Tài liệu đồ án thiết kế hệ dẫn động thang máy

MôC LôC LêI NãI ®ÇU.....................................................................................................3 PHÇN I : TÝnh To¸n ®éng häc.................................................................3 I. Chän ®éng c¬...........................................................................................3 1. C«ng suÊt yªu cÇu................................................................................3 2. X¸c ®Þnh vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬..............................................3 3. Chän ®éng c¬.......................................................................................3 4. X¸c ®Þnh sè vßng quay, c«ng suÊt, m« men trªn c¸c trôc..................3 PHÇN II : THIÕT KÕ Bé TRUYÒN..................................................................3 I. Chän vËt LiÖu vµ x¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp........................................3 1. Chän vËt liÖu........................................................................................3 2. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp cña b¸nh vÝt............................................3 II. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè bé truyÒn............................................................3 1) TÝnh Z2 utv vµ q.........................................................................................3 III. TÝnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc :.................................................................3 IV. TÝnh kiÓm nghiÖm...................................................................................3 1. KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc..............................................................3 2. KiÓm nghiÖm ®é bÒn uèn....................................................................3 3. C¸c th«ng sè bé truyÒn........................................................................3 4. TÝnh to¸n nhiÖt.....................................................................................3 PHÇN III : Chän khíp nèi, tÝnh trôc, then vµ « l¨n.................3 I. Chän phanh vµ khíp nèi..........................................................................3 1. TÝnh chän phanh...................................................................................3 2. Chän khíp nèi......................................................................................3 3. KiÓm nghiÖm khíp nèi........................................................................3 4. Lùc do khíp nèi sinh ra trªn trôc:.......................................................3 II. TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc.............................................................................3 