Đồ án môn chế tạo máy

- hiệu suất ổ lăn được che kín: ηo.l=0,99 - hiệu suất truyền của một cặp bánh răng được che kín: ηbr=0,97 - hiệu suất nối trục đàn hồi: ηk=0,98 - hiệu suất xích để hở: ηxích = 0,92

Tra bảng 2.3 được các hiệu suất:

- hiệu suất ổ lăn được che kín: ηo.l=0,99

- hiệu suất truyền của một cặp bánh răng được che kín: ηbr=0,97

- hiệu suất nối trục đàn hồi: ηk=0,98

Chọn sơ bộ tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống là Usb

Theo bảng 2.4 ( trang 21 ), truyền động bánh răng trụ hộp giảm tốc hai cấp

Bộ truyền ngoài bằng xích

Usb=Usbh.Usbx=12.3=36

số vòng quay của trục xích tải:

T ≤ Tk

Tdn;

Ta có: Ptđ = 4,98 Kw; nsbdc= 1248,12 vg/ph; Tmm

T =1,4Theo bảng phụ lục P1.3 ta chọn đông cơ là: 4A112M4Y3

Theo bảng 5.4 với u=3,43 Chọn số răng đĩa xích nhỏ: Zx1=25

Số răng đĩa xích lớn Zx2=Zx1.ux=25.3,43=85,75< 120=Zmax.Theo công thức 5.3 công suất tính toán:

25 86 31,75 4.3,14 1270



= 80 + 55,5 + 2,36 = 137,86Lấy số mắt xích là 138

Tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13

i= z n 1 1

15.x =25.118,75

15.138 =1,43 < [i] = 20 ( thoả mãn )Kiểm nghiệm xích về độ bền:

Theo 5.15 hệ số an toàn của xích

III Tính bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc

mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc.

NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: NHO=30.H2,4

c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay

Ti;ni;ti: Lần lượt là mômen xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

Suy ra: NHE1 > NH01 nên kHL1=1

Như vậy theo 6.1a sơ bộ xác định được:



T1 : Mômen xoắn trên trục động cơ, T1=32101 Nmm

ka : Hệ số phụ thuộc vào loại răng, ka=49,5 (răng thẳng)

Hệ số  ba=bw/aw; chọn theo dãy tiêu chuẩn có  ba=0,3

tổng số răng của cả hai bánh: zt=z1+z2=25+100=125

tỷ số truyền thực tế là 4, sai số tỷ số truyền = 0

Khoảng cách trục được tính lại: aw=m.zt/2=2.125/2=125 mm

Khi z1 =25 <30 nhưng không yêu cầu đảm bảo khoảng cách trục mà muốn dịch chỉnh để cải thiện chất lượng ăn khớp, dùng dịch chỉnh góc với:

x1=x2=0,5 ; x1+x2=1 ; kx=

t t

3.5 Kiểm nghiệm bánh răng về độ bền

Yêu cầu cần được đảm bảo:

kH: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

bw: chiều rộng của vành răng , bw1= ba aw1=0,3.125=37,5 mm

dw: đươờng kính vòng lăn của bánh răng nhỏ (bánh chủ động)

Do đó theo bảng 6.16 trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng g0=56

Do đó theo 6.14 ta có hệ số ảnh hưởng của tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp:



=448 MpaTính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:[бH]=[бH].ZR.ZV.ZxH

với v=3,73 m/s  ZV=1 ( vì v < 5 m/s ),

cấp chính xác động học là 8, chọn ,mức chính xác tiếp xúc là 8 Khi đó cần gia công đạt độ nhám là RZ=10÷40 μm Do đó Rm Do đó RZ=0,90

với da<700 mm  KxH=1

 :[бH]=[бH].ZR.ZV.ZxH=448.0,9.1.1=403 Mpa

Như vậy бH<[бH] bánh răng đủ bền tiếp xúc

3.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Với : K  be 0, 25, ta có : K 0, 25.4 0,57

be be

Tra bảng 6.15[1] và 6.16[1] ta có F  0, 016 ; g 0 56, theo công thức

F m FV

F F

v b d K

Vậy : F1  [ F1 ]=268 (MPa) ; F2  [ F2 ]=257 (MPa) nên đảm bảo về độ bền uốn

3.7 Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải

qt

T K

F m2 ax  F2 K qt  105.2, 2 231  MPa  [  F2 max ]  464MPa

Tính toán bộ truyền cấp chậm ( bánh răng trụ răng thẳng)

