tại tiết diện I0&I1 lắp ổ lăn

- Tại tiết diện I3 lắp bánh răng+ Trục II : - Tại tiết diện II2 lắp bánh răng côn

- Tại tiết diện II3 lắp bánh răng trụ răng nghiêng+ Trục III :- Tại tiết diện III0&III1 Lắp ổ lăn

- Tại tiết diện III3 lắp bánh răng Các ổ lăn đợc lắp ghép theo k6 , kích thớc của then và trị số các mômen uốn, xoắn ta lập bảng :

σε

τε

Tỉ số

τ

τε

K

Rãnhthen căngLắp Rãnhthen căngLắp

Để cặp bánh răng côn ăn khớp đợc với nhau, yêu cầu lắp trục không có độ nghiêng ; đồng thời

để đảm bảo độ bền của trục ( Độ cứng vững cao)

⇒ Chọn ổ lăn là ổ đũa côn trung

Có đờng kính trục lắp với ổ lăn : dI0 = dI1 = 25 mm

⇒ Chọn ổ có đờng kính ngõng trục d = 25mmThông số của ổ đã chọn : Ký hiệu 7305

b Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ

♦ Đổi chiều lực khớp nối và tính lại các phản lực :

l

−

TL1 , ta có tải trọng quy ớc : Q= (XVFr+YFa)ktkd

Trong đó : + V : Hệ số kể đến vòng nào quay : CHọn vòng trong quay ⇒ V = 1

+ X: Hệ số tải trọng hớng tâm + Y : Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4 - trg215 - 216

TL1 ,ta có :+ Fa10/VFr10 = 0,5 > e = 0,36 ⇒ X10 = 0,40 ; Y10 = 0,4cotgα = 0,4.cotg13,5° = 1,67+ Fa11/VFr11 = 0,29 < e = 0,36 ⇒ X11 = 1 ; Y11 = 0

+ kd : Hệ số kể đến đặc tính của tải trọng : Theo bảng 11.3- trg215

TL1 : Tải trọng va đập vừa,rung động, quá tải ngắn hạn tới 150% : kd = 1,3

+ kt : Hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ : Nhiệt độ làm việc của ổ < 105°C ⇒ kt = 1

Thay số vào công thức ta có :

Q10 = ( X10VFr10+ Y10Fa10)kdkt = ( 0,4.1.2071 +1,67.1037)1,3.1 = 3328 N

Với : + m : Bậc của đờng cong mỏi : m= 10/3 với ổ đũa côn

+ L : Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

Có Lh : tuổi thọ tính bằng giờ ⇒ Lh = 106L/(60.n) , với Lh = 18000 giờ

⇒ L = 60n.Lh/106 = 60.1425.18000/106= 1539 triệu vòng+ QE : Tải trọng tơng đơng :

0,3 10

Để cặp bánh răng côn ăn khớp đợc với nhau, yêu cầu lắp trục không có độ nghiêng ; đồng thời

để đảm bảo độ bền của trục ( Độ cứng vững cao)

⇒ Chọn ổ lăn là ổ đũa côn trung

Có đờng kính trục lắp với ổ lăn : dII0 = dII1 = 30 mm

⇒ Chọn ổ có đờng kính ngõng trục d = 30mmThông số của ổ đã chọn : Ký hiệu 7306

TL1 , ta có tải trọng quy ớc : Q= (XVFr+YFa)ktkd

Trong đó : + V : Hệ số kể đến vòng nào quay : CHọn vòng trong quay ⇒ V = 1

+ X: Hệ số tải trọng hớng tâm + Y : Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4 - trg215 - 216

TL1 ,ta có :+ Fa20/VFr2 0 = 0,62 > e = 0,36 ⇒ X20 = 0,40 ; Y20 = 0,4cotgα = 0,4.cotg13,5° = 1,67+ Fa21/VFr 21 = 0,3 < e = 0,36 ⇒ X21 = 1 ; Y21 = 0

+ kd : Hệ số kể đến đặc tính của tải trọng : Theo bảng 11.3- trg215

TL1 : Tải trọng va đập vừa,rung động, quá tải ngắn hạn tới 150% : kd = 1,3

+ kt : Hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ : Nhiệt độ làm việc của ổ < 105°C ⇒ kt = 1

Với : + m : Bậc của đờng cong mỏi : m= 10/3 với ổ đũa côn

+ L : Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

Có Lh : tuổi thọ tính bằng giờ ⇒ Lh = 106L/(60.n) , với Lh = 18000 giờ

⇒ L = 60n.Lh/106 = 60.406.18000/106= 243,6 triệu vòng+ QE : Tải trọng tơng đơng :

0,3 10

Vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

3 - Tính chọn ổ cho trục III (trục ra)

a Chọn ổ lăn

Ta có : Lực hớng tâm tác dụng trên trục : Fr = 1231 N

Lực dọc trục tác dụng trên trục : Fat = 757 N Suy ra : Fat/Fr = 757/1231 = 0,61 > 0,3 nên chọn ổ là ổ bi đỡ chặn cỡ trung

Có đờng kính trục lắp với ổ lăn : dIII0 = dIII1 = 35 mm

⇒ Chọn ổ có đờng kính ngõng trục d = 35 mm Thông số của ổ đã chọn : Ký hiệu 46306

Phản lực tại các ổ : Fx30 = 2390 N Fy30 = 1812,5 N

Fx31 = 2853 N Fy31 = 2950,5 NPhản lực tổng trên các ổ :

F = F + F = 2390 +1812,5 =2999,5N