1. ThiÕt kÕ trôc I, II..................................................................................3 III. TÝnh kiÖm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái....................................................3 IV. TÝnh chän then.........................................................................................3 V. TÝnh chän æ l¨n cho trôc I.......................................................................3 VI. TÝnh chän s¬ bé ®êng kÝnh trôc II vµ æ l¨n trªn trôc II..........................3 phÇn iV .tÝnh kÕt cÊu hép gi¶m tèc.................................................3 1. KÕt cÊu b¸nh vÝt...................................................................................3 2. KÕt cÊu trôc vÝt.....................................................................................3 3. KÕt cÊu hép gi¶m tèc...........................................................................3 4. C¸c chi tiÕt phô........................................................................................3 PhÇn V: B«I tr¬n hép gi¶m tèc...........................................................3 §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 1 1. B«i tr¬n bé truyÒn................................................................................3 2. B«i tr¬n æ l¨n........................................................................................3 3. L¾p b¸nh r¨ng lªn trôc.........................................................................3 PhÇn VI:b¶ng thèng kª c¸c kiÓu l¾p..............................................3 Tµi liÖu tham kh¶o...................................................................................3 §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 2 LêI NãI ®ÇU Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Đồ án môn học: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môn học như : Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật ... đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này. Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc, tăng mô men xoắn. Với chức năng như vậy, ngày nay hộp giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí, luyện kim, hoá chất, trong công nghiệp đóng tàu … Trong giới hạn của môn học em được giao nhiệm vụ thiết kế hộp giảm tốc trục vít một cấp . Trong quá trình làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Đỗ Đức Nam, em đã hoàn thành song đồ án môn học của mình. Do đây là đồ án đầu tiên của khoá học và với trình độ và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót xảy ra, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy trong bộ môn để em thêm hiểu biết hơn về hộp giảm rốc trục vít cũng như các kiến thức về thiết kế các bộ hộp giảm tốc khác. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viªn thiÕt kÕ D¬ng Trung Kiªn (líp C§T2- K54) §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 3 §Ò sè: 1 - 27 THIÕT kÕ hÖ dÉn ®éng thang m¸y Số liệu đầu vào : 1. Trọng tải: 2. Khối lượng cabin 3. Vận tốc cabin 4. Thời gian phục vụ 5. Góc ôm cáp trên puly ma sát 6. Khoảng cách hai nhánh cáp 7. Đặc tính làm viêc : Q1= 700 kg = 7000 N G = 600 kg = 6000 N V = 30 m/ph = 0,5 m/s Lh = 30000 giờ độ cc= 800 mm êm Qm = 2,5 Q1 = 1750 kg = 17500 N Q2 = 0,7Q1 = 490 kg = 4900 N t1 = 2,4 min t2 = 2,8 min tck = 3*( t1 + t2) = 15,6 min PHÇN I : TÝnh To¸n ®éng häc I. Chän ®éng c¬ 1. C«ng suÊt yªu cÇu a. C«ng suÊt yªu cÇu trªn trôc puly ma s¸t Ppl  F .vd 4366.0,5   2,183 1000 1000 (KW) §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 4 Trong ®ã : F= (1  )Q1 (1  0, 42).7000   4366 (N) ag 1.0,93 Víi :  =   0,84  0, 42 hÖ sè c©n b»ng. 2 2 Q .t  Q2 .t 2 7000.2, 4  4900.2,8  1 1   0,84 hÖ sè ®iÒn ®Çy. Q1 (t1  t2 ) 7000.5, 2 a = 1 v× cabin treo trùc tiÕp víi c¸p. g = 0,95 – fzu = 0,95 – 0,02 . 1 = 0,93 f = 0,02 v× ta sö dông æ l¨n. zu = 1 v× cã 1 trôc puly ®æi híng. vd  a.v  0,5 m/s b. C«ng suÊt yªu cÇu ®éng c¬ : Pyc = Ppl   2,183  2, 756 0, 792 (KW) Víi : - hiÖu suÊt cña bé truyÒn  = k . tv . ol2 Trong ®ã trÞ sè cña c¸c hiÖu suÊt trªn ®îc tra trong b¶ng 2.3 víi:  k : hiÖu suÊt cña khíp nèi,  k =1;  ol : hiÖu suÊt cña cÆp æ l¨n,  ol =0,995;  tv : hiÖu suÊt cña truyÒn trôc vÝt mét cÊp Sè zen z1=2 nªn chän  tv =0,8  = 1 . 0,8 . 0,9952= 0,792 2. X¸c ®Þnh vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ a. Chän s¬ bé ®êng kÝnh puly ma s¸t - Chän s¬ bé sè nh¸nh c¸p zc = 3 - tÝnh lùc c¨ng c¸p: S Q1  G 7000  6000   4660 (N) ag zc 1.0,93.3 - Chän c¸p theo hÖ sè an toµn  Lùc kÐo ®øt yªu cÇu Sd,yc= Z p .S  4660.12  55920 (N)  Tra b¶ng 2.3 B¶ng th«ng sè c¸p thÐp cña h·ng KONE §iÒu kiÖn : S®  Sd,yc  dc = 12 mm - Chän ®êng kÝnh trôc puly D  40dc =40.12 = 480 (mm) b. TÝnh sè vßng quay trôc puly §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 5 npl  60000.av . 60000.0,5   20 (v/ph)  .D  .480 c. Chän tØ sè truyÒn s¬ bé HGT trôc vÝt cã sè mèi ren z1=2 nªn chän tØ sè truyÒn usb = 40. d. tÝnh sè vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ nsb=npl.usb=20.40 = 800 (v/ph) 3. Chän ®éng c¬ Chän sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬ lµ : ndb= 750 (v/ph) Tra b¶ng P.1.3 víi: P yc =2,756 (kW) n db =750 (vßng/phót) Ta chän ®îc ®éng c¬ cã ký hiÖu 4A112MAB8Y3 víi c¸c th«ng sè c¬ b¶n sau: P dc =3,0 (kW) n dc =701 (vßng/phót) Tk Tdn =1,8 mdc= 56 kg d dc =32 (mm) 4. X¸c ®Þnh sè vßng quay, c«ng suÊt, m« men trªn c¸c trôc a. TÝnh l¹i tØ sè truyÒn tØ sè truyÒn thùc tÕ cña hÖ ut  ndc 701   35,05 npl 20 Chän ut = 35,05 b. X¸c ®Þnh th«ng sè ®éng häc trªn hép gi¶m tèc Tèc ®é quay cña c¸c trôc  n1=ndc=701 (v/ph) n2  n1 701   20 (v/ph) utv 35,05 C«ng