Đồ án THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (388.36 KB, 37 trang )
Lời nói đầu
Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chơng
trình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo ,nguyên lý
làm việc và phơng pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục
vụ cho các máy móc ngành công _ nông nghiệp và giao thông vận tải
Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết
với thực nghiệm .Lí thuyết tính toán các chi tiết máy đợc xây dựng trên
cơ sở những kiến thức về toán học ,vật lí ,cơ học lí thuyết ,nguyên lý
máy ,sức bền vật liệu v.v,đợc chứng minh và hoàn thiện qua thí
nghiệm và thực tiễn sản xuất .
Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tầm quan
trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên
hiểu những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phơng
pháp tính toán thiết kế các chi tiết có công dụng chung ,nhằm bồi dỡng
cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các
chi tiết máy ,làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau này.
Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn Hội
_cán bộ giảng dạy thuộc bộ môn chi tiết máy , đến nay đồ án môn học
của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi
sai sót em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy và sự góp ý của các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hội đã giúp đỡ em
hoàn thành công việc đợc giao.
Hà Nội, ngày 8/11/2002
Sinh viên : Lê Đức Độ
Lớp : CTM4- K44
Phần 1: TíNH TOáN Hệ DẫN ĐộNG
I.Chọn động cơ ch ng cú chuyn gỡ
Động cơ điện là động là động cơ điện không đồng bộ ba pha vì những u
điểm sau:
- Rẻ ,dễ kiếm , dễ sử dụng và phù hợp với lới điện sản xuất
- Để đạt hiệu quả kinh tế cao cần chọn động cơ có kích thớc và công
suất phù hợp.
A. Xác định công suất cần thiết của động cơ
- Công suất cần thiết P
ct
:
1
P
lv
=
==
1000
6,1.2000
1000
.vF
3,2( KW)
-Theo sơ đồ đề bài thì : =
m
ổ lăn
.
k
bánh răng
.
khớp nối
.
xich.
.
ot
m : Số cặp ổ lăn (m = 3);
k : Số cặp bánh răng (k = 3),
Tra bảng 2.3 (tr 19), ta đợc các hiệu suất:
Hiệu suất làm việc của cặp ổ lăn :
ol
= 0,99
Hiệu suất làm việc của cặp bánh răng:
br
= 0,97
Hiệu suất làm việc của khớp nối :
k
= 0.99
Hiu sut lm vic ca trt
ot
=0.98
Hiệu suất làm việc của bộ truyền xớch
xich
=0,93
Hiệu suất làm việcchung của bộ truyền :
= (0,99)
3
. (0,97)
3
. 0.99. 0,93.0,98 = 0,799
- Động cơ làm việc với tải trọng thay đổi :
T
mm
=1.4T
1
;
- Hệ số truyển đổi :
=
76.0
7
2
3,0
7
3
8,0
7
2
1
222
2
1
2
1
=++=
=
ck
ii
ck
ii
t
t
T
T
t
t
P
P
- Công suất tơng đơng P
tđ
đợc xác định bằng công thức:
P
t
==
ct
P.
3,2*0,76 = 2,44(KW)
- Công suất cần thiết :
P
ct
=
05.3
799,0
432.2Pt
==
B. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ.
- Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống Uc.
*) Gọi tỉ số truyền sơ bộ của toàn bộ hệ thống là u
sb
.Theo bảng 2.4(tr 21),
truyền động bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp, truyền động xích (bộ
truyền ngoài):
u
sb
= u
h
. U
n
= 16.2 = 32
+ Số vòng quay của trục máy công tác là n
lv
:
n
lv
=
350
6,1.60000.60000
=
D
v
= 87,3 (v/ph)
+ Số vòng quay sơ bộ của động cơ n
sbđc
:
n
sbđc
= n
lv
. u
sb
= 87,3.32 = 2793,6 ( v/ph )
Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ là n
đb
= 2880 ( v/ph).
Quy cách động cơ phải thỏa mãn đồng thời các điều kiện :
P
đc
P
ct
n
đc
n
đb
và
T
T
T
T
mm
dn
K
2
Ta có :
kWP
ct
05,3=
;
)/(3000 phvgn
db
=
;
4,1=
T
Tmm
Theo bảng phụ lục P1.3 ( trang 236 ).
Ta chọn đợc kiểu động cơ là : K132M4
Các thông số kĩ thuật của động cơ nh sau :
)(4 kWP
dc
=
;
)/(2880 phvgn
dc
=
;
0,2=
dn
k
T
T
Kết luận : động cơ 4A100S2Y3 có kích thớc phù hợp với yêu cầu thiết
kế.
II. PHÂN PhốI Tỷ Số TRUYềN
Ta đã biết :
nhsb
uuu =
Tỷ số truyền chung :
98,32
3,87
2880
===
lv
dc
c
n
n
u
Chọn u
xíchsb
= 2 u
hộpsb
=
49,16
2
98,32
=
;
21
.uuu
h
=
Với :
u
1
: Tỉ số truyền cấp nhanh .
u
2
: Tỉ số truyền cấp chậm .
Do đó : u
2
= 3 ; u
1
= 5,33
Tính lại giá trị u
xích
theo u
1
và u
2
trong hộp giảm tốc
u
xích
=
06,2
3.33,5
98.32
.
21
==
uu
u
c
Vậy : u
hGT
= 16 ; u
1
= 5,33 ; u
2
= 3 ; u
xích
=2,06
III.Tính toán các thông số.
*) Tính công suất, momen và số vòng quay trên các trục.
Tính công suất, mô men, số vòng quay trên các trục (I, II, III) của hệ
dẫn động.
Công suất, số vòng quay :
P
ct
=3.05 (kW) ; n
lv
=87,3 (v/ph); P
đc
=4(kW).
525,2
93,0.99,0
44,2
===
xol
dc
III
P
P
(kW) ;
74,2
97,0.99,0
525,2
===
brol
III
II
P
P
(kW) ;
87,2
97,0.99,0
74.2
. ===
brol
II
I
P
P
(kW) ;
n
I
= n
đc
= 2880 (v/ph)
n
II
=
33,540
33,5
2880
1
1
2
===
u
n
n
(v/ph)
n
III
= n
x
=
11,180
3
33,540
2
2
3
===
u
n
n
(v/ph)
3
Mô men T
đc
= 9,55. 10
6
.
8,13263
2880
4
.10.55,9
6
==
dc
dc
n
P
(N. mm).
T
I
= 9,55. 10
6
.
9550
2880
87,2
.10.55,9
6
==
I
I
n
P
(N. mm).
