Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
Trong đó: ηbrn : Hiệu suất của một cặp bánh răng nghiêng ηbrc : Hiệu suất của một cặp bánh răng côn
ηol: Hiệu suất của một cặp ổ lăn
ηđ : Hiệu suất của bộ truyền đai thang
ηkn : Hiệu suất của khớp nối
ηot : Hiệu suất của một cặp ổ trượt
Trang 3Vậy ta chọn động cơ 4A với thông số kỹ thuật (bảng P1.1[1]-tr234) như sau:
Trang 4Thỏa mãn điều kiện
b) Công suất trên các trục: tính từ trục công tác (kW)
c) Mô men xoắn trên các trục:
Trang 6CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY I TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI
Trang 71 Chọn loại đai và tiết diện đai:
- Theo yêu cầu thiết kế là bộ truyền đai hình thang
- Từ điều kiện làm việc trên, ta chọn đai thang thường có tiết diện đai loại A (vận
Thỏa mãn điều kiện
- Tính chiều dài đai l:
- Tính nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây:
Trang 8
i= v
l= 19,312 =9,66<imax=10 (CT4.15[1]-tr60)
Thỏa mãn điều kiện
P1=16,35 (kW): Công suất trên trục bánh đai chủ động
|PO|=3,08(kW ): Công suất tối đa cho phép (bảng 4.19[1]-tr62) Kđ=1,25: Trị số của hệ số tải trọng động (bảng 4.7[1]-tr55)
Trang 9
Cα=0,915: Trị số của hệ số Cα ảnh hưởng của góc ôm α1=144o (bảng
Cz=0,865: Trị số của hệ số Cz ảnh hưởng của sự phân bố không đồng đều tải trọng cho các dây đai (bảng 4.18[1]-tr61)
4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
- Tính lực căng ban đầu:
Trang 10II.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN
Trang 11=> =>
CT6.7[1]/91:
Với là số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
, , lần lượt là mô men xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
Ta có: NHE2 > NHO1; NHE1 =4.NHE2 => NHE1 > NHO1 =>KHL =1
-Bánh răng côn răng thẳng :
-Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải theo 6.13[1]/93: Ứng suất uốn cho phép:
- là hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
Trang 12
- là hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
Trong đó:
-Ứng suất uốn cho phép khi quá tải Theo CT6.14[1]/94:
3 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN
Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài: -Theo CT6.52a[1]/110:
Trong đó:
Trang 14
4 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC
Trang 15-KF là hệ số tải trọng khi tính về uốn Theo CT6.67[1]/115:
-Tra nội suy theo bảng 6.21 ta có:
Trang 16Như vậy độ bền uốn được đảm bảo.
6 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI
Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kqt=1,4
Trang 177 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH.
Chiều dài côn ngoài
Chiều cao răng ngoài Chiều cao đầu răng ngoài Chiều cao chân răng ngoài
Trang 18Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế nên ta chọn vật liệu của bộ truyền cấp chậm như bộ truyền cấp nhanh.
2 XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP
Ứng suất tiếp xúc cho phép
Bánh răng trụ răng nghiêng:
Ứng suất uốn cho phép
3 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN
-Theo CT6.15a[1]/94: Trong đó:
Trang 19Theo bảng tiêu chuẩn 6.8 chọn m = 2,5(mm)
- Đường kính đáy răng:
4 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC
Theo CT6.33[1]/103, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc:
Trang 21Vậy điều kiện tiếp xúc được đảm bảo.
5 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN
Trang 22Vậy độ bền uốn được thỏa mãn.
