CHỌN ĐỘNG cơ điện và PHÂN PHỐI tỉ số TRUYỀN

Kiểm nghiệm trục và độ bền mỏiKiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục 1: Nhận thấy có 2 tiết diện nguy hiểm là tiết diện qua C1 và diện qua B1... Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của t

NHẬN XÉT CỦA GVHD

trong đó pct: công suất cần thiết (kw)

β hệ số quá tải, ŋ hiệu suất truyền động

Công suất trên các trục

Công suất trên trục III

P3= P lv

ŋ x ŋ br=

4,6 0,97.0,92=5,15 kw

Công suất trên trục II

Số lần va ập của xích được bước xích P= 31,75

Bộ truyền xích ủ bền được bước xích P= 31,75

Đường kính ĩa xích theo công thức 5.17 và bảng 13.4 được bước xích P= 31,75

Tương tự [σH H 2 ] ≤ [σH H] với cùng vật liệu nhiệt luyện

F f=K x F t=1,15.2761=3175,15 N

K x=1,15được bước xích P= 31,75 ộ nghiêng nhỏ hơn 400

phần 3 tính toàn bộ tuyền bánh răng

σH ° Flim1=1,8 HB SF = 1,75

Trong đó σH H lim o và σH F lim o là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn

cho phép ứng với số chu kì cơ sở

SH , SF là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1 = 245; độ rắn bánh răng lớn HB2 = 230

i max

kiểm nghiệm về quá tải

theo 6.48 với Kqt =Tmax/T = 1

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

- Theo (6.33) ứng suất tiếp xúc bề mặt làm việc:

Vậy σH H<[σH H] Thỏa điều kiện

Các thông số và kích thước bộ truyền

Với d = 35 mm tra bảng 10.2_[1] ta có b0 = 21 mm.

Chiều dài moayơ bánh răng trụ:

lm = (1,2  1,5).d = (1,2  1,5).35 = 1,2.35 = 42 mm

Chọn lm22 = lm24 = 45 mm,lm23 = 120 (cho phù hợp với bề rộng bánh răng)Theo bảng 10.3_[1] , chọn: k1 = 10 mm

Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến bánh răng trụ thứ ba:

l 33 =l31+lc33 = 300+ 75 = 375 mm

Trôc I :

S¬ §å TÝnh Kho¶ng c¸ch :

4 Tính đường kính các đoạn trục

Lực vòng : Ft3 = Ft2 = 2990,7 (N)

Lực hướng tâm : Fr3 = Fr2 = 1144,3 (N)

Phương trình lực theo phương y

5 Kiểm nghiệm trục và độ bền mỏi

Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục 1:

Nhận thấy có 2 tiết diện nguy hiểm là tiết diện qua C1 và diện qua B1 Tại tiếtdiện C1 ta có:

Tại tiết diện qua C1(chỗ lắp bánh răng 1 ) ta có:

Mô men uốn toàn phần:

M u=√M2XC1+M2y=126458,66 Nmm

T1 = 36255 Nmm

Vậy mô men cản uốn và cảm xoắn là:

 = 0,1.d3 = 0,1.253 = 1562,5 (mm3) 0 = 2. = 2.1562,5 = 3125 (mm3)

Giới hạn mỏi uốn:σ-1=348,8 Mpa

Giới hạn mỏi xoắn: τ-1=202,3 Mpa

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) [CTMII], đối với rãnh then của trục có giới hạn bền σb  700 Mpa Ta có Kσ= 2,01;Kτ=1,88

Tra bảng (15.2)[CTMII], ta có hệ số kích thước εσ=0,88; ετ=0,77

Đối với thép cacbon, hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

 = 0,1;  = 0,05

Coi ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng, bỏ qua ứng suất kéo hoặc nén gây ra, ta có a = u = 80,9 MPa; m = 0.