T
II
= 9,55. 10
6
.
5,48340
91,540
738,2
.10.55,9
6
==
II
II
n
P
N. mm.
T
III
= 9,55. 10
6
.
4.133883
11,180
525,2
.10.55,9
6
==
III
III
n
P
N. mm.
Ta lập đợc bảng kết quả tính toán sau:
Phần 2 : TíNH TOáN THIếT Kế CHI TIếT MáY
I. TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG TRONG HộP GIảM TốC
A.Tính toán bộ truyền cấp nhanh ( bánh trụ răng nghiêng ).
1.Chọn vật liệu.
Với P
đc
và n
đc
đã chọn ta chọn vật liệu cho 2 bánh răng cấp nhanh nh
sau:
Chọn vật liệu nhóm I
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 ữ 285 có:
b1
= 850 MPa ;
ch 1
= 580 MPa. Chọn HB
1
= 270 (HB)
s <= 60 mm
Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn MB 192 240 có:
b2
= 750 MPa ;
ch 2
= 450 MPa. Chọn HB
2
= 230 (HB) s <= 100
mm
2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép.
[ ]
HLxHVR
H
o
H
H
KKZZ
S
=
lim
;
Vì là tính sơ bộ nên chọn sơ bộ:
Z
R
Z
V
K
xH
= 1
Với S
H
là hệ số an toàn theo (bảng 6.2) đối với vật liệu đã chọn thì S
H
= 1,1
Z
R
Hệ số kể đến độ nhám mặt răng làm việc.
Z
V
Hệ số kể đến ảnh hởng của vận tốc vòng.
K
XH
Hệ số kể đến kích thớc bánh răng.
Theo bảng 6.2 ta có:
[ ]
HHLHH
SK
=
lim
limH
= 2.HB + 70
Trục
Thông số
Trục
động cơ
I II III
u=1 U
1
=5,33 u
2
= 3
P (kW) 4 2,87 2,74 2,525
N(v/ph) 2880 2880 540,33 180,11
T(N.mm) 13262,8 9550 48340,5 133883,4
4
H lim1
= 610 MPa;
H lim2
= 530 MPa;
Hệ số tuổi thọ K
HL
:
K
HL
=
H
m
HEHO
NN
với m
H
= 6 (bậc của đờng cong mỏi).
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở:
N
HO
= 30. H
4,2
HB
;
74,2
1
10.87,1241.30 ==
HO
N
;
N
HE
: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng.
( )
iiiiiHE
ttTTtncN = /./ 60
3
max
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T
i
, n
i
, t
i
: Lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
( )
iiiiHE
ttTTtncN = /./ 60
3
max2
7
3
33
10.87,1
8
3
.)7,0(
8
4
1.14000.
66,5
1445
.60 =>
+=
HOHE
NN
ta có :
1
.
12
121
=
>
=
HL
HOHE
HEHE
K
NN
UNN
[
H
]
1
=
5,554
1,1
1.610
=
MPa; [
H
]
2
=
8,481
1,1
1.530
=
MPa;
Vì bộ truyền là bánh trụ răng nghiêng nên :
[ ]
[ ] [ ]
2
21
HH
H
+
=
= 518,2 MPa < 1,25
[ ]
min
H
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Theo (6.15 a) :
a
w1
= K
a
(U
1
+1)
[ ]
3
1
2
1
.
baH
H
U
KT
Với: T
1
: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, N.mm ;
K
a
: hệ số phụ thuộc vào loại răng ;
Hệ số
ba
= b
w
/a
w
;
T
1
=33174Nmm;
K
a
=43(răng nghiêng)
( ) ( )
999,0166,5.3,0.5,01.5,03,0
1
=+=+== U
babdba
Tra ở sơ đồ 3 (bảng 6.7) ta đợc K
H
=1,15 ; [
H
]=518,2 MPa
Thay số ta định đợc khoảng cách trục :
a
w1
= 43.(5,66+1).
3,125
3,0.66,5.518
15,1.33174
3
2
=
mm
Chọn a
w1
= 130 mm
4. Xác định các thông số ăn khớp
Môđun : m = (0,01 ữ 0,02). a
w1
= (0,01 ữ 0,02).130 = 1,3 ữ 2,6.
Chọn môđun m = 2
* Tính số răng của bánh răng: chọn sơ bộ = 10
cos = 0,9848 ;
5
Số răng Z
1
=
)166,5(2
9848,0.130.2
1)m(U
.cosa 2
1
w1
+
=
+
= 19,2
chọn số răng của bánh dẫn Z
1
= 19
Z
2
= U
1
Z
1
= 5,66.19 = 108
Tính chính xác góc nghiêng :
cos =
976,0
130.2
)10819.(2
.2
.
=
+
=
w
t
a
Zm
= 12
20.
Thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm :
- Đờng kính chia : d
1
=
9,38
9769,0
19.2
cos
.
1
==
Zm
mm.
d
2
=
221
9769,0
108.2
cos
.
2
==
Zm
mm;
- Đờng kính lăn : d
w1
= 2.a
w1
/ (U
1
+ 1) = 2.130 / 6,66 = 39 mm,
d
w2
= U
2
. d
w1
= 5,66. 39 =220,74 mm;
- Đờng kính đỉnh răng : d
a1
= 43,6 mm,
d
a2
= 224,5 mm,
- Đờng kính đáy răng : d
f1
= d
1
- 2,5. m = 35,1 mm,
d
f2
= d
2
+ 2,5.m = 215 mm,
- Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp :
t
=
tw
= arctg(tg/cos) = arctg(tg20
0
/ 0,9769) = 20,43
;
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo
H
[
H
]
H
= Z
M
Z
H
Z
1
1
)1.( 2
wmw
mH
dUb
UKT +
;
Trong đó: T
1
=147700 Nmm;
b
w
= 0,3.a
w
= 0,3.130 = 39 mm,
U
m
= 108/19 = 5,68;
d
w1
= 38,9 mm;
Z
m
= 274 Mpa
1/3
(tra bảng 65 trang 96) Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu.
Z
H
Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
tg
b
= cos
t
.tg = cos(20,43).tg(12,33) = 0,2
cos
b
= 0,98.
Z
H
=
tw
b
2sin
cos2
=
)43,20.2sin(
98,0.2
= 1,73.
Z
=
78,0
1
=
.
=
( )
[ ]
( )
[ ]
643,19769,0.108/119/12,388,1cos./1/12,388,1
21
=+=+
ZZ
,
K
H
= K
H
.K
HV
K
H
.
