ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY (ME2011) Sinh viên thực hiện: Võ Đình Dương MSSV:1710913 Người hướng dẫn: Ngày hoàn thành: Học kỳ năm học 2019-2020 Đề số 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: Phương án Lực vòng băng tải F,N Vận tốc băng tải v,m/s Đường kính tang dẫn, D(mm) Thời gian phục vụ L,năm Số ngày làm/năm Kng , ngày Số ca làm ngày, ca t1, giây t2, giây T1 T2 6500 1,0 300 200 25 16 T 0,7t Phần 1: Xác định công suất động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền chuyển động 1.1 Tính tốn chọn động 1.1.1 Xác định công suất cần thiết động  Xác định công suất làm việc Công suất trục đông xác định công thức: 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑡 ηch Trong đó: 𝑃𝑐𝑡 - cơng suất cần thiết cho trục động cơ, kW; 𝑃𝑡 - cơng suất tính tốn trục công tác, kW; ηch - hiệu suất chung hệ thống truyền chuyển động; Hiệu suất chung hệ thống truyền động: ηch = η2rn η4ol ηX ηkn = 0,83 Theo bảng 3.3 ta chọn: ηkn = - hiệu suất khớp nối; ηrn = 0,97 hiệu suất bánh nghiên; ηol = 0,99 - hiệu suất ổ lăn; ηX = 0,92 - Hiệu suất truyền xích Hệ thống truyền chuyển động băng tải làm việc với sơ đồ tải trọng sau: Công suất cần thiết động cơ: 𝑃𝑡 = 𝑃𝑡đ = 𝐹.𝑣 1000 𝑇 2 𝑇 √ ( 𝑇 ) 𝑡1 + ( 𝑇 ) 𝑡2 𝑡1 + 𝑡2 Khi đó: 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑡 ηch = 6500.1 1000 𝑇 ( ) √ 𝑇 0,7𝑇 25 + ( 𝑇 ) 16 25+16 = 5,82 (𝑘𝑊) = 7,01 (𝑘𝑊) 1.1.2 Xác định sơ số vòng quay đồng động cơ: Số vòng quay trục công tác: 𝑛𝑙𝑣 = 60000 𝑣 𝜋𝐷 = 60000 𝜋.300 = 63,66 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) Trong đó: v - vận tốc băng tải, 𝑣 = 𝑚/𝑠 D – Đường kính tang dẫn, 𝐷 = 300 (𝑚𝑚) Từ bảng 2.4 ta chọn sơ tỉ số truyền hộp báng trụ hai cấp khai triển: 𝑢ℎ = 10; 𝑢𝑥 = 2, số vòng quay sợ động 𝑛𝑠𝑏 = 𝑢𝑥 𝑢ℎ 𝑛𝑙𝑣 = 2.10.63,66 = 1273,2(𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) 1.1.3 Chọn động cơ: Theo bảng P1.2 với 𝑃𝑐𝑡 = 7,01 𝑘𝑊 𝑛𝑑𝑏 = 1500 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 ta dùng động 62-4 có 𝑃𝑑𝑐 = 10 𝑘𝑊, 𝑛𝑑𝑐 = 1460 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 1.