đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng

đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng đồ án ctm xích tải răng trụ răng ngiêng

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ SỐ 1: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Bảng thông số đầu vào:

1.1 Công suất làm việc

Số ca làm việc: soca = 2 (ca)

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền

ngoài @ = 300

Đặc tính làm việc: êm, va đập nhẹ

1.3 Công suất cần thiết trên trục động cơ

3,611 0,857

lv yc

= 750 (v/ph)

716( / ) 38

cf db dc dc

dc ch lv

n u n

= 9,20Chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc ubr= 4

Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài:

9, 20 4

ch x br

u u u

= 2,30

Vậy ta có:

r x

9, 20 4 2,30

ch b

u u u

Công suất trên trục công tác: Pct=Plv=3,611(KW)

Công suất trên trục II:

3,611 0,99.0,92

ct II

ol x

P P

II I

ol b

P P

η η

= 4,129 (KW)Công suất trên trục động cơ:

4,129 0,99.0,99

I dc

ol kn

P P

dc I kn

n n u

I II b

n n u

=179 (v/ph)

Số vòng quay trên trục công tác:

179 2.3

II ct x

n n u

= =

= 77,83 (v/ph)Môment xoắn trên trục động cơ:

9,55.10 9,55.10

716

dc dc

dc

P T

n

= 56192,947 (N.mm)

Môment xoắn trên trục I:

9,55.10 9,55.10 55072,556

716

I I

I

P T

n

(N.mm)Môment xoắn trên trục II:

9,55.10 9,55.10 211540,503

179

II II

II

P T

n

(N.mm)Môment xoắn trên trục công tác:

9,55.10 9,55.10 443081, 717

77,83

ct ct

ct

P T

211540,503

443081,717

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

Thông số yêu cầu:

GVHD: Đỗ Đức Nam Trang 5 Sinh Viên: Nguyễn Văn Thuyên

P = PII = 3,965 (KW)

T1 = TII = 211540,503 (N.mm)

n1 = nII = 179 (v/ph)

u = u = 2,3

2.1 Chọn loại xích

Do điều kiện làm việc chịu va đập nhẹ, vận tốc truyền thấp và hiệu suất của

bộ truyền xích yêu cầu cao nên chọn loại xích ống con lăn

B

với điều kiện Pt ≤[P], trong đó:

Pt – Công suất tính toán: Pt = P.k.kz.kn

Ta có:

Chọn bộ truyền xích thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng vàvận tốc vòng đĩa xích nhỏ nhất là:

01 01

25 200

Z n

kz – Hệ số hở răng:

01 z 1

25 1,0 25

Z k Z

kn – Hệ số vòng quay:

01 n 1

200 1,117 179

n k n

B

với @ = 300 tađược k0 = 1,0

ka – Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích:

Chọn a = (30 ÷ 50)p => Tra bảng

[ ]

5.6 1 82

B

với số calàm việc là 2 ta được k = 1,25

Để xích không quá căng cần giảm a một lượng:

25

25, 4

461,082( ) sin

Z

π π

π π

0,5025d 0,05

với

' 1

dtra theo bảng

[ ]

5.2 1 78

B

ta được:

' 1

d =

15,88(mm)

' 1

Kđ – Hệ số tải trọng động: Theo như mục trên ta đã tra được Kđ = 1,2

A – Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng

[ ]

5.12 1 87

Vật liệu đĩa xích Thép 45 [ ]σH = (800 900)( − MPa)

Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 202,660 (mm)Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2 461,082 (mm)Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ da1 213,762 (mm)Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn da2 473,082 (mm)

Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 185,886 (mm)Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df2 444,308 (mm)

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG

Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

Thông số đầu vào:

a Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

0 lim

0 lim

[ ] [ ]

H

H F

F R S xF FL

F

Z Z K K S

Y Y K K S

σ σ σ σ

1,8

H F

HB HB

σ σ

H F

σ σ

H F

σ σ

0 E

H

F

H m HL

HE F m FL

F

N K

N N K

Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1

NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1

NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1

NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1

Do vậy ta có:

0 lim1

1 0 lim 2

2 0 lim1

1 0 lim2

1,1 441

1,75 414

H F

F F

σ σ

σ σ

σ σ

H a

T1 – Moment xoắn trên trục chủ động: T1 = 55072,556 (N.mm)

[σH] - Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 481,818(MPa)

u – Tỷ số truyền: u = 4

KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành

răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn: Tra bảng

6.7 [1]

H F

K K

β β

w 1

2 2.145

23, 2 ( 1) 2,5(4 1)

a Z

92 4 23

t

Z u Z

Sai lệch tỷ số truyền:

4 4 100% 100% 0

4

t

u u u

d Xác định hệ số dịch chỉnh.

