tkmh chi tiết máy thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (298.41 KB, 38 trang )
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Mục lục
Ch ơng 1. chọn động cơ
1.1. Xác định công suất của động cơ .1
1.2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ.1
1.3. Chọn động cơ. 2
1.4. Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí. .3
Ch ơng 2. Tính hộp giảm tốc
2.1. Tính toán bộ truyền bánh răng 5
2.1.1. Chọn vật liệu,.5
2.1.2. Xác định ứng suất cho phép. 5
2.1.3. Tính toán bộ truyền cấp nhanh. 6
2.1.4. Tính toán bộ truyền cấp chậm. .9
2.2. Tính toán bộ truyền xích 12
2.2.1. Chọn xích 12
2.2.2. Xác định thông số của xích và bộ truyền ..12
2.2.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền .13
2.2.4. Đờng kính đĩa xích..14
2.2.5. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích. 14
2.2.6. Xác định lực tác dụng lên trục 3 15
2.3. Tính toán các trục của hộp giảmtốc 16
2.3.1. Chọn vật liệu.16
2.3.2. Xác định sơ bộ đờng kính trục .16
2.3.3. Khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực .16
2.3.4. Trị số, chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục. 17
2.3.5. Đờng kính và chiều dài các đoạn trục. .18
.
2.4. Tính toán và chọn lựa ổ lăn .32
2.4.1.Trục I 32
2.4.2.Trục II 33
2.4.3.Trục III 34
2.5. Vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết khác. .35
2.5.1. Kích thớc vỏ hộp và các chi tiết ghép.35
2.5.2. Một số kết cấu liên quan đến cấu tạo vỏ hộp ..36
2.5.3. Kết cấu một số chi tiết khác . 37
2.5.4. Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp . 38
Ch ơng 1. Chọn động cơ
Để cho việc tìm kiếm và sử dụng đợc đơn giản, ta chọn loại động cơ điện
ba pha là loại động cơ dễ tìm và đợc sử dụng rộng rãi ở trên thị trờng.
1.1.Xác định công suất của động cơ:
Công suất trên trục động cơ :
/
tct
PP =
(công thức2.8)
Với:
+
ct
P
- Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW).
+
t
P
-Công suất tính toán trên trục máy công tác (KW).
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 1
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
+ - Hiệu suất truyền động
=
br
2
*
ôl
4
*
x
br
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng chọn
br
= 0,97 (Bảng 2.3)
ôl
: Hiệu suất ổ lăn chọn
ôl
= 0,99 (Bảng 2.3)
x
: Hiệu suất bộ truyền xích chọn
x
= 0,96 (Bảng 2.3)
= 0,97
2
*0,99
4
*0,96 = 0,87.
Theo nh yêu cầu của thiết kế động cơ làm việc với tải trọng thay đổi theo thời
gian , do đó cần chọn động cơ sao cho trong quá trình làm việc, lúc chạy quá tải lúc
chạy non tải nhng nhiệt độ động cơ vẫn đạt trị số ổn định. Muốn vậy ta coi động cơ
làm việc với công suất tơng đơng(
td
P
) không đổi mà mất mát năng lợng do nó sinh ra
tơng đơng với mất mát năng lợng do công suất thay đổi gây nên trong cùng một đơn
vị thời gian.
Khi đó: P
t
=
i
ii
td
t
tpp
PP
=
2
1
1
)/(
(Công thức 2.14).
Trong đó :
+ P
1
: Công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên trục máy
công tác (kw).
1000
*
1
vF
P =
Với: - F : Lực kéo băng tải, F = 200 (KG)
F=2000 (N).
- v : vận tốc băng tải, v=1,5 (m/s).
)(15,3
1000
5,1*2000
1
kWP ==
+ P
i
: Công suất tác dụng trong thời gian t
i
.
Theo giả thiết có
ht 2
1
=
;
ht 3
2
=
;
ht 2
3
=
)(52,215,3*8,0*8,0
12
kWPP ===
)(945,015,3*3,0*3,0
13
kWPP ===
Từ các thông số tìm đợc ở trên, ta có công suất tơng đơng tác dụng lên trục máy:
)(41,2
7
2*3,03*8,02*1
15,3
222
kWP
td
=
++
=
.
)(77,2
87,0
41,2
kWP
ct
==
1.2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ:
Có số vòng quay sơ bộ của động cơ đợc xác định bởi công thức:
n
sb
=n
lv
*u
t
(Công thức 2.18)
Với:
+ n
sb
: Số vòng quay sơ bộ của động cơ.
+ n
lv
: Số vòng quay của trục máy công tác (trục tang):
D
v
n
lv
*
*60000
=
(Công thức 2.16).
Với D là đờng kính của tang quay, có D = 300 mm.
)(96
350*14,3
5,1*60000
phut
vong
n
lv
==
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 2
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
+ u
t
: Tỉ số truyền của toàn bộ bộ truyền
u
t
=u
h
*u
x
u
h
: Tỉ số truyền của hộp giảm tốc.
u
x
: Tỉ số truyền của bộ truyền xích.
Từ bảng 2.4 trang 21, chọn:
u
h
= 16
u
x
= 2
u
t
= 16*2 = 32
Số vòng quay sơ bộ là: n
sb
= 96*32 = 3072 (vòng/phút)
1.3. Chọn động cơ:
Động cơ đợc chọn phải có công suất
dc
P
và số vòng quay đồng bộ thoả mãn điều
kiện:
sbdb
ctdc
nn
PP
đồng thời có mômen mở máy thoả mãn điều kiện:
dn
Kmm
T
T
T
T
Theo đề bài ta có:
4,1=
T
T
mm
Dựa vào bảng P1.1 trang 234
với P
ct
= 2,77 (kw) và n
db
= 3072 (vg/ph) ta chọn loại động cơ K132S2 có :
P
đc
=4 (kw), n
đc
=2890 (vòng/phút),T
K
/T
dn
=2,5 >T
mm
/T =1,4.
1.4. Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí
1.4.1. Xác định tỉ số
t
u
của hệ thống dẫn động
u
t
=n
dc
/n
lv
(công thức3.23)
n
dc
-số vòng quay của độnh cơ đã chọn (vg/ph);
n
lv
-số vòng quay của trục máy công tác (vg/ph) .
=> u
t
=2890/96 = 30,1
1.4.2. Phân tỉ số truyền của hệ thống dẫn động
t
u
, cho các bộ truyền:
+ u
t
=u
h
*u
x
(công thức3.24)
u
h
: Tỉ số truyền của hộp giảm tốc.
u
x
: Tỉ số truyền của bộ truyền xích.
Chọn u
h
=16 => u
x
=30,1/ 16=1,88
+ Theo bảng 3.1 có u
h
=16 => u
1
=4,91 ; u
2
=3,26.
u
1
: Tỉ số truyền cấp nhanh;
u
2
: Tỉ số truyền cấp chậm.
