Thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Mục lục. trang Lời nói đầu. 2 PhầnI.Tính động học hệ dẫn động. 3 I.Chọn động cơ. 3 II.Phân phối tỷ số truyền. 5 III.Tinh toán công suất,số vòng quay,mô men xoắn trên các trục 6 dẫn động. IV.Bảng kết quả. 7 PhầnII.Thiết kế chi tiết. 7 I.Thiết kế bộ truyền. 7 A.Thiết kế bộ truyền bánh răng. 7 B.Thiết kế bộ truyền trục vít. 16 C.Thiết kế bộ truyền xích. 22 II.thiết kế trục, lựa chọn ổ lăn và khớp nối. 26 A.Chọn khớp nối. 26 B.Thiết kế trục. 27 C.Chọn ổ lăn. 45 PhầnIII.Thiết kế kết cấu. 52 I.Kết cấu vỏ hộp. 52 II.Kết cấu một số chi tiết. 53 III.Bôi trơn, điều chỉnh, bảng dung sai. 56 PhầnIV.Tài liệu tham khảo. 59 Lời nói đầu Môn học Chi tiết máy là một trong những môn cơ sở giúp cho sinh viên khoa cơ khí nói riêng và sinh viên khoa khác nói chung có một cách nhìn tổng quan về nên công nghiệp đang phát triển như vũ bão. Và là cơ sở để học nhưng môn như dao cắt, công nghệ… Thiết kế đồ án chi tiết là một việc rất quan trọng, từ đó sinh viên có cơ hội tổng kết lại những kiến thức lý thuyết và làm quen với việc thiết kế. Trong nhà máy xí nghiệp sản xuất, khi cần vận chuyển vật liệu rời (khối hạt,bao gói) chủ yếu sử dụng các máy vận chuyển gián đoạn, các máy vận chuyển liên tục. Khác với các máy vận chuyển gián đoạn, các thiết bị của máy vận chuyển liên tục có thể làm việc trong thời gian dài, chuyển vật liệu theo hướng đã định sẵn một cách liên tục có năng suất cao và được ứng dụng rộng rãi khi cần vận chuyển vật liệu rời.Băng tải là một loại máy thường được sử dụng khi vận chuyển các loại vật liệu như : than đá, cát, sỏi, thóc… Băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: Động cơ truyền lực và mô men xoắn đến hộp giảm tốc tiếp đó đến băng tải. Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải là hộp giảm tốc bánh răng trụ một, hai cấp, bánh vít – trục vít, bánh răng – trục vít . ưu nhược điểm băng tải: Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả hai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn. Nhưng băng tải còn có một số hạn chế như: tốc độ vận chuyển không cao, độ nghiêng băng tải nhỏ(< 240) , không vận chuyển được theo hướng đường cong. Để làm quen với việc đó em được giao Thiết kế dẫn động băng tải(xích tải),với những kiến thức đã học và sau một thời gian nnghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo,sự đóng góp trao đổi xây dựng của bạn bè.Em đã hoàn thành được đồ án được giao. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn thầy giáo và bộ môn Cơ sở thiết kế máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Lê Văn Uyển. Hà Nội , Ngày 9 tháng 4 năm 2007 Sinh viên Đinh Duy Khoẻ PhẦnI.Tính động học hệ dẫn động. I.Chọn động cơ. 1.Chọn loại động cơ. Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ, là giai đoạn dầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Theo yêu cầu làm việc của thiết bị cần được dẫn động.Hệ dẫn động băng tải và đặc tính, phạm vi sử dụng của loại động cơ, ta chọn động cơ ba pha không đồng bộ rô to lồng sóc. Loại động cơ này có ưu điểm: kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản, làm việc tin cậy.Tuy nhiên loại này có nhược điểm là hiệu suất và cos(j) thấp (so với động cơ đồng bộ), không điều chỉnh vận tốc được. Ta chọn sơ đồ khai triển hệ đãn động sau: Động cơ điện. . 2. Bộ truyền bánh răng. 3. Bộ truyền trục vít – bánh vít 4. Băng tải. 5. Khớp nối. 2.Tính công suất động cơ. -Ta có: (I.1). -Mà (I.2). Tra bảng 2.3 (trang 19…).ta được ; ; ; (z1=2). Thay tất cả vào công thức 1.2 ta được -Vì tải trọng là thay đổi ta có: . -Tính tải trọng ngoài. -Thay lại công thức (1.1) ta được 3.Chọn nsb của động cơ. -Ta có: (1.3) -uh là tỉ số truyền của hộp giả tốc bánh răng trục vít:uh=45460 -ux là tỉ số truyền của bộ truyền xích: ux=245 Vậy -Tốc độ quay của bánh công tác mà Vậy ta chọn nsb của động cơ là :nsb=1500(v/ph). *Kết luận:Vì động cơ đặt nằm ngang nên chỉ tiêu về khối lượng của động cơ không phải làchỉ tiêu được quan tâm đầu tiên ,mà chỉ tiêu đặt cao hơn là mô men mở máy phải lớn .Do đó ta chọn động cơ loại k.Cụ thể tra bảng (P1.1).Ta chọn động cơ K132M4 có các thông số sau đây: +Pđc=5,5(KW). +nđc=1445(v/ph). +h=0,86 + + +Khối lượng của động cơ m=72(kg). +tra bảng 1.4 ta được đường kính của động cơ là:D=32mm. II.Phân phối tỉ số truyền. -Ta có tỉ số truyền trong hệ dẫn động cơ khí: (1.4) Mà Chọn sơ bộ ux=2,5 -Mà (1.5) Để chọn ubr ta dựa vào hình 3.24(trang 46).Vì là cặp bánh răng thẳng ta chọn C=0,9.Dựa vào uh=53,77 gióng lên ta có được ubr=2,2.Thay lại công thức (1.5) ta được.Ta chọn .Vậy -Thay công thức(1.4) ta được tỉ số truyền chính xác của bộ truyền xích III.Tính toán công suất,số vòng quay,mô men xoắn trên các trục của hệ dẫn động. 1.Tính công suất (P). . 2.Tính số vòng quay n. . 3.Tính mô men xoắn trên các trục (T). -Ta có công thức tổng quát liên hệ giữa mô men xoắn(T) và tốc độ quay n là: -Trên trục động cơ: -Trên trục bánh răng 1: -Trên trục 2(bánh răng trục vít). -Mô men xoắ trên trục 3. . -Mô men trên trục ra (trục 4). IV.Lập bảng tổng kết. Phần II.Thiết kế chi tiết. I.Thiết kế bộ truyền. A.Thiết kế bộ truyền bánh răng. 1.Chọn vật liệu. -Vì công suất trên bánh dẫn P=4,96 (KW) không quá lớn.Bộ truyền không có yêu cầu gì đặc biệt về .vậy theo quan điểm thông nhất hoá và dựa vào bảng 6.1/91 ta chọn. +Bánh nhỏ làm bằng thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=2414285,có úb1=850MPa, úch1=580MPa. +Bánh răng lớn cũng làm bằng thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=1924240, úb2=750MPa, úch2=450MPa. Thoả mãn điều kiện H1 ≥ H2+(10415). 