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền chuyển động 1.2.1 Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền hệ dẫn động: 𝑢𝑡 = 𝑛𝑑𝑐 𝑛𝑐𝑡 = 1460 63,66 = 22,93 Trong đó: 𝑛𝑑𝑐 - số vòng quay động chọn, 𝑛𝑑𝑐 = 1460 vòng/phút 𝑛𝑙𝑣 – số vòng quay trục cơng tác, 𝑛𝑐𝑡 = 63,66 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 Dựa vào bảng 3.1 ta chọn 𝑢1 = 3,83 ; 𝑢2 = 2,61 Tính lại giá trị 𝑢𝑥 theo 𝑢𝑡 : 𝑢𝑥 = 𝑢𝑡 𝑢1 𝑢2 = 22,93 3,83.2,61 = 2,29 1.2.2 Xác định cơng suất, momen số vòng quay trục Công suất trục: 𝑃𝑙𝑣 = 𝐹.𝑣 1`000 = 6500 1000 = 6,5 (𝑘𝑊); 𝑃3 = 𝑃𝑙𝑣 𝑛𝑜𝑙 𝑛𝑥 = 6,5 0,99.0,92 = 7,14 (𝑘𝑊) 𝑃2 = 𝑃3 𝑛𝑜𝑙.𝑛𝑟𝑛 𝑃𝑑𝑐 = 𝑃1 𝑛𝑜𝑙 = = 7,14 0,99.0,97 7,75 0,99 = 7,44 (𝑘𝑊); 𝑃1 = 𝑃2 𝑛𝑜𝑙 𝑛𝑟𝑛 = 7,44 0,99.0,97 = 7,75 (𝑘𝑊) = 7,82 (𝑘𝑊) Số vòng quay trục: 𝑛𝑑𝑐 = 2930 𝑣𝑔/𝑝; 𝑛2 = 𝑛3 = 𝑛2 𝑢2 = 381,2 𝑛𝑑𝑐 𝑢1 = 1460 3,83 = 381,2 𝑣𝑔/𝑝ℎ; = 146,05𝑣𝑔/𝑝; 𝑛𝑐𝑡 = 2,61 𝑛3 𝑢𝑥 = 146,05 2,29 = 63,7 𝑣𝑔/𝑝ℎ Momen xoắn trục 𝑃𝑑𝑐 𝑇𝑑𝑐 = 9,55.106 𝑛𝑑𝑐 𝑇1 = 9,55.106 𝑃1 𝑇2 = 9,55.106 𝑃2 𝑇3 = 9,55.106 𝑃3 𝑛1 7,82 1460 7,75 = 9,55.106 1460 = 9,55.106 𝑛2 𝑛3 = 9,55.106 = 50693,49 𝑁𝑚𝑚 7,44 381,2 = 9,55.106 7,14 146,05 𝑃𝑐𝑡 𝑇𝑐𝑡 = 9,55.106 𝑛𝑐𝑡 = 9,55.106 6,5 63,7 = 51151,37 𝑁𝑚𝑚 = 186390,35𝑁𝑚𝑚 = 466874,35 𝑁𝑚𝑚 = 976022,01𝑁𝑚𝑚 Bảng 1: Đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền chuyển động Trục Thông số Công suất, kW Tỉ số truyền Số vòng quay, vg/ph Momen xoắn, Nmm Động I II III Công tác 7,82 7,75 7,44 7,14 6,5 2,29 63,7 974489,8 1460 51151,37 3,83 1460 50693,49 381,2 186390,35 Phần 2: Tính tốn truyền xích 2.1 Thông số ban đầu - Công suất truyền đến: 𝑃 = 7,14 𝑘𝑊 - Tỉ số truyền: 𝑢 = 2,29 - Số vòng quay bánh dẫn 𝑛1 = 146,05 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 2,61 146,05 466874,35 2.2 Chọn loại xích ống lăn 2.3 Chọn số đĩa xích dẫn then công thức: 𝑧1 = 29 – 𝑢 = 24,42 Số đĩa xích số lẻ để xích mòn nên theo bảng 5.4 ta chọn 𝑧1 = 25 2.4 Tính số đĩa xích lơn theo cơng thức 𝑧2 = 𝑢 𝑧1 = 2,29.25 = 57,25 𝑟ă𝑛𝑔 Ta chọn 𝑧2 = 59 𝑟ă𝑛𝑔 2.5 Xác định hệ số điều kiện sử dụng xích K 𝐾 = 𝐾𝑟 𝐾𝑎 𝐾𝑜 𝐾𝑑𝑐 𝐾𝑏 𝐾𝑙𝑣 đó: 𝐾𝑟 = 1,2 (tải trọng va đập nhẹ) 𝐾𝑎 = (hệ số xét đển ảnh hưởng khoảng cách trục a = 40pc) 𝐾𝑜 = (hệ số xét đến ảnh hưởng cách bố trí truyền) 𝐾𝑑𝑐 = (trục đĩa xích điều chỉnh được) 𝐾𝑏 = (Bơi trơn nhỏ giọt) 𝐾𝑙𝑣 = (hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ làm việc, làm việc ca) Bảng 