Vậy có hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn:

Do S >[S] = (1,5…2,5) nên trục thỏa mãn điền kiệm uốn, xoắn tại tiết diện C1

Tại tiết diện qua B1(chỗ lắp bánh răng 2 ) ta có:

Mô men uốn toàn phần:

M u=√M2XC1+M2y=94276,7 Nmm

T1 = 36255 Nmm

Vậy mô men cản uốn và cảm xoắn là:

 = 0,1.d3 = 0,1.253 = 1562,5 (mm3) 0 = 2. = 2.1562,5 = 3125 (mm3)

Giới hạn mỏi xoắn: τ-1=202,3 Mpa

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) [CTMII], đối với rãnh then của trục có giới hạn bền σb  700 Mpa Ta có Kσ= 2,01;Kτ=1,88

Tra bảng (15.2)[CTMII], ta có hệ số kích thước εσ=0,88; ετ=0,77

Đối với thép cacbon, hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

Do S >[S] = (1,5…2,5) nên trục thỏa mãn điền kiệm uốn, xoắn tại tiết diện B1

5.2 Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục 2:

Nhận thấy có 2 tiết diện nguy hiểm là tiết diện qua B2 diện qua C2 và diệnqua D2 Tại tiết diện B2 và tiết diện D2 ta có:

Tại tiết diện qua B2 và tiết diện D2 (chỗ lắp bánh răng 3 và 4 ) ta có:

Mô men uốn toàn phần:

ứng suất uốn:

Giới hạn mỏi uốn:σ-1=348,8 Mpa

Giới hạn mỏi xoắn: τ-1=202,3 Mpa

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) [CTMII], đối với rãnh then của trục có giới hạn bền σb  700 Mpa Ta có Kσ= 2,01;Kτ=1,88

Tra bảng (15.2)[CTMII], ta có hệ số kích thước εσ=0,88; ετ=0,77

Đối với thép cacbon, hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

Tại tiết diện qua C2 (chỗ lắp bánh răng 5) ta có:

Mô men uốn toàn phần:

M u=√M2XC1

+M2y=323028,9 Nmm

T1 = 128600 Nmm

Vậy mô men cản uốn và cảm xoắn là:

 = 0,1.d3 = 0,1.403 = 6400 (mm3) 0 = 2. = 2 6400= 12800 (mm3)

Giới hạn mỏi uốn:σ-1=348,8 Mpa

Giới hạn mỏi xoắn: τ-1=202,3 Mpa

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) [CTMII], đối với rãnh then của trục có giới hạn bền σb  700 Mpa Ta có Kσ= 2,01;Kτ=1,88

Tra bảng (15.2)[CTMII], ta có hệ số kích thước εσ=0,88; ετ=0,77

Đối với thép cacbon, hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

Do S >[S] = (1,5…2,5) nên trục thỏa mãn điền kiệm uốn, xoắn tại tiết diện C2

5.3 Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục 3:

Nhận thấy có 2 tiết diện nguy hiểm là tiết diện qua B3 và diện qua C3 Tại tiếtdiện C3 ta có:

Tại tiết diện qua C3 (chỗ lắp bánh răng 6 ) ta có:

Mô men uốn toàn phần:

M u=√M2XC1+M2y=225236,3 Nmm

T1 = 346300 Nmm

Vậy mô men cản uốn và cảm xoắn là:

 = 0,1.d3 = 0,1.503 = 12500 (mm3) 0 = 2. = 2 12500= 25000 (mm3)

Giới hạn mỏi uốn:σ-1=348,8 Mpa

Giới hạn mỏi xoắn: τ-1=202,3 Mpa

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) [CTMII], đối với rãnh then của trục có giới hạn bền σb  700 Mpa Ta có Kσ= 2,01;Kτ=1,88

Tra bảng (15.2)[CTMII], ta có hệ số kích thước εσ=0,88; ετ=0,77

Đối với thép cacbon, hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

=8,4

Mặt khác ở đây do a = m = max= 6,9 Mpa nên hệ số an toàn xét riêng ứng suất xoắn là:

Do S >[S] = (1,5…2,5) nên trục thỏa mãn điền kiệm uốn, xoắn tại tiết diện C3

Tại tiết diện qua B3 (chỗ lắp ổ lăn ) ta có:

Mô men uốn toàn phần:

Giới hạn mỏi uốn:σ-1=348,8 Mpa

Giới hạn mỏi xoắn: τ-1=202,3 Mpa

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) [CTMII], đối với rãnh then của trục có giới hạn bền σb  700 Mpa Ta có Kσ= 2,01;Kτ=1,88

Tra bảng (15.2)[CTMII], ta có hệ số kích thước εσ=0,88; ετ=0,77

Đối với thép cacbon, hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

 = 0,1;  = 0,05

Coi ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng, bỏ qua ứng suất kéo hoặc nén gây ra, ta có a = u =26,1 MPa; m = 0.