2.Tính các ứng suất cho phép. 2.1Ứng suất tiếp xúc cho phép. Công thức xác ứng suất tiếp xúc cho phép [úH]và ứng suất tiếp xúc cho phép [úF]. [úH]= (úHlim0 /sH).ZR.ZV.kxH.KHL [úF]=( úFlim0/sF).YR.YS .KXF.KFL -Trong bước tính thiết kế ta chọn sơ bộ. ZR.ZV.kxH=1 YR.YS .KXF =1 Vậy các công thức trên trở thành. [úH]= (úHlim0 /sH). KHL (II.1) [úF]=( úFlim0/sF). KFL (II.2) +úHlim0, úFlim0 là ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép với số chu kỳ cơ sở.Tra bảng 6.2/92 ta có được úHlim0 =2.HB+70 , sH=1,1 (II.3) úFlim0=1,8.HB , sF=1,75 (II.4) Ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245 Ta chọn độ rắn bánh lớn HB2=230 Thay lại các công thức (I.3),(I.4) ta được. úFlim10=2.HB1+70=2.245+70=560 (MPa) úFlim20=2.HB2+70=2.230+70=530 (MPa) úFlim10=1,8.HB1=1,8.245=441 (MPa) úFlim20=1,8.HB2=1,8.230=414 (MPa) + KHL, KFL hệ số tuổi thọ. *Ta có số chu kỳ cơ sở NH0=30.HB2,4 → NH01 =30. HB12,4=30.2452,4=1,6.107 → NH02 =30.HB22,4=30.2302,4=1,39.107 Số chu kỳ ứng suất tương đương NHE,NFE. ta có c1=c2=1,n1=1445(v/ph),n2=656,82(v/ph) Mà ta có: →KHL2=1. Mà -Thay toàn bộ lại công thức (I.3).ta có Mà bánh răng là bánh trụ răng thẳng → [úH]=min[[úH1], [úH2]]=481,82(MPa). *Tương tự ta có số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về ứng suất uốn của thép C45 là NF0=4.106. NFE chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. (II.5) Tra bảng vật liệu 6.4/93.ta được mF=6 vậy (I.5)có dạng Ta có C1=C2=1,n1=1445(v/ph))≥n2→NFE1≥NFE2 Mà ta có: NEF2=185.106≥NEF0=4.106. →KFL2=1. NEF1≥ NEF2=185.106≥NEF0=4.106. →KFL1=1. -Thay lại công thức (II.4).Ta có 2.2.ứng suất quá tải cho phép. 3.Xác định các thông số của bộ truyền. Tính khoảng cách trục aw. -Vì là hộp giảm tốc nên thông số cơ bản là khoảng cách trục được xác định như sau. (I.6).Vì hai bánh răng ăn khớp ngoài. +ka hệ số phụ thuộc vào vật liêu của cặp bánh răng và loại răng.vì là bánh răng thẳng nên ta lấy ka=49,5 (bảng 6.5/94). +T1 mô men xoắn trên trục bánh chủ động T1=32781[MPa] + [úH]=481,82[MPa] +u=2,2. +Tra bảng 6.6/95 ta được +Tra bảng 6.7,sơ đồ bánh răng ứng với sơ đồ 6 →kHB=1,015. Thay toàn bộ lại công thức (I.6) được Quy tròn ta lấy 4.Xác định các thông số ăn khớp. 4.1.xác định mô đun (m). Ta có Tra theo dãy tiêu chuẩn 6.8/97 ta chọn m=1,5 (mm). 4.2.Xác định số răng . -Bánh răng thẳng b=0. Có Ta chọn Z1=41(răng). Mà Z2=u.Z1=2,2.41=90,2.Ta chọn Z2=90 răng. Khi đó thoả mãn. 4.3.Xác định hệ số dịch chỉnh(x). Z1=41>30.Nhưng yêu cầu về dịch chỉnh để đảm bảo về khoảng cách trục cho trước. +y là hệ số dịch chỉnh tâm. +Hệ số Dựa vào ky,ttra ở bảng 6.10a→kx=0,568. Mà →tổng hệ số dịch chỉnh (mm). -Hệ số dịch chỉnh của bánh 1. 5.Kiểm nghiệm răng. 5.1.Kiểm nnghiệm răng về độ bền tiếp xúc. -ứng suất tiếp xúc được tính theo công thức (II.6) +zM hệ số cơ tính vật liệu tra theo bảng 6.5/94 ta đươc zM=274(MPa)(1/3) +zH hệ số kể dến hình dánng bề mặt tiếp xúc trrong bảng 6.12/104.với →zH=1,68. +.Hệ số kể đến sự trùng khớp xủa răng.Theo công thức (6.36a/103) vì Với Thay lại ta có +kH:Hệ số quá tải Với hệ số kể đến sự phân bố tải trọng trên chiều rông vành răng.Tra bảng 6.7/96 được. hệ số kể đến sự phân bố khônng đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp.Vì là bánh răng thẳng hệ số tả trọng động . Tra bảng 6.15/105 có ọH=0,006.g0=56 , Thay lại ta được Tra bảng 6.17/106. -mặt khác ta lại có: +Ta chọn cấp chính xác là cấp 8,Ra=2,541,25(μm) →ZR=0,95. +ZV=0,85.V0,1=0,85.4,730,1=0,99. +Đường kính vòng đỉnh răng da1<da2=m.Z2+2.(1+x2)/m =1,5.90+2.(1+0,84)/1,5 =138(mm)<700(mm). →KXH=1 →[úH].ZR.ZV.KXH=481,82.0,95.0,99.1=453(MPa)> úH=410,3(MPa). Vậy (II.6),điều kiện về độ bền tiếp xúc thoả mãn. 5.2.Kiểm nghiệm về độ bền uốn. *Bánh răng 1. Để thoả mãn về độbền uốn thì (II.7) T1=32781(MPa),bW =30(mm).dW1=62,5(mm). + +Bánh răng thẳng +YF1:hệ số dạng răng bánh 1.Tra bảng 6.18/107→YF1=3,48 +KF:hệ số tải trọng uốn. KF=KFb.KFỏ.KFV KFb=1,04(tra ở bảng 6.7/96). KFỏ =1(vì bánh răng thẳng). Mà Tra bảng6.15và 6.16/105có Tra ở 6.17/106) Thay lại (II.7) +Ta lại có [úF1]=252(MPa). YR=1. YS=1,08-0,0695.ln(m)=1,08-0,0695.ln1,5=1,05. Vì → [úF1].YR.YS.KXF=252.1,05.1.1=265(MPa)> úF1=85,25(MPa). Vậy điều liện về độ bền uốn được thoả mãn. *Bánh răng 2. [úF2]= [úF1].YF2/YF1. Tra bảng 6.18→YF2=3,56. →[úF2]=85,25.3,56/3,48=87,21(MPa). Có [úF2]=236,57(MPa) → [úF2].YR.YS.KXF=236,57.1,05.1.1=148,4(MPa).>úF2=87,21(MPa). Vậy điều kiện bền uốn trên bánh 2 được thoả mãn. 5.3.Kiểm nghiệm răng về quá tải. -Đề phòng dạng dư và gẫy răng thì. +Ta có +Tra ở bảng 6.13/104 Thoả mãn. -Để đề phòng dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng thi cần có: Ta có Tra bảng 6.14/105 *Vậy các điều kiện bền được thoả mãn. 6.Bảng thống kê các thông số của bộ truyền bánh răng. Thông số Kích thước 1.Số răng Z1=41 Z2=90 2.Khoảng cách trục chia. a=98,5mm. 3.Khoảng cách trục. aW=100mm. 4.Đướng kính chia. d1=62mm. d2=135mm. 5.Đường kính đỉnh răng da1=66 da2=140 6.Đường kính đáy răng df1=60mm df2=133 7.Đường kính cơ sở db1=58 mm db2=127 mm 8.Góc prôfin góc ỏ=200. 9.Góc prôfin răng ỏt=ỏ=200. 10.Góc ăn khớp ỏWt=22,690. 11.Hệ số trùng khớp ngang ồỏ=1,4 12.Hệ số dịch chỉnh X1=0,4mm X2=0,84mm. 13.Chiều rộmh răng bW1=30mm. bW2=28mm 14.Tỉ số truyền. u=2,2 15.Góc nghiêng răng b=00. 