Đồ án thiết kế chi tiết máy

Tỉ số truyền thực của bộ truyền u=ct n Tỉ số truyền của hộp giảm tốc côn trụ 2 cấp :uh=u1.u2 Chọn phân tỉ số truyền hộp giảm tốc côn trụ theo khả năng bôi trơn:... Tính toán bộ truyền ng

I.Chọn động và phân phối tỉ số truyền

2 1

.)(

i i t

t T T

=

8

3.7,08

5.13600.8

3.4,

kη η η η ηη

η = 3 =0,99.0,993.0,98.0,97.0,96.0,95 =0,833

Với ηk : hiệu suất khớp nối trục; ηol :hiệu suất ổ lăn; ηot :hiệu suất ổ trượt;

brt

η : hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ; ηbrc :hiệu suất bộ truyền bánh răng côn;

đ

η : hiệu suất đai truyền.

⇒Công suất yêu cầu của động cơ:

Pyc=

833,0

06,4

π .v= 340

10

π .0,82= 46 (v/ph)

Tỉ số truyền sơ bộ : usb=uh.ung

Chọn tỉ số truyền bộ truyền ngoài : uh=3

Tỉ số truyền bộ truyền trong: ung=10.

⇒usb=30.

Vận tốc vòng sơ bộ của động cơ : nsb=30.46=1380(v/ph).

Hệ số quá tải : T T mm

=1,4 Với các thông số đã tính ở trên ta chọn động cơ 4A112M4Y3 có:

Tỉ số truyền thực của bộ truyền u=

ct n

Tỉ số truyền của hộp giảm tốc côn trụ 2 cấp :uh=u1.u2

Chọn phân tỉ số truyền hộp giảm tốc côn trụ theo khả năng bôi trơn:

).

1 (

] [

25 , 2

02

01 2

K K K

K

be be

3 , 0 1 (

2 , 1 25 , 2

n

=14253,1 =459,6 (v/ph)

n2=1

P3=

k ot ct P

η

η =0,984,.510,99=4,65 (Kw)

P2=

ol brt

đc=9,55.106.(Pđc/n)=9,55.106.(

1425

41,5

)=965380 (Nmm)

Tct=9,55.106.(Pct/nct)=9,55.106.(

46

51,4

T(Nmm) 36256 105764 335915 965380 936315

II Tính toán bộ truyền ngoài: Bộ truyền đai:

Truyền động đai hình thang

Công suất trên bánh đai nhỏ Pđc=5,41Kw

Số vòng quay bánh đai nhỏ n=1425 v/ph

Theo hình 4.1-[I] chọn đai thang thường tiết diện Б hoặc A

Tính toán thông số đai Б:

o

) =396,2 N.

III Tính bộ truyền bánh răng :

I.Tính bộ truyền bánh răng côn cấp nhanh.

Số liệu : Công suất trên trục P1=5,09 Kw.

o H

σ =2HB+70; SH=1,1.

1 lim

o F

σ =1,8HB; SF=1,75.

Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245, độ rắn bánh lớn HB2=230, khi đó

• lim 1

o H

σ =2HB1+70=2.245+70=560 Mpa.

1 lim

o F

σ

=1,8HB1=1,8.245=441 Mpa.

• lim 2

o H

σ =2HB2+70=2.230+70=530 Mpa.

2 lim

o F

K S

Tương tự NFE2=NFE1/u=11,05.107>NFO2 ⇒ KFL2=1.

Bộ truyền quay 1 chiều KFC=1 ta được

3 Tính toán thông số bộ truyền răng côn cấp nhanh.

a Xác định chiều dài côn ngoài theo công thức.

KR=0,5.Kd=0,5.100=50Mpa1/3

Chọn hệ số chiều rộng vành răng Kbe=0,25

Theo bảng 6.21 với :

1

.2

be be

K u K

0, 25.3,34

2 0, 25− =0,477 Trục bánh răng côn lắp trên ổ bi (sơ đồ I) HB<350 tra được hế số phân bố không đềutải trọngK Hβ=1,19 ; momen xoắn trên trục 1 :T1=105764 Nmm.

de1= 2.Re2

1 u+ =2

z

z =107

32 =3,343.

Góc côn chia :

δ =90o-δ2=73,349o=73o20’59,62”.

Theo bảng 6.20 với z1=32 chọn hệ số dịch chỉnh

• X1=0,28 mm

• X2=0,28 mm Đường kính trung bình của bánh nhỏ dm1=z1.mtm=32.2,625=84 mm.