+ Tính lại u
x
= u
t
/( u
1
* u
2
) = 30,1/(4,91*3,26) = 1,88
1.4.3. Xác định công suất, mômen số vòng quay trên các trục
-Trục tang:
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 3
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Công suất: P
tang
=
1000
*vF
P
lv
=
(Công thức 2.11)
P
tang
=
)(15,3
1000
5,1*2000
kwP
lv
==
Số vòng quay: n
tang
=
lv
n
=96 (vòng/phút)
Mômen xoắn: T
tang
=
)(313359
96
15,3*10*55,9
*10*55,9
6
6
Nmm
n
P
T
lv
lv
lv
===
-Trục 3:
Công suất:
)(31,3
96,0*99,0
15,3
*
3
kW
p
P
xol
lv
===
Số vòng quay: n
3
=n
lv
*u
x
= 96 *1,88 = 180 (vòng/phút)
Mômen xoắn: T
3
=
)(175614
180
31,3*10*55,9
*10*55,9
6
3
3
6
Nmm
n
P
==
-Trục 2:
Công suất:
)(45,3
97,0*99,0
31,3
*
3
2
kw
P
P
brol
===
Số vòng quay: n
2
=n
3
*u
2
= 180*3,26 = 587 (vòng/phút).
Mômen xoắn: T
2
=
)(56129
587
45,3*10*55,9
*10*55,9
6
2
2
6
Nmm
n
P
==
-Trục 1:
Công suất:
)(59,3
97,0*99,0
45,3
*
2
1
kW
P
P
brol
===
Số vòng quay: n
1
=n
2
*u
1
=587*4,91=2882 (vòng/phút).
Mômen xoắn: T
1
=
)(11896
2882
59,3*10*55,9
*10*55,9
6
1
6
Nmm
n
P
I
==
ta có bảng tổng kết sau:
Trục
Thống số
Động cơ Trục I Trục II Trục III
P(Kw) 4 3,59 3,45 3,31
U 4,91 3,26
n(vòng/phút) 2890 2882 587 180
T(Nmm) 11896 56129 175614
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 4
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Ch ơng 2.Tính hộp giảm tốc
Theo đề bài ta thấy đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp có sơ đồ phân
đôi ở cấp chậm nên có một số các u điểm đó là:
+ Tải trọng phân bố đều cho các ổ.
+Giảm đợc sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng nhờ
các bánh răng đợc bố trí đối xứng với các ổ.
+Tại các tiết diện nguy hiểm của trục trung gian (trục 2) mô men xoắn chỉ
tơng ứng với một nửa công suất đợc truyền tới trục.
Nhờ các u điềm trên mà hộp giảm tốc loại này nói chung có thể nhẹ hơn so
với các loại hộp giảm tốc khác. Tuy nhiên nó lại có nhợc điểm là chiều rộng của
hộp tăng, cấu tạo bộ phận ổ phức tạp hơn, số lợng chi tiết và khối lợng gia công
tăng .
Với các u khuyết điểm trên mà ta có thể tính toán thiết kế hộp giảm tốc nh
sau:
2.1. Tính toán bộ truyền bánh răng
2.1.1. chọn vật liệu
+ Bánh nhỏ : thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn Hb 241 285 có
MPa
b
850
1
=
MPa
ch
580
1
=
.
+ Bánh lớn : thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn Hb 192 240 có
MPa
b
750
2
=
MPa
ch
450
2
=
.
2.1.2. Xác định ứng suất cho phép
-ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ
sở, tra theo bảng (6.2) , ta có với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB
180 350
702
lim
0
+= HB
H
; SH=1,1 ;
HB
F
8,1
lim
0
=
; SF=1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245 ; độ rắn bánh lớn HB2=230 , khi đó
MPaHB
H
56070245*2702
1
1lim
0
=+=+=
;
MPa
F
441245*8,1
1lim
0
==
MPaHB
H
53070230*2702
2
2lim
0
=+=+=
;
MPa
F
414230*8,1
1lim
0
==
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 5
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
-Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc, theo (6.5) ta có:
)(*30
4,2
HBHN
HO
=
, do đó:
74,2
1
10*6,1245*30 ==
HO
N
;
74,2
2
10*39,1230*30 ==
HO
N
-Do bộ truyền làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc nên số chu kỳ thay đổi
ứng suất tơng đơng đợc tính theo (6.7) :
ii
i
HE
tn
T
T
cN ****60
3
max
=
=
ii
i
iHE
tt
T
T
t
u
n
cN /***60
3
max1
1
2
Trong đó :
-Ti , ni , ti - lần lợt là mô men xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
-c- số lần ăn khớp trong một vòng quay c=1
2
7333
2
10*37,26)
7
2
*3,0
7
3
*8,0
7
2
*1(*14600*
91,4
2882
*1*60
HoHE
NN >=++=
do đó KHL2= 1
Suy ra NHE1 > NHO1 do đó KHL1 =1
Nh vậy theo 6.1a sơ bộ xác định đợc
[ ]
HHL
H
H
SK /*
lim
0
=
[ ]
MPa
H
5091,1/1*560
1
==
[ ]
MPa
H
4821,1/1*530
2
==
Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo 6.12
[ ] [ ] [ ]
( ) ( )
[ ]
2
21
25,15,4952/4825092/
HHHH
MPa
<=+=+=
Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra NHE > NHO nên KHL =1, do đó:
[ ] [ ]
MPa
H
482
2
'
==
Theo 6.7:
ii
i
FE
tn
T
T
cN ****60
6
max
=
7666
10*47,20)
7
2
*3,0
7
3
*8,0
7
2
*1(*14600*
91,4
2882
*1*60 =++=
FE
N
Suy ra
67
2
10*410*47,20 =>=
FOFE
NN
do đó KHL2 =1, tơng tự KHL1 =1
Do đó theo 6.2a với bộ truyền quay 1 chiều KFC =1, ta đợc :
[ ]
MPa
F
25275,1/1*1*441
1
==
[ ]
MPa
F
5,23675,1/1*1*414
2
==
Ta có ứng suất quá tải cho phép : theo 6.10 và 6.11
[ ]
MPa
chH
1260450*8,2*8,2
2
max
===
[ ]
MPa
chF
464580*8,0*8,0
1
max
1
===
[ ]
MPa
chF
360450*8,0*8,0
2
max
2
===
2.1.3.Tính toán cấp nhanh ( bộ truyền bánh răng trụ nhiêng)
2.1.3.1.Xác định khoãng cách trục : theo 6.15a
( )
[ ]
3
1
2
1
11
**
*
*1*
baH
H
aw
u
KT
uKa
+=
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 6
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Trong đó : theo bảng 6.6 chọn
3,0=
ba
; với răng nghiêng Ka = 43(bảng 6.5);
theo 6.16
( ) ( )
76,0105,4*3,0*5,01**5,0
1
=+=+= u
babd
, do đó theo bảng 6.7
12,1=
H
K
(sơ đồ 3) ;
NmmT 11896
1
=
( )
( )
mma
w
56,109
3,0*91,4*5,495
12,1*11896
*191,4*43
3
2
1
=+=
Lấy
mma
w
110
1
=
2.1.3.2. Xác định các thông số ăn khớp
Theo 6.17
( ) ( )
mmam
w
2,21,1110*02,001,0*02,001,0
1
ữ=ữ=ữ=