16.Mô đun m=1,5mm. 17. 7.Tính các lực trong bộ truyền bánh răng. B.Thiết kế bộ truyền trục vít. 1.Chọn vật liệu. -Tính sơ bộ vận tốc trượt ntheo công thức 7.1/145 →Ta chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh không thiếc và đồng thau. Cụ thể là dùng đồng thanh nhôm _sắt_niken.úpmh 10_4_4.TảI trọng là trung bình →chọn vật liệu làm trục vít là thép C45,tôi bề mặt đạt độ rắn HRC=45. 2.Xác định ứng suất cho phép. Vì bánh vít làm bằng đồng thanh có cơ tính thấp hơn nhiều so với trục vít bằng thép, nên để thiết kế chỉ cần sác định ứng tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép đối với vật liệu bánh vít.Ta tiến hành kiểm tra cho bánh vít. 2.1Ứng suất tiếp xúc cho phép [úH]. -Vì bánh vít làm băng đồng thanh không thiếc nên [úH] được tra theo bảng 7.2/146.Với vận tốc trượt của trục vít được tính theo công thức →[úH]=212(MPa). 2.2.Ứng suất uốn cho phép [úF]. -[úF] đươc tính theo theo công thức [úF]= [úF0].KFL +[úF0] ứng duất uốn cho phép ứng với 106 chu kỳ.Vì trục vít được tôi,bộ truyền quay 1 chiều →[úF0]=0,25.úb+0,08.úch Vật liệu làm bánh vít là úp AmH 10-4-4,đúc ly tâm.Tra ở bảng 7.1 ta có được úb=600(MPa),úch=200(MPa). →[úF0]=0,25.600+0,08.200=166(MPa). +KFL hệ số tuổi thọ.Tính theo công thức (7.9/147). Mà Thay lại công thức ban đầu có -Ứng suất quá tải. Bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc nên [úH]max =2.úch=2.600=12009MPa). [úF]max=0,8.úch=0,8.600=480(MPa). 3.Tính toán truyền động trục vít về độ bền. 3.1.Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền. -Khoảng cách trục aW. (II.8) +z2 là số răng bánh vít.Chọn số mối răn trục vít z1=2→z2=u.z1=25.2=50. Thoả mãn đìêu kiện 28<z2=50<80. +q hệ số đường kính trục vít.Chọn theo điều kiện q≥0,25.z2=0,25.50=12,5 Dựa vào dãy tiêu chuẩn bảng 7.3/148.chọn q=12,5. +T2 mô men xoắn trên trục bánh vít T2=14214129(N.mm). +KH hệ số tải trọng.Ta chọn sơ bộ KH=1,15. Ta chọn aW=200(mm). -Tính mô đun trục vít. Dựa vào dãy tiêu chuẩn bảng 7.3/148.Ta chọn m=6,3(mm). -Hệ số dịch chỉnh. Thoả mãn -0,7<x<0,7. 3.2.Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc. Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh vít cua bộ truyền được thiết kế phải thoả mãn điều kiện sau. (II.9) +Tính chính xác lại [úH]. Ta có →chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh không thiếc có [úH]=228(MPa). +Tính chính xác hiệu suất của bộ truyền. Trong đó Tra ở bảng 7.4 ta có được ử=2,70. +KH hệ số tải trọng. Trong đó KHb hệ số phân bố tảI trọng kgông đều. Tra bảng 7.5 ta có Ө=190.Hệ số biến dạng của trục vít. T2m mô men trung bình. Thay lại Dựa vào bảng 7.6/151 ta chọn được cấp chính xác gia công là cấp 8. Dựa vào bảng 7.7/151 ta chọn được KHV=1,2. →KH=1.1,2=1,2. +Mô men xoắn trên bánh vít là: Thay lại công thức (II.9). Thoả mãn. 3.3.Kiểm nghiệm bánh vít về độ bền uốn. -Để đảm bảo độ bền uốn của răng bánh vít ,ứng suất sinh ra tại chân răng bánh vít không được vượt quá giá trị cho phép. +mn:mô đun pháp của răng mn=m/cosó=6,3/cos8,440=6,379(mm).+KF hệ só tải trọng.KF=KFb.KFV Mà KFb=KHb=1.KFV=KHV=1,2→KF=1.1,2=1,2. +d2=m.z2=6,3.50=315(mm).Đường kính vòng chia bánh vít. +b2 chiều rộng vành răng bánh vít.b2≥0,75. da1=0,75.m(q+2)=0,75.(6,3.(12,5+2)=68,5.Chọn d2=70(mm). +Ta có zV=z2/cos3ó=50/cos8,440=51,66. Dựa vao zV tra bảng 7.8/152 ta được YF=1,45. Thay lại công thức (II.10).Ta được 3.4.Kiểm nghiệm bánh vít về quá tải. Để tránh biến dạng dư hoặc dính bề mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại không được vượt quá giá trị cho phép. Trong đó [úH]=206(MPa).Kqt=1,7. [úH]MAX=1200(MPa). Để tránh biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh chân răng bánh vít,ứng suất uốn cực đại không được vượt quá 1 giá trị cho phép. Mà úF=24,829(MPa),Kqt=1,7, [úFMAX]=480(MPa). 3.5.Bảng thống kê các thông số của bộ truyền. Thông số Kích thước 1.Khoảng cách trục aW=200 mm. 2.Hệ số dịch chỉnh bánh vít x2=0,49 mm. 3.Đường kính vòng chia d1=78,75 mm. d2=315 mm. 4.Đường kính vòng đáy df1=63,63 mm. df2=306 mm. 5.Đường kính ngoài của bánh vít. daM2=324,5 mm. 6.Chiều rộng bánh vít. b=70 mm. 8.Góc ôm ọ=67,810. 9.Tỉ số truyền. u=25 10.Hiệu suất của bộ truyền. ỗ=0,72 . 11.Góc vít. ó=8,440. 12.Mô đun bánh vít m=6,3 mm. 13.Hệ số đường kính trục vít. q=12,5 mm. 14. 3.6.Tính nhiệt trong truyền động trục vít. Để tránh nhiệt sinh ra trong bộ truyền trục vít quá lớn,thì nhiệt sinh ra trong hộp giảm tốc trục vít phải cân bằng với lượng nhiệt thoát đi. -Ta đi tính diện tích bề mặt thoát nhiệt của hộp giảm tốc(m2). Công thức thiết kế +ỗ=0,72→P1=39,9/0,72=5,43(kW). +kt=13.Hệ số toả nhiệt. +ứ=0,28.Hệ số thoát nhiệt qua đáy hộp. +Hệ số b. +Ktq hệ số toả nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt.Ta chọn được Ktq=21. +[td] nhiệt độ cao nhất cho phép của dầu,vì trục vít đặt dưới bánh vít →[td]=900. +chọn t0=200. 