Đồ án chi tiết máy
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN....................7
1.1. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ...............................................................7
1.1.1. Xác định sơ bộ số vòng quay động cơ:.......................................................8
1.1.2. Chọn động cơ theo điều kiện:.....................................................................8
1.2. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN...........................................................................9
1.3. LẬP BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT................................................................9
1.3.1. Phân phối công suất trên các trục:.............................................................9
1.3.2. Tính số vòng quay trên các trục................................................................10
1.3.3. Tính momen xoắn trên các trục:...............................................................10
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN................................11
2.1
2.2
2.3
2.4
CHỌN LOẠI ĐAI VÀ TIẾT DIỆN ĐAI :.............................................................11
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN :...............................................11
LỰC CĂNG ĐAI BAN ĐẦU VÀ LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC :..............................14
THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN ĐAI :``.............................................................15
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.....................................16
3.1 CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP CHẬM.......................................16
3.1.1 CHỌN VẬT LIỆU..........................................................................................16
3.1.2 Xác định ứng suất cho phép........................................................................16
3.1.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục...............................................................18
3.1.4 Xác định các thông số ăn khớp...................................................................19
3.1.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.........................................................19
3.1.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:..............................................................22
3.1.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải...................................................................................23
3.2 CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH.....................................24
3.2.1 Chọn vật liệu..............................................................................................24
3.2.2 Xác định ứng suất cho phép........................................................................24
2.2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục...............................................................26
3.2.4 Xác định các thông số ăn khớp...................................................................26
3.2.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.........................................................27
3.2.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:..............................................................29
3.2.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải......................................................................30
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT MÁY................................................32
4.1 TÍNH TOÁN TRỤC, THEN..................................................................................32
4.1.1 Chọn vật liệu và xác định sơ bộ đường kính trục:......................................32
4.1.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:...........................33
4.1.3 Lực bánh răng tác dụng lên trục (công thức 10.1, trang 184, [1])............34
4.1.4 Lực tác dụng...............................................................................................35
4.1.5 Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục........................36
4.1.6 Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi của then.......................................................45
4.1.7 Tính kiểm nghiệm độ bền trục.....................................................................46
4.2 TÍNH TOÁN Ổ LĂN.....................................................................................49
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 1
Đồ án chi tiết máy
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC...........................................................55
5.1 THIẾT KẾ VỎ HỘP.........................................................................................55
5.2 CÁC PHỤ KIỆN KHÁC.....................................................................................57
5.2.1 Vòng móc....................................................................................................57
5.2.2 Chốt định vị:...............................................................................................57
5.2.3 Cửa thăm....................................................................................................58
5.2.4 Nút thông hơi..............................................................................................58
5.2.5 Nút tháo dầu...............................................................................................59
5.2.6 Que thăm dầu.............................................................................................59
5.2.7 Vòng phớt...................................................................................................60
5.2.8 Vòng chắn dầu............................................................................................60
5.3 DUNG SAI VÀ YÊU CẦU KĨ THUẬT.................................................................60
5.3.1 Dung sai và lắp ghép bánh răng trên trục:.................................................60
5.3.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn:............................................................................61
5.3.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu trên trục:.......................................................61
5.3.4 Dung sai lắp ghép nắp ổ và thân hộp.........................................................61
5.3.5 Dung sai lắp ghép chốt định vị...................................................................61
5.3.6 Dung sai lắp ghép then lên trục:................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................64
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 2
Đồ án chi tiết máy
THÔNG SỐ ĐỀ CHO
P = 27,5 (kW)
n = 75 (vg/ph)
Thời gian làm việc Lh=16000h, làm việc 3 ca.
T
T
0.9T
0.7T
0.2t
Hình 1.1 Sơ đồ động của hệ thống băng tải
0.5t
0.3t
Hình 1.2 Sơ đồ phân bố tải trọng
1. Động cơ - 2. Bộ truyền đai,
3. Ổ lăn - 4. Trục - 5. Bánh răng nghiêng
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1.