suÊt trªn c¸c trôc  P2 = Ppl=2,183 (KW) p1  p2 2.183   2,742 (KW) tv ol 0,8.0,995 pdc  p1 2,742   2,756 (KW) k ol 1.0,995 M« men xo¨n trªn c¸c trôc  Tdc= 9,55.106 pdc 2,756  9,55.106  37546,08 (Nmm) ndc 701 §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 6 T1= 9,55.106 p1 2,742  9,55.106  37355,35 (N.mm) n1 701 T2= 9,55.106 p2 2,183  9,55.106  1042382,5 (Nmm) n2 20 Trôc Trôc ®éng c¬ 1 TØsè truyÒn P(kW) 2,756 n (vg/ph) 701 T(N.mm) 37546,08 Trôc I Trôc II 35,05 2,742 701 37355,35 §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam 2,183 20 1042382,5 Sinh viªn: Page 7 PHÇN II : THIÕT KÕ Bé TRUYÒN A. ®Çu vµo - Moomen xo¾n trªn trôc bÞ ®éng : T2 = 1042382,5 (Nmm) - Sè vßng quay tren trôc chñ ®éng: n1 = 701 (v/ph) - TØ sè truyÒn : u=utv = 35,05 - Tuæi thä yªu cÇu : Lh = 30000 giê - Quan hÖ gi÷a c¸c chÕ ®é t¶i : Tck = 3(t1 + t2) = 3(2,4 + 2,8) = 15,6 min t2 2,8 7   t1 2,4 6 Q2  0,7 Q1 Qm  2,5 Q1 ChÕ ®é lµm viÖc (CDLV) : ªm B. TÝnh To¸n thiÕt kÕ I. Chän vËt LiÖu vµ x¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp 1. Chän vËt liÖu Ta cã vËn tèc trît vs  4,5.105.ntv .3 T 2  4,5.105.701.3 1042382,5  3,2 (m/s) Do vs < 5 nªn ta dïng ®ång thanh kh«ng thiÕc vµ ®ång thau ®Ó chÕ t¹o b¸nh vÝt. Cô thÓ lµ §ång thanh nh«m – s¾t – niken - Ký hiÖu : БpA ЖH 10 – 4 – 4 - C¸ch ®óc : dïng khu«n kim lo¹i - b  600 (MPa) -  ch  200 (MPa) 2. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp cña b¸nh vÝt a. øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp [  H ] Víi vs = 3,2 m/s vµ b¸nh vÝt ®îc lam b»ng ®ång thanh kh«ng thiÕc nªn tra b¶ng 7.2 ta cã : - [  H ]= 220 (MPa) - Trôc vÝt ®îc lµm b»ng thÐp t«i b. øng suÊt uèn cho phÐp ta cã : [  F ] = [  FO ]KFL Trong ®ã : [  FO ] : øng suÊt uèn cho phÐp øng víi 106 chu kú : [  FO ] = 0,16  b = 96 (MPa) KFL HÖ sè tuæi thä : §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 8 KFL= 9 106 , víi : N FE NFE : Sè chu kú thay ®æi øng suÊt t¬ng ®¬ng khi tÝnh vÒ øng suÊt uèn. N FE  60 9  Q 9 t  Q 9 t   T2i  1 1  2  2    n2i ti  60n2L h   T Q t  1  ck  Q1  tck   2max     9 2,4 2,8   60.20.300001.  0,79. = 5,8.106  15,6  15,6  K FL  9 106  0,82 5,8.106 Do vËy :  F    FO  K FL  96.0,82  78,72 (MPa) c. øng suÊt cho phÐp khi qu¸ t¶i Víi b¸nh vÝt lµm b»ng §ång thanh – s¾t – niken БpA ЖH 10 – 4 –4 Th× [ H ]max  2 ch  2.200  400 (MPa) [ F ]  0,8 ch  0,8.200  160 (MPa) II. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè bé truyÒn 1) TÝnh Z2 utv vµ q Ta cã: Z1 = 2  2  utv Z1  35,05.2  70,1 chän Z2 = 71  utv  Z 2 71   35,5 Z1 2 Chän q s¬ bé q  (0,25 0,3)Z 2  (17,75   Tra b¶ng 7.3 ta chän q = 20 Víi vs= 3,2 m/s chän s¬ bé CCX 8 Vs =3,2 m/s vµ CCX 8 tra b¶ng 7.7 chän KHv = 1,2 Chän s¬ bé : K H   1 K H  K H  .K Hv  1,2 III. TÝnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc : 2  170  T2kH aw   Z 2  q  3    Z 2[ H ] q   71 20 2 3  170  1042382,5.1,2  177,4(mm)  71.220  20   LÊy aw=180 (mm) TÝnh s¬ bé m« ®un b¸nh vÝt: §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 9 m 2aw 2.180   3,96 q  z2 20  71 Chän m =4 TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc: aw=0,5m(Z2 +q)=0,5.4.