3.7.Tính lực trong bộ truyền trục vít. 3.8.Bộ truyền luôn đảm bảo điều kiện bôi trơn vì trục vít nằm dưới. C.Thiết kế bộ truyền xích. 1.Chọn vật liệu. Vì vận tốc truyền động xích nhỏ,điều kiện làm việc chịu va đập nhẹ,tải trọng nhỏ và hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu nâng cao nên ta chọn xích ống con lăn. 2.Xác định các thông số của bộ truyền xích. 2.1.Chọn số răng đĩa xích. Sau khi tính toán hai bộ truyền bánh răng và trục vít ta tính chính xác lại tỉ số truyền của xích u=2,44. Tra bảng 5.4/78 ta được z1=25(răng) →z2=u.z1=2,44.25=61(răng). Ta thấy z1≥z1min=15(răng).z2£z2max 2.2.Xác định bước xích (t). -Bước xích t được chọn từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề tức là:áp suấp p0 trên mặt tựa bản lề phải thoả mãn điều kiện . Trong đó kZ=Z01/Z1=25/25=1. kn=n01/n1=50/26,27=1,90(chọn n01=50v/ph gần n1 nhất). +Hệ số sử dụng k được tính. K=K0.Ka.Kđ/c.Kbt.Kđ.Kc Dựa vào bảng 5.6/80 ta có được b=00→k0=1. Chọn a=40.t →ka=1. Chọn vị trí trục được điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích nên kđ/c=1. Tải trọng va đập nhẹ →kđ=1,2. Làm việc 2 ca →kc=1,25. Chọn môi trường làm việc có bụi,phương pháp bôi trơn nhỏ giọt với chất lượng đạt yêu cầu v = 0,18 (m/s) <4(m/s). →Kbt=1,8. Thay lại →K=1.1.1.1,2.1,25.1,8=2,7 +P=3,91 (KW). →Pt=3,91.2,7.1.1,9=20,06 (KW) £ [P]. Vậy tra bảng 5.5/79,với n01=50(v/ph),chọn [P]=22,9 (KW).Từ đó có t=50,8(mm). Tra bảng 5.8 ta thấy t<tMAX.Thoả mãn. 2.3.Khoảng cách trục a và số mắt xích. -Xác định sơ bộ a=40.t.40.50,8=2032(mm). -Từ khoảng cách a vứa chọn sơ bộ ta sác định được số mắt xích theo công thức . Chọn x=124(mắt xích). -Tính khoảng cách trục a. Thay số ta được. -Để xích không chịu lực căng quá lớn,khoảng cách trục a tính được cần giảm bớt một lượng Äa=0,003.a=0,003.2036,6=6,6(mm). →Vậy khoảng cách trục a=2036,6-6,6=2030(mm). 3.Kiểm nghiệm xích. 3.1.Về số lần va đập. Điều kiện là Tra bảng 5.9/83 ta được [i] =15(1/s). thoả mãn. 3.2.Về độ bền. Để tránh quá tải thì. +Q tải trọng phá hỏng tra theo bảng 5.2/76 ta được Q=226,8(kN),q=9,7(kg). +Kđ =1,7 vì Tmm=1,7.Tdn. +Tính lực vòng Ft. Ta có Mà +FV lực căng do lực ly tâm sinh ra. +F0 lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra. mà a=2,03(m)và kf=6 (do bộ truyền nằm ngang). +Dựa vào bảng 5.10/84 ta tra được [s]=7. Thay toàn bộ lại công thức ban đầu ta được. thoả mãn. 4.Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục. 4.1.Xác định các thông số của đĩa xích. -Đường kính vóng chia của đĩa xích. 4.2Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc của đĩa xích. Ta chọn vật liệu làm đĩa xích nhỏ và lớn là cùng vật liệu.Trong quá trình làm việc bánh nhỏ dễ bị phá hỏng vì mòn hơn nên ta dựa vào ứng suất cho Phép của đĩa nhỏ để chọn vật liệu.Để thoả mãn điều kiện bền thì +Ft lực vòng Ft=6982,14(N). +Fvđ lực va đập trên m dãy xích. Fvđ=13.10-7.n1.t3.m. xích 1 dãy nên m=1. →Fvđ =13.10-7.26,27.50,8.1=4,47(N). +Kd hệ số tải trọng không đều giữa các dãy xích.Vì xích 1 dãy nên kd=1. +Kđ hệ số tải trọng động kđ=1,2. +kr hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích.z1=25 nên kr=0,45. +E=2.E1.E2/(E1+E2)= 2,1.105 (MPa). +A diện tích chiếu của bản lề tra bảng 5.12/85 ta được A=645(mm2). Thay lại công thức ban đầu ta được Vậy dựa vào bảng 5.11/84 ta chọn vật liệu làm đĩa xích là thép C45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB=210 sẽ đạt được ứng suất [úH]=600(MPa). đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa xích 1.Thoả mãn úH£[úH]. -Kiểm nghiệm cho đĩa xích 2. Ta có z2=61(răng) →kr2=0,22£kr1→ úH2£úH1 £[úH]=600(MPa). Vậy bánh 2 cũng thoả mãn điều kiện về bền. 5.Xác định lực tác dụng lên trục. -Lực tác dụng lên trục Fr được tính theo công thức sau. Fr=Ft.kx Ft là lực vòng Ft=6982,14(N). kx hệ số kể đến trọng lượng xích.Vì bộ truyền nằm ngang nên kx=1,15 →Fr=6982,14.1,15=8030(N). 6.Bảng các thông số của bộ truyền xích. Thông số kích thước 1.Xích ống con lăn 2.Tỉ số truyền U=2,44 3.Số răng của bánh dẫn Z1=25 4.Số răng của bánh bị dẫn Z2=61 5.Bước xích t=50,8(mm) 6.Góc của bộ truyền b=00 7.Số mắt xích x=124 mắt 8.Khoảng cách tâm a a=2030(mm) 9.Đường kính vòng chia bánh dẫn d1=405,32(mm) 10.đường kính vòng chia bánh bị dẫn d2=986,81(mm) 11.Vật liệu thép C45 tôi cải thiện [ú]=5004600(MPa) II.Thiết kế trục,ổ lăn và khớp nối. A.Chọn khớp nối. 1.Xác định các thông số của khớp nối. Để truyền mô men từ trục của động cơ sang trục I ta dùng nối trục vòng đàn hồi ,nối trục được lắp trên trục có mô men xoắn TI=32,781(KN).Dựa vào bảng 16-10a/63-Q2 ta chọn được khớp nối. *Các thông số về kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi : T=33(N.m), d=22(mm), D=90mm. dm=36mm, L=104mm, l=50mm d1=36mm, D0=63mm, Z=4 nMAX=6500v/ph B=4mm B1=28mm l1=21mm, D3=20mm l2=20mm. Bộ phận đàn hồi bằng cao su. *Các kích thước cơ bản của vòng đàn hồi. T=31,5(N.m), dC=10mm, d1:M8 D2=15mm l=42mm l1=20mm l2=10mm l3=15mm h=1,5mm. 2.Kiểm nghiệm khớp nối. 2.1.Kiểm nghiệm về độ bền dập của vòng đần hồi. Để nối trục thoả mãn về độ bề dập thì phảI thoả mãn điều kiện sau: -Loại máy công tác là xích tải nên chọn K=1,8. Thoả mãn về độ bền dập. 2.2.Kiểm nghiệm về độ bền uốn của chốt. Để đảm bảo về điều kiện bền uốn thì phải thoả mãn biểu thức sau. Mà ta có Vậy điều kiện về độ bề uốn của chốt được thoả mãn. *Kết luận:Khớp nối chọn như trên là hợp lý. B.Thiết kế trục. 1.Chọn vật liệu. Vì công suất động cơ Pmax=5,5(kW),Pra=3,69(kW).Tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu là thép C45 thường hoá và tôi cải thiện cho cả 3 trục có úb=600(MPa),ứng suất xoấn cho phép =12 420(MPa). 2.Xác định lực tác dụng. 2.1Sơ đồ biểu diễn các lực tác dụng lên các trục (hình 2). 2.2Độ lớn của các lực như sau. Hình 2:sơ đồ phân bố lực trong hộp giảm tốc. 2.Tính thiết kế. 2.1Tính sơ bộ đường kính trục. a.