2.1 Chọn phương pháp bôi trơn truyền Bôi trơn truyền xích, vận tốc v, m/s 𝑁𝐹𝑂 ; 𝑁𝐹𝐸2 > 𝑁𝐹𝑂2 nên hệ số tuổi thọ 𝐾𝐻𝐿1 = 𝐾𝐻𝐿2 = 3.1.3 Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh xác định sau: 𝜎0𝐻 𝑙𝑖𝑚 = 2𝐻𝐵 + 70 𝜎0𝐻 lim = 2.270 + 70 = 610 Mpa 𝜎0𝐻 lim = 2.250 + 70 = 570 Mpa 𝜎0𝐹 lim = 1,8 𝐻𝐵 𝜎0𝐹 lim = 1,8.270 = 486MPa 𝜎0𝐹 lim = 1,8.250 = 450MPa 3.1.4 Ứng suất tiếp cho phép [𝜎𝐻 ] = 𝜎0𝐻𝑙𝑖𝑚 𝑍𝑅 𝑍𝑉 𝐾𝐿 𝐾𝑋𝐻 𝑠𝐻 𝐾𝐻𝐿 = 𝜎𝑜𝐻𝑙𝑖𝑚 0,9 𝑠𝐻 𝐾𝐻𝐿 Khi cải thiện 𝑠𝐻 = 1.1 đó: [𝜎𝐻1 ] = [𝜎𝐻2 ] = 610.0,9 1,1 570.0,9 1,1 = 499,1 𝑀𝑝𝑎 = 466,4 𝑀𝑝𝑎 Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép sơ ] ]) [𝜎𝐻 ] = √0,5([𝜎𝐻1 + [𝜎𝐻2 = 483,03 𝑀𝑃𝑎 Xét giá trị [𝜎𝐻 ] - Trục có then, với đường kính 𝑑𝐵 = 28𝑚𝑚, ta chọn then có chiều rộng 𝑏 = 8𝑚𝑚; chiều cao ℎ = 7𝑚𝑚; chiều sâu rãnh then trục 𝑡 = 4𝑚𝑚; chiều sâu rãnh then mayo 𝑡1 = 3,3𝑚𝑚 - Kiểm tra bền: Ứng suất pháp tiệt diện : 𝜎𝑎 = 𝜎𝐹 = Trục có then: W = Trục đặc : 𝑊 = - 𝜋.𝑑3 32 - 𝑀𝐹 103 𝑊 𝑏𝑡(𝑑−𝑡)2 2𝑑 𝜋.𝑑3 32 Ứng suât xoắn: 𝜏 = 𝑇.103 𝑤0 Trong momen cản xoắn 𝑊0 = 𝜋.𝑑3 16 − 𝑏𝑡(𝑑−𝑡)2 2𝑑 Khi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động: 𝜏 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 = - Tại tiết diện B có tập trung ứng suất rãnh then Theo bảng 10.9 ta chọn 𝐾𝜎 = 2,05 với 𝜎𝑏 = 785𝑀𝑝𝑎 < 800𝑀𝑝𝑎, 𝐾𝜏 = 1,9 Theo bẳng 10.4 ta chọn 𝜀𝜎 = 0,91 𝜀𝜏 = 0,89 Hệ số 𝜑𝜎 = 0,045 𝜑𝜏 = 0,095 Xác định hệ số an toàn C theo công thức: 𝜎 𝑠𝜎 = 𝐾𝜎𝜎𝑎 −1 𝜖𝜎 𝛽 +𝜑𝜎 𝜎𝑚 𝜏 𝑠𝜏 = 𝐾𝜏𝜏𝑎 −1 𝜖𝜏 𝛽 +𝜑𝜏 𝜏𝑚 Hệ số an toàn: s= 𝑠𝜎 𝑠𝑡 + 𝑠2 √𝑠𝜎 𝜏 > [𝑠] = 1,5 Vị trí 𝑊 𝑊𝑜 𝜀𝜎 tiết diện A 1533,981 3067,962 0,91 B 1825,99 3981,122 0,91 C 1533,981 3067,962 0,91 D 1045,365 2090,73 0,91 - 𝜀𝜏 𝜎𝑎 0,84 0,84 0,84 0,84 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 𝑠𝜎 0 61,9 6,366734 4,94 31,73 8,261754 9,64 12,1234 - 𝑠𝜏 s 29,49048 22,70696 15,4752 4,88 8,88 - Sau tính tốn trục thỏa điều kiện bền 6.1.5 Tính tốn thiết kế trục II Lực tác dụng lên truyền bánh nghiêng cấp chậm 2.𝑇2 2.186390,35 - Lực vòng: 𝐹𝑡3 = 𝐹𝑡4 = - Lực hướng tâm: 𝐹𝑟3 = - Lực dọc trục: 𝐹𝑎3 = 𝐹𝑡3 𝑡𝑎𝑛𝛽 = 𝐹𝑎4 = 4202,24.𝑡𝑎𝑛18,75 = 1426,47N = 𝑑𝑡3 88,71 𝐹𝑡3 𝑡𝑎𝑛𝛼𝑛𝜔 = 4202,24N = 𝐹𝑟4 = 𝑐𝑜𝑠𝛽 4202,24.