Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục

A, Më ®Çu. TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ lµ mét néi dung kh«ng thÓ thiÕu ®èi víi ch­¬ng tr×nh ®µo t¹o kÜ s­ c¬ khÝ nh»m cung cÊp cho sinh viªn c¸c kiÕn thøc c¬ së vÒ kÕt cÊu m¸y vµ c¸c qu¸ tr×nh c¬ b¶n khi thiÕt kª m¸y. Trong qu¸ tr×nh häc tËp m«n häc Chi tiÕt m¸y, em ®· ®­îc lµm quen víi c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n cña c¸c kÕt cÊu m¸y, c¸c tÝnh n¨ng c¬ b¶n cña c¸c chi tiÕt m¸y th­êng gÆp. §å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y lµ kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ thùc chÊt nhÊt qu¸ tr×nh häc tËp m«n häc chi tiÕt m¸y, chÕ t¹o ph«i, søc bÒn vËt liÖu, dung sai… Hép gi¶m tèc lµ thiÕt bÞ kh«ng thÓ thiÕu ®èi víi c¸c m¸y c¬ khÝ, nã cã nhiÖm vô biÕn ®æi mét vËn tèc ®Çu vµo thµnh mét hay nhiÒu vËn tèc ra tuú thuéc vµo c«ng dông cña m¸y. Khi nhËn ®å ¸n viÖc thiÕt kÕ hép gi¶m tèc ®ång trôc em ®· t×m hiÓu vµ cè g¾ng hoµn thµnh ®å ¸n m«n häc nµy. Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n em ®· t×m hiÓu c¸c vÊn ®Ò chÝnh sau: C¸ch trän ®éng c¬ ®iÖn cho hép gi¶m tèc. C¸ch ph©n phèi tØ sè truyÒn cho c¸c cÊp cña hép gi¶m tèc. C¸c chØ tiªu tÝnh to¸n vµ c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hép gi¶m tèc ®ång trôc. C¸c chØ tiªu tÝnh to¸n, c¸ch chÕ t¹o b¸nh r¨ng vµ trôc. C¸ch x¸c ®Þnh th«ng sè cña then. KÕt cÊu, c«ng dông vµ c¸ch x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña vá hép vµ c¸c chi tiÕt cã liªn quan. C¸ch l¾p ghÐp c¸c chi tiÕt l¹i víi nhau thµnh mét kÕt cÊu m¸y hoµn chØnh. C¸ch tÝnh to¸n chän chÕ ®é b«i tr¬n cña c¸c chi tiÕt tham gia chuyÓn ®éng… Trong qu¸ tr×nh lµm cã g× sai sãt, em mong thÇy chØ b¶o ®Ó em rót ra kinh nghiÖm trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c hÖ dÉn ®éng kh¸c. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n. B. PhÇn thuyÕt minh. PhÇn 1: TÝNH TO¸N HÖ DÉN §éNG I. Chän ®éng c¬: 1. X¸c ®Þnh c«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ C«ng suÊt cÇn thiÕt Pct: P ct = KW HiÖu suÊt hÖ dÉn ®éng h: h = Õ hnib . Theo s¬ ®å ®Ò bµi th×: h = h®ai..hmæ l¨n.hkb¸nh r¨ng.hkhíp nèi. m: Sè cÆp æ l¨n (m = 3); k: Sè cÆp b¸nh r¨ng (k = 2), Tra b¶ng 2.3 (trang 19 cuèn TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp 1) tra ®­îc c¸c hiÖu suÊt: HiÖu suÊt cña æ l¨n: hol= 0,99 ( v× æ l¨n ®­îc che kÝn). HiÖu suÊt truyÒn cña mét cÆp b¸nh r¨ng khi ®­îc che kÝn: hbr= 0,97. HiÖu suÊt nèi trôc ®µn håi: hk= 0,98. HiÖu suÊt bé truyÒn ®ai ®Ó hë: h® = 0,95. VËy hiÖu suÊt cña toµn bé hÖ thèng: h = 0,95.0,993. 0,972. 0,98 = 0,876 HÖ sè truyÒn ®æi t¶i träng b: b = C«ng suÊt t­¬ng ®­¬ng Pt® ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: Pt® kW 2. X¸c ®Þnh tèc ®é ®ång bé cña ®éng c¬. Chän s¬ bé tØ sè truyÒn cña toµn bé hÖ thèng lµ usb .Theo b¶ng 2.4(tr 21), truyÒn ®éng b¸nh r¨ng trô hép gi¶m tèc 2 cÊp, truyÒn ®éng xich(bé truyÒn ngoµi): usb= usbh. usb® = 16.3 = 48 Sè vßng quay cña trôc xÝch t¶i lµ nlv : nlv = = 23,88 vg/ph Trong ®ã: v : vËn tèc b¨ng t¶i. D: §­êng kÝnh tang. Sè vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ nsb®c: nsb®c = nlv . usb = 23,88.48 = 1146,5 vg/ph Quy c¸ch ®éng c¬ ph¶i tháa m·n ®ång thêi : P®c Pct , n®c » nsb vµ Ta cã : ; ; Theo b¶ng phô lôc P1.1 (trang 237). Ta chän ®­îc kiÓu ®éng c¬ lµ : 4A100L4Y3 C¸c th«ng sè kÜ thuËt cña ®éng c¬ nh­ sau : P®c = 4,0 kW; n®c = 1420 vg/ph ; Nh­ vËy chän ®éng c¬ 4A100L4Y3 cã c¸c th«ng sè phï hîp yªu cÇu thiÕt kÕ. II. PH¢N PhèI Tû Sè TRUYÒN Ta ®· biÕt Tû sè truyÒn chung Chän uxÝch = 3 Þ uhép =; Theo kinh nghiÖm: Trong ®ã : u1 : TØ sè truyÒn cÊp nhanh u2 : TØ sè truyÒn cÊp chËm Theo b¶ng chän 3.1 th× u1 = 5,66; u2 = 3,18 TÝnh l¹i gi¸ trÞ uxÝch theo u1vµ u2 trong hép gi¶m tèc UxÝch = KÕt luËn: uh = 20; u1 = 5,66; u2 = 3,18; uxÝch=3 III. X¸c ®Þnh c«ng xuÊt, momen vµ sè vßng quay trªn c¸c trôc. 1. C«ng suÊt, sè vßng quay trªn c¸c trôc I, II, III, cña hÖ dÉn ®éng: Pct =3,5 kW ; nlv =23,88 vg/ph. kW ; nIII = nlv = 23,88 vg/ph kW; nII = nIII.u2 =23,88.3,29 = 78,56 vg/ph kW; nI = nII.u1= 78,56.6,07 =476,86 vg/ph Ta thÊy PI < P®c nªn déng c¬ lµm viÖc kh«ng bÞ qu¸ t¶i 2. M« men trªn c¸c trôc (I, II, III, ) cña hÖ dÉn ®éng. T®c = 9,55. 