(71+20) = 182 (mm); Chän aw= 185 mm TÝnh hÖ sè dÞch chØnh: x aw 185  0,5(q  Z 2 )   0,5.(20  71)  0,75  xmax  0,7 m 4 Z 72 2 Chän l¹i Z 2  72  u '  Z  2  36 1 u ' u Chªnh lÖch tØ sè truyÒn: du  u .100  36 35,5 .100  1,4% 4% 35,5 Víi Z2 = 72 ta cã hÖ sè dÞch chØnh: x = 0,25 mm IV. TÝnh kiÓm nghiÖm 1. KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc 3 170  Z 2  q  T2.kH H   [ H ] (*)   Z 2  aw  q Ta cã: Gãc vÝt l¨n:   Z 2 w  arctan( 1 )  arctan( )  5,570 q  2x 20,5 dw1  m(q  2x )  4.20.5  82 vs  (mm)  .dw1.n1  .82.701   3,02 (m/s) 60000.cosw 60000.cos5,570 VËy víi Vs = 3,02 m/s tra b¶ng 7.6 chän cÊp chÝnh x¸c : 8 cho bé truyÒn trôc vÝt. Do ®ã tra b¶ng 7.7  KHv = 1,2 Nh vËy vËt liÖu ®· chän cho b¸nh vÝt phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc; vµ cã [H]=220 (MPa). Theo b¶ng 7.4 ta cã :   0 Z q Gãc vÝt trªn trôc chia :   arctan( 1 )  5,710 - X¸c ®Þnh hiÖu suÊt bé truyÒn theo lý thuyÕt : §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Page 10 Sinh viªn: LT  tan w tan5,570   0,681 tan(w  ) tan(5,570  0 ) - HiÖu suÊt bé truyÒn thùc tÕ :   0,995.LT  0,995.0,681 0,678 L¹i cã KH = KHβ.KHv 3 kH  Z   1  2     T2tb  1     T2max  Trong ®ã : Z2 = 72,   276 (b¶ng 7.5). T2tb  T2max  T2ti ni    T2max  ti ni    2,4 2,8 1   0,7  0,84  5,2 5,2  3  kH   72   1    1 0,84  1,003 276    K H  1,003.1,2  1,204 Thay c¸c sè võa tÝnh ®îc vµo (*) ta ®îc: 3 170  72  20  1042382.5.1,204 H   207,42 MPa  [ H ]  220 MPa . 72  185  20  Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn tiÕp xóc. 2. KiÓm nghiÖm ®é bÒn uèn. - ChiÒu réng b¸nh vÝt (b¶ng 7.9) Ta cã Z1 = 2  b2 0,75.da1 da1  m(q  2)  4(20  2)  88   b2 0,75.88 66 Chän b2 = 65 (mm) - Sè r¨ng t¬ng ®¬ng : Zv  Z2 72   73,08 YF = 1,34 (b¶ng 7.8) 3 cos  cos3 5,71 d2 = mZ2 = 4.72 = 288 (mm). - ChiÒu dµi phÇn ren trôc vÝt: Tra b¶ng 7.10 víi x = 0,25, Z1 = 2 §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Page 11 Sinh viªn:    b1 (11 0,1.Z 2 )m (11 0,1.72).4 72,8 (mm)  Chän b1 = 73 (mm) - HÖ sè t¶i träng KF=KH = 1,204  F  1,4.T2.Y F .kF 1,4.1042382,5.1,34.1,204   31,6 MPa  78,72 MPa b2d2mcos 65.288.4.cos 5,710   3. C¸c th«ng sè bé truyÒn. Th«ng sè Ký hiÖu C«ng thøc tÝnh KÕt qu¶ Kho¶ng c¸ch trôc aw 0,5m(q+Z2+2x) 185 mm HÖ sè dÞch chØnh x x  aw / m  0,5(q  Z 2 ) 0,25 mm §êng kÝnh vßng chia d d1 = qm d2 = mZ2 d1 = 80 mm d2 = 288 mm §êng kÝnh vßng ®Ønh da da1 = m(q+2) da2 = m(Z2 + 2 + 2x) da1 = 88 mm da2 = 298 mm §êng kÝnh vßng ®¸y df df1 = m(q - 2,4) df2 = m(Z2 – 2,4 +2x) df1 = 70,4 mm df2 = 280,4 mm §êng kÝnh ngoµi cña b¸nh vÝt daM2 daM 2  da2  1,5m ChiÒu réng b¸nh vÝt ba v× Z1 = 2 daM2 = 304 mm b2  0,75da1 v× Z1 = 2 b2 = 65 mm b1  (11 0,1.Z 2 )m b1 = 73 mm   arcsin[b2 /(da1  0,5m)]     0 ChiÒu dµi phÇn ren trôc vÝt Gãc «m  4. TÝnh to¸n nhiÖt. X¸c dÞnh s¬ bé diÖn tÝch táa nhiÖt cña HGT: Atoa  9.105.a1,85  9.105.1851,85  1,41m2 DiÖn tÝch tho¸t nhiÖt cÇn thiÕt cña hép giam tèc ( Aq  0,3A) Ta cã: Trong ®ã : ,, 1 1 P c«ng suÊt trªn trôc vÝt P = 2,742 (KW) t t 2 0 K hÖ sè táa nhiÖt K = 15 W/(m C) §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 12 0 0 0 t - nhiÖt ®é m«i trêng xung quanh : t =28 C d [t ] - nhiÖt ®é cao nhÊt cho phÐp cña dÇu : do trôc vÝt ®Æt díi 0 d nªn [t ] = 90 C.  - HÖ sè ®Õn sù tho¸t nhiÖt xuèng ®¸y hép :   0,3   hÖ sè giam nhiÖt do lµm viÖc ng¾t qu·ng :  Akq  tck t1  Q2 Q1 2 t  15,6  3,6 2,4  0,7.2,8 1000(1 )P1 1000(1  )2,742   0,131m2 K t (1 )([td ] t0 ) 15(1   (90  28) Atáa > Akq tháa m·n PHÇN III : Chän khíp nèi, tÝnh trôc, then vµ « l¨n I. Chän phanh vµ khíp nèi - §Çu vµo - §êng kÝnh trôc ®éng c¬ : - M« men xo¾n trªn ®éng c¬: - Sè vßng quay trªn trôc ®éng c¬: ddc = 32 mm Tdc = 37546,08 (Nmm) ndc = 701 (v/ph) 1. TÝnh chän phanh (TÝnh t¹i tr¹ng th¸i nguy hiÓm nhÊt lµ tr¹ng th¸i ®Çy t¶i vµ ®ang ®i xuèng ) a. Chän phanh thñy lùc lo¹i YWZ cïng b¬m thñy lùc lµ MYT 1 b. TÝnh m« men phanh T ph  Fc . D 1 .k ph . 2 u Trong ®ã : - Lùc cña c¸p t¹i thêi ®iÓm phanh Fc  (Stt  ).g.Q1.g Víi : a  (1,2   ).10.700.0,93  5077,8 (N) 1 HÖ sè qu¸ t¶i khi thö t¶i : Stt = 1,2 - §êng kÝnh tÝnh to¸n cña puly : D = 480 mm - HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña vËn tèc – gia tèc t¹i thêi ®iÓm phanh : kph = 2 Do ®ã  T ph  Fc . D .kph . 1   480.2.0,678. 1  51788,35 (Nmm) 2 u 2 36 Tph = 51,79 (Nm) Tra b¶ng t×m ®îc phanh cã: Ký hiÖu :YWZ 150/25 M« men phanh cho phÐp : T = 100 (Nm) §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 13 §êng kÝnh phanh : Dph = 150 mm Kho¶ng hë cho phÐp :  ph  0,6mm b = 60 mm H = 140 mm A = 300 mm L = 460 mm B = 100 mm H = 382 mm - 3 L =340 mm B = 181 mm - 1 - 2 2. Chän khíp nèi. Chän lo¹i khíp nèi: khíp nèi r¨ng liÒn b¸nh phanh kiÓu ZZL Tra b¶ng víi D0 = Dph = 150 mm, ®ång thêi ®êng kÝnh cÇn nèi ddc = 32 mm ta ®îc khíp nèi cã : - Ký hiÖu : ZZL1 - M« mem xo¾n cho phÐp truyÒn ®îc: Tkn = 250 (Nm) - §êng kÝnh cho phÐp nèi :d1, d2 = 30, 32, 35, 38 - L = 82 mm - L1= 60 mm - Dêng kÝnh b¸nh phanh D0 = 160 mm - M« dun vµ sè r¨ng : mph = 2,5, Zph = 30 3. KiÓm nghiÖm khíp nèi. M« men tÝnh to¸n cÇn truyÒn qua khíp nèi: Tt = k.Tdc Trong thang m¸y chän hÖ sè lµm viÖc: k = 4 Do dã: Tt = 4. 37546,08 = 150184,32 (Nmm) = 150,18 (Nm) Tt  T kn khíp nèi tháa m·n. 4. Lùc do khíp nèi sinh ra trªn trôc: §êng kÝnh vßng l¨n cña r¨ng: Dbr = mph.Zph = 2,5.30 = 75 mm Lùc híng t©m tõ khíp nèi t¸c dông lªn trôc ( ®Æt t¹i gi÷a vµnh r¨ng däc theo ph¬ng trôc): F kn  T 2.Tt 2.150,18  0,2.  