Theo bảng 6.8 chọn mô đun pháp m=2
Chọn sơ bộ
0
10=
, do đó
9848,0cos =
, theo 6.31 số răng bánh nhỏ
( )
[ ]
( )
[ ]
49,17191,4*2/9848,0*110*21*/cos**2
111
=+=+= umaz
w
Lấy
17
1
=z
Số răng bánh răng lớn:
47,8317*91,4*
112
=== zuz
Lấy
83
2
=z
Do đó tỉ số truyền thực sẽ là
88,417/83 ==
m
u
( ) ( ) ( ) ( )
952,0110*2/8317*2*2/*cos
121
=+=+=
w
azzm
Suy ra
'''00
274917824,17 ==
2.1.3.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo 6.33, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc
( )
)**/(1**2***
2
11 wmwmHHMH
dubuKTZZZ +=
Theo bảng 6.5,
3/1
274MPaZ
M
=
Theo bảng 6.35
301,0)824,17(*)607,20cos(*cos === tgtgtg
tb
Suy ra
0
75,16=
b
Với
607,20)824,17cos/20()cos/( ==== tgarctgtgarctg
twt
Do đó theo 6.34:
( ) ( )
7,1607,20*2sin/75,16cos*22sin/cos*2 ===
twbH
Z
Theo 6.37,
733,1)2*14,3/()824,17sin(*110*3,0)*/(sin* === mb
w
Với
33110*3,0*3,0
1
===
ww
ab
Do đó theo 6.38
788,0612,1/1/1 ===
Z
Trong đó theo 6.38b:
612,1)824,17cos(*
83
1
17
1
*2,388,1cos*
11
*2,388,1
21
=
+=
+=
zz
Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ
71,35)188,4/(110*2)1/(*2
1
=+=+=
mww
uad
Theo 6.40,
smndv
w
/98,560000/2882*71,35*14,360000/**
11
===
Với
smv /98,5=
theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác 8. theo bảng 6.14 với
chính xác 8 và v <10 m/s ta lấy
13,1=
H
K
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 7
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Theo 6.42,
058,688,4/110*98,5*73*002,0/*** ===
mwoHH
uavgv
Trong đó : theo bảng 6.15,
002,0=
H
, theo bảng 6.16 , go=73. do đó, theo
6.41:
054,1)13,1*15,1*11896*2/(71,35*33*058,61)***2/(**1
11
=+=+=
HHwwHHv
KKTdbvK
Theo 6.39
37,1054,1*13,1*15,1** ===
HVHHH
KKKK
Thay giá trị vừa tính đợc vào 6.33, ta đợc:
MPa
H
94,362)71,35*88,4*33/()188,4(*37,1*11896*2*788,0*7,1*274
2
=+=
Xác định ứng suất tiếp cho phép:
Theo 6.13 với v=5,98 m/s <10 m/s; với cấp chính xác động học là 8, chọn
cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám
Ra=2,5 1,25
m
à
, do đó ZR= 0,95; với da < 700mm, KxH=1, do đó theo 6.1
va 6.1a :
[ ] [ ]
MPaKZZ
xHRVHH
7,4701*95,0*1*5,495*** ===
vậy
[ ]
HH
<
thỏa mãn điều kiện. Do đó lấy
mma
w
110
1
=
2.1.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo 6.43
)**/(*****2
1111
mdbYYYKT
wwFFF
=
Theo bảng 6.7,
32,1=
F
K
; theo bảng 6.14 với v < 10 m/s và cấp chính xác 8;
37,1=
F
K
; theo 6.47
17,1891,4/110*98,5*73*006,0/***
1
=== uavgv
woFF
Trong đó theo bảng 6.15,
006,0=
F
, theo bảng 6.16.
73
0
=g
. Do đó theo 6.46
( )
( )
12,137,1*32,1*2882*2/71,35*33*17,181***2/**1
11
=+=+=
FFwwFFv
KKTdbvK
Do đó
03,212,1*37,1*32,1** ===
FvFFF
KKKK
Với
589,0697,1/1/1,697,1 ====
Y
Với
896,0140/824,171,824,17
0
===
Y
Số răng tơng đơng :
20)824,17(cos/17cos/
33
11
===
zz
v
96)824,17(cos/83cos/
33
22
===
zz
v
Theo bảng 6.18 ta đợc
6,3,06,4
21
==
FF
YY
Với m=2mm,
1;022,1)2ln(0695,008,1 ===
RS
YY
(bánh răng phay);
1=
xF
K
(da<400mm), do đó theo 6.2 và 6.2a :
[ ] [ ]
MPaKYY
xFSRFF
5,2571*022,1*1*252***
1
1
===
[ ] [ ]
MPaKYY
xFSRFF
7,2411*022,1*1*5,236***
2
2
===
Thay các giá trị vừa tính đợc vào 6.43 ta đợc:
MPa
F
1,149)2*71,35*33/(06,4*896,0*589,0*03,2*2882*2
1
==
[ ]
MPaMPa
FF
5,2571,149
11
=<=
MPaYY
FFFF
33,22806,4/6,3*1,149/*
1212
===
[ ]
MPaMPa
FF
7,24133,228
12
=<=
.
2.1.3.5. Kiểm nghiệm răng về quá tải
Theo 6.48 với
4,1/
max
== TTK
qt
[ ]
MPaMPaK
HqtHH
126044,4294,1*94,362*
max
max1
=<===
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 8
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Theo 6.49:
[ ]
MPaMPaK
FqtFF
46474,2084,1*1,149*
max
11max1
=<===
[ ]
MPaMPaK
FqtFF
36066,3194,1*33,228*
max
12max2
=<===
2.1.3.6. Các thông số và kích thớc bộ truyền
Khoảng cách trục
mma
w
110
1
=
Mô đun pháp m=2 mm
Chiều rộng vành răng
mmb
w
33=
Tỉ số truyền
88,4=
m
u
Góc nghiêng của răng
'''0
274917=
Số răng bánh răng
83,17
21
== zz
Hệ số dịch chỉnh
0,0
21
== xx
Theo các công thức trong bảng 6.11, ta tính đợc :
Đờng kính chia
mmmzd 71,35)824,17cos(/17*2cos/
11
===
mmmzd 37,174)824,17cos(/83*2cos/
22
===
Đờng kính đỉnh răng
mmmxdd
a
71,392*)01(*271,35*)1(*2
111
=++=++=
mmmxdd
a
37,1782*)01(*237,174*)1(*2
222
=++=++=
Đờng kính đáy răng
mmmxdd
f
71,302*)0*25,2(71,35*)*25,2(
111
===
mmmxdd
f
37,1692*)0*25,2(37,174*)*25,2(
222
===
2.1.4. Tính bộ truyền cấp chậm
2.1.4.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo 6.15a:
( )
[ ]
3
2
2
2
22
**
*
*1*
baH
H
aw
u
KT
uKa
+=
Trong đó : theo bảng 6.6 chọn
4,0=
ba
; với răng thẳng Ka = 49,5 (bảng 6.5);
theo 6.14
( ) ( )
794,0197,2*4,0*5,01**5,0
2
=+=+= u
babd
, do đó theo bảng 6.7
06,1=
H
K
(sơ đồ 5) ;
NmmT 56129
2
=
( )
( )
mma
w
33,155
4,0*26,3*5,495
06,1*56129
*126,3*5,49
3
2
2
=+=
Lấy
mma
w
155
2
=
.
3.1.4.2. Xác định các thông số ăn khớp
( )
mmam
w
1,355,1155*)02,001,0(*02,001,0
2
ữ=ữ=ữ=
Theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế, chọn mô đun tiêu chuẩn
của bánh răng cấp chậm bằng mô đun ở cấp nhanh m=2
( )
[ ]
( )
[ ]
33,35126,3*2/155*21*/*2
221
=+=+= umaz
w
Lấy
35
1
=z
1,11435*26,3*
122
=== zuz
lấy
114
2
=z
257,335/114 ==
m
u
Do đó
mmzzma
w
1492/)11435(*22/)(*
212
=+=+=
Lấy
mma
w
155
2
=
do đó cần dịch chỉnh đẻ tăng khoảng cách trục từ 149
mm lên 155mm.