Đường kính trục vào động cơ . -Trục được nối với động cơ thông qua khớp nối.Chọn sơ bộ đường kính động cơ theo công thức. dI=(0,841,2).dđc=(0,841,2).32=25,6438,49 (mm). Ta chọn dI=30(mm). b.Đường kính trục trung gian. Được chọn sơ bộ theo công thức với TII=70082(N.mm). Ta chọn dII=25(mm). c.Đường kính trục ra dIII. Được chọn theo công thức. với TIII=1421412(N.mm). Vật ta chọn dIII=70(mm). 2.2.Vẽ phác hoạ hộp giảm tốc với khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực (hình 3). Bản vẽ tờ 3(tờ phô tô)đã có 2.3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực (dựa hình 3). a.Trục vào động cơ. -Vì đường kính sơ bộ của trụ I dI=30(mm).Tra bảng 10.2/187 ta được chiều rộng ổ lăn là d0=19(mm). -Chiều dài may ơ nửa khớp nối. lmI2=(1,442,5).dI=(1,442,5).30=42475(mm).Ta chọn lmI2=60(mm). -Chiều dài may ơ lắp bánh răng. lmI3=(1,241,5).d=(1,241,5).30=36445.Ta chọ lmI3=42(mm). chọn k1=12(mm),k2=12(mm),k3=15(mm),hn=18(mm). -Ta tính được các kkhoảng cách. +lI2=0,5.(lmI2+b0)+k3+hn=0,5.(60+19)+15+18=72,8(mm). Chọn lI1=72(mm). +lI3=0,5.(b0+lmI2)+k2+k1=0,5.(19+42)+12+12=54,5(mm). Chọn lI3=55(mm). +Do kết cấu lắp ổ lăn nên lI1=2.lI3=2.55=110(mm). +Tổng chiều dài của trục I. lI=lmI2/2+lI2+lI1+b0/2=60/2+72+110+19/2=200,5(mm). b.Trục trung gian. -Vì đường kính sơ bộ của trục dII=25(mm).Tra bảng 10.2/187 chọn được chiều rộng ổ lăn b0=17(mm). -Chiều dài may ơ bánh răng. dmII2=(1,241,5).d=(1,241,5).25=30437,5(mm). chọn dmII2=35(mm)≥b2=30(mm). -Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến gối đỡ 1 trên trục. lII1=(0,941).daM2=(0,941).324,45=2924324,45(mm).Chọn lmII1=310(mm). -Khoảng cách từ gối 0 đến giữa tiết diện lắp trục vít. lII3=lII1/2=310/2=155(mm). -Chọn k1=12(mm),k2=12(mm),k3=15(mm),hn=18(mm). -Ta cólII2=lmII2/2+k3+hn+b0/2=35/2+15+18+19/2=60(mm). -Tổng chiều dài trục II. lII=lmII2/2+lII2+lII1+b0/2=35/2+60+310+19/2=397(mm). c.Trục ra. -Vì đường kính trục sơ bộ dIII=70(mm).tra bảng 10.2/187 ta chọn được b0=35(mm). -Chiều dài may ơ lắp bánh vít. lmIII2=(1,2 41,8).d=(1,2 41,8).70=84 4126(mm). chọn lmIII2=105(mm). -Chọn k1=12(mm),k2=12(mm),k3=15(mm),hn=18(mm). -Chiều dài may ơ đĩa xích. lmIII3=(1,241,5).d=(1,241,5).70=844105(mm).chọn lmIII3=95(mm). -Khoảng cách từ ổ lăn 0 đến chi tiết quay số 1. lIII1=0,5.(b0+lmIII2)+k1+k2=0,5.(35+105)+12+12=94(mm). Chọn lIII1=94(mm). -Khoảng cách từ ổ lăn 0 đến ổ lăn số 1.Vì tính chất đối xứng trong việc bố trí ổ lăn nên. lIII1=94.2=188(mm). -Khoảng cách từ ổ lăn 0 đến đĩa xích. lIII3=lIII1+0,5.(b0+lIII3)+k3+hn=188+0,5.(35+95)+15+18=286(mm). -Chiều dài của trục III là. lIII=lIII3+0,5(b0+lmIII3)=286+0,5.(35+95)=351(mm). *Nhận xét để đảm bảo tính lắp gép của bộ truyền ta phải chọn lI31=lII3=60(mm). Vậy chọn lI3=60,lI1=120(mm). 4.Tính kiểm nghiệm trục. 4.1Trục I.(biểu đồ mô men và kết cấu trục trong hình 4). 4.1.1Chọn đường kính sơ bộ các đoạn trục. -Tính các phản lực tại các gối đỡi.Ta có các phương trìmh sau. Và Từ đó ta rút ra được FX0=940,5(N),FX1=368,5(N),FZ0=FZ1=191(N). -Tính đường kính trục. Công thức tính sơ bộ đường kính trục. Tra bảng 10.5 vì dsb=30(mm),thép là C45 nên [ú]=63(MPa). +Tính đường kính khớp nối. +Tại tiết diện lắp ổ lăn. +Tại tiết diện lắp bánh răng. Vậy để đảm bảo về độ bền và kết cấu lắp ghép ta chọn: dI2=25(mm), dI0=dI1=30(mm), dI3=35(mm), dgờ=40(mm). 4.1.2Chọn then và kiểm nghiêm then. a.Chọn then tại chỗ lắp bánh răng. Ta chọn then băng để lắp cho các trục.Dựa váo đường kính d của các trục sẽ chọn được kích thước then nhất định theo bảng (9.1a). *Chọn then. Đường kính vòng chân bánh răng 1 df1=59,8(mm),mà đường kính trục dI3=34(mm). →df1-dI3-t2=59,8-34-t2=25,8-t2>>5.m=5.1,5=7,5(mm).Vậy ta dùng then để cố định bánh răng trên trục. -Vì đoạn trục lắp bánh răng ta cần lắp then để truyền mô men xoắn,vì dI3=34(mm),tra bảng 9.1a ta chọn then. r=0,32(mm).b=10(mm),h=8(mm),lthen=(0,8ữ0,9).42=33,6ữ37,8. Ta lấy lthen=35(mm). +Chiều sâu rãnh then trên trục.t1=5(mm). +chiều sâu rãnh then trên lỗ t2=3,3(mm). *Kiểm nghiệm then. -Theo độ bền dập. +Ta có TI=32781(N.mm),d=34(mm),h=8(mm),t1=5(mm),lt=35(mm), tra bảng 9.5/176 ta được [úd]=100(MPa). -Theo độ bền cắt. Ta chọn [ụ]=60(MPa). Vậy then thoả mãn điều kiện bền. b.Chọn then cho chỗ lắp khớp nối. Ta chọn then băng để lắp cho các trục.Dựa váo đường kính d của các trục sẽ chọn được kích thước then nhất định theo bảng (9.1a). *Chọn then. Đoạn lắp khớp nối ta cần chọn lắp then để truyền mô men xoấn từ động cơ sang trục I. Đường kính của chỗ lắp then dk=25mm,tra bảng ta chọn loại then có kích thước như sau: b=8mm, h=7mm, t1=4mm, t2=2,8mm, r=0,25mm.Chiều dài của then dthen=(0,8ữ0,9).30=24ữ27mm,ta chọn lthen=25mm. +Chiều sâu rãnh then trên trục t1=4mm. +chiều sâu rãnh then trên lỗ t2=2,8mm. *Kiểm nghiệm then. -Theo độ bền dập. +Ta có TI=32781(N.mm),d=25(mm),h=7(mm),t1=4(mm),lt=25(mm), tra bảng 9.5/176 ta được [úd]=100(MPa). -Theo độ bền cắt. Ta chọn [ụ]=60(MPa). Vậy then thoả mãn điều kiện bền. 4.1.3Chọn sơ bộ kêt cấu trục. Kết cấu sơ bộ các đoạn trục như đã vẽ trong hình 4. Hình 4:Biểu đồ mô men và kết cấu trục I. 4.2Trục II(sơ đồbiểu diễn các lực hình5). 