Xác định công suất động cơ
Theo công thức (2.8), trang 19,[1], công suất trên trục động cơ điện được xác định
như sau:
Pct
Pt
Trong đó:
Pct : công suất cần thiết trên trục động cơ (kW)
Pt : cống suất tính toán trên trục máy công tác (kW)
: hiệu suất truyền động
Tính hiệu suất: được tính theo công thức:
d . 2 . 3 0,95.0,97 2.0,993 0,86
br
ol
Với:
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 3
Đồ án chi tiết máy
ηd : hiệu suất của bộ truyền đai : 0,95
br :hiệu suất bánh răng: 0,97
ol :hiệu suất một cặp ổ lăn: 0,99
Tính công suất tính toán:
2
Pt Ptd Pmax
2
2
2
= 23,85 (kW)
Công suất cần thiết của động cơ:
Pct
Pt 23,85
27,7
0,86
1.1.1. Xác định sơ bộ số vòng quay động cơ:
Tỉ số truyền toàn bộ ut của hệ thống dẫn động được tính theo công thức
ut= uh. ud
Theo bảng 2.4 trang 21 [1], ta chọn các thông số như sau:
usbh: tỉ số truyền sơ bộ hộp giảm tốc 2 cấp; uh= 12 (chọn từ 8÷40)
usbd: tỉ số truyền sơ bộ đai ; ud = 3,15 (chọn từ 2÷5)
ut 12.3,15 37,8
Số vòng quay của trục máy công tác (trục tang quay): nlv= 75 vg/ph
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
nsb nlv .ut 75.37,8 2835 vg/ph
1.1.2. Chọn động cơ theo điều kiện:
Chọn động cơ thoả mản các điều kiện sau:
Pdc Pct 27,7 (kW )
ndc nsb 2835 (vg / ph)
Tra bảng P1.3 trang 235 [1], ta chọn động cơ: 4A180M2Y3
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
2
2
T1
T2
T3
T
0,9T
0,7T
t1 t 2 t3
0, 2t
0,5t
0,3t
T
T
T
T
T
T
27,5
t1 t2 t3
0, 2t 0,3t 0,5t
Page 4
Đồ án chi tiết máy
Động cơ có các thông số kỹ thuật sau:
Pdc = 30 kW
ndb = 2943 vg/ph (với tần số dòng điện tại Việt Nam: 50Hz)
Hệ số công suất cos 0,92
T
TK
1, 4 mm 1
Tdn
T
1.2.
Phân phối tỉ số truyền
Theo công thức 3.23 [1], trang 48 ta có công thức tính tỉ số truyền toàn bộ hệ:
ut
ndc 2943
39, 24
nlv
75
Phân uh cho các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc: uh =12
u1 u2 uh 12 3, 46
Tính sơ bộ ud (tỉ số truyền của bộ truyền đai) :
ud
ut 39, 24
3, 26
uh
12
Tính lại ud theo u1 và u2:
ud
ut
39, 24
3, 27
u1.u2 3, 46.3, 46
Kiểm nghiệm ud:
ud 1% 4%
Nên sai lệch tỉ số truyền của bộ truyền đai không đáng kể.
1.3.
Lập bảng thông số kỹ thuật
1.3.1. Phân phối công suất trên các trục:
P
27,5
P3 lv
29, 239
ol . d 0,99.0,95
(kW)
P
29,239
P2 3
30, 447
ol .br 0,99.0,97
(kW)
P
30, 447
P1 2
31,705
ol .br 0,99.0,97
(kW)
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 5
Đồ án chi tiết máy
P 31,705
Pdctt 1
32
kn
0,99
(kW)
1.3.2. Tính số vòng quay trên các trục
n
2943
n1 dc
902,7
ud
3, 26
vg/ph
n2
n1 902,7
261
u1
3, 46
vg/ph
n3
n2
261
75
u2 3, 46
vg/ph
1.3.3. Tính momen xoắn trên các trục:
Tdc 9,55.106.
Pdctt
32
9,55.106.
103839,6194
ndc
2943
(Nmm)
T1 9,55.106.
P1
31,705
9,55.106.
335419,0207
n1
902,7
(Nmm)
T2 9,55.106.
P2
30, 447
9,55.106.