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 9
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Tính hệ số dịch tâm theo 6.22:
3)11435(*5,02/155)(*5,0/
212
=+=+= ZZmay
w
Theo 6.23, ky = 1000*y/Zt=1000*3/(35+114)=20,13
Theo bảng 6.10a tra đợc kx=2,67, do đó theo 6.24 hệ số giảm đỉnh răng
y
= kx*Zt/1000=2,67*(35+114)/1000=0,398
Theo 6.25 tổng hệ số dịch chỉnh
398,3398,03 =+=+= yyx
t
Theo 6.26, hệ số dịch chỉnh bánh 1 :
x1=0,5*[xt-(z2-z1)*y/zt]=0,5*[3,398-(114-35)*3/(35+114)]=0,904
hệ số dịch chỉnh bánh 2 : x2 = xt-x1= 3,398 0,904= 2,494
Theo 6.27 góc ăn khớp
903,0)155*2/()20cos(*2*)11435()*2/(cos**cos
0
2
=+==
wttw
amz
do đó
'''00
82425402,25 ==
tw
a
2.1.4.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo 6.33, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc
( )
)**/(1**2***
2
11 wwHHMH
dubuKTZZZ +=
Theo bảng 6.5,
3/1
274MPaZ
M
=
Do đó theo 6.34:
( )
71,1402,25*2sin/1*22sin/cos*2 ===
twbH
Z
Với bánh răng thẳng, dùng 6.36a để tính
864,03/)76,14(3/)4( ===
Z
Trong đó
76,1
114
1
35
1
*2,388,1 =
+=
Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ
mmuad
mww
82,72)1257,3/(155*2)1/(*2
22
=+=+=
Theo 6.40,
smndv
w
/24,260000/587*82,72*14,360000/**
22
===
Với
smv /24,2=
theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác 8. theo bảng 6.14
với chính xác 8 và v <2,5 m/s ta lấy
05,1=
H
K
Theo 6.42,
77,626,3/155*24,2*73*006,0/***
22
=== uavgv
woHH
Trong đó : theo bảng 6.15,
006,0=
H
, theo bảng 6.16 , go=73.
Do đó, theo 6.41
051,1)05,1*06,1*56129*2/(82,72*155*3,0*77,61)***2/(**1
21
=+=+=
HHwwHHv
KKTdbvK
Theo 6.39
17,1051,1*05,1*06,1** ===
HVHHH
KKKK
Thay giá trị vừa tính đợc vào 6.33 ta đợc
MPa
H
57,468)82,72*257,3*155*3,0/()1257,3(*17,1*56129*2*864,0*71,1*274
2
=+=
Xác định ứng suất tiếp cho phép:
Theo 6.13 với v=2,24 m/s <2,5 m/s, Zv=1 với cấp chính xác động học là 8, chọn
cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra=10 40
m
à
, do đó ZR= 0,9; với da < 700mm, KxH=1, do đó theo 6.1 và 6.1a :
[ ] [ ]
MPaKZZ
xHRVHH
7,4701*9,0*1*5,495*** ===
Nh vậy
[ ]
HH
<
, nhng chênh lệch này nhỏ , do đó có thể giảm chiều rộng răng:
[ ]
( )
mmb
HHw
1,46)7,470/57,468(*5,46/*155*3,0
2
2
===
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 10
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
lấy
mmb
w
46=
2.1.4.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo 6.43
)**/(*****2
2121
mdbYYYKT
wwFFF
=
Theo bảng 6.7,
32,1=
F
K
; theo bảng 6.14 với v < 2,5 m/s và cấp chính xác 8;
22,1=
F
K
; theo 6.47
76,626,3/155*24,2*73*006,0/***
1
=== uavgv
woFF
Trong đó theo bảng 6.15,
006,0=
F
, theo bảng 6.16.
73
0
=g
. Do đó theo 6.46
( )
( )
11,137,1*32,1*56129*2/82,72*46*76,61***2/**1
222
=+=+=
FFwwFFv
KKTdbvK
Do đó
01,211,1*37,1*32,1** ===
FvFFF
KKKK
Với
589,0697,1/1/1,697,1 ====
Y
Với
1140/01,0
0
===
Y
Số răng tơng đơng :
35
11
== zz
v
114
22
== zz
v
Theo bảng 6.18 ta đợc
6,3,06,4
21
==
FF
YY
Với m=2mm,
1;022,1)2ln(0695,008,1 ===
RS
YY
(bánh răng phay);
1=
xF
K
(da<400mm), do đó theo 6.2 và 6.2a :
[ ] [ ]
MPaKYY
xFSRFF
5,2571*022,1*1*252***
1
1
===
[ ] [ ]
MPaKYY
xFSRFF
7,2411*022,1*1*5,236***
2
2
===
Thay các giá trị vừa tính đợc vào 6.43 ta đợc:
MPa
F
2,150)2*82,72*46/(06,4*1*589,0*01,2*56129*2
1
==
[ ]
MPaMPa
FF
5,2572,150
11
=<=
MPaYY
FFFF
18,13306,4/6,3*2,150/*
1212
===
[ ]
MPaMPa
FF
7,24118,133
12
=<=
2.1.4.5. Kiểm nghiệm răng về quá tải
Theo 6.48 với
4,1/
max
== TTK
qt
[ ]
MPaMPaK
HqtHH
126044,4294,1*94,362*
max
max1
=<===
Theo 6.49:
[ ]
MPaMPaK
FqtFF
46428,2104,1*2,150*
max
11max1
=<===
[ ]
MPaMPaK
FqtFF
36045,1684,1*18,133*
max
12max2
=<===
Vậy bánh răng thỏa mãn về điều kiện quá tải.
2.1.4.6. Các thống số và kích thớc bộ truyền
Khoãng cách trục a
w2
=155mm
Mô đun m = 2 mm
Chiều rộng vành răng b
w
= 46mm
Tỉ số truyền u
m
= 3,257
Góc nghiêng của răng
0=
Số răng bánh răng z
1
=35 ; z
2
= 114
Hệ số dịch chỉnh x
1
=0,904 ; x
2
=2,494
Theo các công thức trong bảng 6.11, ta tính đợc :
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 11
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Đờng kính chia
mmmzd 701/35*2cos/
11
===
mmmzd 2281/114*2cos/
22
===
Đờng kính đỉnh răng
mmmyxdd
a
02,762*)398,0904,01(*270*)1(*2
111
=++=++=
mmmyxdd
a
38,2402*)398,0494,21(*2228*)1(*2
222
=++=++=
Đờng kính đáy răng
mmmxdd
f
62,682*)904,0*25,2(70*)*25,2(
111
===
mmmxdd
f
97,2322*)494,2*25,2(228*)*25,2(
222
===
2.2. Tính toán bộ truyền xích
2.2.1. Chọn xích
Vì tải trọng không lớn lắm, vận tốc của bộ truyền xích thấp chọn loại xích con
lăn.