106. N. mm. TI = 9,55. 106. N. mm. TII = 9,55. 106. N. mm. TIII = 9,55. 106. N. mm. Tct = 9,55. 106. N. mm. Tõ c¸c th«ng sè tÝnh to¸n ®­îc ta lËp ®­îc b¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n sau: Trôc ®éng c¬ I II III Trôc c«ng t¸c UxÝch = 3 U1 = 5,66 U2 = 3,18 P 4,0 3,9 3,75 3,076 3,5 n 1420 476,86 78,56 23,88 23,88 T 26901 78104,7 455862 1226543 1399706,8 PhÇn 2 : TÝNH TO¸N THIÕT KÕ CHI TIÕT M¸Y A.Thiết kế bộ truyền ngoài : I.Bé truyÒn xÝch Các thông số của bộ truyền: Công suất bánh chủ động: P1 = 3,076 kW Số vòng quay bánh chủ động : n1 = 23,88 (v/p) Góc tâm : α = 0o Tỷ số truyền : u = 3,3 Mômen : Tmm = 1,3T1 Bộ truyền làm việc 2 ca , va đập vừa 1.Chọn loại xích Vì tải trọng truyền nhỏ ,vận tốc thấp nên ta xử dụng xích con lăn 2.Xác định các thông số của xích và bộ truyền 2.1.Số răng Theo bảng 5.4 (Tài liệu I) và căn cứ tỷ số truyền ux = 3,3 ta chọn số răng đĩa nhỏ z1 = 25 Þ Số răng đĩa lớn : z2 = uxz1 = 25.3 = 75 < zmax = 120 ( vì xích con lăn) 2.2.Xác định bước xích Xuất phát từ chỉ tiêu về độ mòn xích ,theo CT 5.3 (Tài liệu I) ta có : Pt = P.k.kz.kn ≤ [P] Trong đó : Hệ số số răng : (chọn z01 = 25 răng) Hệ số vận tốc vòng : Hệ số k = ko.ka.kđc.kbt.kđ.kc (công thức 5.4 (Tài liệu I)) Tra bảng 5.6 ta có : + ko = 1 (vì đường nối tâm 2 đĩa hợp với phương ngang một góc <60o) + ka = 1 (chọn khoảng cách trục bằng 40 lần bước xích) + kđc = 1 ( Điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích ) + kđ = 1,35 ( Tải trọng va đập vừa) + kc = 1,25 ( Bộ truyền làm việc 2 ca ) + kbt = 1 ( Bộ truyền làm việc ở môi trường có bụi ,chất lượng bôi trơn II ) Do đó ta có k = 1.1.1.1,35.1,25.1,3 = 2,194 Þ Pt = 3,076.2,194.2,09.1 = 14,1 (kW). Theo bảng 5.5 (Tài liệu I ) ,ứng với n01 = 50 v/p và Pt = 14,1 kW ta chọn bước xích p = 44,45 tương ứng với công suất cho phép [P] = 14,7 kW >Pt Giá trị này cũng thỏa mãn bảng 8 với bước xích giới hạn pmax = 50,8 2.3. Khoảng cách trục và số mắt xích Ở trên ta đã chọn a = 40 p Þ a = 40.44,45 = 1778 mm Số mắt xích được xác định theo công thức 5.12 (Tài liệu I ) ÞLấy số mắt xích chẵn x = 132 Khoảng cách trục thực tế được xác định theo công thức 5.13 (Tài liệu I ) Để xích không chịu áp lực quá lớn ta giảm a một lượng bằng : Da = 0,003a = 0,003 . 1277 = 4 (mm) Þ Khoảng cách trục thực tế : a = 1277 – 4 = 1273 (mm) *) Số lần va đập của xích được xác định theo công thức 5.4 : Theo bảng 5.9 số lần va đập cho phép với loại xích đang xét là : [i] = 25 >> i 3.Tính kiểm nghiệm xích về độ bền Kiểm nghiệm vệ độ quá tải của bộ truyền theo hệ số an toàn : Với Q là tải trọng phá hỏng .Tra bảng 5.2 tương ứng với bước xích 44,45mm được Q = 172400N Hệ số tải động lấy bằng 1,2 Lực vòng Lực căng do lực ly tâm gây ra : F = qv2Tra bảng 5.2 ta có khối lượng của 1m xích q = 3,8 kg ÞFv = 3,8.0,44 = 1,672 (N) Fo là lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra , được xác định theo công thức 5.16 (Tài liệu I ) : Fo = 9,81kfqa Với khoảng cách trục a = 1273 mm ,q = 3,8 kg . Bộ truyền làm việc nghiêng tâm 1 góc a= 300 < 400 nên lấy kf = 4. Þ Fo = 9,81.4.3,8.1273 = 190 (N) Vậy : Theo bảng 5.10 (Tài liệu I ) với n1 = 23,88 v/p và p = 44,45 thì hệ số an toàn cho phép : [s] = 89,3 < s Vậy bộ truyền làm việc an toàn. 4.Tính toán đường kính đĩa xích Theo công thức 5.17 (Tài liệu I ),đường kính vòng chia đĩa xích được xác định : Tra các kích thước còn lại của bộ truyền theo bảng 14.4 (Tài liệu II ) Đường kính đỉnh răng: -Đường kính đáy răng Với r = 0,5025d1 + 0,05 ( d1 = 19,05 – Bảng 5.2 (Tài liệu I ) ) = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,6226 Þ df1 = 354,65 – 2.9,6226 = 334,75 ( mm) df2 = 1061,5 – 2.9,6226 = 1042 5.x¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn trôc: Fr=KxFt=1,15.8788=13182 N II. TÝNH Bé TRUYÒN B¸NH R¡NG TRONG HéP GI¶M TèC: Do kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt vµ theo quan ®iÓm thèng nhÊt ho¸ trong c¸c kh©u thiÕt kÕ nªn ë ®©y ta chän vËt liÖu 2 cÊp b¸nh r¨ng lµ nh­ nhau. A.TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp chËm (b¸nh trô r¨ng th¼ng). 