Chiều dài côn ngoài: Re=0,5.mte. 2 2

Theo bảng 6.5, hệ số ảnh hưởng vật liệu : ZM=274 Mpa1/3.

Theo bảng 6.12, với x=x1+x2=0, hệ số ảnh hưởng hình dạng bề mặt răng tiếp xúc

hệ số ảnh hưởng sai lệch bước răng go=56 (bảng 6.16)

=2% Nên không phải chọn lại vật liệu.

d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

1

F

δ =2.T1.Kf.Y Y Yε .β F1/ (0,85.b.mtm.dm1)

δ F2=δ F2.3,62/3,53=94,06 Mpa.

Như vậy độ bền uốn được bảo đảm.

e) Kiểm nghiệm về độ bền quá tải.

Với Kqt=1,8

δ Hmax=δ H.Kqt1/2=448,1.1,81/2=601,2 Mpa

⇒δ Hmax<[δ H]max=1260 Mpa.

δ F1max=δ F1.Kqt=91,47.1,8=164,6<[δ F1]max=464 Mpa.

δ F2max=δ F2.Kqt=94,06.1,8=169,308<[δ F2]max=360 Mpa.

Kết luận:

Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng côn:

• Chiều dài côn ngoài Re=167,52 mm

• Modun vòng ngoài

mte=3 mm

=6,6- Đường kính đỉnh răng ngoài

dae1=de1+2.hae1.cos δ1=32.3+2.3,84.0,958=103,36 mm; dae2=322,24 mm.

Tính bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng –cấp chậm.

Số liệu: Công suất trên trục P2=4,84 Kw

2 Xác định ứng suất cho phép.

Theo bảng 6.2-T94-[I]

1 lim

o H

σ =2HB+70; SH=1,1.

1 lim

o F

σ =1,8HB; SF=1,75.

Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=200, độ rắn bánh lớn HB2=185, khi đó

• lim1

o H

σ =2HB1+70=2.200+70=470 Mpa.

1 lim

o F

σ =1,8HB1=1,8.200=360 Mpa.

• lim 2

o H

σ =2HB2+70=2.185+70=440 Mpa.

2 lim

o F

H

K S

σ[σH]1=470. 1

=11,05.107>NFO1=4.106 do đó KFL1=1 Tương tự NFE2=NFE1/u=3,69.107>NFO2 ⇒ KFL2=1.

Bộ truyền quay 1 chiều KFC=1 ta được

H

T K u

Số răng bánh lớn : z2=u.z1=2,99.35=104,65 răng

c β

α =

2 os(13,257)sin(2.20,571)

ZR=0,95, với da<700 mm, KXH=1 Vậy:

[δH]’=[δH].Zv.ZR.KXH=437,65.1.0,95.1=415,77Mpa.

Như vậy :

• δH>[δH]’ nhưng không nhiều

Nên giảm chiều rộng răng bw=64,5.

2

422, 6415,77

Theo bảng 6.7, KFβ=1,02; theo bảng 6.14, v<2,5 m/s và cấp chính xác 9 suy

ra KHα=1,37

Tra bảng 6.21-T143 -[I] được KFβ=1,38.

1

m

u d u

Tương tự [σF2]=[σF2].YR.Ys.KXF=190.1.1,003.1=190,57 MPa.

Thay các giá trị vừa tính được vào ta có:

δ F1=2.335915.0,587.0,899.3,72/(66,6.108,29.3) =60,95 Mpa<[σF1]

δ F2=δ F2.3,72/3,60=58,986 Mpa<[σF2] Như vậy độ bền uốn được bảo đảm.

e) Kiểm nghiệm về độ bền quá tải.

Với Kqt=1,4

δ H1max=δ H.Kqt1/2=415,77.1,41/2=491,9 Mpa

⇒δ Hmax<[δ H]max=1260 Mpa.

δ F1max=δ F1.Kqt1/2=60,82.1,41/2=71,9<[δ F1]max=320 Mpa.

δ F2max=δ F2.Kqt1/2=58,86.1,41/2=69,6<[δ F2]max=272 Mpa.

Độ bền quá tải được thỏa mãn.