K
H
= 1,06 ; K
H
= 1,16 (tra bảng 6.14).
Vận tốc bánh dẫn : v =
9,2
60000
11
=
nd
w
m/s;
vì v < 4 m/s tra bảng 6.13 (trang 106) chọn cấp chính xác 9 ;
tra bảng phụ lục P 2.3 (trang 250) ta đợc : K
HV
= 1,036.
K
H
= 1,06.1,13.1,06 = 1,382.
6
Thay số :
H
= 274.1,73.0,78.
2
)9,38.(68,5.39
382,1.68,6.33174.2
= 489,5 MPa
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép với v = 2,9 (m/s) < 5 (m/s)
Z
v
= 1 với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về mức tiếp
xúc là 8. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là R
a
= 2,5 1,25 àm. Do đó
Z
R
= 0,95, với d
a
< 700mm K
xH
= 1.
[
H
] = [
H
]. Z
R
Z
V
K
xH
.
[
H
] = 518,2.1.0,95.1 = 492,3 MPa.
Do
H
[
H
] nên răng thoả mãn độ bền tiếp xúc.
6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Theo 6.43 ta có:
F 1
=
mdb
YYYKT
ww
ỳBF
2
11
1
1
=
2.9,38.39
08,4.91,0.61,0.885,1.33174.2
= 93
Yêu cầu
F1
[
F
] ;
Tính các thông số :
Theo bảng 6.7 ta có K
F
= 1,32 ; với v < 5 m/s tra bảng 6.14(trang 107)
cấp chính xác 9 thì K
F
= 1,4; K
FV
= 1,02 tra bảng phụ lục P2.3 trang 250.
K
F
= .K
F
.K
F
.K
FV
= 1,32.1,4.1,02 = 1,885.
Với
= 1,643 Y
= 1/
=
643,1
1
= 0,61;
= 12
20 Y
= 1 -
140
33,12
= 0,91;
Số răng tơng đơng:
Z
V1
=
33
1
)9769,0(
19
cos
=
Z
= 20,38
Z
V2
=
33
2
)9769,0(
108
cos
=
Z
= 116
Tra bảng 6.18 trang 109 thì Y
F1
= 4,08, Y
F2
= 3,60.
Với m = 2 và Y
s
1,08 0,0695.ln(2) = 1,032.
Y
R
= 1 ; K
XF
= 1.
ứng suất uốn :
F1
= 277,7.1,032 = 286 > 93 MPa;
F2
=
1
2
1
ỳ
ỳ
F
Y
Y
= 82 MPa;
Tính ứng suất uốn cho phép :
[ ]
( )
FLFCxFSRFFF
KKKYYS
=
lim
; Chọn sơ bộ Y
R
Y
S
K
xH
= 1
[ ]
FHLFCFF
SKK
=
lim
S
F
: Hệ số an toàn khi tính về uốn. S
F
=1,75.
limF
: ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở;
limF
= 1,8.HB
Flim1
= 1,8. 270= 486 Mpa.
Flim2
= 1,8. 230 = 414 MPa;
K
FC
: hệ số ảnh hởng đặt tải, K
FC
= 1 do bộ truyền quay một chiều;
K
FL
=
F
m
FEFO
NN
với m
F
= 6.
7
m
F
: Bậc của đờng cong mỏi khi thử về uốn.
N
FO
: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.
N
FO
= 4.
6
10
vì vật liệu là thép 45,
N
FE
: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng.
( )
ii
m
iiiFE
ttTTtncN
F
= /./ 60
max
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T
i
, n
i
, t
i
: Lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
Bằng cách tơng tự nh phần I.2 ta suy ra đợc K
FL
= 1
[
F1
] = 486.1.1 / 1,75 = 305,5 Mpa.
[
F2
] = 414.1.1 / 1,75 = 206 MPa,
Ta thấy độ bền uốn đợc thoả mãn vì
F1
< [
F1
] ,
F2
< [
F2
];
7. Kiểm nghiệm răng về quá tải.
ứng suất quá tải cho phép :
[
H
]
max
= 2,8
ch2
= 2,8. 450 = 1260 MPa;
[
F1
]
max
= 0,8
ch1
= 0,8. 580 = 464 Mpa.
[
F2
]
max
= 0,8
ch2
= 0,8. 450 = 360 MPa;
K
qt
= T
max
/ T = 1,4.
H1max
=
H
.
6134,1.2,518 ==
qt
K
MPa < [
H
]
max
= 1260 MPa;
F1max
=
F1
. K
qt
=93 . 1,3 = 121 Mpa.
F2max
=
F2
. K
qt
= 82. 1,3 = 106,6 MPa
vì
F1max
< [
F1
]
max
,
F2max
< [
F2
]
max
nên răng thoả mãn
Kết luận: với vật liệu trên thì bộ truyền cấp chậm thoả mãn các yêu cầu
kĩ thuật.
B.Tính toán bộ truyền cấp chậm ( bánh trụ răng thẳng ).
1.Chọn vật liệu.
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 ữ 285 có:
b1
= 850 MPa ;
ch 1
= 580 MPa. Chọn HB
1
= 270 (HB)
Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt đọ rắn MB 192 240 có:
b2
= 750 Mpa ;
ch 2
= 450 MPa. Chọn HB
2
= 230 (HB)
2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép.
[ ]
( )
HLxHVRHHH
KKZZS
=
lim
;
Chọn sơ bộ Z
R
Z
V
K
xH
= 1
[ ]
HHLHH
SK
=
lim
S
H
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. S
H
=1,1.
limH
: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở;
1limH
= 1,8 . 270 = 486 MPa
H lim2
= 1,8 . 230 = 414 MPa;
K
HL
=
H
m
HEHO
NN
với m
H
= 6.
m
H
: Bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc.
N
HO
: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
N
HO
= 30. H
4,2
HB
; H
HB
: độ rắn Brinen.
74,2
1
10.87,1270.30 ==
HO
N
74,2
2
10.4,1230.30 ==
HO
N
8
N
HE
: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng.
( )
iiiiiHE
ttTTtncN = /./ 60
3
max
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T
i
, n
i
, t
i
: Lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
( )
iiiFE
TTTncN = ./ 60
6
max
666
10.4
8
3
.)7,0(
8
4
1.14000.
66,5
1145
.60 =>
+=
FOFE
NN
K
FL
= 1
[
F
]
1
=
MPa7,277
75,1
486
=
; [
F
]
2
=
MPa5,236
75,1
414
=
ứng suất quá tải cho phép:
[
H
]
max
= 2,8 .
ch2
= 2,8 . 450 = 1260 MPa.