Hệ số dịch tâm

e Xác định góc ăn khớp

y k

z z

k z z y

Vận tốc trung bình của bánh răng:

1,08

1, 20

Hv Fv

K K

H F

K K

β β

=





KHα , KFα – Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về

ứng suất tiếp xúc, uốn: Tra bảng

[ ]

6.14 1 107

3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

a Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc

( )1

B

=> ZM = 274 MPa1/3

ZH – Hệ số kể đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc:

0 w

1,72 sin(2 ) sin(2.21, 25 )

Thay vào ta được:

[ ]

Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:

3,82 3,55

F F

Y Y

.

Fm qt F F m

K K K

421,585 2, 2 625,771( ) 1624( ) 2, 2.53,08 116,776( ) 464( ) 2, 2.47,90 105,38( ) 360( )

f f

α α

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT

Ta chọn khớp theo điều kiện:

t kn cf

Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với:

k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy Tra bảng [ ]

16.1 2 58

B

với điều kiện:

67431,536( ) 38( )

105( )

cf kn cf kn

B

với:

250( )

cf kn

ta được:

1 3 0

34( ) 28( ) 14( )

4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối

a Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng đàn hồi:

[ ]

0 0 3

2 .

0,1 .

- Ứng suất cho phép của chốt Ta lấy [ ]σu = (60 80) ÷ MPa;

Do vậy ứng suất sinh ra trên chốt:

2 2.56192,947

1070,342( ) 105

t o

4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:

Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được cf

TrụcI

Trục II

b Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh răng:

Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền xích: Fx = 2407,471 (N)

Lực tác dụng lên trục từ khớp nối: Fkn = 214,068 (N)

Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng:

T d

τ

=

, trong đó:

TI – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI = 55072,556(N.mm)

[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc

ta chọn [τ] = 16 (MPa)

3 1

T d

τ

=

TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII = 211540,503 (N.mm)

[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc

ta chọn [τ] = 28 (MPa)

3 2

30( ) 35( )

sb sb

4.2.4 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

a Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục

Tra bảng

[ ]

10.2 1 189

B

với:

1 2

30( ) 35( )

19( ) 21( )

-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay: k1=10 mm;

-Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2=10 (mm);

-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=15 (mm);

-Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=20 (mm)

Với trục I

lc12 = 0,5.(lm12 + b01) + k3 + hn = 0,5.(45 +19)+15+20 = 67 (mm)

l13 = 0,5.(lm13 + b01 ) + k1 + k2 = 0,5.(45+19)+10+10 = 52 (mm)

l12= -67 (mm)

Thông số đầu vào:

-Tại tiết diện lắnp bánh răng: d12 =35 (mm)

-Tại tiết diện lắp ổ lăn: d11 = d13=30(mm)

-Tại tiết diện lắp khớp nối : d10 =25 (mm)

-Đường kính trục tại các tiết diện tương ứng khi tính sơ bộ.

với[ ]σ

=50N/mm2 tra bảng 10.5/195

-Tại tiết diện bánh xích

-Tại tiết diện lắp ổ lăn:

-Tại tiết diện bánh răng:

-Tại tiết diện lắp ổ lăn:

Ta chọn đường kính theo tiêu chuẩn và đảm bảo điều kiện lắp ghép:

+Do các trục nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn loại then bằng Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn loại then giống nhau trên cùng một trục.

Khi đó, theo TCVN 2261- 77 ta có thông số của các loại then được sử dụng như sau:

Chiều sâu rãnh then

Bán kính góc lượn của rãnh

+Kiểm nghiệm độ bền của then:

a Tại tiết diện 2-2 (tiết diện lắp bánh răng)

-Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then Chọn lt=(0,8…0,9)lm23= (0,8…0,9).52,5 = 45 (mm)

Với then làm bằng thép, tải va đập nhẹ ta chọn được

[ ]σ d = 100MPa

b Tại tiết diện 2-0 (tiết diện lắp bộ truyền ngoài)

-Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then Chọn lt=(0,8…

436 , 0

− σ σ

j

d

t d bt d W

2

32

1 1

j j

j j aj

d

t d t b d

M W

M

2

32

σ

Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động ta có :

oj

j j aj

mj

W

T

2 2

j

d

t d bt d W

2

16

1 1

3 0

j oj

j j aj

mj

d

t d bt d

T W

T

2

16

2

2

1 1

3

max

π

τ τ

τ

Với các thông số của then, kích thước trục tại các vị trí nguy hiểm.Ta có:

Xác định hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm của trục.