2.2.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích:
2.2.2.1. Cchọn số răng đĩa xích:
Theo bảng 5.4, với u
x
=1,88 chọn số răng đĩa nhỏ là z
1
= 29 (răng) số răng đĩa
Lớn sẽ là z
2
= z
1
*u
x
= 29*1,88= 54,52 (răng). Lấy z
6
= 55 (răng).
Có z
2
= 55 (răng) < z
max
= 120 (răng) đối với xích ống và xích con lăn.
2.2.2.2.xác định bớc xích:
Để đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích cần có:
P
t
=P*k*k
z
*k
n
[P] (Công thức 5.3)
Trong đó:
+ k
z
=
11
01
25
zz
z
=
: Hệ số số răng:
Với z
05
: Số răng đĩa nhỏ tiêu chuẩn.
=> k
z
=
862,0
29
25
=
.
+k
n
=
3
01
n
n
: Hệ số số vòng quay:
Với n
05
: Số vòng quay tiêu chuẩn của đĩa nhỏ.Ta có số vòng quay của đĩa
nhỏ là n
3
=180 (vòng/phút) Chọn n
01
= 200 (vòng/phút)=> k
n
=
.111,1
180
200
=
+k = k
0
*k
a
*k
đc
*k
đ
*k
c
*k
bt
(Công thức 5.4).
Các hệ số k
0
, k
a
, k
đc
, k
bt
, k
đ
, k
c
đợc tra từ bảng5.6
Trong đó
k
0
: Hệ số kể đến ảnh hởng của vị trí bộ truyền. Do đờng nối tâm
các đĩa xích hợp với phơng nằm ngang một góc < 60
0
k
0
= 1.
k
a
: Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích. Chọn sơ bộ
a = 40*p k
a
= 1.
K
đc
: Hệ số kể đến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng xích.
Có thể điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích, do đó có k
đc
= 1.
k
bt
: Hệ số kể đến ảnh hởng của điều kiện bôi trơn. Với vận tốc
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 12
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
xích nhỏ (ứng với bớc xích p
max
trong bảng5.5 v < 4 m/s) theo
bảng 5.7 chọn phơng pháp bôi trơn nhỏ giọt (4 10 giọt/phút). Chất
lợng bôi trơn tốt, đạt yêu cầu. Theo bảng 5.6, giả sử bộ truyền làm
việc trong môi trờng có bụi k
bt
= 1
k
đ
: Hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng. Do bộ
truyền làm việc với tải trọng va đập nhẹ =>chọn k
đ
= 1,35.
k
c
: Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền. Do mỗi ngày làm
việc 2 ca k
c
= 1,25.
k = 1*1*1*1*1,35*1,25 = 1,6875.
+ P : Công suất cần truyền là công suất trên trục 3 : P
3
= 3,31 (kw).
Công suất tính toán là:
P
t
= 3,31*1,6875*0,862*1,111 = 5,349 (kw).
Theo bảng 5.5 với n
01
=200 (vòng/phút) ta chọn loại xích một dãy có bớc xích
p = 25,4 (mm) thoả mãn điêu kiện bền mòn P
t
< [P] =11 (kw).
Đồng thời theo bảng 5.8 với z
1
= 29 (răng), n
3
= 180 (vòng/phút) p < p
max
=50,8(mm).
2.2.2.3.Khoảng cách trục và số mắt xích:
+Khoảng cách trục sơ bộ:
a = 40*p = 40*25,4 = 1016 (mm).
+Số mắt xích x:
x =
( ) ( )
a
pzzzz
p
a
2
2
1221
4
2
2
+
+
+
(Công thức 5.12).
=
( ) ( )
120
1016*4
4,25*2955
2
5529
4,25
1016*2
2
2
+
+
+
(mắt xích).
Chọn x = 120 (mắt xích).
Tính lại khoảng cách trục:
a
*
= 0,25p{x- 0,5(z
1
+z
2
) +
2
12
2
21
)(2)](5,0[
zz
zzx
+
} (Công thức 5.13).
= 0,25*25,4{120- 0,5(29 + 55) +
22
)
2955
(2)]5529(5,0120[
+
}
= 749,5 (mm)
Để xích không chịu lực căng quá lớn, ta phải giảm khoảng cách trục đi một lợng là:
a = 0,002*a = 0,002*749,5
1,5(mm)
Khoảng cách trục khi tính toán: a = a
*
- a = 749,5 -1,5 = 748 (mm).
+Số lần va đập của xích trong 1giây: i =
3
120*15
180*29
*15
*
31
==
x
nz
(Công thức 5.14).
+ Theo bảng 5.9 số lần va đập cho phép [i] = 30. Nh vậy có i < [i].
2.2.3 Kiểm nghiệm xích về độ bền:
Điều kiện để xích làm việc đợc an toàn là:
s =
Vtd
FFFk
Q
++
0
][s
(Công thức 5.15).
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 13
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Trong đó:
+Q : Tải trọng phá hỏng. Theo bảng 5.2 có Q = 56,7(kN) =56700 (N).
+k
đ
: Hệ số tải trọng động. Với tải trọng mở máy gấp 1,4 lần tải trọng danh nghĩa
chọn k
đ
= 1,2.
+F
V
: Lực căng do lực ly tâm sinh ra: F
V
= qv
2
Trong đó :
q: Khối lợng một mét xích. Theo bảng 5.2 có q = 2,6 (kg).
v: Vận tốc xích :v =
)(21,2
60000
180*4,25*29
60000
**
31
s
m
npz
=
.
F
V
= 2,6*2,21
2
= 12,696 (N).
+F
t
: Lực vòng: F
t
= 1000*
).(74,1497
21,2
31,3
*1000
3
N
v
P
==
+F
o
: Lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động gây ra:
F
0
= 9,81k
f
*q*a (Công thức 5.16).
a = 0,748(m): Khoảng cách trục.
k
f
: Hệ số phụ thuộc vào độ võng f của xích và vị trí bộ truyền. Do bộ
truyền nằm ngang => k
f
= 6
F
0
= 9,81*6*2,6*0,748= 114,471 (N).
s =
46,29
696,12471,11474,1497*2,1
56700
=
++
Theo bảng 5.10 với n
3
= 180 (vòng/phút) => hệ số an toàn cho phép là [s]=8,2.
Ta thấy s > [s]. Nh vậybộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
2.2.4. Đờng kính đĩa xích
Theo công thức 5.17 và bảng 13.4 có:
+ d
1
=
93,234
29
sin
4,25
sin
1
=
=
z
p
(mm).
+ d
2
=
92,444
55
sin
4,25
sin
2
=
=
z
p
(mm).
+ d
a1
= p*[0,5 + cotg
249,246]
29
cot5,0[*4,25]
1
=
+=
g
z
(mm).
+ d
a2
= p*[0,5 + cotg
895,456]
55
cot5,0[*4,25]
2
=
+=
g
z
(mm).
+ r = 0,5025*d
L
+ 0,05. Theo bảng 5.2 có d
L
= 15,88(mm)
r = 8,03 (mm)
+ d
f1
= d
1
- 2*r = 234,93- 2*8,03 = 233,27 (mm).
+ d
f2
= d
2
- 2*r = 444,92 - 2*8,03 = 443,26 (mm).
2.2.5. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
ứng suất tiếp xúc
H
trên mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện:
Đối với đĩa xích 1 :
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 14
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
H1
= 0,47*
d
vddtr
kA
EFKFk
*
*)*(*
11
+
[
H
] Công thức 5.18).
