thiết kế chi tiết dạng trục của hộp giảm tốc, chương 5 pot

Chng 5: thiết kế trục
1. Chọn khớp nối
Do mômen xoắn nhỏ : T
1
=25960 Nmm và cần bù sai lệch trục :
chọn loại nối trục vòng đàn hồi (có khả năng bù sai lệch, giảm va
đập, chấn động, cấu tạo đơn giản)
+ Tại trục I có mômen xoắn :
T
t
= k.T
1
= 1,3. 25960

33,7 Nm
tra bảng 16.1, : hệ số chế độ làm việc k =1,21,5; chọn k = 1,3
+ Trục vào của hộp giảm tốc có đ-ờng kính :
d = (0,8

1,2).d
đc
=(0,8

1,2).28 = 22,4

33,6 mm
chọn đ-ờng kính chỗ nối trục vào của hộp giảm tốc : d = 28 mm
Tra bảng 16.10a và 16.10b,dựa vào mômen xoắn T
1
và đ-ờng
kính d ta đ-ợc :

Kích th-ớc của nối trục vòng đàn hồi :
T = 63 (N.m) d = 28 (mm) D = 100
(mm)
d
m
= 50 (mm) L = 124 (mm) l = 60
(mm)
d
1
= 48 (mm) D
o
= 71 (mm) Z = 6
n
max
= 5700 B= 4 B
1
= 28
l
1
= 21(mm) D
3
= 20 (mm) l
2
=
20(mm)
Bảng 16.10b kích th-ớc cơ bản của vòng đàn hồi
T = 63 (N.m)
d
c
= 10 (mm) d

1
= M8 D
2
=15
(mm)
l = 42 (mm) l
1
= 20 (mm) l
2
= 10
(mm)
l
3
= 15 (mm) h = 1,5
Kiểm tra độ bền của vòng đàn hồi :
+Điều kiện về sức bền dập của vòng đàn hồi :
30

2
ldDZ
KT
c
d




d

với :
d
c
=10 ; l
3
=15 ; D
o
=71 ; z = 6 ; k= 1,3


d

=
06,1
15.10.71.6
25960.3,1.2

N/mm
2
< [
d

] =(24) N/mm
2
Vậy vòng đàn hồi thỏa mãn sức bền dập
+Điều kiện sức bền của chốt :
ZDd
lTK
c
u

1,0

0
3
0




u


l
0
= l
1
+l
2
/2=20+10/2 = 25 mm ;
suy ra
u

= 8,19
6.71.10.1,0
25.25960.3,1
3
N/mm
2

u

=(60

80)N/mm
2
Vậy chốt đủ điều kiện làm việc;
2. Thiết kế trục
Số liệu cho tr-ớc:
Số vòng quay n
1
= 1420 v/ph
Tỷ số truyền u
nh
= 4,25, u
ch
= 3,76
Chọn vật liệu chế tạo bằng thép 45, tôi có
b
= 850Mpa, ứng suất
xoắn cho phép
[
]= 12 20 Mpa
2.1. Sơ đồ đặt lực nh- hình vẽ :
Lực tác dụng lên hệ dẫn động:
F
t1
= F
t2
= 2.T

1
/ d
m1
= 2.25960/ 49,25 = 1054 N
F
r1
= F
a2
= F
t1
.tg

.cos
1
= 1054.tg(20
0
).cos(13,27
0
) = 373,8 N
F
a1
= F
r2
= F
t1
.tg

.sin
1
=1054.tg(20

0
).sin(13,27
0
) = 88 N
F
t2
= F
t3
= 2.T
2
/ d
w2
= 2.106900 / 75 = 2850 N
F
r

2
= F
r3
= F
t3
. tg(
tw
) / cos

= 2850.tg(16,56
0
) = 847 N
F
k

:là tải trọng phụ tác dụng nên trục do nối trục đàn hồi gây ra,
F
k
=(0,2 . . 0,3).F
t
;
Với F
t
= 2.T
1
/D
0
=2. 25960/71 = 731 N
F
k
= (0,2 . . 0,3).724 = 146,3 . 219,4 N
do có va chạm vừa ta chọn lấy F
k
= 200 N ;
F
r
: lực tác dụng nên trục của đĩa xích : F
r
= 2194 N
2.
2. Xác định sơ bộ đ-ờng kính trục.
Theo công thức 10.9 tính sơ bộ đ-ờng kính trục thứ k :