1.Chän vËt liÖu. B¸nh nhá : ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB 241 ¸ 285 cã: sb1 = 850 MPa; sch 1 = 580 MPa. Chän HB1 = 245 (HB) B¸nh lín : ThÐp 45, t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB 192...240 cã: sb2 = 750 Mpa; sch 2 = 450 MPa. Chän HB2 = 230 (HB) 2. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp. ; SH : HÖ sè an toµn khi tÝnh vÒ tiÕp xóc: SH =1,1. : øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp øng víi sè chu k× c¬ së; SF : HÖ sè an toµn khi tÝnh vÒ tiÕp xóc:tra b¶ng 6.2 .SF=1,75 :øng suÊt uèn cho phÐp øng víi sè chu k× c¬ së Chän s¬ bé ZRZVKxH = 1 Þ = 2.HB + 70. Þ s°H lim1 =2. 245 + 70 = 560 MPa. s°H lim2 = 2.230 + 70 = 530 MPa. KHL= víi mH = 6. mH: BËc cña ®­êng cong mái khi thö vÒ tiÕp xóc. NHO: Sè chu k× thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ tiÕp xóc: NHO = 30. H HHB : ®é r¾n Brinen. NHE: Sè chu k× thay ®æi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng: c: Sè lÇn ¨n khíp trong mét vßng quay. Ti , ni, ti : LÇn l­ît lµ m«men xo¾n , sè vßng quay vµ tæng sè giê lµm viÖc ë chÕ ®é i cña b¸nh r¨ng ®ang xÐt. ta cã : NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1 Þ[sH]1 = ; [sH]2= Víi bé truyÒn cÊp nhanh b¸nh trô r¨ng th¼ng ta cã: Víi bé truyÒn cÊp chËm b¸nh trô r¨ng th¼ng ta cã: Nh­ vËy KHL2 = 1 Do ®ã: Vµ V× NFE1 = 3,9.107 > NFO = 4.106 vµ NFE2 = 1,1.107 > NFO = 4.106 nªn KFL1 = 1, KFL2 = 1. Do ®ã theo thiÕt kÕ víi bé truyÒn quay mét chiÒu KFC = 1, ta ®­îc: [sF1] = 441.1.1 / 1,75 = 252 MPa, [sF2] = 414.1.1 / 1,75 = 237 MPa, øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp: theo 6.13 vµ 6.14 ta cã: 3. X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc: aw2 = Ka(u2+1) Víi: T2: M«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng, T1= 455862 Nmm . Ka : hÖ sè phô thuéc vµo lo¹i r¨ng, Ka = 49,5 (r¨ng th¼ng). HÖ sè Yba = bw/aw; chän theo d·y tiªu chuÈn ta cã Yba = 0,4 Tra ë s¬ ®å 5 (b¶ng 6.7, trang 98) ta ®­îc KHb2 = 1,02; u2= 3,18; [sH]=482 MPa Thay sè ta ®Þnh ®­îc kho¶ng c¸ch trôc tÝnh s¬ bé: aw2= 49,5.(3,18+1). mm 4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp * M«®un : m m = (0,01 ¸ 0,02). aw2 = (0,01 ¸ 0,02).240,6 = 2,4 ¸ 4,8 Chän m = 3 Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng nhá tÝnh s¬ bé: Z3 = 2 aw2/ [m(u1 +1)] = 2.220,6/ [3.(3,18+1] = 38,4 ta chän Z3 = 38 r¨ng. VËy sè r¨ng b¸nh r¨ng lín: Z4 = u2 Z3= 3,18.38 = 120,84 chän Z4 = 121r¨ng. Tæng sè r¨ng cña c¶ hai b¸nh r¨ng: Zt2 = Z3 + Z4 = 38 +121 = 159; Do ®ã tØ sè truyÒn thùc sÏ lµ: Sai sè tû sè truyÒn: Kho¶ng c¸ch trôc tÝnh l¹i: aw2 = m.(z3+z4)/2 = 3.(38+121)/2 = 220 5. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc. Yªu cÇu cÇn ph¶i ®¶m b¶o sH [sH] , sH = ZM ZH Ze (1.1); Trong ®ã : - ZM: HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng c¬ tÝnh vËt liÖu, ZM = 274 Mpa1/3 (b¶ng 96) - ZH: HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc; - Ze : HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng; - KH: HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc; - bw: ChiÒu réng vµnh r¨ng: bw2 = Yba. aw2 = 0,2. 238,5 =47,7 mm ; Ta lÊy bw2=48 mm - dw: §­êng kÝnh vßng l¨n cña b¸nh nhá (b¸nh chñ ®éng); - T2 = 455862 Nmm ; Gãc pr«fin r¨ng b»ng gãc ¨n khíp : ZH = = = 1,76; ea ; Nh­ vËy hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña sù trïng khíp r¨ng: Ze2 = . §­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh nhá: dw3 = 2aw2 /(um+1) = 2.238,5/(3,18 + 1) = 114,11 mm. VËn tèc vßng: v = . Theo b¶ng 6.14 ta chän cÊp chÝnh x¸c 9, khi ®ã theo trÞ sè tra ®­îc t¹i b¶ng 14 ta cã: KHa = 1,13. víi c¸c trÞ sè: -: trÞ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña sai sè ¨n khíp, tra b¶ng ta cã: = 0,004 g0 :hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña sai lÖch b­íc r¨ng ta tra b¶ng 6.16 cã: go =73 Ta cã KHv: hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña t¶i träng ®éng xuÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp: KHb :HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng.Tra b¶ng 6.7 ta cã: KHb=1,13 Khi ®ã hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc: KH = KHb.KHVKHa = 1,02.1,006.1,13 = 1,16 Thay sè vµo (1.1): sH = 274.1,76.0,862.Mpa TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp : [sH] = [sH]. ZRZVKxH. Víi v =0,47 m/s Þ ZV = 1 (v× v < 5m/s), CÊp chÝnh x¸c ®éng häc lµ 9, chän møc chÝnh x¸c tiÕp xóc lµ 8. Khi ®ã cÇn gia c«ng ®¹t ®é nh¸m lµ Ra = 2,5...1,25mm. Do ®ã ZR = 0,95. Víi da <700 mm Þ KxH = 1. [sH] = [sH]. ZRZVKxH = 495,4.1.0,95.1 = 471 MPa , Nh­ vËy sH < [sH] do ®ã ta cã thÓ lÊy chiÒu réng r¨ng lµ bw2 =48(mm) 6. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn: Yªu cÇu sF [sF] ; sF = 2.T1.KF.Ye.Yb.YF1/( bw.dw3.m) TÝnh c¸c th«ng sè: Theo b¶ng 6.7 ta cã KFb = 1,03; víi v < 2,5 m/s tra b¶ng 6.14 (trang 107) cÊp chÝnh x¸c 9 th× KFa = 1,37. Tra b¶ng 6.16 chän go= 73 Theo b¶ng 6.15 => dF =0,011 => KF = KFb.KFa.KFV = 1,03.1,37.1,025 = 1,45 Víi ea = 1,77 Þ Ye = 1/ea = 1/1,77 = 0,565 Víi ZV3 = 38, ZV4 = 121 tra b¶ng 6.18 trang 109 th× YF3= 3,70, YF4= 3,60; Víi m = 2, Yb = 1-b0/140 víi b=0 Þ Yb=1 ChÕ t¹o b¸nh r¨ng theo ph­¬ng ph¸p phay: YR = 1 Do da < 400mm nªn KxF = 1 khi ®ã: Thay vµo c«ng thøc: sF = 2.T1.KF.Ye.Yb.YF /(bw.dw.m), ta cã: sF3 = 2.455862.1,45.0,565.1.3,70/ (95,5.114,1.3) =84,5 Mpa sF3 < [s1]1 =253 Mpa; sF4 = sF3.YF4/YF3 = 84,5.3,60/3,70= 82 MPa; sF4 < [s2]2 =237 Mpa. 7. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i. øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp : [sH]max = 2,8 sch2 = 2,8. 450 = 1260 MPa; [sF1]max = 0,8 ; sch1 = 2,8. 580 = 464 MPa; [sF2]max= 0,8 ; sch2 = 0,8. 450 = 360 MPa; HÖ sè qu¸ t¶i: Kqt= Tmax/T = 1,3; sH1max=sH .MPa < [sH]max = 1260 MPa; §Ó ®Ò phßng biÕn d¹ng d­ hoÆc ph¸ háng tÜnh mÆt l­în ch©n r¨ng ta kiÓm nghiÖm: sF1max = sF1. Kqt = 84,5.1,3 = 109,85MPa; sF2max = sF2. Kqt = 82.1,3 = 106,6 MPa v× sF1max < [sF1]max ,sF2max < [sF2]max nªn r¨ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn khi qu¸ t¶i. B.TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp nhanh (b¸nh trô r¨ng th¼ng). 1.Chän vËt liÖu: Do kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt vµ theo quan ®iÓm thèng nhÊt ho¸ trong c¸c kh©u thiÕt kÕ nªn ë ®©y ta chän vËt liÖu 2 cÊp b¸nh r¨ng lµ nh­ nhau: B¸nh nhá : ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB 241 ¸ 285 cã: sb1 = 850 MPa; sch 1 = 580 Mpa, HB1 = 245 (HB), [sF1] = 252 MPa, B¸nh lín : ThÐp 45, t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n MB 192...240 cã: sb2 = 750 Mpa; sch 2 = 450 Mpa, HB2 = 230 (HB), [sF2] = 237 MPa, 2. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp: Do yªu cÇu cÊu tróc cña hép gi¶m tèc ®ång trôc ta tÝnh víi gi¸ trÞ kho¶ng c¸ch trôc cña bé truyÒn ®éng cÊp chËm b»ng víi bé truyÒn ®éng cÊp nhanh. aw2 = aw1 * Modul : m = (0,01 ¸ 0,02). aw1 = (0,01 ¸ 0,02).238,5 = 2,38 ¸ 4,76 vµ theo quan ®iÓm thèng nhÊt ho¸ trong thiÕt kÕ, ta chän modul tiªu chuÈn cña cÆp b¸nh r¨ng cÊp chËm b»ng modul ë cÊp nhanh: m = 3. TÝnh sè r¨ng cña b¸nh r¨ng: Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng nhá tÝnh s¬ bé: Z1 = 2 aw1/ [m(u1 +1)] = 2.238,5./ [3.(5,66+1] = 23,87 Ta chän Z1 = 24 r¨ng VËy sè r¨ng b¸nh r¨ng lín: Z2 = u1 Z1 = 5,66.20 = 135.84 chän Z2 = 136 r¨ng Tæng sè r¨ng cña c¶ hai b¸nh r¨ng: Zt = Z1 + Z2 = 24 + 136 = 160; Do ®ã tØ sè truyÒn thùc sÏ lµ: Sai sè tû sè truyÒn: 3. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc: Yªu cÇu cÇn ph¶i ®¶m b¶o sH [sH] , sH = ZM ZH Ze (1.1); Trong ®ã : - ZM: HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng c¬ tÝnh vËt liÖu, ZM = 274 Mpa1/3 (b¶ng 65) - ZH: HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc; - Ze : HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng; - KH: HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc; - bw : ChiÒu réng vµnh r¨ng. - dw : §­êng kÝnh vßng l¨n cña b¸nh chñ ®éng (b¸nh r¨ng nhá); - T1 =78104,7 Nmm ; Víi hÖ sè chiÒu réng vµnh r¨ng: ,khi ®ã ta chän theo dÉy tiªu chuÈn:; khi ®ã chiÒu réng vµnh r¨ng sÏ lµ: bw = . aw1 = 0,21 238,5= 50,08mm , chän bw1 = 50 (mm). ZH = = = 1,76 ea ; Nh­ vËy hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cô¨ trïng khíp r¨ng: Ze = §­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh nhá: dw1 = 2aw1 /(um+1) = 2.238,5/(5,65 + 1) =71,73 mm VËn tèc vßng: v = Theo b¶ng 6.14 ta chän cÊp chÝnh x¸c 9, khi ®ã theo trÞ sè tra ®­îc t¹i b¶ng 14 ta cã: KHa = 1,13 víi c¸c trÞ sè: -: trÞ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña sai sè ¨n khíp, tra b¶ng ta cã: = 0,002 -g0 :hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña sai lÖch b­íc r¨ng ta tra b¶ng 6.16 cã:go =73 víi: theo b¶ng 6.7 ta cã KHb = 1,03 Khi ®ã hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc: KH = KHb.KHVKHa = 1,03.1,03.1,13 = 1,2 Thay sè vµo (1.1): sH = 274.1,76.0,74.Mpa TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp : [sH] = [sH]. ZRZVKxH. Víi v = 1,79 m/s Þ ZV = 1 (v× v < 5m/s ). CÊp chÝnh x¸c ®éng häc lµ 9, chän møc chÝnh x¸c tiÕp xóc lµ 8. Khi ®ã cÇn gia c«ng ®¹t ®é nh¸m lµ Ra = 2,5...1,25 mm. Do ®ã ZR = 0,95, víi da < 700mm Þ KxH = 1. [sH] = [sH]. ZRZVKxH = 495,5.1.0,95.1 =470,7 MPa , Nh­ vËy sH < [sH] nªn ®iÒu kiÖn bÒn tiÕp xóc cña cÆp b¸nh r¨ng tho¶ m·n. Do cÆp b¸nh r¨ng nµy thõa bÒn nªn ta cã thÓ gi¶m bít chiÒu réng vµnh r¨ng, nh­ng ®é sai lÖch nµy nhá chØ vµo kho¶ng 1,7% nªn theo ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ chÕ t¹o theo d·y tiªu chuÈn ta v·n gi÷ nguyªn bw = 30 (mm). 4 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn: Yªu cÇu sF [sF] ; sF = 2.T1.KF.Ye .Yb.YF1/( bw.dw3.m) TÝnh c¸c th«ng sè : Theo b¶ng 6.7 ta cã KFb = 1,16 ; víi v < 2,5 m/s tra b¶ng 6.14(trang 107) cÊp chÝnh x¸c 9 th× KFa = 1,37. Tra b¶ng 6.16 chän go= 73 Theo b¶ng 6.15 => dF =0,006 => KF = KFb.KFa.KFV = 1,37.1,13.1,04 = 1,61 Víi ea = 1,83 Þ Ye = 1/ea = 1/1,83 = 0,55; b = 0Þ Yb = 1 - b/140 = 1 Sè r¨ng t­¬ng ®­¬ng: ZV1 = 24. r¨ng ZV2 = 136 r¨ng. Víi ZV1 = 24, ZV2 = 136 tra b¶ng 6.18 trang 109 th× YF1= 4, YF2= 3,60; Víi m = 3, YS = 1 ChÕ t¹o b¸nh r¨ng theo ph­¬ng ph¸p phay: YR = 1 Do da < 400mm nªn KxF = 1 khi ®ã: Thay vµo c«ng thøc: sF = 2.T1.KFYeYbYF/( bwdw.m), ta cã: sF1 = 2.78104,7.1,61.0,55.1.4,0/ (30.71,73.3) = 85,7 MPa => sF1 < [sF1]1 = 253 Mpa; sF2 = sF1.YF2 / YF1 = 85,7.3,6/ 4,0 = 77 MPa; à sF2 < [sF2]2 = 238 Mpa 5. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i. øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp: HÖ sè qu¸ t¶i: Kqt= Tmax/T = 1,3 sH1max=sH .MPa < [sH]max = 1260 MPa; §Ó ®Ò phßng biÕn d¹ng d­ hoÆc ph¸ háng tÜnh mÆt l­în ch©n r¨ng ta kiÓm nghiÖm: sF1max= sF1. Kqt = 85,7.1,3 = 111,4 MPa ; sF2max= sF2. Kqt = 77.1,3 = 100 MPa ; v× sF1max < [sF1]max ,sF2max < [sF2]max nªn r¨ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn khi qu¸ t¶i. Tõ ®ã lËp ®­îc b¶ng c¸c gi¸ trÞ c¬ b¶n cña hai bé truyÒn nh­ sau: C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hÖ truyÒn ®éng b¸nh r¨ng. KÝ hiÖu Bé truyÒn cÊp nhanh Bé truyÒn cÊp chËm B¸nh r¨ng nhá B¸nh r¨ng lín B¸nh r¨ng nhá B¸nh r¨ng lín Modul. Sè r¨ng. HÖ sè chiÒu réng vµnh r¨ng ChiÒu réng vµnh r¨ng. §­êng kÝnh chia. §­êng kÝnh l¨n. §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng. §­êng kÝnh ®¸y r¨ng. Gãc profile gèc. HÖ sè dÞch chØnh. CÊp chÝnh x¸c. m z bw d dw da df xt ccx 3 24 0,21 50 71,73 71,73 77,73 75,23 200 0 9 3 136 0,2 48 405,27 405,27 411,27 408,77 200 0 9 3 38 0,21 50 114,11 114,11 120,11 117,61 200 0 9 3 121 0,2 48 362,9 362,9 368,9 366,4 200 0 III. tÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc: 1. Th«ng sè khíp nèi trôc ®µn håi: Khíp nèi trôc ®µn håi truyÒn c«ng suÊt tõ trôc 3 ®Õn tang quay. Do khíp nèi truyÒn c«ng suÊt t­¬ng ®èi lín nªn ta chän c¸ch nèi trôc vßng ®µn håi. T¹i trôc III cã m«mem xo¾n TIII = 1226543 (Nmm). Khi ®ã tra b¶ng 16.10a cã c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña nèi trôc vßng ®µn håi ®­îc tra theo m«mem xo¾n. T =2000 (M.m) d = 63 (mm) D = 260 (mm) dm = 120 (mm) L = 175 (mm) l = 140 (mm) d1 = 110 (mm) Do = 200 (mm) Z = 8 nmax = 2300 B = 8 B1 =70 l1 = 48(mm) D3 = 48 (mm) l2 = 48(mm) B¶ng 16.10b kÝch th­íc c¬ b¶n cña vßng ®µn håi T = 2000 (N.m) do = 24 (mm) d1 = M16 D2 = 32 (mm) l = 95 (mm) l1 = 52 (mm) l2 = 24 (mm) l3 = 44 (mm) h = 2 2.ThiÕt kÕ trôc a. Chän vËt liÖu: Chän vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp 45, t«i cãsb= 800 MPa. øng suÊt xo¾n cho phÐp [t] = 15..30 Mpa b. X¸c ®Þnh s¬ bé ®­êng kÝnh trôc. Theo c«ng thøc 10.9 ®­êng kÝnh trôc thø k víi k =1..3; (mm) => (mm) chän s¬ bé d = 30, tra b¶ng 10.2 , ta ®­îc chiÒu réng æ l¨n b0 = 19 mm. => (mm) chän s¬ bé d = 50, tra b¶ng 10.2, ta ®­îc chiÒu réng æ l¨n b0 = 27 mm. => (mm) chän s¬ bé d = 65, tra b¶ng 10.2, ta ®­îc chiÒu réng æ l¨n b0 = 33 mm. c, X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc. Chän k1 = 9 (mm), k2 = 8 (mm), k3 = 10 (mm), hn = 20 (mm). Víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng trô 2 cÊp ®ång trôc: Víi c¸c kÝ hiÖu: k: sè thø tù cña trôc trong hép gi¶m tèc. i: sè thø tù cña chi tiÕt trªn trôc trªn ®ã l¾p c¸c chi tiÕt cã tham gia truyÒn t¶i. lki: kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn tiÕt diÖn thø i trªn trôc thø k. lmki: chiÒu dµy may¬ cña chi tiÕt quay thø i (l¾p trªn tiÕt diÖn i) trªn trôc k. bki: chiÒu réng vµnh r¨ng thø i trªn trôc k. lcki: kho¶ng c«ngx«n (kho¶ng ch×a) trªn trôc thø k, tÝnh tõ chi tiÕt thø i ë ngoµi hép gi¶m tèc ®Õn gèi ®ì. lcki = 0,5.( lmki +b0) + k3 + hn lc33 = 0,5.(95 + 33) + 10 + 20 = 94 ChiÒu dµi may¬ nöa khíp nèi, ®èi víi hÖ thèng ta thiÕt kÕ lµ nèi trôc vßng ®µn håi nªn: lm33 = 100 mm ChiÒu dµi may¬ b¸nh xÝch: lm12 = 35 mm ChiÒu dµi may¬ b¸nh r¨ng trô: lm13 = 40 mm, lm22 = 60 mm, lm32 =80 mm Ta cã: - Trôc 1: l12 = - lc12 = 40 mm l13 = 0,5 (lm13 + b0) + k1 + k2 = 0,5.(40 + 19) + 9 + 8 = 46,5 l11 = 2.l13 =2.46,5 = 93 - Trôc 2: l22 = 0,5.(lm22 + b0) + k1 + k2 = 0,5.(60 + 27) + 9+ 8 = 60,5 l23 = l11+l32 + k1 + b0 = 93 +73,5 + 9 + 25 = 200,5 l21 = l23 + l32 = 200,5+ 73,5,5 = 274 - Trôc 3: l32 = 0,5.(lm32 + b0) +k1 + k2 =0,5.(80 +33) + 9 +8 =73,5 l31 = 2.l32 = 2.73,5 = 147 l33 = l31 + lc33 = 147 +94 = 211 d, X¸c ®Þnh trÞ sè vµ chiÒu cña c¸c lùc tõ chi tiÕt quay t¸c dông lªn trôc: Ta cã s¬ ®å bè trÝ hép gi¶m tèc nh­ h×nh d­íi: C¸c thµnh phÇn lùc trong thiÕt kÕ ®­îc biÓu diÔn nh­ h×nh vÏ phÇn trªn. Lùc t¸c dông cña khíp nèi trôc ®µn håi t¹o ra: Fx33= (0,2 ¸ 0,3) Fr ; Fr = 2TIII/D0 , Tra b¶ng 16.10a ta chän D0 = 200 mm: Fx33 = 2500 N Lùc t¸c dông khi ¨n khíp trong c¸c bé truyÒn ®­îc chia lµm ba thµnh phÇn: Fx: Lùc vßng. Fy: Lùc h­íng t©m. Fz: Lùc däc trôc.v× b¸nh r¨ng th¼ng nªn ta cã thÓ bá qua lùc däc trôc. Trong ®ã: Víi trôc 1: Fx13= - Fy13 = Víi trôc 2: Fx22 = - Fx13 = 2178 N Fy22 = - Fy13 = 793 N Víi trôc 3: Fx32 = - Fx23 = 7989 N Fy32 = - Fy13 = - 2908 N X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vµ chiÒu dµi c¸c ®o¹n trôc. Khi ®ã ta cã c¸c biÓu ®å Momen vµ c¸c gi¸ trÞ t­¬ng øng trªn c¸c vÞ trÝ, khi tÝnh to¸n momen uèn tæng vµ c¸c momem t­¬ng ®­¬ng t¹i c¸c thiÕt diÖn em tiÕn hµnh lµm trßn, c¸c kÕt qu¶ cã sai sè ®ã ®­îc bï b»ng hÖ sè an toµn khi c¸c trôc ®­îc kiÓm nghiÖm. TÝnh ph¶n lùc t¸c dông lªn c¸c gèi ®ì: Víi trôc 1: = 15845,5 = 16370,5 N Flx11 = Flx10 = Khi ®ã ta cã c¸c s¬ ®å biÒu thÞ gi¸ trÞ m«men vµ c¸c kÝch th­íc s¬ bé cña trôc (cuèi cuèn thuyÕt minh). Momen uèn tæng t¹i c¸c thiÕt diÖn vµ m«men t­¬ng øng: ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t­¬ng øng khi tÝnh s¬ bé: Khi ®ã theo d·y tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ ta chän th«ng sè c¸c ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t­¬ng øng lµ: d0 =20 mm, d1 = 18 mm vµ d3 = 25mm Khi tÝnh to¸n l¾p b¸nh r¨ng vµ b¸nh xÝch lªn trôc 1 em dïng then b»ng ®Ó truyÒn momen xo¾n tõ trôc ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p trªn nã. Khi ®ã theo TCVN 2261- 77 ta cã c¸c th«ng sè vÒ c¸c lo¹i then ®­îc l¾p trªn c¸c trôc nh­ sau: ThiÕt diÖn §­êng kÝnh trôc KÝch th­íc thiÕt diÖn ChiÒu s©u r·nh then B¸n kÝnh gãc l­în cña r·nh b h t1 t2 nhá nhÊt lín nhÊt 12 20 