Trong đó:
+[
H
] : ứng suất tiếp xúc cho phép, theo bảng 5.11, có
[
H
] = (500 ữ 600) (MPa) đối với thép tôi cải thiện.
+F
vđ1
: Lực va đập trên m dãy xích (m=1), có:
F
vđ1
= 13*10
-7
*n
3
*p
3
(Công thức 5.19).
= 13*10
-7
*180*25,4
3
= 3,835 (N).
+ k
d
: Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy. Xích một dãy nên có k
d
= 1.
+ K
đ
: Hệ số tải trọng động, theo bảng 5.6 có K
đ
= 1,35.
+ A : Diện tích chiếu của bản lề xích.Tra bảng 5.12 ta có A = 180 (mm
2
).
+ k
r
: Hệ số kể đến ảnh hởng của số răng đĩa xích. Với z
5
= 29 k
r
= 0,4
+ E : Môđun đàn hồi của vật liệu, với đĩa xích bằng thép, có E = 2,1*10
5
MPa
+ Ft1=1497,74 (N): Lực vòng
Từ các giá trị trên ta có:
H1
= 0,47*
.
1*180
10*1,2*)835,335,1*74,1497(*4,0
5
+
= 456,98(MPa).
Đối với đĩa xích 2:
H2
= 0,47*
d
vddtr
kA
EFKFk
*
)*(*
22
+
[
H
].
Trong đó:
+ Vận tốc vòng của đĩa xích 6 là:
v
đx2
=
)/(24,2
60000
96*4,25*55
60000
**
tan2
sm
npz
g
==
+ Lực vòng F
t2
= 1000*
25,1406
24,2
15,3
*1000
2
tan
==
dx
g
v
P
(N).
+ F
vđ2
= 13*10
-7
*n
tang
*p
3
= 13*10
-7
*96*25,4
3
= 2,045 (N).
+ A = 180 (mm
2
).
+ Với z
2
= 55 (răng)=> k
r
= 0,23.
Từ các giá trị trên ta có:
H2
= 0,47*
.
1*180
10*1,2*)045,235,1*74,1497(*23,0
5
+
= 335,63 (MPa).
Ta thấy
H1
< [
H
] và
H2
< [
H
].
=>Đĩa xích đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc.
2.2.6. Xác định lực tác dụng lên trục 3
Có lực xích tác dụng lên trục 3: F
r
= k
x
*F
t
(Công thức 5.20).
Trong đó:
+ k
x
: Hệ số kể đến trọng lợng xích. Do bộ truyền nằm ngang => k
x
= 1,15.
+ F
t
=1497,74: Lực vòng
F
r
= 1,15*1497,74 = 1722,4 (N).
2.3.Tính toán các trục của hộp giảm tốc.
2.3.1.Chọn vật liệu
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 15
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có
b
=600 (MPa), ứng suất xoắn
cho phép []=12 20 (MPa).
2.3.2. Xác định sơ bộ đờng kính trục
theo (10.9), đờng kính trục thứ k (k=1,2,3) đợc xác định theo công thức:
[ ]
3
*2,0
k
k
k
T
d
=
Trong đó:
-
[ ]
k
- ứng suất xoắn cho phép,với:
[ ]
15
1
=
(MPa),
[ ]
20
2
=
(MPa),
[ ]
30
3
=
(Mpa)
-Tk mô men xoắn T1=11896(Nmm), T2=56129(Nmm),
T3=175614(Nmm).
20
15*2,0
11896
3
1
==d
25
20*2,0
56129
3
2
==d
35
30*2,0
175614
3
3
==d
Do đó đờng kính sơ bộ các trục là: d1=20(mm), d2=25(mm), d3=35(mm).
2.3.3.khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Dựa vào đờng kính các trục, sử dụng bảng (10.2) để chọn gần đúng chiều
rộng ổ lăn b
0
:
d
1
= 20 (mm) b
01
=15 (mm);
d
2
= 25 (mm) b
02
=17 (mm);
d
3
= 35 (mm) b
03
=21 (mm);
Chiều dài mayơ bánh răng, đĩa xích xác định theo (10.10): l
m
=(1,2 1,5)d.
Lấy l
m
=1,35d ta có:
d
1
=20 (mm) lấy l
m12
=45 (mm); l
m13
=34
d
2
=25 (mm) lấy l
m22
= l
m24
=62 (mm); l
m23
=45
d
3
=35 (mm) lấy l
m32
= l
m33
= l
m34
=60 (mm).
Chiều dài mayơ nửa khớp nối xác định theo10.13 đối với nối trục vòng đàn hồi:
l
m
=(1,4 2,5)d. Lấy l
m
=2d => l
m
= 2*20=40 (mm)
l
m
=25*2= 50 (mm)
l
m
=35*2= 70 (mm)
k
1
, k
2
, k
3
, h
n
tra theo bảng 10.3 ta có k
1
=12, k
2
=10, k
3
=15, h
n
= 18.
Ta có khoảng cách l
ki
trên trục thứ k từ gối đỡ O đến chi tiết quay nh sau (h.4.1)
l
24
=0,5(l
m24
+b
02
)+k
1
+k
2
=0,5(62+17)+12+10=53,7 lấy l
24
= 54 (mm)
l
23
=l
24
+0,5(l
m24
+ l
m23
)+k
1
=52+0,5(62+45)+12=125,9 lấy l
23
= 126 (mm)
l
22
= l
23
+0,5(l
m23
+ l
m22
)+k
1
=105+0,5(45+62)+12=197,7 lấy l
22
= 198 (mm)
l
21
=l
22
+0,5(l
m22
+ b
02
)+k
1
+ k
2
=158+0,5(40,5+ 17)+12+ 10=253 lấy l
21
=253(mm)
l
32
= l
22
=198 (mm); l
33
= l
24
= 54 (mm) ; l
31
= l
21
=253 (mm)
l
c34
=0,5(l
m34
+b
03
)+h
n
+ k
3
=0,5(60+21)+18 + 15=61,125 lấy l
c34
=61(mm)
l
34
= l
31
+ l
c34
=298+61=359(mm)
l
12
= l
23
= 126 (mm)
l
11
= l
31
= l
21
=253 (mm)
l
13
=- l
c13
=-[0,5(l
m13
+b
01
)+h
n
+ k
3
]= -[0,5(31+15)+18 + 15] =-46,5 lấy l
13
=-
47(mm)
2.3.4.trị số, chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục
2.3.4.1. Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng lên trục
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 16
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
F
tkikik
ki
ki
xki
Fcbcq
r
r
=
F
cos/
twtki
ki
ki
yki
tgF
r
r
=
(công thức10.5)
F
tgFhrcbcq
tkikikikzki
=
Trong đó:
k: Số thứ tự trục cần tính ;
i: Số thứ tự của chi tiết quay lắp trên trục có tham gia truyền tải trọng ;
zkiykixki
FFF ,,
: Lực tác dụng theo phơng x, y, z của chi tiết thứ i trên trục k ;
F
tki
: Lực vòng trên bánh răng thứ i trên trục thứ k ;
r
ki
: Toạ độ điểm đặt lực trên bánh răng th i trên trục k ;
hr
ki
: Hớng răng của bánh răng thứ i trên trục k ;
cb
ki
: Vai trò (chủ độnh hay bị động) của bánh răng thứ i trên trục k ;
cq
k
: Chiều quay của trục thứ k ;
Theo công thức (10.1) ta có:
)(36086,16.1188.