6 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI
Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kqt=1,4
Trang 237 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN
Ứng suất xoắn cho phép: [τ] = 12 20 Mpa
2 TÍNH SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC
Trong đó:
T là momen xoắn, Nmm
[τ] là ứng suất xoắn cho phép, Mpa Chọn [τ] = 14 Mpa
Trang 24
Đường kính đầu vào của trục hộp giảm tốc lắp bằng khớp nối với trục
3 XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC GỐI ĐỠ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC
Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ , khe hở cần
Trang 25 Sơ đồ sơ bộ khoảng cách hộp giảm tốc
Trang 26
-Chiều dài mayơ bánh răng côn nhỏ:
Trang 284.2 LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG CÔN
Trang 294.5 LỰC TÁC DỤNG TỪ BỘ TRUYỀN XÍCH
Trong đó Fr = Fxích = 3019,53(đã tính ở bộ truyền xích)
5 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH CHÍNH XÁC VÀ CHIỀU DÀI CÁC ĐOẠN TRỤC
5.1 TÍNH TOÁN TRỤC VÀO CỦA HỘP GIẢM TỐC5.1.1 TÍNH CÁC PHẢN LỰC VÀ VẼ BIỂU ĐỒ MÔ MEN
Chiếu các lực lên phương ox
Trang 30 Biểu đồ mô men:
Trang 315.1.2 TÍNH MÔMEN UỐN TỔNG, MÔMEN UỐN TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ ĐƯỜNG KÍNH CÁC ĐOẠN TRỤC
Theo các CT10.15 và 10.16[1]/192 ta có: Tại tiết diện I0:
Tại tiết diện I1:
Tại tiết diện I2:
Tại tiết diện I3:
Trang 32
Tại tiết diện I3 lắp bánh răng Chọn theo tiêu chuẩn lấy = 25(mm)
5.2 TÍNH TOÁN TRỤC TRUNG GIAN
5.2.1 TÍNH CÁC PHẢN LỰC VÀ VẼ BIỂU ĐỒ MÔ MEN
Chiếu các lực lên phương ox
Trang 33 Biểu đồ mô men:
Trang 345.2.2 TÍNH MÔMEN UỐN TỔNG, MÔMEN UỐN TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ ĐƯỜNG KÍNH CÁC ĐOẠN TRỤC
nhưng do yêu cầu về lắp ráp và chế tạo ta lấy d = 35(mm) Tại tiết diện II3:
Tại tiết diện II2:
Trang 35 Chiếu các lực lên phương oy
Trang 36
Biểu đồ mô men:
Trang 375.3.2 TÍNH MÔMEN UỐN TỔNG, MÔMEN UỐN TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ ĐƯỜNG KÍNH CÁC ĐOẠN TRỤC
Tại tiết diện III0:
Tại tiết diện III1:
Tại tiết diện III2:
Tại tiết diện III3và III4:
Trang 38
V.TÍNH MỐI GHÉP THEN
Và các trục đều nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn then bằng Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn then giống nhau trên cùng 1 trục.
Vậy then đã chọn trên trục I thỏa mãn bền.
Chọn lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng, xích, nối trục theo k6 kết hợp lắp then Ta có bảng ghi kích thước then, mômen cản uốn và
mômen cản xoắn trong bảng sau:
Trang 39Tại tiết diện II2 & II3: d = 40mm
Tra bảng 9.1a ta có các thông số của then:
Tiết diện III2: d = 55mm
Tra bảng 9.1a ta có các thông số của then:
Trang 404 TÍNH KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN MỎI
Kết cấu trục vừa thiết kế sẽ đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:
Trong đó:
-[S] là hệ số an toàn cho phép: [S] = 1,5…2,5
riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
τ-1 = 0,58 σ-1 = 0,58 261,6 = 151,7 Mpa
-σaj, σmj ,τaj, τmj: biên độ và trị số trung bình của ứng suất phápvà ứng suất tiếp tại tiết diện j.
- Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng: do đó aJ
Trang 41- là mômen cản uốn và mômen cản xoắn tại tiết diện j Tra bảng 10.6[1]/194 với trục có rãnh then :
0,63μm Với
Ky= 1.
-Theo bảng 10.12, khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu có:
các tiết diện này Theo bảng 10.11, ứng với kiểu lắp đã chọn
Trang 42
Kết quả tính hệ số an toàn S tại các mặt cắt nguy hiểm được ghi trong bảng
Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột ta tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh Theo các CT[1]/198:
Trong đó:
Trang 43
Với Mmax và Tmax là mômen uốn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải, Nmm;
σch là giới hạn chảy của vật liệu trục, MPa.