1114056,897
n2
261
(Nmm)
T3 9,55.106.
P3
29,239
9,55.106.
3723099,333
n3
75
(Nmm)
Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật
Trục
Động cơ
I
II
III
Thông số
Công suất P (kW) 32
31,705
30,447
Tỷ số truyền u
3,26
Số vòng quay n
(vòng/phút)
2943
902,7
261
75
Momen xoắn T
(Nmm)
103839,6194
335419,0207
1114056,897
3723099,333
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
3,46
29,239
Page 6
3,46
Đồ án chi tiết máy
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
2.1
Chọn loại đai và tiết diện đai :
Do điều kiện làm việc, các thông số như công suất, vận tốc, môi trường làm việc,
khả năng kéo và tuổi thọ khi làm việc, tính phổ biến, .... mà ta có thể chọn các loại đai
như đai dẹt, đai thang, đai răng,..... với các thông số đã cho ta lựa chọn đai thang.
Ta có các thông số:
P = 30 kW
n = 2943 vòng/phút
u = 3,26
Hình 2.1. Chọn tiết diện đai hình thang
Theo hình 3,ta chọn đai thang loại Ƃ. Theo bảng 4.13 trang 59 [1] cho đai
loại Ƃ với:
- bt = 14 mm
2.2
2.3.2
2.3.3
-
b = 17 mm
-
h = 10,5 mm
-
y0 = 4 mm
-
A = 138mm2
-
d1= 140÷280mm.
Xác định các thông số của bộ truyền :
Đường kính bánh đai nhỏ :
Theo bảng 4.13[1] trang 59, ta chọn d1=160 mm.
Vận tốc đai nhỏ :
v1
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
.d1.n .160.2943
24,65m / s
60000
60000
Page 7
Đồ án chi tiết máy
Vì v1 < 25 m/s nên ta chọn đai là đai thang thường.
2.3.4
Đường kính bánh đai lớn :
-
Giả sử ta chọn hệ số trượt : = 0,02
-
Theo công thức 4.2[1] trang 53, ta có :
-
d2 = u.d1(1- ) = 3,26.160/(1-0,02) = 532,24 mm
Theo tiêu chuẩn bảng 4.21 [1] trang 63 ta chọn :
-
d2 = 500 mm
Tỉ số truyền thực tế :
u'
d2
500
3,188
d1 (1 ) 160(1 0,02)
Sai lệch với giá trị ban đầu ≈ 2,2 %.
2.3.5
Khoảng cách trục sơ bộ :
Theo công thức 4.14 [1] trang 60, ta có :
0,55(d1 d 2 ) h a 2(d1 d 2 )
0,55(160 500) 10,5 a 2(160 500)
373,5 a 1320
Khi u = 3,26
Theo bảng 4.14 [1] trang 60, ta có thể chọn sơ bộ a = d2 = 500mm khi u = 3
2.3.6
Chiều dài tính toán của đai :
Theo công thức 4.4[1] trang 54, ta có :
(d1 d 2 ) (d 2 d1 ) 2
L 2a
2
4.a
(160 500) (500 160) 2
2.500
2
4.500
2094,52mm
Theo bảng 4.13[1] trang 59, ta chọn đai có chiều dài L= 2240 mm = 2,24 m.
2.3.7
Số vòng chạy của đai trong một giây :
v 24,56
i
10,96s 1 10s 1 imax
L 2, 24
ta chọn đai có chiều dài L= 2500 mm = 2,5 m.
v 24,56
i
9.824s 1 10s 1 imax
L
2,5
Khi đó điều kiện được thoả
2.3.8
Tính chính xác khoảng cách trục :
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 8
Đồ án chi tiết máy
- Theo công thức 4.6[1] trang 54, ta có :
k k 2 8 2
a
4
(d d )
160 500
k L 1 2 2500
1463, 27mm
2
2
Trong đó :
d d 500 160
2 1
170mm
2
2
-
1463, 27 1463, 27 2 8(170)2
a
711,3mm
4
Do đó :
-
Ta thấy giá trị a thỏa mãn trong khoảng cho phép.