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC:

1 Sơ đồ đặt lực chung:

Sơ đồ tính khoảng cách:

2 Chọn vật liệu:

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có σ =b 600 MPa,

ứng suất xoắn cho phép [ ]=15 25 MPa τ ÷

+ Bánh răng trụ: lm22 ≥ (1,2÷1,5)d2 = 54÷67,5 = 68 mm

lm31 ≥ (1,2÷1,5)d3 = 72÷90 = 75 mm+ Khớp nối đàn hồi: lm32 ≥ (1,4÷2,5)d3 = 84÷150 = 130 mm

- Bảng 10.3 10.4

10.10 [1]

Chiều của các lực như hình vẽ trên sơ đồ đặt lực chung trong phần IV.1.

∑ = 0 Fyđl12 – Fy11l11 + Fr11l13 – Fa11dm1/2 = 0

⇒Fy10 – Fy11 = Fyđ – Fr11 = 198,1 – 878 = - 679,9 N

Fy11 = (Fyđl12 + Fr11l13 – Fa11.dm1/2)/l11 =

Tính đường kính các trục tại tiết diện j: dj = 3 M / 0,1[ ]tdj σ (CT10.17

M + M (chỉ xét uốn) :

+ Với các trục được gia công tiện, tại các tiết diện nguy hiểm cần đạt Ra = 2,5…0,63 µ m; tra bảng 10.8

- Kết quả ghi trong bảng sau:

Tiết d K /σ εσ do: K /τ ετ do:

then

Lắp căng

rãnh then

- Kết quả trong bảng cho thấy tại các tiết diện nguy hiểm đảm bảo an toàn về mỏi

10 Tính kiểm nghiệm độ bền của then:

Với các mối ghép dùng then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về độ bền dập và độ bền cắt theo CT 9.1

[1]

9.2 [1]

173 :

Với lt = (0,8…0,9)lm ; lm: chiều dài mayơ

Kết quả tính toán kiểm nghiệm đối với các tiết diện của 3 trục trên đó lắp then như bảng sau :

V – CHỌN Ổ LĂN CHO 3 TRỤC :

1 Trục I :

Dùng ổ đũa côn cho hai tiết diện lắp ổ lăn để tăng độ cứng vững cho trục có lắp bánh răng côn, giúp làm giảm bớt nghiêng trục, thuận lợi khi lắp bánh răng côn với yêu cầu ăn khớp đỉnh chính xác

Ta chọn sơ bộ ổ đũa côn cho trục I : Cỡ nhẹ, kí hiệu 7208, d = 40 , D = 80 , B = 19 , T = 19,75 ,

1

1339

0,301 4215

i

Q L L

⇒Khả năng tải động của ổ lăn trên trục I được đảm bảo

b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ đũa côn:

Q L L

⇒Khả năng tải động của ổ lăn trên trục II đảm bảo

b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ đũa côn:

a r

i

Q L L

⇒Khả năng tải động của ổ lăn trên trục II đảm bảo

b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ đũa côn:

Vậy 3 trục chịn ổ lăn như trên

VI – KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC :

Chỉ tiêu cơ bản của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ, chọn vật liệu phổ biến nhất hay đúc là gang xám, kí hiệu GX 15-32 Chọn bê mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục.Theo bảng 18.1

+ Khi không có phần lồi: S1 = (1,3÷1,5)d1 = 26÷30 = 28 mm

+ Khi có phần lồi: Dd = xác định theo đường kính dao khoét

S1 ≈ (1,4 ÷1,7)d1 = 28÷34 = 30 mm

S2 ≈(1 ÷1,1)d1 = 20÷22 = 20 mm

- Bề rộng mặt đế hộp: K1 = 3d1 = 60 mm

q ≥ K1+ 2 δ = 60 2.10 80mm + =

7 Khe hở giữa các chi tiết:

- Giữa bánh răng với thành trong hộp: ∆ ≥ ÷ (1 1,2) δ = ÷ 10 12 = 12 mm

- Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp: ∆ ≥ ÷1 (3 5) δ = 30 50 ÷ = 40 mm; (tùy HGT & chất lượng dầu bôi trơn trong hộp)

- Giữa mặt bên các bánh răng với nhau: ∆ ≥ = δ 10 mm

8 Số lượng bulông nền:

Z = (L+B)/(200÷300) =

= (860+270)/(200÷300) = 3,7 ÷ 5,6

Chọn lắp 4 bulông nền

VII – BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP :

– Điều chỉnh ăn khớp trong các bộ truyền :Chọn chiều rộng bánh răng trụ nhỏ giảm 10% so với chiều rộng bánh răng lớn