)(47286,16cos/82,20.1188cos/.
)(1188
667,42
5,25340.2
2
)(21286,16.700.
)(278)86,16cos(/)82,20(.700cos/.
)(700
199,28
11896*2
*2
223222
223222
2
'
2
3222
122312
122312
1
1
2312
NtgtgFFF
NtgtgFFF
N
d
T
FF
NtgtgFFF
NtgtgFFF
N
d
T
FF
o
taa
o
twtrr
w
tt
o
taa
o
twtrr
w
tt
====
====
====
====
====
====
=> F
700700.1).1.(1
12
==
x
(N)
F
278)86,16cos(/)82,20(700).1(
12
== tg
y
(N)
F
212)86,16(.700).1.(1.1
12
== tg
z
(N)
F
11881188.1.1.1
24
==
x
(N) = F
22x
F
446)263,10cos(/)299,20(1188).1(
24
== tg
y
(N) = F
22y
F
215)263,10(.1188.1.1.1
24
== tg
z
(N) =- F
22z
F
700
1223
==
xx
F
(N) F
32x
=- F
22x
=1188 (N)
F
278
1223
==
yy
F
(N) F
32y
=- F
22y
=- 446 (N)
F
212
1223
==
zz
F
(N) F
32z
=- F
22z
=215 (N)
2.3.4.2. Lực từ bộ truyền xích, khớp nối tác dụng lên trục
+ Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 1 hớng theo phơng x và có trị số:
F
tx
DT /.2.3,0
113
=
=
4,12348/9872.2.3,0 =
Trong đó D
t
= 48(mm):Đờng kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục
vòng đàn hồi (tra bảng 16.10)
+ Lực từ bộ truyền xích tác dụng lên trục 3 là F
r
= 1939,305 (N).
Do bộ truyền nằm ngang(đờng nối tâm 2 đĩa xích tạo với trục y 1 góc 90
0
)
=> F
r
=F
34x
= 1939,305 (N).
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 17
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
2.3.5. Xác định đờng kính và chiều dài các đoạn trục
2.3.5.1. Xét trục I
-Xác định đờng kính trục I.
l
m
= (1,4
ữ
2,5)*d
1
= (1,4
ữ
2,5)*26 lấy l
m
= 40
l
11
= l
21
=211(mm) l
12
= l
23
=121 (mm)
F
x
= (0,2
ữ
0,3)2T/d
1
=(0,2
ữ
0,3)2*49700/26 = 764
ữ
1147, Lấy F
x
= 800.
Theo phơng x.
Tại Avà B xuất hiện các phản lực F
AX
, F
BX
ta có:
F=0 F
Ax
- F
t1
+F
Bx
-F
x
=0
M
A
=0 -F
t1
.121 + F
Bx
.211 - F
x
.268=0
N
FxF
F
t
Bx
2154
211
268.800121.1865
211
268.121.
1
=
+
=
+
=
R
Ax
= F
t1
-F
Bx
+F
x
=1865-2154+800=511(N).
Theo phơng y
Tại A và B xuất hiện các phản lực F
Ay
,F
By
ta có
M
1
= F
a1
2
1
d
= 334
2
5,53
=8935Nmm
M
A
=0 M
1
+ F
r1
.121 F
By
.211
)(2,360
211
121.7028935
211
.121F M
r11
NR
By
=
+
=
+
=
-F
Ay
- F
By
+F
r1
= 0 F
Ay
= F
t1
- F
By
=1865-360,2=1505(N)
Mômen xoắn trên trục I, ta có T
I
=49700 Nmm
Tính mômen uốn tổng M và mômen tơng đơng M
tđ
tại các tiết diện trên chiều
dài trục theo (10.15), (10.16)
193071970075,019231675,0
19231618210561831
222
1
2
2222
=ì+=+=
=+=+=
TMM
MMM
otd
yxo
Tính đờng kính tại tiết diện này
Theo bảng (10.5), []=63Mpa
33
63.1,0
193071
][1,0
==
td
o
M
d
= 25(mm).
-Tại mặt cắt B
NmmTMM
NmmMMM
CCtdB
yxB
6270549700.75,04560075,0
45600045600
2222
2222
=+=+=
=+=+=
mm
M
d
tdB
B
20
63.1,0
62705
][1,0
33
===
Lấy d tại các tiết diện lắp ổ lăn và bánh răng theo tiêu chuẩn ta có:
Chọn d
O
= 20 (mm);d
B
= d
A
= 17 (mm)
- Kiểm nhgiệm trục về độ bền mỏi.
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 18
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
chỉ xét riêng ứng suất pháp s
theo (10.20) và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng
suất tiếp s
theo (10.21), cuối cùng tính hệ số an toàn s theo (10.19) ứng với các
tiết diện nguy hiểm.
][
22
1
1
s
ss
ss
s
K
s
K
s
mad
mad
+
=
+
=
+
=
Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối
xứng
m
=0;
a
=
max
=M/W theo (10.22).Vì các trục quay 1chiều ta có ứng suất
xoắn thay đổi theo chu kì mạch động do đó theo (10.23)
0
max
.22 W
T
am
===
Tiết diện nguy hiểm tại O có:
)/(6,72
20.14,3
192316.32
.
.32
2
33
max
mmN
d
M
W
M
o
a
=====
)/(38,9
20.14,3
49700.16
.
.16
22
2
33
0
max
mmN
d
T
W
T
o
am
======
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 19
F
Ay
F
Ax
F
t1
F
By
F
a1
F
r1
F
Bx
F
x
BOA
49700
61831
45600
182105,
1
173170
ThiÕt kÕ m«n häc Chi tiÕt m¸y GVHD: KS.Bïi Vò Hïng
SVTH:Chu Hång Phong - Líp CK¤T« B – K42
Trang 20
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Xác định các hệ số K
d
, K
d
đối với các tiết diện nguy hiểm theo công thức
(10.25), (10.26)
yxd
yxd
KK
K
K
KK
K
K
/1
/1
+=
+=
Các trục đợc gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt
R
a
=2,5 0,63àm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề
mặt K
x
=1,06.
Không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt, do đó hệ số tăng bền K
y
=1.
Theo bảng 10,12, khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then
ứng với vật liệu có
b
=600MPa là K
=1,76, K
=1,54. Theo bảng 10.10 tra hệ số
kích thớc
,
ứng với đờng kính của tiết diện nguy hiểm:
Tại mặt cắt O có d=30mm, nên
=
=0,81.
-1
=0,436
b
=0,36,600=261,6MPa;
-1
=0,58
-1
=0,58.261,6=152MPa; theo bảng (10.7)
=0,05;
=0.
Lấy trị số lớn hơn để tính K
d
, K
d
,
96,11/106,1
81,0
54,1
23,21/106,1
81,0
76,1
=
+=
=
+=
d
d
K
K
5,25,1][6,6
5,13568,7
5,13568,7
5,13
022,1196,1
152
568,7
005,05,1523,2
6,261
2222
1
1
ữ==
+
ì
=
+
=
=
+ì
=
+
=
=
ì+ì
=
+
=
s
ss
ss
s
K
s
K
s
mad
mad
-Kiểm nghiệm về độ bền tĩnh:
td
=
][.3
22
+
theo bảng 6.1 ta có
ch
= 340(MPa)
[
]= 0,8.340 = 272
2,9
20.2,0
49700
2,0
2,71
20.1,0
192316
1,0
33
max
33
max
===
===
d
T
d
M
td
=
272][96,722,9.32,71.3
2222
==+=+
2.3.5.2.Xét trục II
-Xác định đờng kính trục II
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 21
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Xét theo phơng x.