[
F
]
1max
= 0,8 .
ch1
= 0,8 . 580 = 464 Mpa.
[
F
]
2max
= 0,8 .
ch2
= 0,8 . 450 = 360 Mpa.
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
a
w1
= K
a
(U
1
+1)
[ ]
3
1
2
1
.
baH
H
U
KT
Với: T
1
: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, N.mm ;
K
a
: hệ số phụ thuộc vào loại răng ;
Hệ số
ba
= b
w
/a
w
;
T
1
=179553,5NmmK
a
=49,5(răngthẳng)
( ) ( )
836,0166,5.4,0.5,01.5,04,0
1
=+=+== U
babdba
Tra ở sơ đồ 5 (bảng 6.7) ta đợc K
H
=1,06.
U
2
= 3,18; [
H
]=481,8 MPa
Thay số ta định đợc khoảng cách trục :
a
w1
= 49,5.(3,18+1).
42,178
)4,0.(18,3.)8,481(
06,1.5,179553
3
2
=
mm
Chọn a
w1
= 180 mm
4. Xác định các thông số ăn khớp
Môđun : m
m = (0,01 ữ 0,02). a
w2
Chọn m = 2
* Số răng Z
1
= 2
a
w1
/ (m(u+1)) = 2.180/ 2(+3,18) = 43.
Z
2
= U
2
Z
1
= 3,18.43 = 136,8. Chọn Z
2
= 137
Z
t
= Z
1
+ Z
2
= 43 + 137 = 180.
Tính lại khoảng cách trục : a
w1
= m.Z
t
/ 2 = 2 180/ 2 = 180 mm.
Bánh răng không cần dịch chỉnh ;
Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh :
- Đờng kính chia : d
1
= m. Z
1
= 2.18 = 36, d
2
= m.Z
2
=2. 137 =274
mm;
- Đờng kính lăn : d
w1
= 2.a
w2
/ (U
2
+ 1) = 2.180 / 4,18 = 86 mm;
d
w2
= U
2
. d
w
= 3,18.274 = 871,32 mm;
- Đờng kính đỉnh răng : d
a1
= d
1
+ 2.m = 36 + 2. 2 = 40 mm;
d
a2
= d
2
+ 2.m = 274 + 2. 2 = 278 mm,
9
- Đờng kính đáy răng : d
f1
= d
1
2,5. m = 36 - 2,5. 2 = 31 mm,
d
f2
= d
2
- 2,5.m = 274 - 2,5. 2 = 2269 mm,
- Đờng kính cơ sở : d
b1
= d
1
. cos = 36. cos 20
= 33,8 mm.
d
b2
= d
2
. cos = 274. cos 20
= 257,5 mm
Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp :
t
=
tw
= 20
.
đang làm
III. tính toán thiết kế trục .
1.Thiết kế trục
a. Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45,tôi có
b
= 850 MPa.
ứng suất xoắn cho phép [] = 12 20 Mpa
b.Sơ đồ đặt lực:
c. Xác định sơ bộ đờng kính trục.
Theo công thức 10.9 đờng kính trục thứ k :
[ ]
3
2,0
k
k
T
d =
với k =1 3. (mm)
[ ]
=
=
)(16
).(33174
1
MPa
mNT
=>
8,21
16.2,0
33174
3
1
==d
(mm)
Chọn d = 25, theo bảng 10.2 ta có b
o
= 15.
[ ]
=
=
)(16
).(5,179553'
2
MPa
mNT
=>
38
16.2,0
5,19553
3
2
==d
(mm)
Chọn d = 35, theo bảng 10.2 ta có b
o
= 21.
10
[ ]
=
=
)(16
).(5,547073
3
MPa
mNT
=>
53
16.2,0
5,547073
3
3
==d
(mm)
Chọn d = 50, theo bảng 10.2 ta có b
o
= 27.
d. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
Từ bảng 10.3 ta chọn :
K
1
= 12 (mm)
K
2
= 10 (mm)
K
3
= 15 (mm)
h = 20 (mm).
Chiều dài mayơ bánh răng ,nối trục :
l
m
= (1,2 1,5 ).d
1
= (1,2 1,5 ).25 = 42(mm).
Chọn l
mx
=l
m12
= 42 (mm).
Chiều dài mayơ bánh răng trục 2 :
l
m2
= (1,2 1,5 ).d
2
= (1,2 1,5 ).35 = 42 52,5(mm).
Chọn l
m22
= 42 (mm).
l
m23
= 69 (mm).
Chiều dài mayơ bánh răng trục 3 :
l
m3
= (1,2 1,5 ).d
3
= (1,2 1,5 ).50 = 60 75(mm).
Chọn l
m33
= 69 (mm).
Chiều dài mayơ nửa nối trục :
l
mnt
= (1,4 2,5 ).d
3
= (1,4 2,5 ).60 = 84 150(mm).
Chọn l
mnt
= 140 (mm).
Khoảng cách trên các trục :
l
12
= - l
c12
=-(0,5 (l
m12
+b) + k
3
+ h
n
)
= -(0,5 (40+17) + 15 + 20 ) = - 63,5 (mm).
l
c13
= 0,5 (l
m33
+b) + k
3
+ h
n
= 0,5 (140+31) + 15 + 20 = 120,5 (mm).
l
14
= l
11
+ l
c12
=252 + 63,5 = 315,5 (mm).
l
22
=l
32
= 0,5 (l
m22
+b) + k
1
+ k
2
)
= 0,5 (60+23) + 7 + 10 = 58,5 (mm)
l
23
= l
22
+ 0,5 (l
m22
+l
m23
) + k
1
= 58,5 + 0,5 (60 + 55 ) + 10 = 126 (mm)
l
13
= l
23
= 126 (mm).
l
21
= l
31
= l
11
= 2. 126 = 252 (mm).
l
24
= l
21
- l
22
=252 58,5 = 193,5 (mm).
l
24
= l
34
= 193,5 (mm).
Khoảng cách giữa các gối đỡ :
l
11
= l
21
= l
31
= 2.l
23
= 2.126 =252 (mm).
Sơ đồ (sơ bộ) khoảng cách của hộp giảm tốc:
11
e. Xác định đờng kính và chiều dài các đoạn trục:
* Tính các lực tác dụng lên trục: Lực do đai , lực tác dụng lên
bánh răng, Lực do khớp nối .
Tải trọng tác dụng lên trục chủ yếu là các mô men và các lực tác dụng
trong bộ truyền bánh răng khi ăn khớp ;
Các thành phần lực trong thiết kế đợc biểu diễn nh hình vẽ phần trên.