4.2.1Chọn sơ bộ đường kính trục. -Xác định các phản lực gối tựa.Ta có các phương trình sau. Từ phương trính ta rút ra được: FX0=364(N),FX1=1092(N),FZ0=3256(N),FZ1=434(N). -Tính đường kính các đoạn trục II. Vì đường kính trục sơ bộ dII=25(mm),vật liệu làm bằng thép C45, [úb]=600(MPa). →[ú]=65(Mpa). +Đoạn trục lắp bánh răng. +Đoạn trục lắp ổ lăn 0. +Đoạn trục có trục vít. Vậy để đảm bảo về độ bền và điều kiện kết cấu ta chọn : dII2=25(mm),dII0=dII1=30(mm),dII3=45(mm). *Nhận xét:Ta có toàn bộ trục vít được chế tạo từ một phôi liền ,mà đường kính vòng chân của trục vít df1=64mm.Vậy để đảm bảo về kêt cấu hạ bậc ta phải chọn đường kính chỗ lắp ổ lăn và lắp bánh răng tăng lên. Ta chọn dII2=30(mm),dII0=dII1=40(mm). 4.2.2Chọn then và kiểm nghiệm then. Ta chọn then băng để lắp cho trục.Dựa váo đường kính d của các trục sẽ chọn được kích thước then nhất định theo bảng (9.1a). *Chọn then. Chỗ lắp bánh răng cần then vì dII2=30(mm).Kích thước của then là: r=0,25(mm),b=10(mm),h=8(mm),l=(0,8ữ0,9).35=28ữ31,5(mm). Chọn l=30(mm). +chiều sâu rãnh then trên trục t1=5(mm). +chiều sâu rãnh then trên lỗ t2=3,3(mm). *Kiểm nghiệm then. -Theo độ bền dập. -Tính theo độ bền cắt. Vậy điều kiện về độ bền của then là thoả mãn. 4.2.3Chọn sơ bộ kết cấu. Kết cấu sơ bộ các đoạn trục như đã vẽ trong hình 5. Hình 5:Biểu đồ mô men và kết cấu trục II(trục vít). 4.3Trục III(trục ra). 4.3.1Sơ bộ chọn đường kính trục. -Xác định các phản lực tại gối đỡ.Ta có các phương trìmh phản lực Từ các hương trình trên ta rút ra được: FX0=327(N),FX1=16728(N),FY0=3143(N),FY1=165(N). -Tính đường kính trục III. Vì đường kính sơ bộ dIII=70(mm),ta chọn được [ú]=50(MPa). +Đoạn trục lắp bánh vít. +Đoạn trục lắp ổ lăn 1. +Đoạn trục lắp đĩa xích. Vậy để đảm bảo điều kiện bền và kết cấu ta chọn: dIII0=dIII1=70(mm),dIII2=75(mm),dIII3=65(mm).dGờ=80(mm). 4.3.2.Chọn và kiểm nghiệm then. Ta chọn then băng để lắp cho trục.Dựa váo đường kính d của các trục sẽ chọn được kích thước then nhất định theo bảng (9.1a). a.Vị trí lắp bánh vít. *Chọn then. dII2=75(mm) tra bảng 9.1a ta được then có kích thước. r=0,3(mm),b=20(mm),h=12(mm),lt=(0,8ữ0,9).105=84ữ94,5(mm).Ta chọn lt=90(mm). +Chiều sâu rãnh then trên trục t1=7,5(mm). +Chiều sâu rãnh then trên lỗ t2=4,9(mm). *Kiểm nghiệm then. +Theo độ bền dập. +Theo độ bền cắt. Vậy điều kiện về độ bền của then được thoả mãn. b.Vị trí lắp xích. *Chọn then. Vì đường kính trục chỗ lắp xích dIII3=65(mm).Tra bảng 9.2a ta được kích thước của then là. b=20(mm),h=12(mm),r=0,35(mm), Lt=(0,8ữ0,9).lxích=0,8ữ0,9).95=76ữ85,5(mm) ta chọn Lt=85(mm). t1=7,5(mm),t2=4,9(mm). *Kiểm nghiệm then. +Theo độ bền dập. Vậy điề kiện về bền dập không thoả mãn.Ta chọn chiều dài then tăng lên Lt=90(mm) nên. +Theo độ bền cắt. Vậy điều kiện về độ bền của then được thoả mãn. 4.3.3Chọn sơ bộ kết cấu trục. Kết cấu sơ bộ các đoạn trục như đã vẽ trong hình 6. 4.3.4.Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi. *Ta tiến hành kiểm nghiệm về độ bền uốn cho trục ra của hộp giảm tốc(trục III). Để đảm bảo điều kiện về độ bề mỏi thì. Với ú-1=0,436.úb=0,436.600=262(MPa). ụ-1=0,58.ú-1=0,58.262=152(MPa). *Tại tiết diện lắp bánh vít có Mtđ=Max. -Ta có +Vì trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng. → +Vì trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động. +Do ,tra bảng ta được ứú=0,05.ứụ=0. Ta có. +kx hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt của trục,tra bảng 10.8/195 ta được kx=1. +ky hệ tăng bền của bề mặt trục.Tra bảng 10.9 ta chọn được ky=1,5. +Vì đoạn trục có then. Tra ở bảng 10.10/196 ta được . Tra bảng 10.11/197 có .(chọn chế tạo rãnh then bằng dao phay đĩa). Thay lại các công thức (III.4),(III.5). Thoả mãn điều kiện bền. *Tại tiết diện lắp ổ lăn 1. -Ta có: +Vì trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng. +Trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động. +Vì úb=600(MPa) nên tra bảng ta được ứú=0,05.ứụ=0. Ta có: +kx hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt của trục,tra bảng 10.8/195 ta được kx=1. +ky hệ tăng bền của bề mặt trục.Tra bảng 10.9 ta chọn được ky=1,5. +Vì đoạn trục không có then nên tra bảng 10.11/196 ta có ngay , +Thay vào các công thức (III.6),(III.7) ta được. → Vậy điều kiện bền được thoả mãn. Hình6:Biểu đồ mô men và kết cấu trục III. C.Lựa chọn ổ lăn. 1.chọn ổ lăn cho trục I. 1.1.Chọn loại ổ. Tải trọng nhỏ và trục không chịu tác dụng của lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy lắp vào các ổ lăn 0 và 1. Sơ đồ bố trí ổ lăn như hình vẽ dưới đây. 1.2.Chọn kích thước và cấp chính xác của ổ. -Dựa vào bảng p2.7/249 với đường kính lắp ổ lăn d0=d1=30(mm). Ta chọn ổ cỡ trung 306 có: d=30(mm) r=2(mm). D=72(mm) C=22(KN). B=19(mm) Co=15,1(mm).ỏ=00. -Chọn cấp chính xac của ổ lăn là cấp 0.Chọn cả hai ổ 0 và 1 cùng 1 loại ổ. 1.3.Kiểm nghiệm ổ về khả năng tải động. -Khả năng tả động Cd được tính theo công thức: -m bậc của đường cong mỏi khi thử ổ lăn.Vì là ổ bi đỡ nên m=3. -L tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay. Trong hộp giảm tốc ta có Lh=104 giờ.n=1445(v/phút). → (triệu vòng). -Q tải trọng động quy ước. Q=X.V.Fr.Kt.Kđ (vì lực Fa=0). +Khi tính ổ lăn ta chọn chiều của lực khớp nối Fx2 cùng chiều với chiều của Fx3 vì nó tạo ra các phản lực tại các ổ lăn là max.Vậy chiều của khớp nối trong (tờ 4) là không đổi. +Ta có các phản lực tại gối. Ta tiến hành kiểm nghiệm tại gối có Fr=max.Tức là kiể nghiệm tại gối 0. +chọn vòng trong quay nên V=1. +Chọn hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ Kt=1. +Kđ hệ số kể đến đặc trưng cuảu tải trọng.Tra bảng 11.3/213 ta có kđ=1,2. +X hệ số tải trọng hướng tâm X=1. +Y hệ số tảI trọng dọc trục Y=0. →Q=1.1.960.1.1,2=1,152(KN). -Vì tảI trọng tác dụng là tảI trọng thay đổi nên tải trọng tương đương được tính theo công thức. Thay lại (III.8) →thoả mãn. Vậy chọn như trên là thừa bền nên ta chọn loại ổ lăn cỡ nhẹ 206. d=30(mm) r=1,5(mm). D=62(mm) C=15,3(mm). B=169mm) Co=10,2(mm). 