Đồ án Cơ ứng dung – Hộp giảm tốc

CHOÏN ÑOÄNG CÔ VAØ PHAÂN PHOÁI TYÛ SOÁ TRUYEÀN PCT = P/ = 3OL. BR. Ñ. k = 0.993.0.96.0.95.1= 0,8849 Þ pCT= 5,5/0,8849 = 6,2 kw Choïn ñoäng cô: 4A132S4Y3 P = 7,5 kw , n = 1455 v/p Tæ soá truyeàn heä daãn ñoäng: u = nÑC/nLV = 1455/220 = 6,6 à uBR = u/uÑ = 6,6/3,3 = 2 uÑ = 3,3 (choïn) Coâng suaát caùc truïc: PII = P/OL. K = 5,5/0,99.1 = 5,555 kw PI = PII/OL. BR = 5,555/0,99.0,96 = 5,845 kw Moâmen xoaén treân caùc truïc: TII = 9,55.106.PII/nII = 9,55.106.5,555/220 = 241137,5 Nmm TI = 9,55.106.PI/nI = 9,55.106.5,845/2.220 = 126863 Nmm TÑC = 9,55.106.PCT/nÑC = 9,55.106.3,2/1455 = 21003 Nmm Truïc Ñ/C Truïc I Truïc II Coâng suaát (kw) 6,2 5,845 5,555 Tæ soá truyeàn 3,3 2 Moâmen (Nmm) 21003 126863 241137,5 Soá voøng quay (v/p) 1455 440 220 2.THIEÁT KEÁ BOÄ TRUYEÀN ÑAI 1. Choïn ñai vaûi cao su 2. d1 = (5,2…6,4). =(5,2…6,4). = 143…176 mm d1 = 170 mm (choïn) d2 = uÑ.d1 = 3,3.170 = 561 mm as = (1,5…2)(d1+d2) = (1,5…2)(170 + 561) = 1096,5…1462 mm a = 1450 mm (choïn) Coäng theâm töø 100…400 mm tuøy theo caùch ñai. -Vaän toác: v = .d1.n1/60000 = .170.1455/60000 = 12,95 m/s -Soá voøng chaïy cuûa ñai: i = v/l = 12,95/ 4,0746 = 3,178 < 3…5 m/s α1 = 1800 - (561 - 170).57/1450 = 164,60 > αmin = 1500 3. Xaùc ñònh tieát dieän ñai vaø chieàu roäng ñai Ft = 1000.PÑC/v (theo 4.9) = 1000.6,2/12,95 = 478,76 N Baûng 4.8, ñai deït ñai vaûi cao su neân duøng (/d1)max =1/40 = d1/40 = 170/40 = 4,25 Theo bảng 4.1 duøng loại đñai BKHP-65, khoâng coù lớp loùt, trị số tieâu chuaån laø = 4 mm, vôùi soá lôùp laø 4. ÖÙng suaát coù ích cho pheùp : [F] = [F]0.Cα..CV.C0 - C0 = 1,6 Mpa (boä truyeàn ñaët thaúng ñöùng) - theo baûng 4.9: k1 =2,3 ; k2 = 9,0 [F]0 = k1 - k2. /d1 =2,3 - 9.4/170 = 2,088 MPa - Cα = 0,94 (vôùi α1 =164,60 )(baûng 4.10) - C0 = 1 (baûng 4.12) - Cv = 0.95 (baûng 4.11) à [F] = 2,088.0,94.0,95.1 = 1,865 Coâng thöùc (4.8) b = Ft.kñ/[F]. = 478,76.1/1,865.4 = 64,177 mm Trong ñoù kñ = 1 (theo baûng 4.7) Laáy trò soá tieâu chuaån b = 70mm (baûng 20.16) 4. löïc caêng ban ñaàu vaø löïc taùc duïng leân truïc F0 = 0.b. (theo 4.12) = 1,6.70.4 = 448 N FrÑ = 2.F0.sin(α1/2) = 2.448.sin(164,6/2) = 887,9 N 3.THIEÁT KEÁ BOÄ TRUYEÀN BAÙNH RAÊNG TRONG HOÄP GIAÛM TOÁC Choïn vaät lieäu -Baùnh nhoû: Theùp 45 toâi caûi thieän ñaït ñoä raén HB 241…285, coù b1= 