Lực tác dụng của đai lên trục F
r12
= 572,82 (N).
F
y12
= F
r12
. cos 30
o
= 496,07 (N).
F
x12
= F
r12
. sin 30
o
= 286,41 (N).
Lực tác dụng của khớp nối: F
K
= (0,2 ữ 0,3) F
r
; F
r
= 2T
III
/D
0
,
Tra bảng 16.10 a với T
III
= 731921,19 ta chọn D
0
= 160 mm.
7,2744 8,1829
160
19,731921.2).3,0 2,0(
==
k
F
(N).
Chọn Fk = 2500 N .
Lực tác dụng khi ăn khớp trong các bộ truyền đợc chia làm ba thành
phần:
F
t
: Lực vòng; F
r
: Lực hớng tâm; F
a
: Lực dọc trục;
Trong đó:
Cặp bánh răng thẳng :
F
t1
=
42,2027
51
14,51699.2
2
1
1
==
d
T
(N) = F
t2
F
r1
=
59,84564,2242,2027
.
1
==
o
tt
tg
Cos
tgF
(N) = F
r2
Cặp bánh răng nghiêng :
F
t3
=
68,5842
26,76
4,222781.2
2
3
3
==
d
T
(N) = F
t4
;
F
R3
=
26,3434
11,38cos
82,24 68,5842
.
3
==
o
o
tt
tg
Cos
tgF
(N) = F
r4
;
F
a3
=F
t3
.tg=3434,26.tg(38,11
o
)= 2693,78 ( N ) = F
a4
;
A.Xác định đờng kính của trục vào của hộp giảm tốc:
12
Tính các phản lực R (chỉ số chỉ thứ tự đầu ổ, trục, phơng) và vẽ biểu
đồ mômen.
Chiếu các lực theo trục oy :
=+=
=+=
0.252.126.5,63
0
111312
1
11131012
yrro
yryy
RFFM
RFRFY
=
+
=
=+=
)(80.547
252
.126.5,63
)(28,198
1312
11
13121110
N
FF
R
NFFRR
rr
y
yyyy
Giải hệ này ta đợc R
y11
= 547,8 N, R
y10
= 198,28 N;
Theo trục ox:
==
=+=
0252.126.5,63
0
111312
1
11131012
xtxo
xtxx
RFFM
RFRFX
=
+
=
=++=
)(54,941
252
.126.5,63
)(29,1372
1312
11
13121110
N
FF
R
NFFRR
xx
x
txxx
Giải hệ này ta đợc R
x11
= 1372,29 N, R
x10
= 941,54 N;
Mô men uốn và mô men xoắn tác dụng lên trục 1 là :
0
12
=
X
M
;
)(03,181875,63*41,286
10
NmmM
X
==
)(84,118633)5,635,189(*29,13725,189*41,286
13
NmmM
X
==
)5,1895,315(*42,2027)5,635,315(*29,13725,315*41,286
11
+=
X
M
0
11
=
X
M
0
12
=
Y
M
;
)(44,315005,63*07,496
10
NmmM
Y
==
)(98,69021)5,635,189(*28,1985,189*07,496
13
NmmM
Y
=+=
)5,1895,315(*59,845)5,635,315(*28,1985,315*07,496
11
++=
Y
M
0
11
=
Y
M
)(14,51699
12
NmmM
Z
=
;
)(14,51699
13
NmmM
Z
=
;
)(14,51699
10
NmmM
Z
=
;
0
11
=
Z
M
Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mômen và kết cấu trục vào của hộp giảm tốc phân
đôi cấp chậm :
13
Theo ct 10.15 tính mômen uốn tổng tại các tiết diện trên trục :
2
1
2
11 jyjxj
MMM +=
Theo ct 10.16 tính mômen tơng đơng tại các tiết diện trên trục :
2
1
2
11
75,0
jjjtd
TMM +=
thay vào ta đợc :
M
12
= 0 (Nmm). M
11
= 0 (Nmm).
69,3637303,1818744,31500
22
22
1010
10
=+=+=
y
MMM
x
(Nmm).
68,13725198,6902184,118633
22
2
13
2
1313
=+=+=
y
x
MMM
(Nmm)
=
12td
M
44772,77 (Nmm).
=
11td
M
0 (Nmm).
222
1
2
1010
14,51699.75,069,36373.75,0 +=+= TMM
tdtd
= 171200(Nmm).
222
1
2
1313
14,51699.75,068,137251.75,0 +=+= TMM
tdtd
=144369,75(Nmm
).
Đờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng:
d
1
[ ]
3
.1,0
td
M
[] là ứng suất cho phép để chế tạo trục chọn trục thép C45 với
b
=850 Mpa , theo bảng 10.5 =>[] = 55 MPa.
Đờng kính bánh đai là :
14
d
12
[ ]
11,20
55 0,1.
44772,77
.1,0
3
3
===
td
M
mm.
Chọn tiết diện trục lắp bánh đai chọn tiêu chuẩn d
12
= 20 (mm).
Ta có bw đai = 40 mm nên chọn l
m12
=40 mm;do đó l
then
=36 mm.
Tiết diện trục đi qua ổ lăn chọn tiêu chuẩn (ngõng trục) d
10
(mm).
d
10
[ ]
89,21
55 0,1.
57685,75
.1,0
3
3
==
td
M
mm. Chọn d
10
= 25 (mm).
Tra bảng 10.2 ta có bề rộng ổ lăn là : 17 mm ;
Tiết diện trục đi qua bánh răng chọn tiêu chuẩn d
13
(mm).
d
13
[ ]
72,29
55 0,1.
144369,75
.1,0
3
3
==
td
M
mm. Chọn d
13
= 30 (mm).
Ta thiết kế bánh răng tách rời do thoả mãn điều kiện :
X= 7,4 > 2,5.m = 6,25 (mm) ;
Do b
w
=56( mm ) nên ta chọn l
m13
= 56( mm ) l
then
=50( mm ) ;
Các ổ lăn trên trục lắp theo kiểu k6 và lắp bánh răng , lắp bánh đai
theo k6 kết hợp lắp then
Theo điều kiện công nghệ để lắp ráp ta chọn then ở các vị trí nh sau:
D = 20(mm); Bxh=6x6 ; t
1
=3,5 (mm)
D = 30(mm); Bxh=8x7 ; t
1
=4 (mm)
Kiểm nghiệm độ bền của then
Độ bền dập theo công thức 9.1
[ ]
d
t
d
thld
T
=
).(.