Dựa vào biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn trên trục I ta thấy các tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng 2 và tiết diện lắp ổ lăn 1.Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hế số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điềukiện sau:

s s

- Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho ,[s] = 1,5 2,5

sσ , sτ - hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức sau:

Trong đó :σ-1, τ-1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng σa, τavà σm,

τm là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diên xét

Chọn sơ bộ kiểu lắp

7 6

H r

theo bảng

[ ]

10 11

1 198

M W

σ =

Ứng suất xoắn biên 2.

o a

x

M W

σ σ

σ σ

τ τ

τ τ

với σb = 600(MPa)

Hệ số an toàn tổng

s s / s s

PHẦN 5 TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN 5.1 Chọn ổ lăn cho trục I

Để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp nhất chọn ổ bi đỡ chặn Chọn kết cấu

ổ lăn theo khả năng tải động.Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn : d= 30 (mm) Tra phụ lục 2.7/255 với ổ cỡ trung ta chọn ổ bi đỡ có kí hiệu 306, có các thông số sau :

d = 30 mm ; D= 72 mm ; b= 19 mm ; r= 2,0 mm ;

C= 22 kN ; C0 =15,10 kN

5.2.Chọn ổ lăn cho trục II

5.2.1.Chọn loại ổ lăn

a Phản lực hướng tâm lên các ổ là :

+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên trái bánh răng

+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng

⇒ Để đảm bảo tính đồng bộ của ổ lăn ta chọn ổ bi đỡ chặn Vì hệ thống các ổ lăntrong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường và độ đảo hướngtâm 20 micrô mét

m: bậc của đường cong mỏi, m=3 do tiếp xúc điểm ;

L: Tuổi thọ của ổ bi đỡ Với Lh= 16500 giờ

Tuổi thọ của ổ lăn:

5.2.6.Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh

Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc

Chiều dày: Thân hộp, δ

Nắp hộp, δ 1

δ = 0,03a + 3 = 0,03.145 + 3 = 7,35 (mm) Chọn δ = 8 (mm)

d 2 = (0,7÷0,8)d 1 =11,06÷12,64 mm chọn d 2 =12(mm)

d 3 = (0,8÷0,9)d 2 = 9,6÷10,8 mm chọn d 3 = 10 (mm)

d 4 = (0,6÷0,7)d 2 = 7,2÷8,4 chọn d 4 = 8 (mm)

d 5 = (0,5÷0,6)d 2 = 6÷7,2 chọn d 2 = 6 (mm) Mặt bích ghép nắp và thân:

Chiều dày bích thân hộp, S 3

Kích thước gối trục:

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D 3 , D 2

Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K 2

Trục I: D 2 = 80 (mm), D 3 = 106(mm) Trục II: D 2 = 130(mm), D 3 = 154 (mm)

K 2 = E 2 +R 2 +(3÷5)=19+16+3=38 (mm)

Giữa bánh răng với thành trong hộp

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp

Giữa mặt bên của các bánh răng với

Để kiểm tra qua sát các chi tiết máy trong khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên

đỉnh hộp có làm cửa thăm.Dựa vào bảng

[ ]

18.5 2 92

1

C

(mm)

K(mm)

R(mm)

Vít(mm)

Sốlượng

ta có kích thước nút thông hơi

45

36

18

36

32

6.2.6.Kiểm tra mức dầu

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như hình vẽ

6.2.7.Chốt định vị.

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục.Lỗ trụ lắp ở thân hộp & trên nắp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ các

chốt định vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ

Thông số kĩ thuật của chốt định vị là

Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulong vòng Kích thước bulong vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc Với a=

105 mm , hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp, tra bảng

[ ]

18.3 2 89

b B

6.3 BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP

6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Do bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v≤12( / )m s

nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Với vận tốc vòng của bánh răng nghiêng v = 2,2

m/s < 12 m/s tra bảng

[ ]

18.11 2 100

B

ta chọn được loại dầu là: AK-15 có độ nhớt là 20 Centistic

6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp

Với bộ truyền ngoài hộp khi làm việc sẽ dính bụi bặm do hộp không được che kín nên ta dùng phương pháp bôi trơn định kì bằng mỡ

Bảng thống kê dành cho bôi trơn

Tên dầu hoặc

mỡ

Thiết bị cần bôitrơn

Lượng dầu hoặc

mỡ

Thời giant hay dầuhoặc mỡDầu ôtô máy

6.3.4 Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai:

Tại các tiết diện lắp bánh răng không yêu cầu tháo lắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp H7/k6, tiết diện lắp trục với ổ lăn, khớp nối, đĩa xích được chọn trong bảng sau :

25 6

D k

Bạc chặn trục I

8 20 6

D k

H k

+2Bánh răng

∅45

7 6

H k

0 Then bánh răng

∅

14

9 9

N h

H d

Mục lục

2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG

5666899111113

3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng

3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng

2424262626

27272930323434

4.4.2.Tính chi tiết trục II

4.5.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi

PHẦN 5 TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN

5.2.4 Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn

5.2.5 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động

5.2.6.Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh

6.3 BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP

6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc

6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp

6.3.3 Điều chỉnh sự ăn khớp

6.3.4 Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai:

54525253535454545555

5656565757

Tài liệu tham khảo

1 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập 1 + 2) – Trịnh chất, Lê Văn Uyển

2 Chi tiết máy (tập 1 + 2) – Nguyễn Trọng Hiệp

3 Dung sai và lắp ghép – Ninh Đức Tốn