Tài liệu Phan cuoi cung pdf

Phần VI: thiết kế gối đỡ
1
Chọn loại ổ :
Do các trục chỉ chịu lực hớng tâm, vì vậy căn cứ váo tính năng
của các loại ô đỡ ta thấy để đảm bảo về mặt tính kỹ thuật và bảo
đảm về mặt chỉ tiêu kinh tế ta chọn ổ đỡ là ổ lăn, loại ổ bi đỡ
một dãy cho tất cả các gối đỡ trục. Đây là loại ổ thông dụng
làm việc đợc với số vòng quay cao, giá thành thấp nhất, chịu đ-
ợc lực hớng tâm, đồng thời chịu đợc cả lực dọc trục không lớn,
cho phép vòng ổ nghiêng dới 1/4 độ.
2
Chọn cấp chính xác ổ lăn
đối với hộp giảm tốc thờng chọn ổ lăn có cấp chính xác bình th-
ờng (0)
3
Chọn kích thớc ổ lăn:
Ta tiến hành chọn ổ theo 2 hai chỉ tiêu: khả năng tải động nhằm
đề phòng tróc rỗ các bề mặt làm việc và khả năng tải tĩnh nhằm
đề phòng biến dạng d.
a
Chọn ổ theo khả năng tải động:
+ Khả năng tải động C
d
đợc tính theo công thức:

m
d
LQC =
(5.1)
Trong đó:

+ C
d
Khả năng tải động của ổ.
+ Q Tải trọng động quy ớc (tơng đơng). Do không có lực
dọc trục(F
a
= 0) ta có:
Q = X.V.F
r
.k
t
.k
đ

Với: F
r
-Tải trọng hớng tâm(Tổng phản lực ở gối đỡ)
V - Hệ số xét đến vòng làm việc(khi vòng trong quay) K
v
=
K
t
-Hệ số tải kể đến đặc tính của tải trọng K
đ
=
(đặc tính của tải trọng là va đập vừa và rung động k
đ
=1,3 1,8)
K
t

- Hệ số ảnh hởng của nhiệt độ (t
0
< 100
0
) K
t
=
+ m Bậc của đờng cong mỏi khi thử về ổ lăn,với ổ bi m =
1
1,5
1
3
35

+ L Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay.
L =
6
10) 60.(

nl
h
Với l
h
tuổi thọ của ổ tính bằng giờ, đối với hộp giãm tốc:
l
h
= (10ữ25).10
3
(giờ) , chọn l
h

=
.n số vòng quay của trục.
20000 Giờ
thay số ta đợc: L = 1,2.n
b
Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh:
Nhằm đề phòng biến dạng d theo điều kiện:
Q
0


C
0
+C
0
- khả năng tải tĩnh
+Q
0
- tải trọng quy ớc xác định nh sau: (do F
a
= 0 )
theo (11-19): Q
0
= X
0
.F
r
theo (11-20): Q
0
= F

r
Q
0
là trị số lớn hơn trong hai giá trị này,với X
0
- là hệ số tải trọng
hớng tâm ,tra bảng 11-6 X
0
=
0,6
Vậy ta đợc : Q
0
= F
r
*
Chọn ổ lăn cho trục I.
Sơ đồ chọn ổ cho trục nh hình 6.1.

X
F

yA
R

d
F

yB
R

hình 6-1
- Xác định tải trọng tổng cộng tác dụng lên ổ:
Thông thờng các phản lực này đã đợc xác định khi tính trục
cũng chính là lực hớng tâm tác dụng lên ổ.Tuy nhiên trên trục I
có khớp nối mà lực F
x
của khớp tác dụng lên trục có chiều bất
kỳ,phụ thuộc vào sai số ngẫu nhiên khi lắp nối trục
Do đó khi tính toán xác định kích thớc trục ta chọn chiều của
F
k
sao cho làm tăng phản lực trên các ổ.
.ở đây ta chọn chiều của F
x
cùng chiều với F
d
(ngợc chiều với
khi tính trục)
+Ta có hệ phơng trình:
0=+
dxyByA
FFRR
111311121
.)(.)(. lRllFllF
yAdkx
=++

=
=
yB
yA
R
R

706.5
985
N
N
36

Lực tại ổ B lớn hơn ổ A, do vậy ta chọn hai ổ cùng loại theo lực
tại gối B:
Tính tải trọng động quy ớc:
Q =
B
R
=
0,985 .kN
Đối với trục I: n
I
= 1458
vg/ph
L = 1,2.n
I
=1,2. 1458 =