.2
1
1
Độ bền cắt theo công thức 9.2
[ ]
c
t
c
bld
T
=
.2
1
[ ]
dd
=
= 44,57
)5,36.(36.20
14,51699.2
;
[ ]
cc
== 93,23
6.40.20
14,51699.2
[ ]
dd
=
= 98,22
)47.(50.30
14,51699.2
;
[ ]
cc
== 62,8
8.50.30
14,51699.2
Tiết
diện
d
(mm)
l
t
(mm)
bxh t
1
(mm) T(Nmm)
d
(MPa)
c
(MPa)
12 20 36 6x6 3,5 51699,14 57,44 23,93
13 30 50 8x7 4 51699,14 22,98 8,62
Theo bảng 9.5 với tải trọng va đập nhẹ :[
d
] =100 (MPa) và
[
c
] =40-:- 60 (MPa). Vậy mối ghép then đều thoả mãn độ bền đập và độ
bền cắt .
15
B. Xác định kết cấu và đờng kính trục trung gian:
Tính các phản lực R (chỉ số chỉ thứ tự đầu ổ, trục, phơng) và vẽ biểu
đồ mômen.
Chiếu các lực theo trục oy :
=++=
=+=
0.252
2
26,76
5,193.126
2
26,76
.5,58
0
212424232222
1
2123202422
yarraro
yryrr
RFFFFFM
RFRFFY
Giải hệ này ta đợc R
y20
= 1294,335 (N), R
y21
= 1294,335 (N).
Theo trục ox:
=++=
=++=
0.252.5,193.126.5,58
0
21242322
1
2123202422
xttto
xtxtt
RFFFM
RFRFFX
Giải hệ này ta đợc R
x20
= 3935,05(N), R
x21
= 3935,05 (N).
Mô men uốn và mô men xoắn tác dụng lên trục II là :
0
20
=
X
M
;
)(42,2302005,58*05,3935
22
NmmM
X
==
)(85,298625)5,58126(*34,2921126*05,3935
23
NmmM
X
==
)(42,230200
)1265,193(*42,2027)5,585,193(*34,29215,193*05,3935
24
Nmm
M
X
=
=
0
21
=
X
M
0
20
=
Y
M
;
)(60,757185,58*335,1294
22
NmmM
TY
==
)(52,12707592,5135660,75718
22
NmmM
PY
==
)(855,98536)5,58126(*13,171792,51356126*335,1294
23
NmmM
Y
=+=
)(52,127075)1265,193(*59,845
)5,585,193(*13,171792,513565,193*335,1294
24
Nmm
M
TY
=+
++=
)(6,75718
24
NmmM
PY
=
0
21
=
Y
M
)(7,111390
2422
NmmMM
ZZ
==
;
)(4,222781
23
NmmM
Z
=
;
0
21
=
Z
M
;
0
20
=
Z
M
Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mômen và kết cấu trục trung gian hộp giảm tốc
16
ph©n ®«i cÊp chËm
Theo ct 10.15 tÝnh m«men uèn tæng t¹i c¸c tiÕt diÖn trªn trôc :
2
2
2
22 jyjxj
MMM +=
Theo ct 10.16 tÝnh m«men t¬ng ®¬ng t¹i c¸c tiÕt diÖn trªn trôc :
2
2
2
22
75,0
jjjtd
TMM +=
Thay vµo ta ®îc :
M
20
= 0 (Nmm). M
21
= 0 (Nmm).
)(66,262945
42,23020052,127075
22
2
22
2
222422
Nmm
MMMM
y
x
=
+=+==
89,31446285,298625855,98536
22
2
23
2
2323
=+=+=
y
x
MMM
(Nmm)
=
21td
M
=
20td
M
(Nmm).
17
222
22
2
222422
7,111390.75,052,262945.75,0 +=+== TMMM
tdtdtd
= 280082,73(Nmm).
222
23
2
2323
7,111390.75,089,314462.75,0 +=+= TMM
tdtd
= 328926,78(Nmm).
Đờng kính trục chỗ lắp bánh răng tại tiết diện 23 :
d
2
[ ]
3
23
.1,0
td
M
[] là ứng suất cho phép để chế tạo trục chọn trục thép 45
với
b
=850 Mpa theo bảng 10.5 =>[] = 55 MPa.
d
23
[ ]
11,39
55 0,1.
328926,78
.1,0
3
3
23
==
td
M
( mm).Chọn d
23
= 40
(mm).
Do d
= 40( mm ) nên ta chọn l
m23
= 55( mm ) l
then
=40( mm ) ;
Tiết diện trục lắp bánh răng tại tiết diện 22 và 24 :
d
24
[ ]
07,37
55 0,1.
280082,73
.1,0
3
3
23
==
td
M
( mm).
Chọn tiêu chuẩn d
24
= 38 (mm).
d
22
= d
24
= 38 (mm).
Do d=38( mm ) nên ta chọn l
m24
= 49 57( mm ) , chọn l
m24
= b
W3
= 44
l
then
=36 ( mm ) ;
Tiết diện trục đi qua ổ lăn chọn tiêu chuẩn (ngõng trục)
d
20
= d
21
= 35 (mm).
Các ổ lăn trên trục lắp theo kiểu k6 và lắp bánh răng theo k6 kết hợp
lắp then
Theo điều kiện công nghệ để lắp ráp ta chọn then ở các vị trí các loại
then
Tại d = 38 mm ; Bxh =10x8
t
1
= 5(mm)
l
t22
= l
t24
=36 (mm).
Tại d = 40 mm ; Bxh =12x8
t
1
= 5(mm)
l
t23
= 40 (mm)
Kiểm nghiệm độ bền của then
Độ bền dập ct 9.1
[ ]
d
t
d
thld
T
=
).(.
.2
1
1
18
Độ bền cắt ct 9.2
[ ]
c
t
c
bld
T
=
.2
1
Theo bảng 9.5với tải trọng [
d
] =100 (Mpa) và [
c
] =40-:- 60 (Mpa)
Vậy mối ghép then đều thoả mãn độ bền dập và độ bền cắt .
C. Xác định đờng kính của trục ra của hộp giảm tốc:
Tính các phản lực R và vẽ biểu đồ mômen.
Chiếu các lực theo trục oy :
=++=
=++=
0.252
2
74,263
5,193
2
74,263
.5,58
0
2134343232
1
31203432
yararo
yyrr
RFFFFM
RRRFY
Giải hệ trên ta đợc:R
y30
= 1717,13 (N), R
y31
= 1717,13 (N).