6 6 3,5 2,8 0,16 0,25 13 25 8 7 4 2,8 0,16 0,25 Víi trôc 2: = - 2303 N = - 1398 N = 5365 N = -(5365 + 2178 – 7989) = 446 N Khi ®ã ta cã c¸c biÓu ®å Momen vµ c¸c gi¸ trÞ t­¬ng øng trªn c¸c vÞ trÝ (®­îc tr×nh bµy ë cuèi cuèn thuyÕt minh). Momen uèn tæng t¹i c¸c thiÕt diÖn vµ m«men t­¬ng øng: ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t­¬ng øng khi tÝnh s¬ bé: Khi ®ã theo d·y tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ ta chän th«ng sè c¸c ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t­¬ng øng lµ: d0 = d1 = 40 mm vµ d2 = 45 mm §Ó thèng nhÊt tÝnh to¸n trªn trôc 2 em còng dïng then b»ng ®Ó truyÒn momen. Khi ®ã theo TCVN 2261- 77 cã c¸c th«ng sè vÒ c¸c lo¹i then ®­îc l¾p trªn c¸c trôc nh­ sau: ThiÕt diÖn §­êng kÝnh trôc KÝch th­íc thiÕt diÖn ChiÒu s©u r·nh then B¸n kÝnh gãc l­în cña r·nh b h t1 t2 nhá nhÊt lín nhÊt 22 40 12 8 5 3,3 0,25 0,4 23 45 14 9 5,5 3,8 0,25 0,4 Víi trôc 3: = 1454 N = 1454 N = -7583 N = - (-7583+ 7989 + 2500) = - 2906 N Khi ®ã ta cã c¸c biÓu ®å Momen, c¸c gi¸ trÞ t­¬ng øng trªn c¸c vÞ trÝ vµ s¬ bé c¸c kÝch th­íc cña trôc: Momen uèn tæng t¹i c¸c thiÕt diÖn vµ m«men t­¬ng øng: ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t­¬ng øng khi tÝnh s¬ bé: Khi ®ã theo d·y tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ ta chän th«ng sè c¸c ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t­¬ng øng lµ: d30 = 55 mm, d32 = 60 mm, d33 = 50 mm. C¸c ®­êng kÝnh ë c¸c ®o¹n trôc nµy chØ lµ tÝnh s¬ bé nªn ta chØ sö dông c¸c sè liÖu nµy khi nã tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn vµ ®iÒu kiÖn an toµn khi kiÓm nghiÖm l¹i. Chän kiÓu l¾p ghÐp: c¸c æ l¨n l¾p trªn trôc theo kiÓu k6, l¾p b¸nh r¨ng, b¸nh xÝch nèi trôc theo k6 kÕt hîp víi l¾p then. Khi tÝnh to¸n l¾p b¸nh r¨ng vµ b¸nh ®ai lªn trôc, dïng then b»ng ®Ó truyÒn momen xo¾n tõ trôc ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p trªn nã. Khi ®ã theo TCVN 2261- 77 ta cã c¸c th«ng sè vÒ c¸c lo¹i then ®­îc l¾p trªn c¸c trôc nh­ sau: ThiÕt diÖn §­êng kÝnh trôc KÝch th­íc thiÕt diÖn ChiÒu s©u r·nh then B¸n kÝnh gãc l­în cña r·nh b h t1 t2 nhá nhÊt lín nhÊt 32 60 18 11 7 4,4 0,25 0,4 33 50 14 9 5,5 3,8 0,25 0,4 * TÝnh kiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái: - Trø¬c khi tÝnh kiÓm nghiÖm t¹i c¸c thiÕt diÖn ta tiÕn hµnh chän th«ng sè cña then trªn c¸c ®o¹n trôc: - Trong qu¸ tr×nh tÝnh kiÓm nghiÖm vÒ ®é bÒn cña c¸c trôc, do kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt nªn ta chØ tÝnh kiÓm nghiÖm riªng cho trôc thø 3 v× lµ trôc chÞu momen lín nhÊt cßn c¸c trôc kh¸c em lÊy kÕt qu¶ tõ c¸c b¶ng tra. a, Víi thÐp 45 cã: , vµ theo b¶ng 10.7 ta cã: , C¸c trôc trong hép gi¶m tèc ®Òu quay, øng suÊt uèn thay ®æi theo chu k× ®èi xøng do ®ã: vµ víi nªn: Trôc quay mét chiÒu nªn øng suÊt xo¾n thay ®æi theo chu k× m¹ch ®éng, do ®ã: víi nªn: Víi c¸c th«ng sè khi chän then b»ng theo tiªu chuÈn vµ kÝch th­íc c¸c ®o¹n trôc khi tÝnh kiÓm nghiÖm ta cã b¶ng gi¸ trÞ nh­ sau: ThiÕt diÖn 32 12,7 14,2 33 0 21,5 X¸c ®Þnh hÖ sè an toµn t¹i c¸c thiÕt diÖn nguy hiÓm cña trôc (kiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn mái cña trôc khi thiÕt kÕ). Dùa theo kÕt cÊu trôc nhËn ®­îc ta cã c¸c thiÕt diÖn nguy hiÓm lµ thiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng 4, thiÕt diÖn l¾p æ thø 2 vµ thiÕt diÖn nèi trôc. Dùa theo s¬ ®å momen ta thÊy thiÕt diÖn nguy hiÓm nhÊt lµ thiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng nªn khi thiÕt diÖn nµy tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn bÒn th× kÕt cÊu trôc ®­îc ®¶m b¶o. KÕt cÊu trôc võa thiÕt kÕ ®¶m b¶o ®­îc ®é bÒn mái nÕu hÖ sè an toµn t¹i c¸c thiÕt diÖn nguy hiÓm ®ã tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: Trong ®ã: [s] – hÖ sè an toµn cho phÐp, [s] = 1,5...2,5 khi cÇn t¨ng ®é cøng th× [s] = 2,5... 