Vậy ta lấy chiều dài đai : L = 2500mm
Theo bảng 4.13[1] trang 59, ta lấy : a = 710mm
2.3.9
Góc ôm bánh đai nhỏ :
Theo công thức 4.7[1] trang 53, ta có :
d d
500 160
1 1800 57 2 1 1800 57
152,750
a
711,3
1 1500 nên chọn đai vải cao su
2.3.10
Xác định số dây đai :
Theo công thức 4.16[1] trang 60, ta có :
P.K d
z
[P0 ].C .Cl .Cu .C z
Trong đó :
- Công suất trên bánh chủ động: P = 30 kW
[Po] : công suất cho phép, tra bảng 4.20 [1] trang 62, ta chọn :
[P0] = 5,93
-
Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm : Tra bảng 4.15 [1] trang 61,
ta lấy : Cα = 0,92
-
Hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền :Tra bảng 4.17[1]
trang 61, ta lấy : Cu=1,14
-
Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai :Tra bảng 4.16 [1]
trang 61, ta lấy : Cl = 1,0
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai, chọn sơ bộ : Cz = 1
Page 9
Đồ án chi tiết máy
-
Hệ số tải động Kđ, tra bảng 4.7[1] trang 55, ta chọn Kđ = 1,0
Do đó :
2.3.11
2.3.12
2.3
P.K d
30.1,0
z
4,82
[P0 ].C .Cl .Cu .C z 5,93.0,92.1,0.1,14.1
Vậy ta chọn : z = 5
Chiều rộng bánh đai B :
Tra bảng 4.21[1] trang 63, ta có :
t = 19;
e = 12,5;
ho = 4,2;
Theo công thức 4.17[1] trang 63, ta có :
B = (z -1) t + 2e = (5 -1)19 + 2.12,5 = 101 mm
Đường kính ngoài của bánh đai :
da1 = d + 2h0 = 160 + 2.4,2 = 168,4mm
da2 = d + 2h0 = 500+ 2.4,2 = 508,4 mm
Lực căng đai ban đầu và lực tác dụng lên trục :
2.3.1
Lực căng đai ban đầu :
2.3.2
Theo công thức 4.19[1] trang 63, ta có ;
780.P.K d
F0
v.C .z Fv
Tính lực li tâm :
Theo công thức 4.20[1] trang 63,ta có :
Fv qm .v 2
Trong đó :
- qm : khối lượng 1 mét chiều dài đai, tra bảng 4.22[1] trang 63 ta có :
qm = 0,178
-
v = 24,65 m/s.
2
F
0,178.(24,65)
108,156 N
v
Suy ra :
Vậy :
F0
2.3.3
780.30.1,0
105,621N
24,65.0,92.5 108,156
Lực tác dụng lên trục :
Theo công thức 4.21[1] trang 63, ta có :
Fr 2.F0 .z.sin(
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
1
152,75
) 2.105,651.5.sin(
) 1026,778 N
2
2
Page 10
Đồ án chi tiết máy
2.4
Thông số của bộ truyền đai :
Bảng 2.1. Thông số của bộ truyền đai
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Thông số
Bánh đai nhỏ
Bánh đai lớn
Vận tốc
Khoảng cách trục
Chiều dài đai
Góc ôm
Số dây đai
Chiều rộng bánh đai
Đường kính ngoài của bánh đai
Lực căng đai ban đầu
Lực li tâm
Lực tác dụng lên trục
Page 11
Giá trị
d1 = 160 mm
d2 = 500 mm
v = 24,65m/s
a = 710 mm
L = 2500mm
α1 = 152,750
z =5
B = 101mm
da = 168,4mm
F0 = 105,621N
Fv = 108,156N
Fr = 1026,778N
Đồ án chi tiết máy
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Các thông số kĩ thuật
Tổng thời gian làm việc Lh 16000h , làm việc 3 ca
Cặp bánh răng cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng)
Tỷ số truyền
u1 3, 46
Số vòng quay trục
n1 902,7 (vòng / phút )
Momen xoắn T
T1 335419,0207( Nmm)
Cặp bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng nghiêng)
Tỷ số truyền
u2 3, 46
Số vòng quay trục
n2 261 (vòng / phút )
Momen xoắn T
T2 1114056,879( Nmm)
3.1 Cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm
3.1.1 Chọn vật liệu
Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết
kế, ở đây chọn vật liệu 2 cặp bánh răng như nhau
Theo bảng 6.1, trang 92, [1] ta chọn
Bánh nhỏ (bánh chủ động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có
b3 850 MPa , ch3 580 MPa , ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB = 245HB
3
Bánh lớn (bánh bị động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có
b 4 750 MPa , ch 4 450 MPa , ta chọn độ rắn của bánh lớn là HB = 230HB
4
3.1.2 Xác định ứng suất cho phép
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở
N HO3 30 HB32,4 30.2452,4 1,63.107 chu kì
N HO4 30 HB42,4 30.2302,4 1, 40.107 chu kì
N FO3 N FO4 4.106 chu kì
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 12
Đồ án chi tiết máy
Số chu kì làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi
3
N HE3
T
60c i ni ti
Tmax
3
3
T 3
0,9T
0,7
60.1 0, 2
0,5
0,3
.261.16000
T
T
T
167223744 (chu kì)
N HE 4
N HE3
167223744
48330561,85 chu kì
3, 46
u
6
T
N FE3 60c i niti
Tmax
6
6
T 6
0,9T
0,7T
60.1 0, 2
0,5
0,3 .261.16000
T
T
T
125534368,5 chu kì
N FE4
N FE3
u
125534368,5
36281609, 4 chu kì
3, 46
N HE3
N HE4
N FE3
N
Ta thấy FE4
Suy ra
N HO3
N HO4
N FO3
N FO4
nên chọn N HE N HO để tính toán
K HL3 K HL4 K FL3 K FL4 1
Ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2, trang 94, [1] với thép C45 được tôi cải thiện ta có ( S H =1,1)
Giới hạn mỏi tiếp xúc
Bánh chủ động
Bánh bị động
Giới hạn mỏi uốn
Bánh chủ động
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
0
Hlim
2 HB 70
0
Hlim
2 HB3 70 2.245 70 560 MPa
3
0
Hlim
2 HB4 70 2.230 70 530 MPa
4
0
Flim
1,8HB
0
Flim
1,8HB3 1,8.245 441 MPa
3
Page 13
Đồ án chi tiết máy
0
Flim
1,8HB4 1,8.230 414 MPa
Bánh bị động
4
Ứng suất tiếp cho phép
Tính toán sơ bộ
0
H Hlim
0,9 K HL
SH
K
1
H 3 o H lim HL 3 560 MPa
SH
1,1
H 4 530
1
MPa
1,1
H3 H 4 509,09 481,82
495, 45 MPa
2
2
H
Ứng suất uốn cho phép
Tra bảng 6.2, trang 94, [1] ta có K FC 1 khi đặt tải một phía (bộ truyền quay
một chiều); sF 1,75 )
F
0
Flim
.K FC
K FL
sF
441.1
414.1
F3
252 MPa ; F4
236,57 MPa
1,75
1,75
Ứng suất quá tải cho phép
H max 2,8 ch 4 2,8.450 1260 MPa
F3 0,8 ch 3 0,8.580 464 MPa
max
F4 0,8.450 360 MPa
max
3.1.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Theo công thức 6.15a, trang 96, [1]
aw K a u2 1
3
T2 K H
2
ba H u2
43 3, 46 1 3
316, 47 mm
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 14
.1,11
0, 4.445,905 2 .3, 46
Đồ án chi tiết máy
Với
K a 43 - Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng (bảng
6.5, trang 96, [1]
T 2=¿- Momen xoắn trên trục bánh chủ động
ba 0, 4 ; bd 0,53 ba u2 1 0,53.0,4 3, 46 1 0,95
K H 1,11
- Trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, với
bd 1 bảng 6.7, trang 98, [1]
=> Chọn aw 315 mm
3.1.4 Xác định các thông số ăn khớp
Xác định môđun:
mn 0,01 0,02 aw 3,15 6,3 mm
Theo bảng 6.8, trang 99, [1] chọn mn 4 mm
Công thức 6.31, trang 103, [1] số bánh răng nhỏ nằm trong khoảng
2a .cos 2.315.cos 20
2.315.cos8
z3 w
4 3, 46 1
mn u 1 4 3, 46 1
34,97 z3 33,18
Ta chọn z3= 34 răng
Số bánh răng lớn z4 u2 z3 34.3, 46 117,64 răng , chọn z4 = 118 răng