3

2,0

k
k
T
d
(mm)
+ Đ-ờng kính trục vào : d
1
= (0,8 . . 1,2).d
đ\c
= (0,8 . . 1,2). 28 =
22,4 . . 33,6 mm
Z
X
Y
F
k
F
a1
F
t2
F
a2
F
r2
F
t1
F
r1

F
t4
F
r4
F
t3
F
r3
F
k
F
k
I
II
III
n
1
n
2
n
3
chọn d
1
=28 mm, tra bảng 10.2, ta có chiều chiều rộng ổ lăn b
0
=
19 mm.
+ Đ-ờng kính trục II:

2
2
mm/N15
m.N106900T


=>
9,32
15.2,0
106900
d
3
2

(mm)
chọn d
2
=35 mm, tra bảng 10.2, ta có chiều chiều rộng ổ lăn b
0
= 21 mm.
+ Đ-ờng kính trục III :

2
3
mm/N15
m.N192825T


=>
06,40

15.2,0
192825
d
3
3

(mm)
Chọn d
3
= 40 mm, tra bảng 10.2, ta đ-ợc chiều rộng ổ lăn b
0
= 23
mm.
2.3 .Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
Chọn :
Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của
hộp: K
1
= 12 (mm)
Khoảng cách mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp: K
2
= 10(mm)
Khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến lắp ổ: K
3
= 15 (mm)
Chiều cao lắp ổ và đầu bu lông:h
n
= 15 (mm).
Chiều dài mayơ đĩa xích, bánh răng, nối trục:
Chiều dài may ơ khớp nối: l

m12
= 60 (mm).
Chiều dài may ơ bánh côn nhỏ: l
m13
= (1,21,4).d
1
= 40 (mm).
Chiều dài may ơ bánh côn lớn: l
m22
= (1,21,4).d
2
= 50 (mm).
Chiều dài may ơ bánh răng trụ nhỏ: l
m23
= (1,21,5).d
2
= 55
(mm).
Chiều dài may ơ bánh răng trụ lớn: l
m33
= (1,21,5).d
3
= 60
(mm)
a, khoảng cách điểm đặt lực ở trục I:
l
11
= (2,53).d
1
=(2,5 . . 3).28 =70 . . 84 mm, chọn l

11
=80
mm ;
l
12
= 0,5.(l
m12
+b
0
) + h
n
+ k
3
= 0,5.(62 +19) +15 +15 = 70 mm
l
13
= l
11
+ k
1
+ k
2
+ l
m13
+0,5.(b
0
- b
13
cos
1

)
= 80 +12 +10+ 40 +0,5(19 35.cos13,27
0
)=134,5 mm ;
chọn l
13
=135 mm;
(với:b
13
=35 mm: chiều rộng vành răng trục nhỏ;
1
=13,27
0
).
l
13
=l
13
l
11
=135 80 =55 mm: chiều dài công xôn của
bánh răng côn nhỏ;
b, khoảng cách điểm đặt lực ở trục trung gian II:
l
21
= l
m22
+l
m23
+ b

0
+ 3k
1
+ 2k
2
= 187,5 mm; chọn :l
21
=190
mm
l
22
= 0,5(l
m22
+ b
0
) + k
1
+k
2
=0,5(50+21)+12+10=57 mm;
chọn:l
22
= 60 mm.
l
23
= l
22
+ 0,5( l
m22
+ b

13
.cos
2
) + k
1
= 103 mm; chọn : l
23
=105 mm;
(với:b
13
=35 mm;
2
=76,73
0
)
c, khoảng cách điểm đặt lực ở trục ra III :
Theo kết cấu hộp giảm tốc:
l
31
= l
21
= 190 mm
l
31
= l
34
= 0,5.(l
m33
+b
0

) + k
3
+h
n
= 71,5 mm
l
32
= l
12
= 70 mm