Chng 4: Kiểm nghiệm răng về quá tải ứng suất quá tải cho phép: MPa1260450.8,2.8,2 2ch max H MPa464580.8,0.8,0 1ch max 1F MPa360450.8,0.8,0 2ch max 2F Hệ số quá tải: K qt = T max /T = 1,8; H1max = H . 3,6318,1.7,470K qt MPa < [ H ] max = 1260 MPa; Để đề phòng biến dạng d- hoặc phá hỏng tĩnh mặt l-ợn chân răng ta kiểm nghiệm: F1max = F1 . K qt = 85.1,8 = 153 MPa ; F2max = F2 . K qt = 77.1,8 = 139 MPa ; vì F1max < [ F1 ] max , F2max < [ F2 ] max nên răng thoả mãn điều kiện bền khi quá tải. Từ đó lập đ-ợc bảng các giá trị cơ bản của hai bộ truyền nh- sau: Bộ truyền cấp nhanh Bộ truyền cấp chậm Các thông số cơ bản của hệ truyền động bánh răng. Kí hiệ u Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn Modul. Số răng. Hệ số chiều rộng vành răng Chiều rộng vành răng. Đ-ờng kính chia. Đ-ờng kính lăn. Đ-ờng kính đỉnh răng. Đ-ờng kính đáy răng. Đ-ờng kính cơ sở. Góc profile gốc. Góc nghiêng răng m z ba b w d d w d a d f d b x t 3 20 0,142 30 63,16 63,16 69,16 55,66 62,02 20 0 18,2 0 0 3 113 0,142 30 356,85 356,85 362,85 349,35 197,34 20 0 18,2 0 0 3 33 0,4 85 66 100,4 106,28 93,084 62,02 20 0 0 0,264 3 105 0,4 85 210 319,47 325,3 312,1 197,34 20 0 0 0,786 Hệ số dịch chỉnh. Cấp chính xác. ccx 9 9 9 9 III. tính toán thiết kế trục: 1. Thông số khớp nối trục đàn hồi: Khớp nối trục đàn hồi truyền công suất từ trục 3 đến tang quay. Do khớp nối truyền công suất t-ơng đối lớn nên ta chọn cách nối trục vòng đàn hồi. Tại trục III có mômem xoắn T III = 1121087 (Nmm). Khi đó tra bảng 16.10a có các kích th-ớc cơ bản của nối trục vòng đàn hồi đ-ợc tra theo mômem xoắn. T =2000 (M.m) d = 63 (mm) D = 260 (mm) d m = 120 (mm) L = 175 (mm) l = 140 (mm) d 1 = 110 (mm) D o = 200 (mm) Z = 8 n max = 2300 B = 8 B 1 =70 l 1 = 48(mm) D 3 = 48 (mm) l 2 = 48(mm) Bảng 16.10b kích th-ớc cơ bản của vòng đàn hồi T = 2000 (N.m) d o = 24 (mm) d 1 = M16 D 2 = 32 (mm) l = 95 (mm) l 1 = 52 (mm) l 2 = 24 (mm) l 3 = 44 (mm) h = 2 2.Thiết kế trục a. Chọn vật liệu: Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45, tôi có b = 800 MPa. ứng suất xoắn cho phép [] = 15 30 Mpa b. Xác định sơ bộ đ-ờng kính trục. Theo ct 10.9 đ-ờng kính trục thứ k với k =1 3; 3 k k 2,0 T d (mm) MPa15 mm.N67560T 1 => 2,28 15.2,0 67560 d 3 1 (mm) chọn sơ bộ d = 30, tra bảng 10.2 , ta đ-ợc chiều rộng ổ lăn b 0 = 19 mm. MPa20 mm.N367450'T 2 => 1,45 20.2,0 367450 d 3 2 (mm) chọn sơ bộ d = 45, tra bảng 10.2, ta đ-ợc chiều rộng ổ lăn b 0 = 25 mm. MPa25 mm.N1121087T 3 => 8,60 25.2,0 1121087 d 3 3 (mm) chọn sơ bộ d = 60, tra bảng 10.2, ta đ-ợc chiều rộng ổ lăn b 0 = 31 mm. c, Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực. Chọn k 1 = 9 (mm), k 2 = 8 (mm), k 3 = 10 (mm), h n = 20 (mm). Với hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp đồng trục: Với các kí hiệu: k: số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc. i: số thứ tự của chi tiết trên trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia truyền tải. l ki : khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ i trên trục thứ k. l mki : chiều dày mayơ của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i) trên trục k. b ki : chiều rộng vành răng thứ i trên trục k. l cki : khoảng côngxôn (khoảng chìa) trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ. l cki = 0,5.( l mki +b 0 ) + k 3 + h n l c33 = 0,5.(95 + 31) + 10 + 20 = 93 Chiều dài mayơ nửa khớp nối, đối với hệ thống ta thiết kế là nối trục vòng đàn hồi nên: l m33 = 100 mm Chiều dài mayơ bánh đai: l m12 = 35 mm Chiều dài mayơ bánh răng trụ: l m13 = 40 mm, l m22 = 60 mm, l m32 =80 mm Ta có: - Trục 1: l 12 = - l c12 = 40 mm l 13 = 0,5 (l m13 + b 0 ) + k 1 + k 2 = 0,5.(40 + 19) + 9 + 8 = 46,5 l 11 = 2.l 13 =2.46,5 = 93 - Trục 2: l 22 = 0,5.(l m22 + b 0 ) + k 1 + k 2 = 0,5.(60 + 25) + 9+ 8 = 59,5 l 23 = l 11 +l 32 + k 1 + b 0 = 93 + 72,5 + 9 + 25 = 199,5 l 21 = l 23 + l 32 = 199,5 + 72,5 = 272 - Trục 3: l 32 = 0,5.(l m32 + b 0 ) +k 1 + k 2 =0,5.(80 +31) + 9 +8 =72,5 l 31 = 2.l 32 = 2.72,5 = 145 l 33 = l 31 + l c33 = 145 + 125 = 270 d, Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quáy tác dụng lên trục: Ta có sơ đồ bố trí hộp giảm tốc nh- hình d-ới: Chọn hệ toạ độ nh- biểu diễn. Theo các thông số tính toán đ-ợc, lực từ bánh đai tác dụng lên trục 1 h-ớng theo ph-ơng y và có trị số là: F y12 = 536 N. Các thành phần lực trong thiết kế đ-ợc biểu diễn nh- hình vẽ phần trên. Lực tác dụng của khớp nối trục đàn hồi tạo ra: F x33 = (0,2 0,3) F r ; F r = 2T III /D 0 , Tra bảng 16.10a ta chọn D 0 = 200 mm: F x33 = 2500 N Lực tác dụng khi ăn khớp trong các bộ truyền đ-ợc chia làm ba thành phần: F x : Lực vòng. F y : Lực h-ớng tâm. F z : Lực dọc trục. Trong đó: Với trục 1: F x13 = - N2140 63,16 2.67560 d 2T 11 1 F y13 = N863 cos18,2 962140.tg20, Cos .tgF 0 0 tt1 F z13 = N704.tg18,22140.tgF 0 x13 Với trục 2: F x22 = - F x13 = 2140 N F y22 = - F y13 = 863 N F z22 = - F z13 = 704 N N7320 100,4 2.367450 d 2.T F w23 x23 2972N.tg22,17320.tgFF 0 twx23y23 Với trục 3: F x32 = - F x23 = 7320 N F y32 = - F y13 = - 2972 N Xác định đ-ờng kính và chiều dài các đoạn trục. Khi đó ta có các biểu đồ Momen và các giá trị t-ơng ứng trên các vị trí, khi tính toán momen uốn tổng và các momem t-ơng đ-ơng tại các thiết diện em tiến hành làm tròn, các kết quả có sai số đó đ-ợc bù bằng hệ số an toàn khi các trục đ-ợc kiểm nghiệm. Tính phản lực tác dụng lên các gối đỡ: Với trục 1: 1113z1313y1312y12y11 /l.rF.lF.lFFl 93/05,21.7045,46.86340.536 = 42 N y12y13y11y10 FFFlFl 53686342 = 285 N Fl x11 = N1070 93 46,5.2140 11 l 13 .l x13 F Fl x10 = N107021401070FFl x13x11 Khi đó ta có các sơ đồ biều thị giá trị mômen và các kích th-ớc sơ bộ của trục (cuối cuốn thuyết minh). Momen uốn tổng tại các thiết diện và mômen t-ơng ứng: Nmm5851067560.75,0T.75,0M 22 0td Nmm21400MMM 2 1y 2 1x1 mm6300067560.75,021400T.75,0MM 2222 11td Nmm776504975559616MMM 222 3y 2 3x3 Nmm9722567560.75,077650T.75,0MM 2222 33td đ-ờng kính trục tại các thiết diện t-ơng ứng khi tính sơ bộ: mm21 63.1,0 58510 1,0 M d 3 3 0td 0 mm5,21 63.1,0 63000 1,0 M d 3 3 1td 1 mm89,24 63.1,0 97225 1,0 M d 3 3 3td 3 Khi đó theo dãy tiêu chuẩn và điều kiện công nghệ ta chọn thông số các đ-ờng