Do đó tỷ số truyền thực
um
z4 118
3, 47
u1 u2
z3 34
arccos
Góc nghiêng răng:
mn u 1 z3
4 3, 47 1 34
arccos
15, 21o
2 aw
2.315
o
� thoả mãn điều kiện 8 20
3.1.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Công thức 6.33, trang 105, [1] ứng suất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền
H
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Z M Z H Z
d w1
2T2 K H um 1
bwum
Page 15
Đồ án chi tiết máy
Trong đó
1
Z M 274 ( Mpa) 3 Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
(bảng 6.5, trang 96, [1])
Z H Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (công thức 6.34, trang 105, [1])
ZH
2cos b
2cos14, 27 0
1,71
sin 2 tw
sin 2.20,66o
Với
β b Góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở
b acrtg cos t .tg acrtg cos 20,66 .tg15, 21 14, 27 o
Bánh răng nghiêng không dịch chỉnh
tg
tg 20
t tw acrtg
acrtg
20,660
cos15, 21
cos
Với α t là góc profin răng và α tw là góc ăn khớp
Z ε Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng
Hệ số trùng khớp dọc
bw sin aw ba sin 315.0, 4.sin15, 21
m
m
.4
Hệ số trùng khớp ngang
1,88 3, 2( 1 z 1 z ) cos 1,7
3
4
Z
Áp dụng công thức 6.36c, trang 105, [1]
1
1
1,7
Hệ số tải trọng khi tính tiếp xúc
K H K H K H K Hv
K H 1,11
(công thức 6.39, trang 106, [1])
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng (bảng 6.7, trang 98, [1])
Áp dụng công thức 6.40, trang 106, [1] vận tốc vòng của bánh chủ động
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 16
Đồ án chi tiết máy
v
d w3n3 .140,93.261
1,92 m / s
60 000
60 000
Với
d w3
2aw
2.315
140,93
um 1 3, 47 1
mm : Đường kính vòng lăn bánh chủ động
v 1,92 m / s theo bảng 6.13, trang 106, [1], dùng cấp chính xác 9 ta chọn
K H 1,13
Công thức 6.42, trang 107, [1], ta có
aw
315
0,002.82.1,92
3
um
3, 47
vH H g 0v
Với
H 0,002 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang
107, [1])
g 0 82 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2
(bảng 6.16, trang 107, [1])
K Hv 1
vH bw d w3
2T2 K H K H
1
3.126.140,93
1,01
2.1114056,897.1,13.1,11
K H K H K H K Hv 1,13.1,11.1,01 1, 26
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
d w3
2 aw
2.315
140,93
um 1 3, 47 1
mm
Bề rộng vành răng bw aw . ba 315.0, 4 126 mm
H
Z M Z H Z
d w1
2T2 K H um 1 274.1,71.0,76 2.1114056,897.1, 26 3, 47 1
bwum
140,93
126.3, 47
428 MPa
Với v = 1,92 (m/s) < 5 (m/s) thì Z v 1 , với cấp chính xác động học là 9, chọn
cấp chính xác về mặt tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công với độ nhám là
Ra 1, 250,63 m do đó Z R 1 , với vòng đỉnh răng là d a 700mm , K xH 1 ,
do đó theo công thức 6.1 và 6.1a, trang 91 và 93, [1]
H cx H ZV Z R K xH 495, 45.1.1.1 495, 45 MPa
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 17
Đồ án chi tiết máy
Như vậy
H H
=> cặp bánh răng đảm bảo độ bền tiếp xúc
3.1.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
F
Điều kiện bền uốn
2T2YF3 K F Y Y
bw d w3 mn
F
Xác định số răng tương đương
zv3
z3
34
3
37,8 răng
3
cos cos 15, 21
zv4
z4
118
3
131,32 răng
3
cos cos 15, 21
Theo bảng 6.7, trang 98, [1],
K F 1, 23
.