1.4.Kiểm nghiệm về khả năng tải tĩnh. Điều kiện để đảm bảo khả năng tải tĩnh là: Qt£Co +Co khả năng tải tĩnh tra được Co=10,2 +Qt tải tĩnh quy ước Qt=Fr=0,96(KN)<Co=10,2(thoả mãn). 2.Chọn ổ lăn cho trục 2. 2.1.Chọn loại ổ. -Dựa vào d0=40(mm).là trục để lắp bánh vít ,chịu lực dọc trục rất lớn nên ổ 0 của trục II ta lắp ổ tuỳ động (ổ bi đỡ 1 dãy).còn gối đỡ số 1 ta lắp 2 ổ đĩa côn đối nhau để hạn chế trục di chuyển dọc trục về cả hai phía. -Sơ đồ tính ổ như dưới hình vẽ sau. 2.2.Chọn kích thước và cấp chính xác ổ. -Chọn ổ lăn cho gối 0. Ta chọn tuỳ động bi đỡ 1 dãy, dựa vào bảng P2.87/251 chọn loại ổ cỡ trung 308. d=40(mm) C=31,9(KN) D=90(mm) Co=121,7(KN) B=23(mm) ỏ=00 -Chọn ổ lăn cho gối 1. Ta chọn ổ đĩa côn kép 1 dãy.Dựa vào bảng P2.11/ ta chọn loại ổ cỡ nhẹ 2 ổ 7208. d=40(mm) D1=85(mm ) ỏ=14,330 D=85(mm) C=42,4(KN) B=18(mm) Co=32,7(KN). 2.3.Kiểm nghiệm ổ lăn về khả năng tải động. *Kiểm nghiệm gối 0. Để thoả mãn điều kiện về khả năng tải động thì -Khả năng tả động Cd được tính theo công thức: -m bậc của đường cong mỏi khi thử ổ lăn.Vì là ổ bi đỡ nên m=3. -L tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay. Trong hộp giảm tốc ta có Lh=104 giờ.n=656,82(v/phút). → (Triệu vòng). -Q tải trọng động quy ước. Q=X.V.Fr.Kt.Kđ (vì là ổ bi đỡ tuỳ động nên không chịu lực dọc trục). +Khi tính ổ lăn ta chọn chiều của lực khớp nối Fx2 cùng chiều với chiều của Fx3 vì nó tạo ra các phản lực tại cácổ lăn là max.Vậy chiều của khớp nối trong (tờ 4) là không đổi. +Ta có các phản lực tại gối. Ta tiến hành kiểm nghiệm tại gối có Fr=max.Tức là kiể nghiệm tại gối 0. +chọn vòng trong quay nên V=1. +Chọn hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ Kt=1. +Kđ hệ số kể đến đặc trưng cuảu tải trọng.Tra bảng 11.3/213 ta có Kđ=1,2. +X hệ số tải trọng hướng tâm X=1. +Y hệ số tải trọng dọc trục Y=0. →Q=1.3276.1.1,2=3,93(KN). -Vì tải trọng tác dụng là tải trọng thay đổi nên tải trọng tương đương được tính theo công thức. Thay lại (III.8) → thoả mãn. Vậy điều kiện về khả năng tải động được thoả mãn. →Điều kiện về khả năng tải tĩnh cũng được thoả mãn. *Kiểm nghiệm gối 1 (ổ đũa côn 2 dãy). -Khả năng tả động Cd được tính theo công thức: +m bậc của đường cong mỏi khi thử ổ lăn.Vì là ổ đũa côn nên m=10/3. +L tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay. Trong hộp giảm tốc ta có Lh=104 giờ.n=656,82(v/phút). → (Triệu vòng). +Q là tải trọng quy ước. Ta tiến hành kiểm nghiệm cho 1 ổ đũa côn. Nhưng mỗi ổ chỉ chịu 1 lực hướng tâm là Tải trọng dọc trục . Trong đó mà . Và +chọn vòng trong quay nên V=1. +Chọn hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ Kt=1. +kđ hệ số kể đến đặc trưng cuảu tải trọng.Tra bảng 11.3/213 ta có Kđ=1,1. +Ta có Ta chọn ổ đũa chặn đỡ.Tra bảng 11.4/214. →X hệ số tải trọng hướng tâm →Y hệ số tải trọng dọc trục Vậy Chọn loại ổ như trên sẽ đảm bảo điều kiện về khả năng tải động.Đồng thời thoả mãn luôn về điều kiện về khả năng tải tĩnh. *Kết luận lại :Chọn ổ lăn như trên là hợp lý. 3.Chọn ổ lăn cho trục III. 3.1.Chọn loai ổ lăn. Vì đây là trục lăp bánh vít yêu cầu về độ cứng vững của ổ rất cao nên tại các gối 0 và 1 ta chọn ổ đũa côn.Sơ đồ bố trí ổ như hình vẽ. 3.2.Chọn kích thước và cấp chính xác ổ lăn. Dựa vào bảng P2.11/256 ta chọn loại ổ trung bình 7315 có kích thước cụ thể như sau: d=70mm, D=150mm, D1=158mm, B=35mm, 11,670, C=168KN, C0=137KN. 3.3.Kiểm nghiệm ổ về khả năng tải động. -Khả năng tả động Cd được tính theo công thức: +m bậc của đường cong mỏi khi thử ổ lăn.Vì là ổ đũa côn nên m=10/3. +L tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay. Trong hộp giảm tốc ta có Lh=104 giờ.n=656,82(v/phút). → (Triệu vòng). +Q là tải trọng quy ước. +chọn vòng trong quay nên V=1. +Chọn hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ kt=1. +kđ hệ số kể đến đặc trưng cuảu tải trọng.Tra bảng 11.3/213 ta có Kđ=1,2. +Các phản lực. Vì là ổ đũa côn nên Mà Vậy ổ lăn 0 chịu lực dọc trục và lực hướng tâm đếu lớn. ổ lăn 1 chỉ chịu lực dọc trục,lực hướng tâm Fa1 là do lực dọc trục sinh ra. *Ta tiến hành kiể nghiệm cho ổ đĩa côn số 0. +Ta có tỉ số Tỉ số này không quá lớn nên ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn. +Tra bảng 11.4/214 ta được. Vậy Điều kiện tải động được thoả mãn.Đồng thời điều kiện tải tĩnh cũng được thoả mãn . Xét theo khả năng tải tĩnh là ổ thừa bền quá nhiều nên ta chọn lại ổ.Chọn loại ổ đặc biệt nhẹ loại 2007114. D=110mm, d=70mm, D1=116mm, B=24mm, ỏ=14,80, C=67,6KN, C0=65,8KN. *Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ đĩa côn số 1. Vì Nên ta có X=1,Y=0. → Vậy Điều kiện tải động được thoả mãn.Đồng thời điều kiện tải tĩnh cũng được thoả mãn . *Kết luận lại ta chọn ổ đĩa côn có kích thước như sau. Chọn loại ổ đặc biệt nhẹ loại 2007114. D=110mm, d=70mm, D1=116mm, B=24mm, ỏ=14,80, C=67,6KN, C0=65,8KN. PHần III.Thiết kế kết cấu. I.Kết cấu vỏ hộp. 1.Chọn vật liệu. -Hộp giảm tốc để đảm bảo vị tri tương đối giữ các chi tiết và bộ phận máy,tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn,bảo vệ các chi tiết máy tránh bụi bặm. -Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ. -Ta chọn vật liệu làm hộp giảm tốc sẽ là gang xám GX15-32. 