850 MPa , ch1 = 580 MPa. -Baùnh lôùn: Theùp 45 toâi caûi thieän ñaït ñoä raén HB 192…240, coù b2= 750 MPa , ch2 = 450 MPa. Öùng suaát cho pheùp : 0Hlim = 2.HB + 70 SH = 1,1 SF = 1,75 0Flim = 1,8.HB Baùnh nhoû: 0Hlim1 = 2.250 + 70 = 570 MPa 0Flim1 = 1,8.250 = 450 MPa Baùnh lôùn: 0Hlim2 = 2.220+ 70 = 510 MPa 0Flim2 = 1,8.220= 396 MPa Ta coù: KHL = NHO1 =30.HB2,4 = 30.2502,4 = 1,7.107 NHE1 = N.kHE = 60.n1.Ln.kHE = 60.1000.3,56.160 = 34,176.108 MPa à NHE1 > NHO1 choïn kHL1 = 1 NHE2 = 60.160.1000 = 9,6.107 MPa NHO2 = 30.2202,4 = 1,25.107 MPa à NHE2 > NHO2 choïn kHL2 = 1. Vaäy [sH ]1 = = = 466 MPa [sH ]2 = = 417 MPa [sH ] = =441,5< 1,25.[sH ]2 öùng suaát cho pheùp uoán : [sH ] = sFlim . = sFlim .KFL/SF Töông töï: KFL1 = 1 , KFL2 = 1 , SF =1,75 [sF]1 == 257,14 MPa [sF]2 = = 226,3 MPa Öùng suaát cho pheùp khi quaù taûi : [sH ]max = 2,8sch = 2,8.450 = 1260 MPa [sF1]max = 0,8sch1 = 0,8.580 = 1260 MPa [sF2]max = 0,8sch2 = 0,8.450 = 1260 MPa Xaùc ñònh thoâng soá cô baûn cuûa boä truyeàn Khoaûng caùch truïc aW aW = ka.(u+1). Choïn ka = 43 ; yba = 0,45 ybd = 0,53. yba .(u+1) =0,53.045.3 = 0,7155 à kHb = 1,03 T1 = 126863 Nmm aW = 43.(2+1).= 116,935 mm Choïn theo tieâu chuaån aW =125 mm Xaùc ñònh thoâng soá aên khôùp m = (0,01 … 0,02).aW = 1,25…2,5 Choïn m = 2 Ta coù: b = 8…200 choïn z1 =40 ; z2 = 2.40 =80 zt = z1 + z2 = 120 cosb = m.zt/2.aW = 2.120/(2.125) = 0,96 à b = 16,260 Heä soá chieàu roäng vaønh raêng jba = b/aW = 0,45 à bW = 0,45.125 = 56,25 mm d1 = z1.m/cos b =40.2/cos(16,26) = 83,33 mm d2 = z2.m/cosb = 166,67 mm kieåm nghieäm kieåm nghieäm raêng veà ñoä beàn tieáp xuùc sH = zM.zH.ze ZM =274 MPa ZH = at =atw =arctg() = 51,290ta coù: tgbb = cos(51,290).tg(16,260) à bb = 10,330vaäy zH = = 1,42 Ta coù : eb = bWsinb/pm = 56,25sin(16,260)/p.2 = 2,51 Do ñoù: ze = ea = [1,88 -3,2(1/40 +1/80)]cos16,260 = 1,6896 à za = = 0,769 Ñöôøng kính voøng laêng baùnh nhoû dW1 = 2aW/(u+1) =2.125/3 = 83,33 mm V = pdWn1/60000 = 1,919 m/s Duøng caáp chính xaùc :9 Vaø V <2,5 m/s , kHa =1,13 VH = dHg0v Tra baûng 6.15 dH = 0,002 , g0 =73 VH = 0,002.73.1,919. =2,215 KHV = 1 + vHbWdW/2T1kHbkHa = 1+ (2,215.56,25.83,33)/(2.126863.1,03.1,13) = 1,035 Vaäy kH = kHbkHakHV = 1,09.1,13.1,035 = 1,205 sH = 274.1,42.0,769. = 295,345 MPa < 441,5 =[sH] Kieåm nghieäm raêng veà ñoä beàn uoán sF1 =2T1KFYeYbYF1/(bwdw1m)£ [sF1] =2.126863.1,68.0,014.0,88.3,675/(56,25. 