Theo trục ox:
=++=
=++=
05,372.2525,193.5,58
0
313432
1
31303432
knxtto
knxxtt
FRFFM
FRRFFX
Giải hệ trên ta đợc R
x30
= 4116,777 (N), R
x31
= 774,1 (N).
Mô men uốn và mô men xoắn tác dụng lên trục II là :
0
30
=
X
M
;
)(45,2408315,58*777,4116
32
NmmM
X
==
)(45,402215)5,585,193(*34,29215,193*777,4116
34
NmmM
X
=+=
)(12,301250
)5,193252(*34,2921)5,58252(*34,2921252*777,4116
31
Nmm
M
X
=
++=
0
33
=
X
M
0
30
=
Y
M
;
)(1,1004525,58*13,1717
32
NmmM
TY
==
)(28,7716238,1776141,100452
32
NmmM
PY
==
)(28,77162)5,585,193(*13,171738,1776145,193*13,1717
34
NmmM
TY
==
)(1,10045238,177614
)5,585,193(*13,171738,1776145,193*13,1717
34
Nmm
M
PY
=+
+=
0
31
=
Y
M
0
33
=
Y
M
)(6,368960
32
NmmM
Z
=
;
)(2,737921
333134
NmmMMM
zzZ
===
;
0
30
=
Z
M
Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mômen và kết cấu trục ra của hộp giảm tốc
Tiết diện D
(mm)
l
t
(mm)
bxh t
1
(mm)
T
(Nmm)
d
(MPa)
c
(MPa)
24,22 38 36 10x8 5 111390,7 54,28 16,28
23 40 40 12x8 5 111390,7 46,41 11,60
19
ph©n ®«i cÊp chËm :
Theo ct 10.15 tÝnh m«men uèn tæng t¹i c¸c tiÕt diÖn trªn trôc :
2
3
2
33 jyjxj
MMM +=
Theo ct 10.16 tÝnh m«men t¬ng ®¬ng t¹i c¸c tiÕt diÖn trªn trôc :
2
3
2
33
75,0
jjjtd
TMM +=
Thay vµo ta ®îc :
M
30
= 0 (Nmm). M
33
= 0 (Nmm).
4,2609411,10045245,240831
22
2
32
2
3232
=+=+=
y
x
MMM
(Nmm).
53,4145691,10045245,402215
22
2
34
2
3434
=+=+=
y
x
MMM
(Nmm)
12,301250
2
31
2
3131
=+=
yx
MMM
(Nmm)
=
30td
M
0 (Nmm).
=
33td
M
639058,5 (Nmm).
222
32
2
3232
6,368960.75,04,260941.75,0 +=+= TMM
td
= 412540,12(Nmm).
20
222
34
2
3434
2,737921.75,053,414569.75,0 +=+= TMM
td
= 761750,4(Nmm).
222
31
2
3131
2,737921.75,012,301250.75,0 +=+= TMM
tdtd
=
706503,65(Nmm).
Đờng kính trục 3 tại các tiết diện :
[ ]
3
3
3
.1,0
jtd
j
M
d
[] là ứng suất cho phép để chế tạo trục chọn trục thép 45 với
b
=850 Mpa tra bảng 10.5 ta có =>[] = 55 MPa.
d
30
= 0 ;
)(17,42
55.1,0
12,412540
3
32
mmd =
,
)(74,51
55.1,0
4,761750
3
34
mmd =
;
)(46,50
55.1,0
65,706503
3
31
mmd =
;
)(79,48
55.1,0
5,639058
3
33
mmd =
;
Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền , lắp ghép và công nghệ ta chọn
đờng kính các đoạn trục theo tiêu chuẩn :
Tiết diện trục lắp bánh răng tại tiết diện 32 và 34 chọn tiêu chuẩn
d
32
= d
34
= 60(mm) ; chọn l
m32
= l
m34
= 85(mm) ;
vậy ta có chọn l
t32
= l
t34
= 70(mm)
Tiết diện trục đi qua ổ lăn chọn tiêu chuẩn (ngõng trục) :
d
30
= d
31
= 55 (mm) ; chọn bề rộng ổ lăn là b
W
= 29(mm)
Tiết diện trục lắp nối trục chọn tiêu chuẩn d
33
= 50(mm) ;
chọn l
m33
= 120(mm) vậy ta có chọn l
t33
= 110(mm)
Các ổ lăn trên trục lắp theo kiểu k6 và lắp bánh răng ,lắp bánh đai
theo k6 kết hợp lắp then
Theo điều kiện công nghệ để lắp ráp ta chọn then ở các vị trí :
d
32
= d
34
= 60(mm)
Bxh =18x11 ; t
1
= 7(mm);
l
t32
= l
t34
= 70 (mm);
d
33
= 50(mm)
Bxh =14x9 ; t
1
= 5,5(mm);
l
tnt
= 110 (mm).
Kiểm nghiệm độ bền của then
Độ bền dập ct 9.1 :
[ ]
d
t
III
d
thld
T
=
).(.
.2
1
21
Độ bền cắt ct 9.2 :
[ ]
c
t
III
c
bld
T
=
.2
d =50 (mm)
[ ]
dd
=
= 67,76
)5,59.(110.50
2,737921.2
1
[ ]
cc
== 17,19
14.110.50
2,737921.2
d = 60 (mm)
[ ]
dd
=
= 85,87
)711.(70.60
2,737921.2
1
[ ]
cc
== 52,19
18.70.60
2,737921.2
Tiết diện d
(mm)
l
t
(mm)
bxh t
1
(mm)
T
(Nmm)
d
(MPa)
c
MPa
32,34 60 70 18x11 7 737921,2 87,85 19,52
33 50 110 14x9 5,5 737921,2 76,67 19,17
Theo bảng 9.5 với tải trọng [
d
] =100 (MPa) và [
c
] =40-:- 60 (MPa)
Vậy mối ghép then đều thoả mãn độ bền đập và độ bền cắt .
D. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:
Kết cấu trục thiết kế đợc phải thoả mãn điều kiện:
[ ]
ssssss +=
22
/.
Trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 2,5
khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5 3.
s
, s
- hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trờng hợp ứng suất pháp hoặc
ứng suất tiếp, đợc tính theo công thức sau đây:
ma
k
s
j
1
+
=
;
ma
k
s
j
1
+
=
trong đó :
-1
,
-1
: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng
Vật liệu là thép 45 nên
-1
= 0,436
b
,
-1
0,58
-1
a
,
a
,
m
,
m
là biên độ và trị số trung bình của ứng suất
pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện xét.