Vậy có hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn:

Để cố định bánh răng, theo phương tiếp tuyến thì ta phải dùng then Với đồ

án này ta sẽ chọn mối ghép then bằng

Theo các tính toán ở trên ta có đường kính tại vị trí lắp then của trục như sau:

Tại trục 1: d= 25 mm

Tại trục 2: d=35 mm d= 40 mm

Tại trục 3: d= 45mm d=50 mm

6.1.Tính then cho trục 1

Tra bảng (9.1a)[TKDD I], theo tiêu chuẩn TCVN2261-77 ta có với trục 1 thì đường

kính vị trí lắp then là d1 = 25 mm do đó các thông số của then là:

b=8; h=7; t1=4; t2=2,8

chọn chiều dài then l= 36mm

kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7.17)[TKCTM]:

Kiểm nghiệm về sứa bền cắt theo công thức (7.12)[TKCTM]:

Ta chọn then có các thông số như sau: b=12; h=8; t1=5; t2=3,3

Chọn chiều dài then l= 54 mm

kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7.17)[TKCTM]:

b, với chỗ lắp then có d= 35( bánh răng 3 và 4) mm

Ta chọn then có các thông số như sau: b=10; h=8; t1=5; t2=3,3

Chọn chiều dài then l= 40 mm

kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7.17)[TKCTM]:

Vậy then trên trục 3 đã thỏa mãn.

Với trục có đường kính vị trí lắp then d = 45 mm tra bảng (9.1a) [TKCTM I], tachọn then có các thông số như sau: b= 14; h= 9; t1=5,5; t2=3,8; chọn chiều dài then

Vậy then trên trục 3 đã thỏa mãn.

Kết luận các then điều thỏa mãn điểu kiệm về sứa bền dập và sứa bền cắt

Chọn thời gian làm việc của ổ là 2,5 năm

- Thời gian làm việc của ổ 2,5 năm thay 1 lần:

Vì Fr12< Fr11 nên ta tính toán chọn ổ cho ổ 1

2 Kiểm nghiện khả năng tải động của ổ:

Tải trọng động quy ước:

Q =( XVFr + YFa)ktkd

Ta có:

Khả năng tải động được đảm bảo.

3 Khả năng tải tĩnh của ổ:

Chọn thời gian làm việc của ổ là 2,5 năm

- Thời gian làm việc của ổ 2,5 năm thay 1 lần:

Lh = 2,5 300 2 6 = 9000 (h)

Chọn sơ bộ : ổ đũa côn cỡ trung 7306 với d= 30 mm, D = 72 mm; B=19; r = 2,0; C= 40,0kN; C0 = 29,9 kN ( Bảng P2.7 trang 262)

1 Phản lực tại các ổ:

Lực hướng tâm tác dụng lên ổ 1.

Vì Fr21 = Fr22 nên ta tính toán chọn ổ cho 1 ổ

2 Kiểm nghiện khả năng tải động của ổ:

Tải trọng động quy ước:

Khả năng tải động của ổ được đảm bảo

3 Khả năng tải tĩnh của ổ:

Ta có:

Q0 = X0.Fr + Y0.Fa = 0,6 3221,29 + 0,5 447,5 = 2156,5 NVới X0 = 0,6; Y0= 0,5 (bảng 11.6 trang 221)

- Tuổi thọ: do thời gian làm việc của HGT là lớn nên ta chọn tuổi thọ ổ phù hợp.