83,33.2) =2,05£[sF]1 = 257,14 MPa (thoûa) sF2= sF1YF2/YF1 £ [sF2] =2,05.3,675/3,605 =2,09£[sF]2 =226,3 MPa (thoûa) ÞVaäy baùnh raêng thoûa veà ñoä beàn uoán Trong ñoù: Ye =1/ea =1/70,4=0,014 vôùi: ea =[1,88-3,2(1/z1+1/z2)]cosb =[1,88-3,2(1/40+1/80)]cos(16,260)=70,4 Yb =1-b0/140=1-16,260/140=0,88 YF1=3,675 , YF2=3,605 Vôùi: zV1 =z1/cos3b= 40/cos3 (16,260)=45,2 zV2 =z2/cos3b=80/ cos3 (16,260)=90,4 KF = KFbKFaKFv =1,205.1,37.1,02=1,68 Vôùi: KFb =1,205, KFa =1,37 KFv =1+ =1+=1,02 VF =dFg0v =0,002.73.1,919 =2,215 4.THIEÁT KEÁ TRUÏC Tính sô boä ñöôøng kính truïc []=15…30 MPa; d1 = 27,652 mm à d1 = 30 mm d1 = 39,21 mm à d2 = 40 mm , Khoaûng caùch giöõa caùc goái ñôõ vaø caùc ñieåm ñaët löïc d1 = 30 mm à b01 =19 mm d2 = 40 mm à b02 = 23 mm chieàu daøi mayô baùnh ñai, raêng truï lm = (1,2…1,5).di Truïc 1: lm12 = (1,2…1,5).40 = 48…60 mm choïn lm12 = 40 mm (baùnh ñai) lm13 = 40 mm (baùnh raêng 1 & 2) Chieàu daøi mayô khôùp noái: Lm23 = (1,4…2,5).d2 =(1,4…2,5).40 = 56…100 Choïn lm23 = 60 mm K/caùch töø maët caïnh baùnh ñai : l12 = 0,5(lm12 + b0) + k3 +hn = 0,5(40+19) + 15 + 18 =62,5 mm Choïn : khoaûng caùch töø maët caïnh baùnh ñai ñeán naép oå : k3 = 15 mm chieàu cao naép oå vaø ñaàu buloâng: : hn = 18 mm Khoaûng caùch töø maët caïnh oå thaønh trong cuûa hoäp : k2 =10 mm Khoaûng caùch töø thaønh trong cuûa hôïp ñeán maët caïnh chi tieát quay: k1 = 10 mm l13 = 0,5(lm13 + b01) + k1 + k2 = 0,5(40+19)+ 10+10 = 49,5 mm l11 = 2l13 = 2.49,5 = 99 mm Truïc II l22 = l13 =49,5 mm l21 =l11 =99 mm khoaûng caùch töø taâm oå laên ñeán khôùp noái truïc II: l23 =0,5(lm23 + b0) + k3 +hn = 0,5(60+23) + 15+18 =74,5 mm Löïc taùc duïng: Ft2 = Ft1 = 2T1/dW1 = 2.126863/83,33 = 3044,83 N Fr2 = Fr1 = Ft1tgaTW /cosb = 3044,83tg200/coù16,260 = 1154,44 N Fa2 = Fa1 = Ft1tgb = 3044,83tg16,260 = 888,06 N Phaân tích löïc taùc duïng leân truïc vaø veõ bieåu ñoà moâmen Truïc I: T1 = 126863 Nmm frÑ = 887,9 N mp xoz Phöông trình caân baèng Moâmen taïi B FAx = FBx = Ft1/2 = 3044,83/2 = 1522,415 N M =1522,451.49,5 = 75359,54 N mp yoz Phöông trình caân baèng Moâmen taïi A FrÑ.62,5 - Fr1.49,5 + Ma1 - FBy.99 = 0 FBy = = 357 N Trong ñoù: ma1 = Fa1.dw1/2 = 888,06.833,33/2 = 37001,02 Nmm Phöông trình caân baèng löïc FAy = FrÑ + Fr1 + FBy = 887,9 + 1154,44 + 357 = 2399,34 N M = FrÑ.62,5 = 887,9.62,5= 55493,75 Nmm M= FrÑ(62,5+49,5) - FAy.49,5 = 887,9.112 - 2399,34.49,5 = - 19322,53 Nmm M =FBy.49,5 = 357.49,5 = 17671,5 Nmm Moâmen töông ñöông Mtñ D = = 134623 Nmm MtñA = = 123086,24 Nmm MtñC = = 109866,58 Nmm d1 =30 mm à [s] = 63 Mpa Ñieàu kieän truïc taïi caùc tieát dieän nguy hieåm d12 = dñai = = 25,9 mm Choïn d12 = 30 mm d13= =27,75 mm Choïn d13 = 34 mm d11 = = 26,9 mm Choïn d11 = 32 mm Vaäy tieát dieän laép : Baùnh raêng : d13 = 34 mm Oå laên : d10 =d11 = 32 mm Baùnh ñai : d12 = 30 mm TRUÏC II ft2 = 3044,83 N fa2 = 888,06 N Fr2 = 1154,44 N Ma2 = fa2.dw2/2 = 88,06.166,66/2 = 74002 Nmm Maët phaúng zoy: ptcb moâmen baèng taïi B : FAy99- Ma2 + Fr2.49,5 = 0 FAy = (74002 - 49,5.1154,44 )/99 = 170 N Ptcb löïc : FAy + Fr2 -FBy =0 à FBy = FAy + Fr2 = 170 + 1154,44 =1324,44 N Maët phaúng zox ptcb moâmen taïi B FAx99 - Ft2.49,5- Frk.74,5 = 0 FAx = (3044,83.49,5 + 1100.74,5)/99= 2350 N Trong ñoù Frk = (0,2 … 0,3)2T2/Dt Choïn Dt = 90 (T2 = 241137,5 Nmm) Frk = 1071,72…1607,58 N Choïn Frk = 1100 N ptcb löïc FAx - FBx - Ft2 + Frk = 0 FBx = - Ft2 + Frk + FAx = -3044,83 +1100+2350 = 405,17 N Moâmen M= FAy.49,5 = 170.49,5 = 8415Nmm M = FBy.49,5 =1324,44.49,5 = 65587 Nmm M=FAx.49,5 =2350. 49,5= 116325 Nmm M = Frk.74,5 =1100.74,5 =81950Nmm Moâmen töông ñöông Mtñ D = = 247878,25 Nmm Mtñ B = = 224335,18 Nmm Mtñ C = = 208831,2 Nmm Ñieàu kieän truïc taïi caùc tieát dieän d2=40 mm à [s] = 56,5 Mpa dc = =33,3 Choïn dc = 34 mm dD = = 35,27 mm Choïn dD = 36 mm dB = = 34,11 mm dB =35 mm Vaäy tieát dieän laép Baùnh raêng : d22 = 36 mm oå laên : d20 =d21 = 35 mm khôùp noái : d23 = 34 mm kieåm nghieäm truïc Kieåm nghieäm truïc veà ñoä beàn moûi: Vaät lieäu cheá taïo truïc laø theùp 45 ,sb = 750 MPa s-1 = 0,436sb = 0,436.750 = 327MPa ; t-1 =0,58s-1 = 0,58.327 = 189,66 MPa ; Theo baûng 10.6: ys =0,1, yt = 0,05 Vì truïc quay, öùng suaát thay ñoåi theo chu kì doái xöùng: smj = 0 saj = Caùc truïc quay 1 chieàu neân öùng suaát xoaén thay ñoåi theo chu kyø maïch ñoäng: tmj = taj = Truïc coù moät raõnh then: = P = P Xaùc ñònh : ksdj = (ks /es + Kx -1)/Ky ktdj = (kt /et + Kx -1)/Ky Truïc ñöôïc gia coâng treân maùy tieän, taïi caùc tieát dieän nguy hieåm ñaït Ra =2,5…0,63mm,do ñoù theo baûng 10.8, Kx = 1,09 Ky =1 (khoâng duøng phöông phaùp taêng beàn ) Baûng 10.12, taïo raõnh then baèng dao phay ngoùn: ks =1,76 kt =1,54 Ta tính : Ssj = Stj = Sj = td d bxh t w w0 smj saj tmj taj 12 30 8x7 4 2290 4941 0 53.8 12.8 12.8 13 34 10x8 5 3240 7099 0 42 8.94 8.94 22 36 10x8 5 3913 8494 0 66 14.2 14.2 23 34 10x8 5 3240 7099 0 64 17 17 td d es et ks kt 12 30 0.88 0.81 1.58 1.795 13 34 0.868 0.798 1.58 1.795 22 36 0.832 0.792 1.58 1.795 23 34 0.868 0.798 1.58 1.795 tieát dieän d ; mm kd/ed kt/et ksd ktd ss st s raõnh then laép caêng raõnh then laép caêng 12 30 1.79545 2.345 2.21604 1.805 2.4 2.31 2.8 5.94 2.53 13 34 1.82028 2.345 2.24937 1.805 2.4 2.34 3.2 8.54 2.99 22 36 1.89904 2.345 2.26641 1.805 2.4 2.36 2.03 5.38 1.9 23 34 1.82028 2.345 2.24937 1.805 2.4 2.34 2.1 4.49 1.9 Nhö vaäy taát caû caùc giaù trò Sj ñeàu thoûa: Sj >[S]=1,5…2,5 Kieåm nghieäm veà ñoä beàn tónh stñ = [s] Trong ñoù; s = t = [s]= 0,8sch =0,8.450=360 MPa d Mmax Tmax s t std 32 55493.8 126863 20.55 23.49 31.21 30 0 126863 0 19.36 19.36 34 75359.5 126863 19.17 16.14 25.06 35 81950 241137.5 19.11 28.12 34 36 116325 241137.5 24.93 25.84 35.91 34 0 241137.5 0 30.68 30.68 Keát quaû trong baûng ñeàu thoûa stdj < [s] Kieåm nghieäm ñoä beàn then Choïn then baèng Ñk beàn daäp vaø ñk beàn caét coù daïng sd= [sd] Lt = (0,8…0,9)lm tc=[tc] td d lt bxh t1 T sd tc 12 30 36 10x8 5 126863 73 22 13 34 36 10x8 5 126863 69 20.7 22 36 36 10x8 5 241138 124 37.2 23 34 54 10x8 5 241138 88 26.3 Taûi troïng tónh [s]=150 MPa [t] = 60…90 Mpa Keát quaû kieåm nghieäm then ñeàu thoûa yeâu caàu 5.CHOÏN OÅ LAÊN Truïc I: Taïi tieát dieän laép oå laên löïc höôùng taâm toång coäng : Maët phaúng zox : RAx= RBx =1522,45 N Maët phaúng zoy: RAy =2399,34N RBy =357N Fr10= =2841,59N Fr11= =1563,75 N Do ñoù kieåm nghieäm khaû naêng taûi cuûa Fr taïi tieát dieän 10 vôùi Fr = 2841,59N Ta coù: Fa/Fr =888,06/1563,75 =0,56 Choïn oå bi ñôõ _chaën, =120 Truïc I: d =30 mm tra baûng P2.7(tl1),ta choïn oå bi ñôõ _chaën coù caùc thoâng soá : kí hieäu d D b=T r r1 C C0 46206 30 62 16 1,5 0,5 17,2 12,20 Kieåm nghieäm khaû naêng taûi ñoäng cuûa oå: Taûi troïng qui öôùc , Q =(XVFr + YFa)ktkñ (theo cthöùc 11.3, vôùi Fa =0) V= 1 (Voøng trong quay) e=1,5tg(120) 0,3 (baûng 11.4) Löïc doïc truïc do löïc höôùng taâm gaây ra treân caùc oå: Fs10 =0,83eFr10 =0,83.0,3. 