Trang 44 Kiểm nghiệm điều kiện bền của vòng đàn hồi và chốt: -Điều kiện bền dập của vòng đàn hồi:
Đảo chiều Fk ta tính lại lực:
Các lực theo phương x thay đổi:
Trang 46
VI.CHỌN VÀ TÍNH TOÁN Ổ LĂN
Vì ổ lăn có nhiều ưu điểm như: mô men ma sát nhỏ, mô men mở máy nhỏ, chăm sóc và bôi trơn đơn giản, thuận tiện sửa chữa và thay thế(ổ lăn là chi tiết được tiêu chuẩn) nên ổ lăn được dùng khá phổ biến.
1 TÍNH Ổ THEO TRỤC 11.1 CHỌN LOẠI Ổ LĂN
-Ta chọn loại ổ đũa côn cho các gối đỡ 0 và 1.
-Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình
1.2 CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN
Kích thước ổ lăn được chọn theo 2 chỉ tiêu:
-Khả năng tải động nhằm đề phòng tróc rỗ bề mặt làm việc -Khả năng tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng dư
1.3 CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI ĐỘNG
Q là tải trọng quy ước,kN
L là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay
Trang 47
m là bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ổ đũa: m=10/3
-V là hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay V=1 -Kt là hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, Kt =1(to <100o)
-Kd là hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3 với đặc tính làm việc
Trang 48Dựa vào bảng 11.5 và theo sơ đồ trục 1 như trên ta có:
Trang 49= (0,4.1.1595,84 + 1,645.1000,4).1.1 = 2284(N)
= (1.1.2845,28 + 0.861,57).1.1 = 2845,28(N)
Tải trọng tương đương:
1.4 CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI TĨNH
Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả năng tải tĩnh.
Trang 50-Ta chọn loại ổ đũa côn cho các gối đỡ 0 và 1.
-Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình
2.2 CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI ĐỘNG
-Đường kính ngõng trục dII0 = dII1 =35(mm),
-Tra bảng phụ lục P2.11[1]/256, với cỡ trung ta chọn được ổ đũa côn 1dãy có
Trang 52Tổng lực dọc trục, chiều theo chiều Fa3:
Trang 53Tải trọng tương đương:
Trang 553.1 CHỌN LOẠI Ổ LĂN
Lực hướng tâm tại ổ lăn:
Ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy.
-Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình
3.2 CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI ĐỘNG
-Đường kính ngõng trục dIII0 = dIII1 =45(mm),
-Tra bảng phụ lục P2.7[1]/249, với cỡ trung ta chọn được ổ bi đỡ 1dãy có kí
Trang 56Tải trọng tương đương:
Trang 58
< Co = 26,7(kN) Vậy khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo.
VII KẾT CẤU VỎ HỘP6.1 VỎ HỘP
Tính kết cấu của vỏ hộp: Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32.
Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục.
6.2 KẾT CẤU BÁNH RĂNG
Chọn phương pháp rèn hoặc dập để chế tạo phôi bánh răng, vật liệu là thép C45.
6.3 KẾT CẤU NẮP Ổ
Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32.
Trang 59Khe hở giữa các chi tiết
-Giữa bánh răng và thành trong hộp -Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy
Trang 60-Giữa mặt bên các bánh răng với
Để kiểm tra, quan sát các tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có lắp cửa thăm Dựa vào bảng 17-5[2]/90 ta chọn kích thước của cửa thăm như hình vẽ:
Trang 61Khi làm việc nhiệt độ trong hộp tăng lên, để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi Nút thông hơi được lắp trên nắp cửa thăm(hình vẽ nắp cửa thăm) Theo bảng 17-6[2]/91 ta chọn các kích thước của nút thông hơi như sau:
3 NÚT THÁO DẦU
Sau 1 thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn hoặc bị biến chất, do đó phải thay dầu mới Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ được bít kín bằng nút tháo dầu Dựa vào bảng 17-7[2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước như hình vẽ.
4 KIỂM TRA MỨC DẦU
Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu
Trang 625 CHỐT ĐỊNH VỊ
Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục Lỗ trụ lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ.
6 ỐNG LÓT VÀ NẮP Ổ
Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp ghép và điều chỉnh bộ phận ổ, đồng thời tránh cho ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, ống lót làm bằng vật liệu GX15-32, ta chọn kích thước của ống lót như sau:
Trang 63Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulông
128,85 tra bảng 18-3b[2] ta có Q = 357,7(kG), do đó theo bảng 18-3a[2] ta dùng bulông vòng M16