Chọn thời gian làm việc của ổ là 2,5 năm

- Thời gian làm việc của ổ 2,5 năm thay 1 lần:

Vì Fr31> Fr32 nên ta tính toán chọn ổ cho ổ 1

2 Kiểm nghiện khả năng tải động của ổ:

Tải trọng động quy ước:

Khả năng tải động được đảm bảo

3 Khả năng tải tĩnh của ổ:

Ta có:

Q0 = X0.Fr + Y0.Fa = 0,6 2521,98+ 0 = 1513,18 N

Ký hiệu ổ

THIẾT KẾ VỎ HGT, BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP

1 Tính toán kết cấu của vỏ hộp:

Chỉ tiêu của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chon vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu GX15-32

Chọn bề mặt nắp ghép và thân đi qua tâm trục

2 Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Lấy sâu ngâm dầu khoảng ¼ bán kính của bánh răng cấp chậm

3 Dầu bôi trơn hộp giảm tốc.

Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45

4 Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp.

Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then và chọn kiểu lắp là H7/k6 vì nó chịu tả vừa và va đập nhẹ

5 Điều chỉnh sự ăn khớp

Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ này ta chọn chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với bánh răng lớn

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

Chiều dày: Thân hộp δ

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít D 3

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong

L : chiều dài thân hộp, chọn sơ bộ L = 260 (mm).

B : chiều rộng hộp, chọn sơ bộ B = 310 (mm).

PHẦN VII CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP

6 Náp quan sát.

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu

Que thăm dầu

1 Dung sai và lắp ghép bánh răng:

Chịu tải vừa, thay đổi va đập nhẹ vì thế ta chọn kiểu lắp trung gian va đập nhẹ H7/k6

2 Dung sai lắp ghép ổ lăn.

Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý:

- Lắp vòng trong trên trục theo hệ thống lỗ, lắp vòng ngoài vào vỏ theo hệ thống trục

- Để các vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục hoặc lỗ khi làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay

- Đối với các vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở.

Chính vì vậy mà khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lănvào vỏ ta chọn H7

3 Dung sai khi lắp vòng chắn dầu.

Chộn kiểu lắp trung gian H7/Js6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

4 Dung sai khi lắp vòng lò xo (bạc chắn) trên trục tùy động:

Vì bạc chỉ có tác dụng chặn các chi tiết trên trục nên ta chọn chế độ lắp có

độ hở H8/h7

5 Dung sai lắp ghép then trên trục:

Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trên trục là P9 và kiểu lắp trên bạc là D10.Kiểu lắp

Kiểu lắp

Dungsai(m)

Kiểu lắp

Dungsai(m)

Kiểu lắp Dung sai

+2

+18 +2

+21+2

∅ 40 H 7

k 6

+250+18+2+18

+2

+18 +2

+21+2

Ổ lăn –

trục ∅ 20 k 6

+18+2 ∅ 30 k 6

+18+2 ∅ 40 k 6

+21+2

-72-126

-85-143

Kích thước tiết

diện then bxh

Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then

Chiều sâu rãnh then

hạn trên trục t 1

Sai lệch giới hạn trên bạc t 2

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Hữu Lộc - Cơ Sở Thiết Kế Máy – NXB ĐHQG TPHCM

[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyên – Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí T1 – NXBGD

[3] Trịnh Chất - Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy - Nhà xuất bản Khoa Học và

Kĩ Thuật

[4] Trịnh Chất, Lê Văn Uyên – Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí T2 – NXBGD

[5] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm - Thiết Kế Chi Tiết Máy - NXBGD[6] Trần Hữu Quế - vẽ kĩ thuật cơ khí tập 1 – nhà xuất bản giáo dục – năm 2006.[7] Lê Hoàng Tuấn – Bùi Cônng Thành – Sức bền vật liệu tập 1- Nhà xuất bản Khoa Học và Kĩ Thuật

[8] Lê Hoàng Tuấn – sức bền vật liệu tập 2- Nhà xuất bản Khoa Học và Kĩ Thuật.[9] Ninh Đức tốn – Dung sai và lắp ghép – Nhà xuất bản Giáo Dục