𝑡𝑎𝑛20 𝑐𝑜𝑠18,75 = 1615,21N Momen xoắn 𝑇2 = 186390,35 𝑁𝑚𝑚 Số vòng quay 𝑛 = 381,2 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 Momen uốn : 𝑀2 = Momen uốn : 𝑀3 = Xét (Oxz) { { 𝐹𝑎2 𝑑2 𝐹𝑎3 𝑑3 = = 545,15.219,83 1426,47.88,71 = 59920,16 𝑁𝑚𝑚 = 63271,08 𝑁𝑚𝑚 ∑ 𝑀𝑌𝐸 : − 𝑅𝐻𝑌 220 + 𝐹𝑟2 155 − 𝐹𝑟3 82,5 + 𝑀3 + 𝑀2 = 𝐹𝑌 = 0: 𝑅𝐸𝑌 − 𝑅𝐻𝑌 + 𝐹𝑟2 − 𝐹𝑟3 = −𝑅𝐻𝑌 220 + 671.155 − 1615,21.82,5 + 63271,08 + 59920,16 = 𝑅𝐸𝑌 − 𝑅𝐻𝑌 + 671 − 1615,21 = { 𝑅𝐻𝑌 = 427,01𝑁 𝑅𝐸𝑌 = 1371,22𝑁 Xét (Oyz) { { ∑ 𝑀𝑋𝐸 : 𝑅𝐻𝑋 220 − 𝐹𝑡2 155 − 𝐹𝑡3 82,5 = 𝐹𝑋 = 0: 𝑅𝐸𝑋 + 𝑅𝐻𝑋 − 𝐹𝑡2 − 𝐹𝑡3 = 𝑅𝐻𝑋 220 − 1761,11.155 − 4202,24.82,5 = 𝐹𝑋 = 0: 𝑅𝐸𝑋 + 𝑅𝐻𝑋 − 1761,11 − 4202,24 = { 𝑅𝐻𝑋 = 2816,62𝑁 𝑅𝐸𝑋 = 3146,73𝑁 Biểu đồ momen trục II Momen tương đương tiết diện 2 𝑀𝐹 = √𝑀𝑋𝐹 + 𝑀𝑌𝐹 + 0,75 𝑇 = 325957,5𝑁𝑚𝑚 2 𝑀𝐺 = √𝑀𝑋𝐺 + 𝑀𝑌𝐺 + 0,75 𝑇 = 246189𝑁𝑚𝑚 - Momen xoắn : 𝑇 = 186390,35 𝑁𝑚𝑚 Xác định đường kính tiết diện nguy hiểm nhất: 32𝑀 𝑑𝐹 ≥ 10 √ 𝐹 = 36,19 (𝑚𝑚) 𝜋[𝜎] 32𝑀𝐹 𝑑𝐺 ≥ 10 √ 𝜋[𝜎] = 32,97 (𝑚𝑚) Do trục có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 5-10%: 𝑑𝐹 = (1,05 … 1,1).36,19 = 38 … 39,8 𝑑𝐺 = (1,05 … 1,1) 32,97 = 34,6 … 36,3 Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑑𝐹 = 40 (𝑚𝑚), 𝑑𝐺 = 40 (𝑚𝑚), 𝑑𝐸 = 35, 𝑑𝐻 = 35 Ứng suất pháp tiệt diện này: 𝜎𝑎 = 𝜎𝐹 = 𝑀𝐹 103 𝑊 Trục có then, với đường kính 𝑑 = 40𝑚𝑚, ta chọn then có chiều rộng 𝑏 = 12𝑚𝑚; chiều cao ℎ = 8𝑚𝑚; chiều sâu rãnh then trục 𝑡 = 5𝑚𝑚; chiều sâu rãnh then mayo 𝑡1 = 3,3𝑚𝑚 Khi đó: - Kiểm tra bền: Ứng suất pháp tiệt diện : 𝜎𝑎 = 𝜎𝐹 = Trục có then: W = Trục đặc : 𝑊 = - 𝜋.𝑑3 32 - 𝑀𝐹 103 𝑊 𝑏𝑡(𝑑−𝑡)2 2𝑑 𝜋.𝑑3 32 Ứng suât xoắn: 𝜏 = 𝑇.103 𝑤0 Trong momen cản xoắn 𝑊0 = 𝜋.𝑑3 16 − 𝑏𝑡(𝑑−𝑡)2 2𝑑 Khi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động: 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 = - 𝜏 Tại tiết diện F,G có tập trung ứng suất rãnh then Theo bảng 10.9 ta chọn 𝐾𝜎 = 2,05 với 𝜎𝑏 = 785𝑀𝑝𝑎 < 800𝑀𝑝𝑎, 𝐾𝜏 = 1,9 Theo bẳng 10.4 ta chọn 𝜀𝜎 = 0,91 𝜀𝜏 = 0,89 Hệ số 𝜑𝜎 = 0,045 𝜑𝜏 = 0,095 Xác định hệ số an toàn C theo công thức: 𝜎 𝑠𝜎 = 𝐾𝜎𝜎𝑎 −1 𝜖𝜎 𝛽 +𝜑𝜎 𝜎𝑚 𝜏 𝑠𝜏 = 𝐾𝜏𝜏𝑎 −1 𝜖𝜏 𝛽 +𝜑𝜏 𝜏𝑚 Hệ số an toàn: 𝑠𝜎 𝑠𝑡 s= + 𝑠2 √𝑠𝜎 𝜏 Vị trí tiết diện E F G H - > [𝑠] = 1,5 𝑊 4209,2 5364,4 5364,4 4209,2 𝑊𝑜 8418,5 11648 11648 8418,5 𝜀𝜎 𝜀𝜏 𝜎𝑎 0,91 0,91 0,91 0,91 0,84 0,84 0,84 0,84 60,76 45,89 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 6.1.6 Tính tốn thiết kế trục