800,96 (N) Dbr 75.103 Víi : T  0,2 II. TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc. 1. ThiÕt kÕ trôc I, II. §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 14 S¬ ®å ®Æt lùc chung Trong ®ã: - Ft1 – lùc tiÕp tuyÕn t¸c dông lªn trôc dÉn I ( Ft1 song song víi trôc II, ngîc chiÒu quay n1) - Ft2 – lùc tiÕp tuyÕn t¸c dông lªn trôc II ( Ft2 song song trôc I, cung chiÒu quay n2) Ta cã trÞ sè c¸c lùc: Fa1  Ft 2  2T2 2.1042382,5   7238,77 Nmm d2 288 Fa2  Ft1  2.T1 2.37546,08   938,65 Nmm d1 80 F r 1  F r 2  Fa1. tan tan20  7238,77.  2647,83 Nmm cos cos5,71 a. TÝnh s¬ bé ®êng kÝnh trôc : XÐt trong trêng hîp ®Çy t¶i. Chän s¬ bé ®êng kÝnh trôc vÝt. d1  (0,8.......1,2).ddc  (0,8...1,2).32  (25,4...38,4) mm Chän d1 = 35 mm Chän s¬ bé ®êng kÝnh b¸nh vÝt: d2  3 T2 1042382,5 3  55,8mm , Víi [ ]  30 0,2[ ] 0,2.30 Chän d2 = 60 mm Tra b¶ng 10.2[I] chän chiÒu réng cña æ l¨n : b01 = 21 mm, b02 = 31 mm §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 15 b. S¬ ®å tÝnh kho¶ng c¸ch ®èi víi hép gi¶m tèc trôc vÝt. - Trôc I. Trong ®ã : Tra b¶ng 10.3[I] ta cã: Chän k3 = 15 mm, hn = 15 mm l 304 l 11  daM 2  304mm;l13  11   152mm 2 2 ChiÒu dµi may ¬ nöa khíp nèi : l mkn  l m12  l m  2.d  2.35  70mm;l 12  l c12 l c12  0,5(l m12  b0 ) k3  hn  0,5(70 21) 15 15  75,5mm l 12  l c12 l c12  0,5(l m12  b0 ) k3  hn  0,5(70  21) 15 15  75,5mm - Trôc II Trong ®ã: k1  10mm k3  10mm k2  10mm hn  15mm Víi d2 = 60 mm  b0  31mm ChiÒu may ¬ b¸nh vÝt: l m22  l m23  1.5.d  1,5.60  90mm l 22  0,5(l m22  b0 )  k1  k2  0,5(90  31)  10  10  80,5mm l 21  2l 22  80,5.2  161mm l 23  l 21  0,5(l m23  b0 )  k3  hn  161 0,5.(90  31)  10  15  246,5mm §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 16 Trôc I Trôc II §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 17 c. X¸c ®Þnh c¸c ®êng kÝnh vµ chiÒu dµi c¸c ®o¹n trôc. Trôc I Chän chiÒu dµi may¬ nöa khíp nèi lm = 120 mm Ta cã : d =- F r 1(l 11 - l 13 )+F y 2.l 11 - Fa1. 1 =0 2 d 70,4 F r 1(l 11 - l 13) +Fa1. 1 2647,83.152 +7238,77. 2 = 2 =2162,1(N ) � Fy 2 = l 11 304 �M 1x � F y 1 =F r 1 - F y 2 =2647,83- 2162,1=485,73(N ) �M 1y =Ft1.l 13 +F kn .l12 - Fx 2.2.l 13 =0 � Fx 2 = Ft1.l 13 +Fkn .l 12 938,65.152 +800,96.75 = =666,93N 2.l 13 304 � Fx1 =F k +Fx 2 - Ft1 =800,96+666,93- 938,65 =529,24N d. TÝnh m«men uèn t¹i c¸c tiÕt diÖn. M j = M yj 2 +M xj 2 XÐt mÆt c¾t m – m t¹i 1 : M mx =F y 2.l 13 =2162,1.152 =328639,2(Nmm) M my =Fx 2.l 13 =666,93.152 =101373,36(Nmm) � M m = M mx 2 +M my 2 = 328639,22 +101373,362 =343919(Nmm) Víi T1 = 37355,35 (Nmm)  M td  M m2  0,75.T12  3439192  0,75.37355,352  345437,18Nmm XÐt mÆt c¾t n – n t¹i 2 : M nx  0;M ny  Fkn .l 12  800,96.75  60072(Nmm)  M n  M ny  60072(Nmm) Víi T1 = 37355,35 (Nmm)  M td  M n2  0,75.T12  600722  0,75.37355,352  68229,11Nmm BiÓu ®å m« men : §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 18 e. TÝnh ®êng kÝnh trôc t¹i 2 tiÕt diÖn T¹i mÆt c¾t m – m : lÊy b»ng ®êng kÝnh ch©n ren trôc vÝt : dm – m = 70,4 mm T¹i mÆt c¾t n – n : d 3 M td 68229,11 3  23,15 0,1.