2.Chọn bề mặt ghép nắp và thân. -Vì hộp giảm tốc trục vít nên ta chọn bề mặt nắp và thân là bề mặt đi qua trục bánh vít để nắp bánh vít các chi tiết khác dễ dàng. -Đường kính ngoài của ổ lăn(ổ số 0)có D=90mm,mà đường kính đỉnh của trục vít da1=91,35mm.Do đó ta phải dùng miếng đệm có độ dày là ọ. Sao cho: Vậy ta chọn 3.Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp. -Khoảng cách tâm :Để đảm bảo sự đồng đều của về độ dày của thành hộp lấy a=aMAX=200 mm. -Chiều dày thân hộp ọ =9 mm. -Chiều dày nắp hộp ọ1=8 mm. -Đường kính bu lông nền d1=20 mm. -Gân tăng cứng có +chiều dày e=8mm. +Chiều cao h=60 mm. +Độ dốc ỏ=20. -Bu lông cạnh ổ. d2=16 mm. -Bu lông ghép nắp bích và thân. d3=12 mm. -Vít ghép nắp ổ. d4=10 mm. -Vít ghép nắp cửa thăm. d5=8 mm. -Mặt bích ghép với thân. +chiều dày S3=20 mm. +Chiều dày bích nắp hộp S4=18 mm. +Bề rộng bích nắp và thân K3=42mm. -Kích thước gối trục, +Đường kính ngoài và tâm lỗ vít (Tra bảng 18-2/88) ta có được D2=135 mm,D3=165 mm. +Chiều cao h=12 mm. +Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E2=24 mm. +R2=19,5 mm. +Khoảng cách từ mép bu lông đến mép lỗ K=18mm. +Bề rộng mặt gép bu lông cạnh ổ K2=48 mm. -Mặt đế hộp. +Chiều rộng khi có phần lồi S1=30 mm, S2=22 mm. +Bề rộng mặt đế hộp K1=60 mm,q=62 mm. -Khe hở giữa các chi tiết +Giữa bánh răng và thành trong hộp ∆=9 mm. +Giữa đỉnh răng lớn và đáy hộp ∆1=30mm. +Giưa mặt bên của bánh răng với nhau ∆=10 mm. -Số lượng bu lông nền ta chọn 4 bu lông. II.Kết cấu một số chi tiết. 1.Nút thông hơi. A B C D E G H I K L M48x3 35 45 25 70 62 52 10 5 15 M N O P Q R S 13 52 10 56 36 62 55 2.Nút tháo dầu. d b m f L c q D S Do M22x2 15 10 3 29 2,5 19,8 32 22 25,4 3.Chốt định vị. 4.Thăm dầu. III.Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp. 1.Bôi trơn. 1.1Bôi trơn các bộ truyền trọng hộp. -Vì trong hộp giảm tốc là bộ truyền bánh răng trục vít. Có vận tốc dài trên trục vít vTRụC VíT=3,2 (m/s) <10 (ms),vận tốc dài trên bánh răng trên trục I vBáNH RĂNG I =5,3 (m/s)<12 (m/s). Nên chọn phương pháp bôi trơn bàng dầu.Ngâm bộ truyền bánh răng trục vít trong dầu mức dầu tối đa là ngập tăng trục vít, mức dầu tối thiểu là ngập răng bánh răng 10 mm.Vì khi mứt đầu cao nhất đạt được thì cung vừa ngập giữa con lăn của ổ lăn lắt trên trục vít nên ta chọn cách vung dầu để đảm bảo bôi trơn cho trục vít. -Bôi trơn bằng dầu có ưu điểm hệ thống tra dầu vào hộp ,tháo dầu ra và kiểm tra dầu đơn giảm dễ dàng.Các bộ truyền đảm bảo luôn luôn được ngâm trong dầu trong suốt quá trình làm việc.Các cấn kim loại được tạo ra do mòn vì ma sát giữa các bề mặt được đưa ra ngoài ngay sau đó. -Bôi trơn bằng dầu có nhược điểm không gian trong hộp giảm tốc dùng để chứa dầu lớn làm cho hộp giảm tốc cồng kềnh.Có một lượng công suât mất mát do khuấy dầu,dầu dễ bị biến chất do bắn tung toé,mặt khác các chất cạn bã ở đáy hộp dễ bị khuấy động và hắt vào chỗ ăn khớp làm cho răng nhanh chóng bị mài mòn. 1.2Bôi trơn ổ lăn. -Tính vận tốc tại chỗ lắp ổ lăn trên các trục. v1=2,27(m/s).v2=1,03(m/s).v3=0,01(m/s). Ta chọn bôi trơn bằng dầu cho các ổ lăn trên các trục I và trục II.Tuy vận tốc trên các trục này thấp nhưng ổ lăn luôn luôn tiếp xúc với dầu vì quá trình bôi trơn các bộ truyền.Bôi trơn bằng dầu được thực hiện cùng với quá trình bôi trơn các bộ truyền điều này tạo thuận lợi lớn. Các ổ lăn trên trục III vì quay với vận tốc thấp và khó tiếp xúc được với dầu do đó ta bôi trơn bằng mỡ.So với bôi trơn bằng dầu trên trục III thì bôi trơn bằng mỡ được giữ trong ổ dễ dàng hơn,đồng thời có khả năng bảo vệ ổ tránh tác động của tạp chất và độ ẩm.Mỡ có thể làm cho ổ làm việc lâu dài (khoảng 1 năm),độ nhớt ít bị thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.Trên ổ bôi trơn bằng mỡ ta phải có vòng chắn mỡ để cho dầu không vào ổ. 2.Điều chỉnh ăn khớp. *Điều chỉnh ăn khớp dọc trục. -Trong bộ truyền bánh răng trụ sai số về chế tạo các chi tiết theo kích thước chiều dài và sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh răng trên trục không chính xác .Nó được khắp phục bằng cách lấy chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh răng lớn. -Đối với bộ truyền trục vít bánh vít,để đảm bảo sự ăn khớp chính xác giữa ren trục vít và răng bánh vít cần đảm bảo khoảng cách trục,góc giữa trục vít và bánh vít,và đảm bảo mặt trung bình của bánh vít đi qua trục của trục vít. -Vì trục vít vàn bánh vít không đặt trong cùng một vỏ hộp nên vị trí của trục vít và bánh vít được điều chỉnh khi lắp vào hộp. *Điều chỉnh ăn khớp. -Trong bộ truyền bánh răng trẳng. Sự ăn khớp có thể điều chỉnh khi lắp vào hộp,điều chỉnh bánh răng nhỏ nhờ vít điều chỉnh M10. -Điều chỉnh ăn khớp của bộ truyền trục vít bánh vít.Có hai phương pháp điều chỉnh: +Dịch chuyển trục vít cùng với bánh răng đã cố định trên trục nhờ vít điều chỉnh M10. 3.Bảng dung sai lắp ghép. 3.1Trục I. Chi tiết Kiểu lắp Sai lệch giới hạn ổ lăn và trục Bánh răng với trục Bạc với trục ổ lăn với vỏ hộp 3.2Trục II. Chi tiết Kiểu lắp Sai lệch giới hạn Bánh răng và trục ổ lăn và trục ổ lăn và thành hộp trục và vung dầu ổ lăn và cốc lót Cố lót và thành hộp 3.3Trục III. Chi tiết Kiểu lắp ổ lăn và trục Bánh vít và trục Nắp ổ và thành hộp Vung dầu và trục Phần IV.Tài liệu tham khảo. 1.Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập 1+2). Trịnh Chất-Lê Văn Uyển. 2.Chi tiết máy (tập 1+2). Nguyễn Trọng Hiệp. 3.Kỹ Thuật Đo. Ninh Đức Tốn.