III Momen xoắn 𝑇3 = 466874,44𝑁𝑚𝑚 Xét (Oxz) { { 𝐹𝑎4 𝑑4 = 164949,86𝑁𝑚𝑚 ∑ 𝑀𝑌𝑁 : − 𝑅𝐿𝑌 220 + 𝐹𝑟𝑋 310 + 𝐹𝑟4 137,5 − 𝑀4 = 𝐹𝑌 = 0: −𝑅𝐿𝑌 + 𝑅𝑁𝑌 + 𝐹𝑟𝑋 + 𝐹𝑟4 = −𝑅𝐿𝑌 220 + 4254,4.310 + 1615,21.137,5 − 164949,86 = −𝑅𝐿𝑌 + 𝑅𝑁𝑌 + 4254,4 + 1615,21 = { 𝑅𝐿𝑌 = 6254,57𝑁 𝑅𝑁𝑌 = 384,96𝑁 𝑠𝜏 s 5,0366 29,209 4,9634 6,6687 22,734 6,3991 - - Sau tính tốn trục thỏa điều kiện bền Momen uốn 𝑀4 = 𝑠𝜎 Xét (Oyz) { { { ∑ 𝑀𝑋𝑁 : −𝑅𝐿𝑋 220 + 𝐹𝑡4 137,5 = 𝐹𝑋 = 0: −𝑅𝐿𝑋 − 𝑅𝑁𝑋 + 𝐹𝑡4 = −𝑅𝐿𝑋 220 + 4202,24.137,5 = −𝑅𝐿𝑋 − 𝑅𝑁𝑋 + 4202,24 = 𝑅𝐿𝑋 = 2626,4𝑁 𝑅𝑁𝑋 = 1575,84𝑁 Biểu đồ momen trục III Theo biểu đồ momen tiết diện nguy hiểm L M - Momen uốn L , M: 2 𝑀𝐿 = √𝑀𝑋𝐿 + 𝑀𝑌𝐿 + 0,75 𝑇 = 507839,2𝑁𝑚𝑚 2 𝑀𝑀 = √𝑀𝑋𝑀 + 𝑀𝑌𝑀 + 0,75 𝑇 = 556798,9𝑁𝑚 - Momen xoắn F: 𝑇 = 466874,44 𝑁𝑚𝑚 Xác định đường kính tiết diện : 32𝑀𝐿 𝑑𝐿 ≥ 10 √ 𝜋[𝜎] 32𝑀𝐿 𝑑𝑀 ≥ 10 √ 𝜋[𝜎] = 41,96 (𝑚𝑚) = 43,27 (𝑚𝑚) Do trục có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 5-10%: 𝑑𝑀 ≥ 1,1.43,27 = 47,6 Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑑𝐿 = 45 , 𝑑𝑀 = 50 , 𝑑𝑁 = 45 , 𝑑𝐾 = 42(𝑚𝑚) Ứng suất pháp tiệt diện này: 𝜎𝑎 = 𝜎𝐹 = 𝑀𝐿 103 𝑊 Trục có then, với đường kính 𝑑 = 50𝑚𝑚, ta chọn then có chiều rộng 𝑏 = 16𝑚𝑚; chiều cao ℎ = 10𝑚𝑚; chiều sâu rãnh then trục 𝑡 = 6𝑚𝑚; chiều sâu rãnh then mayo 𝑡1 = 4,3𝑚𝑚 Khi đó: - Kiểm tra bền: Ứng suất pháp tiệt diện : 𝜎𝑎 = 𝜎𝐹 = Trục có then: W = Trục đặc : 𝑊 = - 𝜋.𝑑3 32 - 𝑀𝐹 103 𝑊 𝑏𝑡(𝑑−𝑡)2 2𝑑 𝜋.𝑑3 32 Ứng suât xoắn: 𝜏 = 𝑇.103 𝑤0 Trong momen cản xoắn 𝑊0 = 𝜋.𝑑3 16 − 𝑏𝑡(𝑑−𝑡)2 2𝑑 Khi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động: 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 = - 𝜏 Tại tiết diện B có tập trung ứng suất rãnh then Theo bảng 10.9 ta chọn 𝐾𝜎 = 2,05 với 𝜎𝑏 = 785𝑀𝑝𝑎 < 800𝑀𝑝𝑎, 𝐾𝜏 = 1,9 Theo bẳng 10.4 ta chọn 𝜀𝜎 = 0,91 𝜀𝜏 = 0,89 Hệ số 𝜑𝜎 = 0,045 𝜑𝜏 = 0,095 Xác định hệ số an tồn C theo cơng thức: 𝜎 𝑠𝜎 = 𝐾𝜎𝜎𝑎 −1 𝜖𝜎 𝛽 +𝜑𝜎 𝜎𝑚 𝜏 𝑠𝜏 = 𝐾𝜏𝜏𝑎 −1 𝜖𝜏 𝛽 +𝜑𝜏 𝜏𝑚 Hệ số an toàn: s= 𝑠𝜎 𝑠𝑡 + 𝑠2 √𝑠𝜎 𝜏 > [𝑠] = 1,5 Vị trí tiết 𝑊 diện K 6283,2 L 8946,2 M 10413 N 8946,2 Kiểm nghiệm then 𝑊𝑜 12566 17892 22685 17892 𝜀𝜎 𝜀𝜏 𝜎𝑎 0,91 0,91 0,91 0,91 0,84 0,84 0,84 0,84 56,77 53,47 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 𝑠𝜎 𝑠𝜏 13,05 5,3906 14,372 5,0473 10,29 5,7233 18,227 5,4605 - - Chọn kích thước