1749,6 tr.vg
-Thay số vào (5.1) ta có:
==
3
6,17490,985
d
C
11,869 .kN
- Q
0
= 0,6 . 0.985 = 0,591 .kN
-Đờng kính lắp ghép tính trong phần thiết kế trục d = 40 .mm
Theo tiêu chuẩn GOST 8338 75 phụ lục P2.7[I] ta chọn loại
ổ cỡ trung sau.
Ký hiệu .d D B .r
C, kN C
0
kN
308 40 90 23 2,5
31,9 21,70
Khi đó ta có : C
d
=11,869 (kN)< C = 31,9(kN)
Q
0
= 0,591 (kN) < C
0
=21,70(kN)
Loại ổ ta chọn thoã mãn .
*

Chọn ổ lăn cho trục II.
Sơ đồ chọn ổ nh khi tính trục
-Tính phản lực ở các gối:
+ Gối 0:
=+=+=
222
0
2
020
6262398,1
yx
RRR
2478,46
N
+ Gối 1:
=+=+=
222
1
2
121
02,25052398,1
yx
RRR
3467,85
N
Ta thấy R
21
> R
20
vậy ta chọn hai ổ cùng loại và chọn theo F

r
=
1834,16
N
Ta có: Q = 1.1.1,83416.1.1,5= 2,75 .kN
Với trục II: n
II
= 412,8
vg/ph
L = 1,2.n
II
=1,2. 412,8=
495,36 tr.vg
-Thay số vào (5.1) ta có:
C
d
=2,75
3
495,36
=
21,759 .kN
- Q
0
= 1,1 .kN
-Đờng kính ngõng tính trong phần thiết kế trục d = 30 .mm
Theo tiêu chuẩn GOST 8338 75 phụ lục P2.7[I] ta chọn loại
ổ cỡ trung sau.
Ký hiệu .d D B .r
C, kN C
0

kN
306 30 72 19 2,0
22,0 15,1
Khi đó ta có : C
d
=21,759 (kN)< C = 22,0(kN)
Q
0
= 1,1 (kN) < C
0
=15,1(kN)
Loại ổ ta chọn thoã mãn .
37

c
Chọn ổ lăn cho trục III.
Sơ đồ chọn ổ cho trục nh khi tính trục
-Tính phản lực ở các gối:
+ Gối 0:
=+=+=
222
0
2
030
3,77942398,1
yx
RRR
8154,87
N
+ Gối 1:

=+=+=
222
1
2
131
98,45222398,1
yx
RRR
5119,4
N
Ta tiến hành tính toán kích thớc ổ với ổ chịu tải trọng lớn hơn
với F
r
= 1834,16 (N) =
1,83416
.kN
Ta có: Q = 1.1. 1,8316.1.1,5 = 2,75 .kN
Đối với trục III: n
III
= 137,6
vg/ph
L = 1,2.n
III
=1,2. 137,6 =
165,12 tr.vg
-Thay số vào (5.1) ta có:
==
3
12,1652,75
d

C
15,087 .kN
-Q
0
= 1,1 .kN
-Đờng kính lắp ghép tính trong phần thiết kế trục d = 50 .mm
Theo tiêu chuẩn GOST 8338 75 phụ lục P2.7[I] ta chọn loại
ổ cỡ trung sau.
Ký hiệu .d D B .r
C, kN C
0
kN
308 40 90 23 2,5
31,9 21,70
Khi đó ta có : C
d
=15,087 (kN)< C = 31,9(kN)
Q
0
= 1,1(kN) < C
0
=21,70(kN)
Loại ổ ta chọn thoã mãn .
Phần VII: Tính toán chọn khớp nối
Để nối trục của động cơ và trục I của hộp giãm tốc. Để giảm va
đập, chấn động, đề phòng cộng hởng do dao động xoắn gây nên
và bù lại độ lệch trục. Ta chọn nối trục đàn hồi , hai nửa trục nối
với nhau bằng bộ phận đàn hồi làm bằng cao su vừa đơn giản
vừa rẻ.
*Khớp nối của trục động cơ và trục vào của hộp giảm tốc :

+ Mômen xoắn truyền qua nối trục: T = T
1
= 59212,62
Nm
+ Đờng kính trục tại chỗ nối: d = 30 .mm
Từ đó ta chọn đợc các kích thớc chủ yếu của nối trục vòng đàn
hồi nh sau: (tra bảng 15-10):
.d D L
D
0
B
Chốt VĐH
.d
C
l
C
ren Z D
v
L
v
30 100 124
71
4 14 33 M10 6 27 28
+ Chọn vật liệu nối trục làm bằng gang C21-40, chốt bằng
thép 45 thờng hoá, vòng đàn hồi bằng cao su.
38