3. ss , st - hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng cho tr­êng hîp øng suÊt ph¸p hoÆc øng suÊt tiÕp, ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau ®©y: ; trong ®ã : s-1, t-1: giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n øng víi chu k× ®èi xøng. sa, ta, sm, tm lµ biªn ®é vµ trÞ sè trung b×nh cña øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp t¹i tiÕt diÖn xÐt. * XÐt t¹i tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng 4. Ph­¬ng ph¸p gia c«ng trªn m¸y tiÖn , t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm yªu cÇu ®¹t Ra = 2,5 …0,63 mm, do ®ã theo b¶ng 10.8, hÖ sè tËp trung øng suÊt do tr¹ng th¸i bÒ mÆt Kx = 1,1 Kh«ng dïng c¸c ph­¬ng ph¸p t¨ng bÒn bÒ mÆt do ®ã hÖ sè t¨ng bÒn Ky =1 Theo b¶ng 10.12 khi dïng dao phay ngãn , hÖ sè tËp trung øng suÊt t¹i r·nh then øng víi vËt liÖu sb = 800 MPa lµ Ks = 2,01 vµ Kt = 1,88. Tõ b¶ng 10.10 víi d = 60 mm, es = 0,78, et= 0,74 x¸c ®Þnh ®­îc tØ sè Ks/es vµ Kt/et t¹i r·nh then trªn tiÕt diÖn nµy Ks/es= 2,01/0,78 = 2,58 Kt/et= 1,88/0,74 = 2,54 Tra b¶ng 10.11 øng víi kiÓu l¾p ®· chän sb = 800Mpa vµ ®­êng kÝnh tiÕt diÖn nguy hiÓm ta tra ®­îc tØ sè Ks/es = 2,97 Kt/et = 2,28 X¸c ®×nh c¸c hÖ sè Ksd vµ Ktd theo c«ng thøc 10.25 vµ ct 10.26 vµ Khi ®ã t¹i thiÕt diÖn 32 tÝnh to¸n ®­îc: ,, Víi trôc thÐp Cacbon => ys =0,1 ; yt = 0,05 HÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p ss theo ct 10.20 HÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt tiÕp st theo ct 10.21 HÖ sè an toµn s theo ct 10.19 Trôc t¹i tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng 4 tho¶ m·n vÒ ®é bÒn mái. * TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm ®é bÒn cña then: KiÓm nghiÖm ®é bÒn cña then. Do trôc truyÒn momen xo¾n lín nªn víi trôc nµy ta sö dông 2 then ®èi xøng nhau. §é bÒn dËp c«ng thøc 9.1: §é bÒn c¾t theo c«ng thøc 9.2: TiÕt diÖn d (mm) lt (mm) bxh t1(mm) T(Nmm) sd (MPa) tc (MPa) 32 60 75 18x11 7 1121087 93 21 33 50 100 14x9 5,5 1121087 96 24 Theo b¶ng 9.5víi t¶i träng [sd] =100 (Mpa) vµ [tc] =6090 (Mpa) .VËy mèi ghÐp then tho¶ m·n ®é bÒn ®Ëp vµ ®é bÒn c¾t. 3,KiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn tÜnh. §iÒu kiÖn trôc tho¶ m·n vÒ ®é bÒn tÜnh lµ: . Trong ®ã : s =Mmax/(0,1.d3) = 160009/(0,1.603) = 7,4 MPa. t = Tmax/(0,2.d3) = 1226543/(0,2.603) = 28,4 MPa. [s] = 0,8 sch = 0,8.340 = 272 MPa; Thay sè ta ®­îc: Trôc tho¶ m·n ®é bÒn tÜnh. iv. CHän æ L¡N. 1.Chän æ l¨n cho trôc vµo (trôc sè 1) cña hép gi¶m tèc: XÐt tØ sè lùc däc trôc vµ lùc däc trôc Fz32 = 0 nªn ta chän lo¹i æ lµ æ bi ®ì mét d·y, cã s¬ ®å bè trÝ nh­ sau: Fy11 Fy10 Dùa vµo ®­êng kÝnh ngâng trôc d = 20 mm, tra b¶ng P2.7 chän lo¹i æ bi ®ì cì nhÑ cã kÝ hiÖu 204, víi c¸c th«ng sè ®­êng kÝnh trong d = 20 mm, ®­êng kÝnh ngoµi D = 47 mm, kh¶ n¨ng t¶i ®éng C = 10,0 kN, kh¶ n¨ng t¶i tÜnh Co = 6,30kN, chiÒu réng æ B =14 mm, r1 = r2 =21,5 mm KiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng t¶i : a, Kh¶ n¨ng t¶i ®éng: Flx10 = 1070 N, Flx11 = 1070 N Ta kiÓm nghiÖm cho æ chÞu t¶i lín h¬n víi Fz = Rz31 =1912 N. Theo c«ng thøc 11.3 Ta kiÓm nghiÖm cho æ chÞu t¶i lín h¬n víi Fz = Rz31 =1912N. Theo c«ng thøc 11.3 Q = X.V.Fr.kt.k® Trong ®ã : §èi víi æ ®ì chÞu lùc h­íng t©m X= 1 V =1 khi vßng trong quay kt = 1 v× (nhiÖt ®é t £ 100oC ) k® = 1,2 Q = 1.1912.1,5 =2294 N Theo c«ng thøc 11.1 Kh¶ n¨ng t¶i ®éng Tuæi thä cña æ bi ®ì m = 3 Tuæi thä cña æ l¨n: L = Lh.n3.60.10-6 = 14000.23,88.60.10-6 = 20,06 triÖu vßng HÖ sè kh¶ n¨ng t¶i ®éng: Cd = 2294 = 6,23 kN. Do Cd = 6,23 kN < C = 10,0 kN Þ lo¹i æ l¨n ®· chän ®¶m b¶o kh¶ n¨ng t¶i ®éng. b, KiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng t¶i tÜnh. T¶i träng tÝnh to¸n theo ct 11.19 víi Fa = 0 Q0 = X0.Fz Víi X0 = 0,6 (tra b¶ng 11.6) Q0 = 0,6.1912 = 1147 N Theo c«ng thøc 11.20 th× Q1 = Rt = 1912 = 1,912 kN Chän Q = Q1 ®Ó kiÓm tra v× Q1 > Q0 , Q1 = 1,912 kN < C0 = 6,30 kN. Þ lo¹i æ l¨n nµy tho¶ m·n kh¶ n¨ng t¶i tÜnh. 2. Chän æ l¨n cho trôc trôc sè 2 cña hép gi¶m tèc: Do kh«ngcã lùc däc trôc Fz = 0 nªn ta chän lo¹i æ lµ æ bi ®ì mét d·y, cã s¬ ®å bè trÝ nh­ sau: Fy21 Fy20 Dùa vµo ®­êng kÝnh ngâng trôc d = 40m, tra b¶ng P2.7 chän lo¹i æ bi ®ì cì nhÑ cã kÝ hiÖu 208víi c¸c th«ng sè ®­êng kÝnh trong d = 40m, ®­êng kÝnh ngoµi D = 80mm, kh¶ n¨ng t¶i ®éng C = 25,6._.