then theo tiêu chuẩn: Trục Vị trí tiết diện I B(d=28mm) × × 2,8 II F(d=40mm) 12 × × 3,2 Then b  h  t2 G(d=40mm) III M(d=50mm) 16 × 10 × 𝐿𝑙 𝜎𝑑 𝜏𝑐 32 40,41 14,14 44 66,19 17,65 44 66,19 17,65 54 86,46 21,61 -Theo phụ lục 13.1 ta kích thước cần tìm bảng sau Trong đó: + 𝐿𝑙 -chiều dài làm việc then ( Ll =L-b (L chiều dài then)) + 𝑡2 :chiều cao chịu tải rãnh mayo 𝑡2 = 0,4ℎ Kiểm tra độ bền dập điều kiện bền cắt : 𝜎𝑑 = s 2𝑇103 ≤ [𝜎𝑑 ] = 150 𝑀𝑃𝑎 𝑡2 𝑑 𝑙𝑙 2𝑇103 𝜏𝑑 = ≤ [𝜏𝑑 ] = 80 𝑀𝑃𝑎 𝑏 𝑑 𝑙𝑙 Vậy then thỏa điều kiện cho phép Ổ LĂN Trục I  Thông số ban đầu Đường kính vòng trong: 25mm Số vòng quay trục I: 1460 vòng/phút Tuổi thọ: 8000h  Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B,D: 2 FrA = √𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 = 672,2 N 2 FrC = √𝑅𝐶𝑥 + 𝑅𝐶𝑦 = 935,8 N Vì FrC > FrA , ta tính tốn để chọn ổ C 𝐹𝑎 Tỉ số 545,15 = 𝐹𝑟 935,8 = 0,58 > 0,3 Nên ta chọn loại ổ bị đở chặn, góc tiếp xúc 𝛼 = 120 , ký hiệu 36205 𝐶 = 13100𝑁, 𝐶0 = 9240𝑁 Tỉ số 𝐹𝑎 = 𝐶0 𝐹𝑎 Ta có 𝐹𝑟 545,15 = = 0,06 chọn e = 0,37 theo bảng 11.3 9240 545,15 935,8 = 0,58 > e nên ta chọn X =0,45; Y =1,46  Tải trọng quy ước Q: Q = (XVFr + YFa)𝐾𝜎 𝐾𝑡 =(0,45.1.935,8+1,46.545,15).1.1 = 1217,03 N  Thời gian làm việc tính triệu vòng quay L= 60𝐿ℎ 𝑛 106 = 60.8000.1460 106 = 700,8 triệu vòng  Khả tải động tính tốn 𝑚 Ct = Q √𝐿 = 1217,03 3√700,8 = 10810,17 N  Vì Ct < C = 17600N ta chọn ổ bị đở chặn ký hiệu 36205 la hợp lý Trục II  Thông số ban đầu Đường kính vòng trong: 35mm Số vòng quay trục I: 381,2 vòng/phút Tuổi thọ: 8000h  Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ E,H: 2 FrE = √𝑅𝐸𝑥 + 𝑅𝐸𝑦 = 3432,5 N 2 FrH = √𝑅𝐻𝑥 + 𝑅𝐻𝑦 = 2848,8 N Vì FrE > FrH , ta tính tốn để chọn ổ E Tỉ số 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 𝐹𝑎2 −𝐹𝑎3 𝐹𝑟 = 0,27 Nên ta chọn loại ổ bị đở dãy ký hiệu 307 𝐶 = 26200𝑁, 𝐶0 = 17900𝑁 Tỉ số Ta 𝐹𝑎 = 881,32 = 0,034 chọn e = 0,19 theo bảng 11.3 𝐶0 26200 𝐹𝑎 𝐹𝑎2 −𝐹𝑎3 có: = 𝐹𝑟 𝐹𝑟 = 0,27 >e nên ta chọn X =0,56; Y =2,3  Tải trọng quy ước Q: Q = (XVFr + YFa)𝐾𝜎 𝐾𝑡 =(0,56.1.3432,5+2,3.881,31).1.1 = 3949,2 N  Thời gian làm việc tính triệu vòng quay L= 60𝐿ℎ 𝑛 106 = 60.8000.381,2 106 = 182,98 triệu vòng  Khả tải động tính tốn 𝑚 Ct = Q √𝐿 = 3949,2 √182,98 = 22420,9 N  Vì Ct < C = 26200N ta chọn ổ bị đở cở trung ký hiệu 307 hợp lý Trục III  Thơng số ban đầu Đường kính vòng trong: 45mm Số vòng quay trục I: 146,05 vòng/phút Tuổi thọ: 8000h  Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B,D: 2 FrL = √𝑅𝐿𝑥 + 𝑅𝐿𝑦 = 6783,63 N 2 FrN = √𝑅𝑁𝑥 + 𝑅𝑁𝑦 = 1622,2 N Vì FrL > FrN , ta tính tốn để chọn ổ C  Do có lực dọc trục Fa nên ta chọn trước cỡ ổ đở dãy cỡ trung có ký hiệu 309 với C = 37800N C0 = 26700N ( phụ lục 9.1) 𝐹𝑎 1426,47 = = 0,053 chọn e = 0,26 theo bảng 11.3 𝐶0 Tỉ số 26700 𝐹𝑎 1426,47 𝑉.𝐹𝑟 = 6783,63 = 0,21 < e = 0,26 theo bảng ta chọn X= Y =  Tải trọng quy ước Q: Q = (XVFr + YFa)𝐾𝜎 𝐾𝑡 =(1.1.6783,63+0.1426,47).1.1 = 6783,63 N  Thời gian làm việc tính triệu vòng quay L= 60𝐿ℎ 𝑛 106 = 60.8000.146,05 106 = 70,104 triệu vòng  Khả tải động tính tốn 𝑚 Ct = Q √𝐿 =6783,63 3√70,104 = 27971,1 N  Vì Ct < C = 37800N ta chọn cỡ trung hợp lý PHẦN VI: CHỌN THÂN MÁY, VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 6.1 Yêu cầu chế tạo  Chỉ tiêu chế tạo hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ  Vật liệu làm vỏ gang xám GX15-32  Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp loại gân, mặt bích, khối đỡ …  Bề mặt ghép vỏ hộp (phần vỏ nắp, phần thân) thường chọn song song với mặt đế  Bề mặt lắp ghép nắp thân cạo mài để lắp sít, lắp có lớp sơn mỏng sơn đặc biệt 6.2 Xác định kích thước vỏ hộp Tên gọi Chiều dày: Thân hộp Nắp hộp Gân tăng cứng: Chiều dày Biểu thức tính tốn  = 0,03a + = 0,03.220 + = 9,6 mm > 6mm chọn  = 10 mm 1 = 0,9  = chọn 1 = mm e = (0,8  1) = 8÷10 chọn e = mm Chiều cao h < 58 mm Độ dốc Khoảng 2o Đường kính gối trục: - Bulơng d1 d1 > 0,04a+10 = 0,04.220 + 10 = 18,8 > 12  d1 = M20 - Bulong cạnh ổ d2 d2 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = 14 ÷ 16 d2 = M16 - Bulơng ghép bích nắp thân d3 d3 = (0,8  0,9)d2 = 12,8 ÷ 14,4  d3 = M14 - Vít ghép nắp ổ d4 d4 = (0,6  0,7)d2 = 9,6 ÷ 11,2  d4 = M10 - Vít ghép nắp thăm d5 d5 = (0,5  0,6)d2 = ÷ 9,6  d5 = M8 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 = (1,4  1,8)d3 = 19,6 ÷ 25,2  S3 = 25 mm Chiều dày bích nắp hộp, S4 S4 = (0,9  1) S3 = 22,5 ÷ 25 Bề rộng bích nắp thân hộp, K3 K3 = K2 – (3  5) mm = 50 – = 