б



T2 : Mômen xoắn trên trục động cơ, T2=123312 Nmm

ka : Hệ số phụ thuộc vào loại răng, ka=49,5 (răng thẳng)

Hệ số  ba=bw/aw; chọn theo dãy tiêu chuẩn có  ba=0,4

tổng số răng của cả hai bánh: zt=z3+z4=31+93=124

tỷ số truyền thực tế là 3, sai số tỷ số truyền = 0

Khoảng cách trục được tính lại: aw2=m.zt/2=2,5.124/2=155 mmKhi z1 =31 >30 không cần dịch chỉnh

3.10 Kiểm nghiệm bánh răng về độ bền

Yêu cầu cần được đảm bảo:

kH: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

bw: chiều rộng của vành răng , bw1= ba aw1=0,3.125=37,5 mm

dw: đươờng kính vòng lăn của bánh răng nhỏ (bánh chủ động)

Do đó theo bảng 6.16 trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng g0=56

Theo bảng 6.14 chọn cấp chính xác 8

Do đó theo bảng 6.16 trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng g0=56

Theo bảng 6.15 δH=0,006

với v=3,73 m/s  ZV=1 ( vì v < 5 m/s ),

cấp chính xác động học là 8, chọn ,mức chính xác tiếp xúc là 8 Khi đó cần gia công đạt độ nhám là RZ=10÷40 μm Do đó Rm Do đó RZ=0,90

với da<700 mm  KxH=1

 :[бH]=[бH].ZR.ZV.ZxH=448.0,9.1.1=403 Mpa

Như vậy бH<[бH] bánh răng đủ bền tiếp xúc

3.11 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn : Theo công thức 6.65[1] ta có

Với : K  be 0, 25, ta có : K 0, 25.4 0,57

be be

1 1

F m FV

F F

v b d K

Vậy : F1  [ F1 ]=268 (MPa) ; F2  [ F2 ]=257 (MPa) nên đảm bảo về độ bền uốn

3.12 Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải

qt

T K

F m2 ax  F2 K qt  105.2, 2 231  MPa  [  F2 max ]  464MPa

Bảng thông số chính của bộ truyền

Các thông số cơ bản bộ truyền cấp nhanh bộ truyền cấp chậm

4.1 Thông số khớp nối trục đàn hồi

Khớp nối trục đàn hòi truyền công suất từ trục đông cơ đến trục vào của

hộp giảm tốc Do khớp nối truyền công suất tương đương khá lớn nên ta

chọn nối trục đàn hồi có bộ phận đàn hồi bằng kim loại

Theo 16.1 Mômen xoắn tính toán

Trong đó:

k: hệ số chế độ làm việc, k=1,2÷1,5 đối với hệ dẫn động xích tải, chọn k=1,4

T=33106 Nmm=33,10 Nm

(mômen xoắn trên trục động cơ)

Do đó theo bảng 16.10a, có các kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn

hồi:

i: số thứ tự của chi tiết trên trục đó lắp các chi tiết có tham gia tỷ số truyền

lki: khoảng cách từ gối đỡ O đến chi tiết thứ i, trên trục k

lmki: chiều dài mayơ nửa khớp nối, đối với hệ thống ta thiết kế là nối trục vòng đàn hồi nên:

4.5 Xác định trị số và chiều tác dụng của các lực lên trục:

Theo các số tính toán được:

L32

L31

L33

4.7.3 Mômen uống tổng tại các tiết diện và mômen tương ứng

Chiều sâu rãnhthen

Để lắp bánh răng, đĩa xích lên trục 3 dùng then bằng truyền mômen xoăn Chọn then theo bảng 9.1a

Chiều sâu rãnhthen

Trong quá trình tính kiểm nghiệm về độ bền của trục, do không có yêu cầu

gì đặc biệt nên chỉ tính kiểm nghiệm cho trục thứ 3 vì là trục có chịu mômenxoắn lớn nhất Còn các trục còn lại lấy kết quả từ bảng tra:

4.11 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo thời chu kìđối xứng do đó:

b.t d 2.d

τ]= 15÷30 Mpamj= τ]= 15÷30 Mpaaj= τ]= 15÷30 Mpamax/2 =Tj/ (2.W0j )

Tại tiết diện 2:

b.t d 2.d



=16557 Nmm τ]= 15÷30 Mpam2= 355461/(2.16557)=10,73 Nmm2

Tại tiết diện 1:

b.t d 2.d

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các thiếtdiện nguy hiểm đó thoả mãn điều kiện sau:

 Xét tại tiết diện lắp ổ lăn:

Phưong pháp gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt

Ra=2,5-0,63 μm Do đó Rm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái

bề mặt Kx=1,1

Không dùng các phương pháp tăng bề mặt do hệ số tăng bền Ky=1, Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung tại rãnh then ứng với vật liệu бb=800 Mpa là Kб=2,01 và Kτ]= 15÷30 Mpa= 1,88

6,08 2,51.13, 05 0,05.13,05

5.1 Chọn ổ lăn cho trục vào (trục số 1) của hộp giảm tốc:

Với tải trọng nhỏ và chỉ chịu lực hướng tâm, không có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy cho các gối này

Theo bảng P2.7 ứng với đường kính trục d=30 mm,chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nhẹ 206 có:

Khả năng tải động:C=15,3 kN

Khả năng tải tĩnh: C0=10,20 kN

5.1.1 Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:

Lực hướng tâm tại gối:

x10 y10

Fr1= 2 2

x11 y11

Tiến hành kiểm nghiệm với các ổ chịu tải trọng lớn hơn

Tải trọng quy ước:

Q=X.V.Fr.kt.kd

X: hệ số tải trọng hướng tâm,X=1

V: Hệ số tải kể đến vòng nào quay,trường hợp này ổ có vòng trong quay nênv=1

kt=1 vì t0 < 1000C; kd=1

Q=1.1.1251.1.1=1251 N=1,251 kN

5.1.2 Khả năng tải động

Cd=Q.m L

Q: tải trọng quy ước, Q=1251 N

m: bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ổ bi m=3

L: tuổi thọ của ổ lăn ( tính bằng triệu vòng)

5.2 chọn ổ lăn cho trục trung gian (trục số 2) của hộp giảm tốc:

Với tải trọng nhỏ và chỉ chịu lực hướng tâm, không có lực dọc trục nhưng

để đảm bảo độ xe dịch về 2 phía bù vào lượng sai số không tránh khỏi do chế tạo và lắp ráp, nên chọn ổ lăn là loại ổ đỡ - chặn.Theo bảng P2.12 ứng với đường kính trục d=25 mm,chọn ổ cỡ trung hẹp 46305 có:

Khả năng tải động:Cd=25,6 kN

Khả năng tải tĩnh: C0=18,17 kN

5.2.1 Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:

Lực hướng tâm tại gối:

Tiến hành kiểm nghiệm với các ổ chịu tải trọng lớn hơn

Tải trọng quy ước:

Q=X.V.Fr.kt.kd

X: hệ số tải trọng hướng tâm,X=1

V: Hệ số tải kể đến vòng nào quay,trường hợp này ổ có vòng trong quay nênv=1

kt=1 vì t0 < 1000C; kd=1

Q=1.1.3174.1.1=3174 N=3,174 kN

5.2.2 Khả năng tải động

Cd=Q.m L

Q: tải trọng quy ước, Q=3174 N

m: bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ổ bi m=3

L: tuổi thọ của ổ lăn ( tính bằng triệu vòng)

Vì trục 3 không có lực dọc trục nên ta chọn ổ là ổ bi đỡ 1 dãy,có sơ đồ bố trínhư sau:

Theo bảng P2.7 ứng với đường kính trục d=50 mm,chọn ổ bi cỡ trung kí hiệu 310 có:

Khả năng tải động:Cd=48,5 kN

Khả năng tải tĩnh: C0=36,3 kN

5.3.1 Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:

Lực hướng tâm tại gối:

Tiến hành kiểm nghiệm với các ổ chịu tải trọng lớn hơn

Tải trọng quy ước:

Q=X.V.Fr.kt.kd

X: hệ số tải trọng hướng tâm,X=1

V: Hệ số tải kể đến vòng nào quay,trường hợp này ổ có vòng trong quay nênv=1

m: bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ổ bi m=3

L: tuổi thọ của ổ lăn ( tính bằng triệu vòng)

6.1 Vỏ hộp giảm tốc :

Kết cấu vỏ hộp giảm tốc được chọn là vỏ hộp giảm tốc đúc Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết và bộ phận máy lắp lên vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn bảo vệ các chi tiết máy tránh bụi

Chỉ tiêu cơ bản của vỏ hộp là độ cứng

Vỏ hộp bao gồm : thành hộp, nẹp hoặc gân, mặt bích, gối đỡ trục.

Vật đúc vỏ hộp : gang xám GX15- 32

a.Chọn bề mặt ghép nắp và thân :

 Bề mặt ghép của vỏ hộp (phần trên vỏ là nắp, phần dưới vỏ là thân) đi qua tâm các trục

b.Các kích thước của vỏ hộp giảm tốc:

Theo bảng 18.1 (quan hệ kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảmtốc đúc) ta có :

 Chiều dày thân hộp  :

D = 52; D2  76, D3  100; d4 M8; Z  4; C 50Đối với lắp ổ của trục III :

 Khe hở giữa các chi tiết :

o Giữa bánh răng với thành trong hộp :

a Bulông vòng : Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc, trên nắp hộp có thiết

kế vòng móc có kích thước tra theo bảng 18.3a và 18.3b (dựa theo trọng lượng sơ bộ của hộp giảm tốc) Ta chọn loại M12 kiểu a

b.Chốt định vị : Chốt đinh vị là một chi tiết dùng để đảm bảo vi trí tương đốicủa nắp và thân trước và sau khi gia công cững như lắp ghép, ở đây ta dùng

2 chốt đinh vị hình côn, có đường kính d = 6mm, c = 1,0mm;

l = 45mm; được lắp vào lỗ theo kiểu lắp căng

c.Cửa thăm : Để kiểm tra, quan sát các chi tiết trong hộp khi lắp ghép và để

đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm được đậy bằng nắp Trên nắp có lắp thêm nút thông hơi Kích thước cửa thăm được chọn theo bảng 18.5

A= 100mm B= 75mm A1= 150mmB1 = 100mm C= 125mm K= 87mm

R = 12mm Vít M8x22 Số lượng 4 cáid.Nút thông hơi : Khi làm việc nhiệt độ bên trong hộp tăng lên.Để giảm áp suất và điều hoà không khí bên trong và bên ngoài hộp ta dùng nút thông hơi Nút thông hơi được lắp trên cửa thăm và có các thông số cụ thể sau: (dựa theo bảng 18.6)

Ren : M27x2 ; B=15mm; C= 30mm; D= 15mm

E = 45mm, G=36mm; H= 32mm; I = 6mm

K = 4mm; L=10mm; M= 8mm; N= 22mm

O = 6mm; P=32mm; Q= 18mm; R= 36mm; S = 32mme.Nút tháo dầu : Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bi

bị bẩn do bụi bặm và do hạt mài, hoặc do biến chất, do đó cần phải thay thế dầu mới Để tháo dầu cũ ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Chọn kết cấu nút tháo dầu là loại nút tháo dầu trụ, kích thước tra trong bảng 18.7:

b Vít mở : Khi tháo nắp hộp ta dùng một vít mở, lắp trên nắp hộp Vít

mở sẽ tạo ra khe hở giữa nắp và thân hộp từ đó có thể tháo lắp dễ dàng và thuận tiện Kích thước cụ thể của vít mở như sau :