ứng suất dập cho phép của vòng cao su: []
d
=

3 MPa
ứng suất uốn cho phép của chốt: []
u
=
60 MPa
- Kiểm nghiệm sức bên dập của vòng cao su:

vv
d
DlDZ
TK

2
0
=

+D
0
- đờng kính vòng tròn đi qua tâm các chốt
+K-Hệ số chế độ làm việc phụ thuộc loại máy công tác, K = 1,2
Vậy:
==
27.28.71.6
59212.62.2,1.2
d

0,44 MPa
So sánh ta đợc:
d
< [

d
] : vòng đàn hồi đảm bảo điều kiện bền
Kiểm nghiệm sức bền uốn của chốt

===
33
0
40,1.6.71.1
12.6233.1,2.592
1,0

c
c
u
dDZ
TKl

20,06 MPa
So sánh ta đợc:
u
< []
u
Vậy các chốt đều đảm bảo đợc yêu cầu.
39

40

41

42

Phần VIII: Thiết kế các chi tiết khác
của hộp giảm tốc
1
Vỏ hộp
- Công dụng: Để gá chặt hầu hết các chi tiết của hộp giảm tốc,
định vị trí tơng đối của các chi tiết và bộ phận máy, trực tiếp
tiếp nhận tải trọng do các chi tiết truyền đến, chứa dầu bôi trơn
các bộ truyền trong hộp giảm tốc, bảo vệ các chi tiết máy
- Chỉ tiêu cơ bản đặt ra khi chế tạo hộp giảm tốc là khối lợng
nhỏ độ cứng cao và giá thành hạ.
- Vật liệu chế tạo hộp giảm tốc: gang xám GX 15 32.
- Phơng pháp chế tạo: chọn phơng pháp đúc.
- Thành phần của hộp giảm tốc: thành hộp, gân chịu lực, mặt
bích, gối đỡ, các loại vít và bulông lắp ghép.
- Chọn bề mặt lắp ghép đi qua đờng tâm các trục.
- Kích thớc của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc trong bảng
sau:
Tên gọi Biểu thức tính toàn
Chiều dày: - Thân hộp,

=+=+= 3164.03,0303,0 a

Chọn =
7,92
8
.mm
.mm
43

- Nắp hộp,
1

1
=0,9 =
7,2 .mm
Gân tăng cứng: - Chiều dày, e
.e=(0,9 ) =
7,2 .mm
- Chiều cao, h
.h < 5. =5.7,2
36 .mm
- Độ dốc
Khoảng
2 độ
Đờng kính: - Bulông nền, d
1
d
1
>0,04a+10=0,04.164+
10
16,56 .mm
(do d
1
>12) chọn d
1
=
16 mm
- Bulông cạnh ổ, d
2

.d
2
= 0,8d
1
0,8.16
12 .mm
- Bulông ghép mặt bích và thân, d
3
.d
3
=(0,8ữ 0,9).12,8
10 .mm
- Vít ghép nắp ổ, d
4
.d
4
= (0,6ữ 0,7).12,8
8 .mm
- Vít ghép nắp cửa thăm, d
5
.d
5
= (0,5ữ 0,6).12,8
6 .mm
Mặt bích ghép nắp và thân
- Chiều dày bích thân hộp, s
s = (1,3 ữ 1,5).11
16 .mm
- Chiều dày bích nắp hộp, s
1

s
1
= (1,2 ữ 1,3).11
14 .mm
- Bề rộng bích nắp và thân, k
1
K
1
3.12,8
38,4 .mm
Mặt đế hộp:
- Chiều dày (có phần lồi):S
2
,S
2


S
2
1,5.
1
= 1,5.7,2
10,8 .mm
S
2
,
= 2,35. =2,35.8
18,8 .mm
- Bề rộng mặt đế hộp, K
2

và q
K
2
4.d
1
= 4.16
64 mm
.q 38,4+16
54,4 .mm
Khe hở giữa các chi tiết:
- Giữa bánh răng với thành trong của hộp
0,6. = 0,6.8
4,8 .mm
- Giữa bánh răng lớn với đáy hộp

1
2,5.=2,5.8
20 .mm
- Giữa mặt bên các bánh răng với nhau

2
0,4.=0,4.8
3,2 .mm
Số lợng bulông nền, Z = 6
Từ đờng kính bulông tra theo TCVN 1892 76 ta có kích thớc
bulông nh sau.
ĐK
danh
nghĩa
.d