46 mm  S4 = 24 mm Kích thước gối trục: -Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D3, Định theo kích thước nắp ổ D2 K2 = E2 + R2 + (35) mm = 25,6 + 20,8 + 3,6 = 50 - Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 mm -Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C (k E2 = 1,6d2 = 1,6.16 = 25,6 mm (không kể chiều dày khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) thành hộp) R2 = 1,3d2 = 1,3.16 = 20,8 mm C ≈ D3 /2 phải đảm bảo Chiều cao h h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bu lông kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: - Chiều dày: Khi khơng có phần lồi S1 S1 = (1,3  1,5) d1 = 26 ÷ 30  S1 = 28 mm - Khi có phần lồi: Dd; S1; S2 Dd xác định theo đường kính dao khoét K1  3d1  3.20 = 60 mm q > K1 + 2 = 60 + 2.8 = 76 mm  q = 80 mm - Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Các khe hở chi tiết: - Giữa thành với thành   (1  1,2)  =  9,6   = mm hộp - Giữa bánh lớn với đáy hộp 1  (3  5) = 24  40  1 = 35 mm - Giữa mặt bên bánh ránh với 2   = 10 mm Z = (L + B) / (200  300) Số lượng bulông Gối trục vỏ hộp - D3 ≈ D + 4,4d4 - D2 ≈ D + (1,6 ÷2)d4 Trục D D2 D3 I 52 65 80 II 80 100 125 III 100 120 150 6.3 Các chi tiết khác liên quan đến kế cấu vỏ hộp 6.3.1 Chốt định vị Ta dùng chốt định vị hình có thơng số sau (theo bảng 18-4b): d c 1,2 L 25÷140 chọn L =70 6.3.2 Nắp ổ  Che chắn ổ lăn khỏi bụi từ bên  Làm vật liệu GX15-32  Kết cấu nắp ổ Trục D D2 D3 D4 Z I 52 65 80 42 II 80 100 125 75 III 100 120 150 90 6.3.3 Cửa thăm Để dễ kiểm tra quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có lắp thêm nút thơng Kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18-5 tài liệu [2] sau: A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lg 150 100 190 140 175 - 120 12 M8x22 6.3.4 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thơng Nút thơng lắp cửa thăm Kích thước nút thông tra bảng 18-6 tài liệu [2]: A B C D E G H I K L M N M27x2 15 30 15 45 36 32 10 O 22 P Q R S 32 18 36 32 ... mm Môđun, mm Số Bánh dẫn Bánh bị dẫn Góc nghiêng độ Đường kính vòng chia, mm Bánh dẫn Bánh bị dẫn Đường kính vòng đỉnh, mm Bánh dẫn Bánh bị dẫn Chi u rộng vành răng, mm Bánh dẫn Bánh bị dẫn Vận...