– Bôi trơn các bộ truyền trong hộp :

Chọn độ nhớt của dầu ở 500C(1000C) để bôi trơn bánh răng : Bảng 18.11

[2]

100

Với thép 45 tôi cải thiện như ta đã chọn, có vận tốc vòng là 1,986 và 0,585 m/s (lần lượt là bánh răng của bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm), tức là thuộc khoảng [0,5-2,5], ta dùng chung một loại dầu đặt chung trong HGT nên ta có thể chọn theo bảng với thép σb= 470-1000 MPa, độ nhớt Centistoc là 160(20) (hay độ nhớt Engle là 16(3))

Tiếp tục tra bảng 18.13

[2]

101 , với độ nhớt đã chọn, ta tìm được loại dầu bôi trơn bánh răng: Dầu

máy bay MC – 20, với các độ nhớt ở 500C(1000C) là 157(20) Centistoc

– Bôi trơn ổ lăn : Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kĩ thuật nó sẽ không bị mài mòn, bởi vì chất bôi trơn sẽ giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau Ma sát trong ổ sẽ giảm, khả năng chống mài mòn của ổ tăng lên, khả năng thoát nhiệt tốt hơn, bảo vệ bề mặt không

bị han gỉ, đồng thời giảm được tiếng ồn

Về nguyên tắc, tất cả các ổ lăn đều được bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ; chât bôi trơn được chọn dựa trên nhiệt độ làm việc và số vòng quay của vòng ổ

So với dầu thì mỡ bôi trơn được giữ trong ổ dễ dàng hơn, đồng thời khả năng bảo vệ ổ tránh tác động của tạp chất và độ ẩm Mỡ có thể dùng cho ổ làm việc lâu dài (khoảng 1 năm), độ nhớt ít bị thay đổi khi nhiệt độ thay đổi nhiều Dầu bôi trơn được khuyến khích áp dụng khi số vòng quay lớn hoặc nhiệt độ làm việc cao, khi cần tỏa nhiệt nhanh hoặc khi các chi tiết khác trong máy được bôi trơn bằng dầu Số vòng quay tới hạn cho từng loại ổ bôi trơn bằng mỡ hay bằng dầu được ghi trong các catalô của ổ lăn

Vì thế ta chọn bôi trơn ổ lăn bằng mỡ, theo bảng 15.15

Về lượng mỡ tra vào ổ lăn lần đầu : G = 0,005DB (CT tr.46[2])

Trong đó G – lượng mỡ (g), D,B – đường kính vòng ngoài và chiều rộng ổ lăn, mm

0,005.72.17 6,12

trục II) suy raG = 0,005.110.20 11 = g(ổ lăn trên trục III)

VIII – BẢNG KÊ CÁC KIỂU LẮP, SAI LỆCH GIỚI HẠN, DUNG SAI:

Kiểu lắp ghép: Ta chọn kiểu lắp ghép chung là H7/k6 (dùng cho mối ghép không yêu cầu tháo lắp thường xuyên, tháo không thuận tiện hoặc có thể gây hư hại các chi tiết được ghép; khả năng định tâm của mối ghép cao hơn khi đảm bảo chiều dài mayơ l ≥ (1,2 1,5)d (d - đường kính trục), chẳng hạn lắp bánh răng, vòng trong ổ lăn, đĩa xích lên trục, lắp cốc lót, tang quay; các chi tiết

cần đề phòng quay và di trượt), một số kiểu lắp khác phải dùng kiểu lắp lỏng D8/k6 (ví dụ bạc lót với trục)

Bảng kê các kiểu lắp ghép tra theo bảng 5

[3]

30 cho H7,

5 [3]

31 cho D8,

4 [3]

27 cho d11, 4

Dung sai

Kiểulắp

Dung sai

+21+2

Φ306

7

k H

+210

Φ506

7

k H

+300

Φ656

7

k H

+300+15

+2

+21+2

+21+2

Vòng chắn mỡ – trục

Φ30 86

D k

+98+65

Φ45 86

D k

+119+80

Φ60 86

D k

+146+100+15

+2

+18+2

+21+2

Nắp ổ – vỏ hộp

Φ72 711

H d

+300

Φ85 711

H d

+350

Φ95 711

H d

+350-100

Cốc lót – Vỏ hộp

Φ92 76

H k

+350+25+3

6

D k

+146+100+21+2