Chiều
rộng
đầu bu
lông
Chiều
cao đầu
bulông
ĐK
vòng
tròn
Bán
kính
góc lợn
Chiều
dài
thân
bulông
Chiều
dài làm
ren
S H D .r .l .l
0
16 22 9 24,5 1,1 40 34
12 19 8 21,1 1,1 35 30
10 17 7 18,9 0,60 35 26
44

8 13 5,5 14,4 0,60 30 22
6 10 4 11,0 0,40 25 18
2

Nắp ổ
- Công dụng: che kín ổ và cố định vòng ngoài của ổ trên vỏ hộp.
- Sử dụng hai loại hộp:
+Loại 1: Nắp kín dùng cho những đầu trục không thò ra ngoài.
+Loại 2: Nắp ổ thủng có lỗ để cho đầu trục xuyên qua.
- Vật liệu đúc bằng gang xám GX 15 32 (tra bảng 17.2[II])
Trục D,mm D
2
,mm D
3
,mm h,mm Z Loại
I 90 100 125 10 6-M8 1 và 2
II 90 110 135 12 6-M8 1
III 110 130 160 12 6-M10 1 và 2
3
Chân đế:
Để cố định hộp giảm tốc trên bệ máy ta làm chân đế ở thân hộp,
mặt chân đế làm hai dãy lồi song song, nhằm giãm tiêu hao vật
liệu,giãm thời gian gia công, tạo khả năng lu thông không khí
qua đáy hộp để thoát nhiệttốt hơn .Số bulông nền là Z = 6.
4
Vòng móc:
để nâng và vận chuyễn hộp giãm tốc (khi gia công, khi lắp
ghép ) trên nắp và thân thờng lắp thêm vòng móc (hoặc
bulông).kích thớc vòng móc có thể đợc xác định nh sau:
+Chiều dày vòng móc : s =(2ữ3)=(2ữ3).10=20ữ30,chọn s=
+Đờng kính : d=(3ữ4) = (3ữ4).10=30ữ40,chọn d =
20
30
.mm

.mm
5
Chốt định vị côn:
Để đảm bảo vị trí tơng đối của nắp và thân trớc và sau khi gia
công cũng nh khi lắp ghép, tránh đợc hiện tợng biến dạng vòng
ngoài của ổ khi xiết chặt bulông.
45
3ữ 5
5ữ 7
3ữ 5
5ữ 7

Số lợng .l .d C
2 50 4 0,6
a. Vòng phớt: Để bảo vệ ổ khỏi bị bụi bẩn, ngăn phôi kim loại
và các tạp chất xâm nhập vào ổ
Trục .d D .a C
I 40 59 9 6,5
III 45 64 9 6,5
7
Vòng chắn mỡ:
Để ngăn mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp
a = 6ữ 9.
t =2ữ 3.
.b lấy bằng gờ trục.
6 Cửa thăm, nút thông hơi và que thăm dầu:
- Để thuận tiện trong khi sử dụng quan sát đợc các phần trong
hộp giảm tốc cũng nh khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, ta làm
cửa thăm trên đỉnh hộp. Cửa thăm đợc đậy bằng nắp, trên nắp có
nút thông hơi.

46
.l
.d
.d1
1:50
3,2
.a

kích thớc cửa thăm.
A B A
1
B
1
C K R Vít
Số vít
100 75 150 100 125 87 12
M8x22
4
- Que thăm dầu để kiểm tra mức dầu thờng xuyên trong khi sử
dụng.
3 6 lỗ
- Nút thông hơi: Khi làm việc nhiệt độ trong hộp không tăng
lên, để giảm nhiệt độ, tăng độ tản nhiệt và thông khí trong hộp
ta làm nút thông hơi.
A B C D E G H I K
M27x2
15 30 15 45 36 32 6 4
L M N O P Q R S
10 8 22 6 32 18 36 32
5 Nút tháo dầu:

Dầu bôi trơn sau một thời gian làm việc thờng bị bần làm ảnh h-
ởng đến hiệu quả của việc bôi trơn vì vậy cần pahỉ thay dầu mới
và xả hết dầu cũ, để làm việc này cần nút tháo dầu:
47
R
3ữ 6