2841,59 =707,5 N Fs11=0,83eFr11 =0,83.0,3. 1563,75 =389,37 N Fa10 =Fs10 – Fat =707,5 -888,06 =-274,06 Fa11 =Fs11 + Fat =389,37 +888,06 = 1277,81 Neân Fa =1277,81N Fa/VFr=1277,81/2841,59=0,45 > e. Vaäy: X=0,45 , Y=1,81 kñ= 1 (Taûi troïng tónh) Heä soá aûnh höôûng tôùi nhieät ñoä kt =(108+0,4)/150 =105…250 choïn = 1200 Kt = 1,04 Vaäy Q= (0,45.1. 2841,59+1,81.1277,81).1,04.1 =3735,21 Khaû naêng taûi ñoäng cuûa oå Cñ= Q. L= 60n1Lh/106 =60.440.10000/106 =264 Cñ =3735,21=15,5 kN< C =17,2kN Kieåm tra khaû naêng taûi tónh cuûa oåTheo (baûng 11.6), X0 =0,5 Y0 =0,47 Theo coâng thöùc taûi tónh: Qt=X0Fr + YoFa = 0,5. 2841,59 + 0,47. 1277,81 =2021,36N Nhö vaäy Qt <Fr =2841,59 vaø Q0 = 2841,59N Vaäy Q0 =2,84kN < C0 =12,20 kN Khaû naêng taûi tónh ñöôïc ñaûm baûo Vaäy oå laên thoûa trucII Taïi tieát dieän laép oå laên löïc höôùng taâm toång coäng : Maët phaúng zox : RAx =2350 N RBx= 405,17 Maët phaúng zoy: RAy =170N RBy =1324,44N Fr20= =2356 N Fr21= =1385 N Do ñoù kieåm nghieäm khaû naêng taûi cuûa Fr taïi tieát dieän 20 vôùi Fr20 = 2356N Ta coù: Fa/Fr =888,06/2356=0,37 Choïn oå bi ñôõ _chaën, =120 Truïc II: d =35 mm tra baûng P2.7(tl1),ta choïn oå bi ñôõ _chaën coù caùc thoâng soá : kí hieäu d D b=T r r1 C C0 46207 35 72 17 2 1 22,7 16,6 Kieåm nghieäm khaû naêng taûi ñoäng cuûa oå: Taûi troïng qui öôùc , Q =(XVFr + YFa)ktkñ (theo cthöùc 11.3, vôùi Fa =0) V= 1 (Voøng trong quay) e=1,5tg(120) 0,3 (baûng 11.4) Löïc doïc truïc do löïc höôùng taâm gaây ra treân caùc oå: Fs20 =0,83eFr20 =0,83.0,3. 2356=586,644 N Fs21=0,83eFr21 =0,83.0,3. 1385=344,865 N Fa20 =Fs20 + Fat =586,644 +888,06 =1474,704 Fa21 =Fs21 - Fat =344,865 -888,06 = -543,195 Neân Fa =1474,704 N Fa/VFr=1474,704 /2356=0,625 > e. Vaäy: X=0,45 , Y=1,81 kñ= 1 (Taûi troïng tónh) Heä soá aûnh höôûng tôùi nhieät ñoä kt =(108+0,4)/150 =105…250 choïn = 1200 Kt = 1,04 Vaäy Q= (0,45.1. 2356+1,81. 1474,704).1,04.1 =3878,59 N Khaû naêng taûi ñoäng cuûa oå Cñ= Q. L= 60n1Lh/106 =60.220.10000/106 =132 Cñ =3878,59 =19,75 kN< C =22,7kN Kieåm tra khaû naêng taûi tónh cuûa oåTheo (baûng 11.6), X0 =0,5 Y0 =0,47 Theo coâng thöùc taûi tónh: Qt=X0Fr + YoFa = 0,5. 2356+ 0,47. 1474,704 =1871.11N Nhö vaäy Qt <Fr =2356vaø Q0 = 2356N Vaäy Q0 =2,356kN < C0 =16,6kN Khaû naêng taûi tónh ñöôïc ñaûm baûo Vaäy oå laên thoûa ._.