[ 0,1.55 Víi []  55 tra b¶ng 10.5 vËt liÖu trôc lµm b»ng thÐp 45 t«i.  Chän d = 24 mm +, Chän ®êng kÝnh chç l¾p khíp nèi lµ d = 35 mm. +, §êng kÝnh t¹i mÆt c¾t n – n lÊy lín h¬n ®êng kÝnh chç l¾p khíp nèi kh«ng qu¸ 5 mm do ®ã chän d= 40 mm. III. TÝnh kiÖm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái HÖ sè an toµn t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm tháa m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau: Sj Sj Sj  Trong ®ã : Sj 2  Sj 2  S  - [  ] lµ hÖ sè an toµn cho phÐp, [  ] = 1,5 … 2,5 - Sj   1 hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p t¹i K dj  . aj    mj tiÕt diÖn j - Sj   1 K dj . aj    mj hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt tiÕp t¹i tiÕt diÖn j - Víi 1 vµ 1 lµ giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n øng víi chu kú ®èi xøng. Ta cã trôc lµm b»ng thÐp 45 cã b  600MPa nªn: 1  0,436.b  0,436.600  261,6MPa 1  0,58. 1  0,58.261,6  151,73MPa - aj ,aj , mj ,mj biªn ®é vµ trÞ sè trung b×nh cña øng suÊt ph¸p va øng suÊt tiÕp t¹i tiÕt diÖn j :  max j   min j 2    min j  max j 2  aj   mj ®ã: §èi víi trôc quay, øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng, do  mj =0;  aj Víi Mj =  max j = Mj Wj lµ m«men uèn tæng t¹i tiÕt diÖn j trªn chiÒu dµi trôc. §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 19 V× trôc quay 2 chiÒu, øng suÊt xo¾n thay ®æi theo chu kú m¹ch ®éng, do ®ã: T  mj  0 ,  aj   Maxj  j Woj Víi Wj vµ Woj lµ m«men c¶n uèn vµ m«men c¶n xo¾n t¹i tiÕt diÖn j cña trôc, ®îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 10.6. Wj   .d j 3 32  Trôc lµ tiÕt diÖn trßn : ,Woj   .doj 3 16  Trôc cã 1 r·nh then : Wj  Woj   .d j 32  .d j 16  bt . 1(d j  t1)2  2.d j bt . 1(d j  t1)2 2.d j      hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña trÞ sè øng suÊt trung b×nh ®Òn ®é bÒn mái : tra b¶ng 10.7[I]    0,05   0  K dj ;K dj lµ c¸c hÖ sè, x¸c ®Þnh theo : K K dj  (   K x  1) Ky K K dj  (   K x  1) Ky Trong ®ã : Kx lµ hÖ sè tËp trung øng suÊt do tr¹ng th¸i bÒ mÆt, phu thuéc vµo ph¬ng ph¸p gia c«ng vµ ®é nh½n bÒ mÆt. Ky lµ hÖ sè t¨ng bÒn bÒ mÆt trôc.    : hÖ sè kÝch thíc kÓ ®Õn ¶nh hëng cña kÝch thíc tiÕt diÖn trôc ®Õn giíi h¹n mái. a. KiÓm nghiÖm trôc trªn mÆt c¾t m - m  Víi thÐp 45 cã : b  600MPa; 1  261,6MPa;1  151,7MPa        0  Trôc quay, øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng do ®ã: m  a  M 342969,58   .70,43  10,12MPa W 32  Do trôc quay 2 chiÒu, øng suÊt xo¾n thay ®æi theo chu kú ®èi xøng do ®ã: §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 20