Kích thớc nút tháo dầu:
.d .b .m L D S D
0
M22x2 15 10 29 32 22 25,4
Phần IX: Bôi trơn và điều chỉnh
1
Bôi trơn hộp giảm tốc:
Bôi trơn hộp giảm tốc chủ yếu là bôi trơn bộ truyền bánh răng
trụ răng thẳng. vì vận tốc vòng của các bánh răng nhỏ nên ta
chọn phơng pháp bôi trơn là ngâm dầu.
- Chiều sâu ngâm dầu bằng 1/6 bán kính bánh răng lớn cấp
nhanh,còn bánh răng cấp chậm 1/4 bán kính .
- Chọn loại dầu là AK 15,tra bảng 17-11,ta tìm đợc loại dầu
thích hợp : với vật liệu làm bánh răng: thép,
b
=850MPa,vận tốc
vòng v=5,2(m/s),ta đợc loại dầu có đọ nhớt ở 50
0C
:57 centistốc ,
8 Engle
48

2

3
Điều chỉnh:
Trong chế tạo không thể không gây ra những sai số vì vậy khi
lắp ghép thờng có những sai lệch. Nhất là bộ truyền bánh răng,
ở đây là bộ truyền bánh răng trụ, thờng xẩy ra sự không ăn khớp
đúng. Vì vậy khi lắp bộ truyền phải kiểm tra sự ăn khớp đúng.
Để kiểm tra sự ăn khớp ngới ta bôi một lớp sơn trên bề mặt làm
việc của bánh răng, sau đó quay bánh răng và quan sát vết sơn
trên phần răng ăn khớp, nếu ăn khớp đúng thì các vết tiếp xúc
rải đều theo mặt phẳng làm việc của răng. Để đảm bảo độ chính
xác về ăn khớp ta dùng phơng pháp dịch chuyển trục trên đó đã
gá chắc các bánh răng và các ổ. Ngoài ra, trong quá trình làm
việc bề mặt các bánh răng thờng bị mòn tạo nên các khe hở dọc
trục và khe hở hớng tâm làm cho trục bị đảo và dao động, bánh
răng ăn khớp kém, bộ truyền làm việc kém có tiếng ổn, khi đó
rất cần phải thực hiện hiệu chỉnh. Để điều chỉnh khe hở này cần
phải tạo độ dôi ban đầu bằng các tấm đệm điều chỉnh.
Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp.
3-1) Bôi trơn bánh răng
Với vận tốc nhỏ (0,8 1,5)m/s, lấy chiều sâu ngâm dầu bằng 1/6
bán kính bánh răng cấp nhanh, còn bánh răng cấp chậm khoảng
1/4 bán kính.
Lợng dầu bôi trơn khoảng vào 0,4 đến 0,8 lit cho 1 kW công
suất truyền.
Dầu bôi trơn hộp giảm tốc chọn độ nhớt để bôi trơn phụ thuộc
vào vận tốc, vật liệu bánh răng (bảng 18-11) . ta thờng chọn dầu
AK-20
3-2) Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp
a) Lắp bánh răng lên trục
Chọn lắp ghép H7 / k6 vì chịu tải vừa có thay đổi và va đập nhẹ.

Cố định bánh răng bằng đệm, vít và đai ốc đảm bảo không bị
tháo lỏng.
b) Điều chỉnh bánh răng theo phơng dọc trục
Trong hộp giảm tốc bánh răng trụ, để bù vào sai số thờng thờng
lấy chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng
bánh răng lớn.
Bộ truyền bánh răng trụ có m=2. Đối với cấp chính xác này, sai
lệch cho phép của đỉnh côn không vợt quá 0,058mm. Nhng việc
chế tạo các tiết máy đạt độ chính xác trên rất khó khăn. Vì vậy,
thờng chọn cấp chính xác thấp hơn, còn sự không trùng đỉnh có
thể khắc phục bằng cách điều chỉnh vị trí dọc trục của các bánh
49

Một số yêu cầu khi sử dụng:
- Trớc khi vận hành máy phải kiểm tra mức dầu trong hộp giảm
tốc, chế độ bôi trơn ở các ổ.
- Kiểm tra sự chắc chắn của các mối ghép nh bbắt chặc các
bulông nền
- Kiểm tra sự ăn khớp đúng của các cặp bánh răng và kiểm tra
sự làm việc của bộ truyền đai
- Theo định kỳ phải tiến hành bảo dỡng máy.

Mục lục
Tiêu đề trang
Phần i: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
Phần ii: Thiết kế bộ truyền đai
Phần iIi: Thiết kế bộ truyền xích
Phần iV: Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Phần V: Thiết kế các trục, chọn then của hộp giảm tốc
Phần vI: Thiết kế gối đỡ

Phần vII: Tính toán chọn khớp nối
Phần vIII : Thiết kế các chi tiết khác của hộp giảm tốc
Phần vII : Bôi trơn và điều chỉnh

50