kính trục tại các thiết diện t-ơng ứng là: d 0 =20 mm, d 1 = 18 mm và d 3 = 25mm Khi tính toán lắp bánh răng và bánh đai lên trục 1 em dùng then bằng để truyền momen xoắn từ trục đến các chi tiết lắp trên nó. Khi đó theo TCVN 2261- 77 ta có các thông số về các loại then đ-ợc lắp trên các trục nh- sau: Thiết diện Đ-ờng kính trục Kích th-ớc thiết diện Chiều sâu rãnh then Bán kính góc l-ợn của rãnh b h t 1 t 2 nhá nhÊt lín nhÊt 12 18 6 6 3,5 2,8 0,16 0,25 13 25 8 7 4 2,8 0,16 0,25 [...]...Để thống nhất tính toán trên trục 2 em cũng dùng then bằng để truyền momen Khi đó theo TCVN 2261- 77 có các thông số về các loại then đ-ợc lắp trên các trục nh- sau: Thiết Đ-ờng Kích th-ớc Chiều sâu Bán kính góc diện kính l-ợn của rãnh thiết diện rãnh then trục t2 nhỏ lớn nhất b h t1 nhất 22 40 12 8 5 3,3 0,25 0 ,4 23 45 14 9 5,5 3,8 0,25 0 ,4 Với trục 3: Fl y 31 Fy 32 l 32 / l 31 2972.72,5 / 145 ... x 30 148 6 N 148 6 2972 = 148 6 Fx 32 l 32 Fx 33 l 33 / l 31 N 7320 72 ,5 2500 270 / 145 = Fl x 31 Fx 32 Fx 33 -8315 N = - (-8315 + 7320 + 2500) = - 1505 N Khi đó ta có các biểu đồ Momen, các giá trị t-ơng ứng trên các vị trí và sơ bộ các kích th-ớc của trục: Momen uốn tổng tại các thiết diện và mômen t-ơng ứng: M td 33 0,75.T 2 0,75.1121087 2 970890 Nmm M 31 M 2 31 M 2 31 149 133 2... 988167 Nmm M 32 M 2 32 M 2 32 23 243 5 2 0 2 23 243 5 Nmm x y 2 M td 32 M 32 0,75.T 2 23 243 5 2 0,75.1121087 2 998325 Nmm đ-ờng kính trục tại các thiết diện t-ơng ứng khi tính sơ bộ: d 33 3 M td 33 970890 3 57,9 mm 0,1 0,1.50 d 32 3 M td 32 988167 3 58,2 mm 0,1 0,1.50 d 31 3 M td 31 998325 3 58,5mm 0,1 0,1.50 Khi đó theo dãy tiêu chuẩn và điều kiện công nghệ ta chọn thông số các đ-ờng kính... các loại then đ-ợc lắp trên các trục nh- sau: Thiết Đ-ờng Kích th-ớc Chiều sâu Bán kính góc diện kính l-ợn của rãnh thiết diện rãnh then trục t2 nhỏ lớn nhất b h t1 nhất 32 60 18 11 7 4, 4 0,25 0 ,4 33 50 14 9 5,5 3,8 0,25 0 ,4 ... d30 = 55 mm, d32 = 60 mm, d33 = 50 mm Các đ-ờng kính ở các đoạn trục này chỉ là tính sơ bộ nên ta chỉ sử dụng các số liệu này khi nó thoả mãn điều kiện bền và điều kiện an toàn khi kiểm nghiệm lại Chọn kiểu lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo kiểu k6, lắp bánh răng, bánh đai nối trục theo k6 kết hợp với lắp then Khi tính toán lắp bánh răng và bánh đai lên trục, dùng then bằng để truyền momen xoắn từ . răng m z ba b w d d w d a d f d b x t 3 20 0, 142 30 63,16 63,16 69,16 55,66 62,02 20 0 18,2 0 0 3 113 0, 142 30 356,85 356,85 362,85 349 ,35 197, 34 20 0 18,2 0 0 3 33 0 ,4 85 66 100 ,4 106,28 93,0 84 62,02 20 0 0 0,2 64 3 105 0 ,4 85 210 319 ,47 325,3 312,1 197, 34 20 0 0 0,786 Hệ. ứng: Nmm31822036 745 0.75,0T.75,0M 22 3td Nmm 140 963 140 9531725MMM 222 1y 2 1x1 Nmm 348 045 36 745 0.75,0 140 963T.75,0MM 2222 11td Nmm50327 840 8610293815MMM 222 2y 2 2x2 Nmm58 646 0 347 650.75,0503278T.75,0MM 2222 33td đ-ờng. 1113z1313y1312y12y11 /l.rF.lF.lFFl 93/05,21.7 045 ,46 .86 340 .536 = 42 N y12y13y11y10 FFFlFl 53686 342 = 285 N Fl x11 = N1070 93 46 ,5.2 140 11 l 13 .l x13 F Fl x10 = N10702 140 1070FFl x13x11