Ren M8x22 chiều dài phần cắt ren l = 20mm ; H = 4,8mmg.Đệm vênh : Đệm vênh được dùng để lót giữa mặt ghép và đai ốc xiết Kích thước đệm vênh phụ thuộc vào đường kính bulông hoặc vít được tra bảng P3.6, loại đệm vênh được sử dụng là loại cỡ rộng

h.Đệm điều chỉnh khe hở : Được đặt giữa nắp và vỏ hộp.Đệm bằng kim loại: sắt tây hoặc đồng dày từ 1…3mm

i.Nắp ổ : Chế tạo bằng gang GX 25-32,gồm 2 loại : nắp ổ kín và nắp ổ thủngcho trục xuyên qua Tại nắp ổ thủng được lót kín bằng vòng phớt làm bằng cao su đặt ở giữa nắp thủng

j.Vòng chắn dầu : Có từ 2 - 3 rãnh, tiết diện hình tam giác đều, cách mép trong của thành hộp từ 1…2mm, khe hở khoảng 0,4mm

2.Kết cấu bánh răng :

Vật liệu chế tạo bánh răng bằng thép Vì kích thước bánh răng không lớn, sản xuất trung bình nên phương pháp chế tạo phôi bánh răng được chọn là dập

Lựa chọn kích thước các phần tử :

 Vành răng : kết cấu  = (2,5 4).m =(6,25 10)mm

ghép L =(0,8…1,8).d Như đã chọn :

 Chiều dài mayơ của nối trục đàn hồi :

3.Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp :

a.Điều chỉnh ăn khớp trong các bộ truyền :

 Lắp bánh răng lên trục: Để truyền momen xoắn từ trục đến bánh răng và ngược lại người ta dùng then và then hoa Trong sản xuất nhỏ ta sử dụng then bằng Mối ghép then không được lắp lẫn hoàn toàn vì việc chế tạo rãnh then thường bằng dao phay,độ chính xác thấp không đảm bao dung sai theo chiều rộng

 Định vị bánh răng trên trục: Để định vị bánh răng trên trục ra bằng vai trục hoặc vòng chắn dầu, ép bánh răng cố định trên trục

b.Bôi trơn cho hộp giảm tốc : Để giảm mất mát công suất vì ma sát, giảm mài mòn răng đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các chi tiết máy bị han rỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc Ở đây ta dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu do các bánh răng có vận tốc nhỏ Bánh răngđược ngâm trong dầu chứa trong hộp với mức dầu bằng 1/3 bán kính bánh răng lớn nhất và mức dầu nhỏ nhất bằng 1/6 bán kính bánh răng lớn nhất Dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc được trọn là dầu công nghiệp 45

c.Bôi trơn ổ lăn :

 Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kỹ thuật nó sẽ không bị mài mòn bởi

vì bôi trơn sẽ giúp tránh không để các chi tiết kim loại trực tiếp

tiếp xúc với nhau Ma sát trong ổ giảm, khả năng chống 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 Các loại ổ lăn có hai nắp chắn

mỡ đã được tra mỡ đủ dùng cho tới khi ổ hỏng vì vậy không cần

tra mỡ them cho ổ trong suốt thời gian sử dụng

 Ở đây ta dùng phương pháp bôi ttrơn ổ lăn bằng mỡ Vì số vòng

quay làm việc không cao, và nhiệt đọ làm việc không quá cao, mặt

khác so với dầu thì mỡ bôi trơn giữ trong ổ dễ dàng hơn đồng thời

có khả năng bảo vệ ổ lăn 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

 Mỡ bôi trơn chính là dầu có chứa các chất làm đặc thường là sáp

kim loại Mỡ bôi trơn chiếm khoảng 2/3 khoảng trống ổ lăn khi ỏ

làm việc với số vòng quay nhỏ và trung bình Kí hiệu : LGMT2

4.Bảng kê kiểu lắp, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép :

a Chọn cấp chính xác chế tạo:

 Cấp chính xác chế tạo trục : 6

 Cấp chính xác chế tạo bánh răng : 7

b Chọn kiểu lắp :

 Bánh răng ,vòng trong ổ lăn ,vòng chắn dầu,khớp nối và đĩa xích

lắp trên trục theo hệ thông lỗ với kiêu lắp trung gian

 Vòng ngoài ổ lăn lắp trên vỏ theo hệ thồng trục theo kiểu lắp trung

H k

0

+ 15+ 2

25 6

H k

0

+ 15+ 2

20 6

H k

0

+ 15+ 2

68 11

H d