Xác định các thành phần trong công thức :
Tra bảng 10.5 trục làm bằng thép C45 ; tôi có
b
= 850 MPa.
-1
= 0,436.850 = 370,6( Mpa).
-1
0,58
-1
= 0,58. 370,6 =214,95( Mpa).
22
Theo bảng 10.7 ta có
= 0,1 và
= 0,05.
Mô men cản uốn và mô men cản xoắn tại các mặt cắt là :
Trục tiết diện tròn :
32
.
3
d
W
j
=
;
16
.
3
0
d
W
j
=
Trục có 1 rãnh then :
j
j
j
d
tdtb
d
W
.2
).(.
32
.
2
11
3
=
;
j
j
j
d
tdtb
d
W
.2
).(.
16
.
2
11
3
=
Lần lợt thay số vào các mặt cắt ta có :
Trục 1: M
10
= 36373,69(Nmm) ; W
1
= 1533,98 ;
T
10
= 51699,14(Nmm); W
10
= 3067,96 ;
M
13
= 137251,68(Nmm) ; W
1
= 2290,18 ;
T
13
= 51699,14(Nmm); W
10
= 4940,9 ;
Trục 2: M
22
=262945,66(Nmm) ; W= 4670,59 ;
T
22
= 111390,7(Nmm); W
0
= 10057,64 ;
M
24
=262945,66(Nmm) ; W= 4670,59 ;
T
24
= 111390,7(Nmm); W
0
= 10057,64 ;
M
23
=314462,89(Nmm) ; W= 5364,43 ;
T
23
= 111390,7(Nmm); W
0
= 11647,62 ;
Trục 3: M
31
=301250,12(Nmm) ; W= 16333,83 ;
T
31
= 737921,2(Nmm); W
0
= 32667,65 ;
M
32
=260941,4(Nmm) ; W= 18256,3 ;
T
32
= 368960,6(Nmm); W
0
= 39462,05 ;
M
34
=414569,53(Nmm) ; W=18256,3 ;
T
34
= 737921,2(Nmm); W
0
= 39462,05 ;
Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu
kì đối xứng ,do đó
a
tính theo ct 10.22
m
= 0,
a
=
max
= M
u
/W( Mpa).
Vì trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch
động , do đó
m1
,
a
tính theo ct 10.23
m1
=
a
= T/2W
o
( Mpa).
Phơng pháp gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu
cầu đạt Ra = 2,5 0,63 àm, do đó theo bảng 10.8 , hệ số tập trung ứng suất
do trạng thái bề mặt K
x
= 1,1
Không dùng các phơng pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền
K
y
=1
23
1,0
1
11,1
1 +=
+
=
+=
k
K
KK
K
K
yxd
1,0
1
11,1
1 +=
+
=
+=
k
K
KK
K
K
yxd
Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất
tại rãnh then ứng với vật liệu
b
= 850 MPa là K
= 2,06 và K
= 1,95.
Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp đã chọn
b
= 850MPa và đờng kính
tiết diện nguy hiểm ta tra đợc tỉ số :
với d <50 (mm) ta có : K
/
= 2,54 ; K
/
= 1,92.
với d >50 (mm) ta có : K
/
= 3,08 ; K
/
= 2,35.
Theo bảng 10.10 ta có bảng sau :
Tiết diện 12 10 13 20 22,24 23 33 30,31 32,
34
D trục 20 25 30 35 38 40 50 55 60
0,92 0,90 0,88 0,87 0,86 0,85 0,81 0,8 0,7
8
0,89 0,85 0,81 0,80 0,79 0,78 0,76 0,75 0,7
4
Các tiết diện nguy hiểm là :
Trục 1 tiết diện 13 lắp bánh răng,10 lắp ổ lăn ;
Trục 2 tiết diện 23,22,24 lắp bánh răng ;
Trục 3 tiết diện 32,34 lắp bánh răng, 31 lắp ổ lăn ;
Thay số vào các công thức trên ta lập đợc bảng số liệu sau đây :
Tiết diện D trục
K K/
K
d
K
d
Rãnh
then
Lắp
căng
Rãnh
then
Lắp
căng
10 25 2,54 1,92 2,64 2,02
13 30 2,34 2,54 2,41 1,92 2,64 2,51
22,24 38 2,39 2,54 2,47 1,92 2,64 2,57
23 40 2,42 2,54 2,5 1,92 2,64 2,60
31 55 3,06 2,35 3,16 2,45
32,34 60 2,64 3,06 2,64 2,35 3,16 2,74
Theo công thức 10.20 và 10.21
24
ma
k
s
j
6,370
+
=
;
ma
k
s
j
95,214
+
=
j
j
aj
W
M
=
;
j
j
aj
W
T
0
=
Hệ số an toàn s theo ct 10.19 :
[ ]
2 5,1/.
22
=+=
sssss
Từ công thức trên ta có bảng :
Tiết diện D trục
ạj
S
j
aj
S
S
10 25 23,71 5,92 8,42 12,64 5,36
13 30 59,93 2,34 5,23 16,05 2,32
22,24 38 56,30 2,49 5,54 15,10 2,46
23 40 58,62 2,39 4,78 17,29 2,37
31 55 18,44 6,36 11,29 7,77 4,92
32 60 14,29 8,21 4,67 16,80 7,38
34 60 22,71 5,16 9,35 8,39 4,40
E. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh.
Điều kiện trục thoả mãn về độ bền tĩnh là:
[ ]
+=
22
.3
td
.
Trong đó : =M
max
/(0,1.d
3
) (Mpa).
= T
max
/(0,2.d
3
) (Mpa).
[] = 0,8
ch
= 0,8. 580 = 464( Mpa );
Trục I , mặt cắt nguy hiểm nhất là :1-3 .
13
=M
max
/(0,1.d
3
) = 37251,68/(0,1.30
3
) = 50,83( Mpa).
13
= T
max
/(0,2.d
3
) = 51699,14/(0,2.30
3
) = 9,54 ( Mpa).
Thay số ta đợc :
[ ]
).(464)(45,5354,9.383,50
22
MPaMPa
td
=<=+=
Trục thoả mãn độ bền tĩnh.
Trục II , mặt cắt nguy hiểm nhất là :2-3 .
23
=M
max
/(0,1.d
3
) = 314462,89/(0,1.40
3
) = 49,13( Mpa).
23
= T
max
/(0,2.d
3
) = 111390,7,14/(0,2.40
3
) = 8,70 ( Mpa).
25