Tại D và C xuất hiện các phản lực F
Dx
, F
Cx
ta có:
M
C
=0 F
r2
.181-F
r3
.121-F
Dx
.211+ F
r4
.60=0
N
FFF
F
ttt
Dx
2686
211
1865.12160.5684181.5684
211
121.60.181.
342
=
+
=
+
=
Có: F
r4
+F
r3
+F
r2
- F
Dx
- F
Cx
=0F
Cx
= F
r4
+F
r2
+F
r3
-F
Dx
=4863 (N).
Theo phơng y
Tại O
1
,O
2
có mômen M
2
,M
3
M
2
=F
a2
*d
2
/2 =334*198/2 = 44549(Nmm)
M
3
=F
a3
*d
3
/2 =1095*56/2 = 45990(Nmm)
Tại D và C xuất hiện các phản lực F
Dy
, F
Cy
ta có:
M
C
=0 -M
2
-M
3
+F
r3
.60 - F
r3
.121+F
Dy
.211+ F
r2
.181 +F
r4
.60 =0
N
FFFMM
F
rrr
Dy
7,221
211
60.181.121.
42332
=
++
=
Có: F
Cy
+ F
r3
-F
r2
- F
r4
-F
Dy
=0
F
Cy
=F
Dy
+F
t2
- F
t3
+F
r4
=404,7(N).
Tính mômen uốn tổng M và mômen tơng đơng M
tđ
tại các tiết diện trên chiều
dài trục : []=63MPa
+Tại mặt cắt O
1
NmmTMM
NmmMMM
otd
yxo
7,432023238750.75,07,37933275,0
7,379332242400291780
2222
2222
1
1
=+=+=
=+=+=
mm
M
d
td
o
31
63.1,0
7,432023
][1,0
33
1
===
+Tại mặt cắt O
2
NmmM
NmmM
td
O
318728238750.75,0242562
24256219953241740
22
22
2
=+=
=+=
mm
M
d
td
O
28
63.1,0
318728
][1,0
33
2
===
Lấy d tại các tiết diện lắp ổ lăn ,bánh răng theo tiêu chuẩn ta có:
Đờng kính lắp ổ lăn: d
c
=d
d
=25mm, Đờng kính lắp bánh răng: d
01
=d
02
=30mm.
-Tính kiểm nghiệm độ bền của then
Với các tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiềm nghiệm mối ghép
then về độ bền dập theo (9.1) và độ bền cắt theo (9.2).
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 22
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
][
2
][
)(
2
1
c
t
c
d
t
d
bdl
T
thdl
T
=
=
Tại tiết diện 0
1
,0
2
có T=238750Nmm, b=10,d=30 mm,
810
ì=ì
hb
t
1
=5mm, vì
nắp 2 bánh răng có chiều rộng khác nhau nên ta xét cho chiều rộng của bánh
nhỏ hơn b
2
=36=l
m
: l
t
=(0,8 0,9)l
m
=28,832,4 lấy l
t
=30
MPa
bdl
T
MPa
thdl
T
t
c
t
d
4,28
10.30.30
238750.22
5,97
)58(30.30
238750.2
)(
2
1
===
=
=
=
Theo bảng 9.5, tải va đập nhẹ [
d
]=100MPa, [
c
]=40 60MPa. vậy các mối ghép
đạt yêu cầu.
- Kiểm nhgiệm trục về độ bền mỏi.
chỉ xét riêng ứng suất pháp s
theo (10.20) và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng
suất tiếp s
theo (10.21), cuối cùng tính hệ số an toàn s theo (10.19) ứng với các
tiết diện nguy hiểm.
][
22
1
1
s
ss
ss
s
K
s
K
s
mad
mad
+
=
+
=
+
=
Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối
xứng
m
=0;
a
=
max
=M/W theo (10.22).Vì các trục quay 1chiều ta có ứng suất
xoắn thay đổi theo chu kì mạch động do đó theo (10.23)
0
max
.22 W
T
am
===
Tiết diện nguy hiểm tại O
1
có: M
O
=432023,7(Nmm);
)/(60
30.14,3
7,432032.32
.
.32
2
33
max
mmN
d
M
W
M
a
=====
)/(4,16
30.14,3
238750.16
.
.16
22
2
33
0
max
mmN
d
T
W
T
am
======
Các trục đợc gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt
R
a
=2,5 0,63àm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề
mặt K
x
=1,06.
Không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt, do đó hệ số tăng bền K
y
=1.
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 23
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
Theo bảng 10,12, khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then
ứng với vật liệu có
b
=600MPa là K
=1,76, K
=1,54. Theo bảng 10.10 tra hệ số
kích thớc
,
ứng với đờng kính của tiết diện nguy hiểm:
Tại mặt cắt O có d=42mm, nên
=
=0,78.
-1
=0,436
b
=0,36,600=261,6MPa;
-1
=0,58
-1
=0,58.261,6=152MPa; theo bảng (10.7)
=0,05;
=0.
Lấy trị số lớn hơn để tính K
d
, K
d
,
Xác định các hệ số K
d
, K
d
đối với các tiết diện nguy hiểm theo công thức
(10.25), (10.26)
03,21/106,1
78,0
54,1
3,21/106,1
78,0
76,1
=
+=
=
+=
d
d
K
K
5,25,1][13,3
07,7496,3
07,7496,3
07,7
097,1003,2
152
496,3
005,056,333,2
6,261
2222
1
1
ữ==
+
ì
=
+
=
=
+ì
=
+
=
=
ì+ì
=
+
=
s
ss
ss
s
K
s
K
s
mad
mad
Tại O
2
tơng tự nh ở O
1
M
O
=242562(Nmm);
)/(36,33
30.14,3
242562.32
.
.32
2
33
max
mmN
d
M
W
M
a
=====
)/(4,16
30.14,3
238750.16
.
.16
22
2
33
0
max
mmN
d
T
W
T
am
======
5,25,1][35,3
07,77,3
07,77,3
07,7
097,1003,2
152
7,3
005,065,313,2
6,261
2222
1
1
ữ==
+
ì
=
+
=
=
+ì
=
+
=
=
ì+ì
=
+
=
s
ss
ss
s
K
s
K
s
mad
mad
-Kiểm nghiệm về độ bền tĩnh:
Tại mặt cắt O
1
td
=
][.3
22
+
theo bảng 6.1 ta có
ch
= 340(MPa)
[
]= 0,8.340 = 272
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 24
Thiết kế môn học Chi tiết máy GVHD: KS.Bùi Vũ Hùng
1,16
30.2,0
238750
2,0
3,58
30.1,0
7,432023
1,0
33
max
33
max
===
===
d
T
d
M
td
=
272][48,641,16.33,58.3
2222
==+=+
Tại O
2
tơng tự nh ở O
1
1,16
30.2,0
75,84632
2,0
3,58
30.1,0
7,432023
1,0
33
max
33
max
===
===
d
T
d
M
td
=
272][6,641,16.33,58.3
2222
=+=+
SVTH:Chu Hồng Phong - Lớp CKÔTô B K42
Trang 25