Theo bảng 6.14, trang 107, [1] với v = 1,92 m/s và cấp chính xác 9
K F 1,37
Áp dụng công thức 6.47, trang 109, [1]
vF F g 0v
aw
315
0,006.82.1,92
9
um
3, 47
Với
F 0,006 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang
107, [1])
g 0 82 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16,
trang 107, [1])
K Fv 1
vF bwd w3
2T2 K F K F
1
9.126.140,93
1,04
2.1114056,897.1,37.1, 23
K F K F K F K Fv 1,37.1, 23.1,04 1,75
Hệ số dạng răng YF theo bảng 6.18, trang 109, [1]
Đối với bánh dẫn:
YF3 3,80
Đối với bánh bị dẫn:
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
YF4 3,6
Page 18
Đồ án chi tiết máy
Y
1
1
1,7
hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
o
15, 21
Y 1
0,89
140
140
hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Y 1 bánh răng phay
Với mn 4 , YS 1,00 , R
,
K xF 1 ( d a 400 mm)
Áp dụng công thức 6.2 và 6.2a, trang 91 và 93, [1]
F3 [ F3 ]YRYS K xF 252.1.1.1 252 MPa
F4 [ F4 ]YRYS K xF 236,5.1.1.1 236,5 MPa
Độ bền uốn tại chân răng
F3
2T2YF3 K F Y Y
bw d w3 mn
2.1114056,897.3,8.1,75.0,588.0,89
109,167 MPa F3
126.140,93.4
3.1.7 Kiểm nghiệm răng vềề quá tải
T
K qt max 2, 2
T
Hệ số quá tải động cơ
Áp dụng công thức 6.48, trang 110, [1] ứng suất tiếp quá tải
H max H K qt 734,87 MPa H max 1260 MPa
Áp dụng công thức 6.49, trang 110, [1]
F 3max F3 . K qt 240,16 F3
max
F 4max F4 . K qt 227,52 F4
max
464 MPa
360 MPa
Bảng 3.1: Thông số và kích thước bộ truyền
Thông số
Khoảng cách trục
Modul pháp
Chiều rộng vành răng
Tỷ số truyền
Giá trị
aw 315 mm
mn 4
bw3 bw 5 131mm
um 3, 47
15, 21o
Góc nghiêng răng
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 19
bw 4 126 mm
Đồ án chi tiết máy
Số răng bánh răng
z3 34
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vòng
x3 0
d3 m
chia
Đường kính đỉnh
răng
Đường kính đáy răng
z4 1 18
x4 0
z3
140,93
cos
d 4 m
z4
489,13
cos
d a3 d3 2m 148,93
d a4 d 4 2m 497,13
d f3 d3 2.5m 130,93
d f4 d 4 2.5m 479,13
t 20, 66
w 20,66
Góc profin răng
Góc ăn khớp
3.2 Cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
3.2.1 Chọn vật liệu
Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết
kế, ở đây chọn vật liệu 2 cặp bánh răng như nhau
Theo bảng 6.1, trang 92, [1] ta chọn
Bánh nhỏ (bánh chủ động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có
b1 850 MPa , ch1 580 MPa , ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB = 245HB
1
Bánh lớn (bánh bị động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có
b 2 750 MPa , ch 2 450 MPa , ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB = 230HB
2
3.2.2 Xác định ứng suất cho phép
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở
N HO1 30 HB12,4 30.2452,4 1,63.107 chu kì
N HO2 30 HB22,4 30.2302,4 1, 40.107 chu kì
N FO1 N FO2 4.107 chu kì
Số chu kì làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi
3
N HE1
T
60c i ni ti
Tmax
3
3
T 3
0,9T
0,7
60.1 0, 2
0,5
0,3 .902,7.16000
T
T
T
Nguyễễn Thễế Dân
2003130078
Page 20
- Xem thêm -