B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT - BÁNH VÍT
1. Số liệu thiết kế:
- Công suất bộ truyền: P = 5,9 (kW)
- Tỉ số truyền: u = 25
- Số vòng quay trục vít: 523 (vòng/phút)
- Số vòng quay bánh vít: 26 (vòng/phút)
- Momen xoắn trên trục vít: 107734,2 (Nmm)
- Momen xoắn trên bánh vít: 1715326,9 (Nmm)
- Thời gian phục vụ: 14720 (h)
2. Chọn vật liệu
- Tính sơ bộ vận tốc trượt:
v
S
(3,7..4,6)n1 3
(3,7 4,6).523 3
T2
1715326,9 2,3 2,9( m / s)
4
5
10
10
Chọn vS = 2,5 (m/s)
-
Ta chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh nhôm sắt bpA 9-4, đúc trong khuôn
-
cát với σb = 400 (MPa), σch = 200 (MPa).
Chọn vật liệu làm trục vít là thép 45 được tôi với độ rắn HB > 350, sau khi tôi,
bề mặt ren trục vít được mài và đánh bóng.
3. Ứng suất cho phép của bánh vít
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ H ] (276 300) 25vs 220( MPa )
Ứng suất uốn cho phép:
106
[ F ] (0,25 ch 0,08 b ) 9
N FE
N FE 60 (
-
Với
Ti 9
) ni ti
Tmax
60.26.14720. ( )9.
T
T
9,5.106
23
0,7T 9 36
(
) .
23 36
T
23 36
(chu kỳ)
[σF]= 63,85 (MPa)
Ứng suất quá tải:
Bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc nên:
- [σH]max =2.σch=2.200=400 (MPa).
- [σF]max=0,8.σch=0,8.200=160 (MPa).
4. Tính toán thiết kế
Khoảng cách trục
- Chọn số ren z1 = 2 với tỉ số truyền u =20
Số răng bánh vít z2 = 20.2 = 40
-
q 0,3z2 0,3.40 12
Chọn hệ số đường kính
Chọn hệ số tải trọng KH = 1,2
, Chọn q = 12,5
2
T .K
170
. 2 H.
aw = Z q 3
2
q
Z 2. H
2
3 170 . 1715326,9.1,2
= 40 12,5
12,5
40.220
= 207,2 (mm)
Chọn khoảng cách trục aw= 210 (mm)
Tính mô đun trục vít:
m
2.a w
2.210
8
Z q 40 12,5
2
Dựa vào dãy tiêu chuẩn, chọn m = 8
Hệ số dịch chỉnh:
a
210
x w 0,5. q Z
0,5. 12,5 40 0(mm).
2
m
8
Thỏa mãn điều kiện -0,7 < x < 0,7 để tránh cắt chân răng và nhọn răng bánh vít.
5. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt bánh răng trục vít của bộ truyền được thiết kế
phải thỏa mãn điều kiện sau:
170
.
H
Z
2
Z q
2
a
w
3
T .K
. 2 H .
H
q
Tính chính xác lại [σH]
-
Ta có:
m.n . Z 2 q2 8.523. 22 12,52
1 1
v
2,77(m / s ).
S
19100
19100
-
Chọn vật liệu là đồng thau không thiếc có [σH] =200 (MPa)
Tính chính xác lại hiệu suất của bộ truyền:
0,95.
tg
.
tg
Z
2
o
1 arctg
12,5 2.0 9,1 .
q 2. x
arctg
Trong đó
Tra ở bảng 7.4, ta được φ=2,10
0,95.
-
tg
tg (9,1)
0,95
0,77
tg
tg (9,1 2,1)
KH là hệ số tải trọng
K
H
K
H
.K
HV
.
Trong đó KH là hệ số phân bố tải trọng đều.
3
K
H
Z
1 2
.1
T
2m .
T2max
Tra bảng 7.5, ta có Ө=125 là hệ số biến dạng của trục vít
T2m là mô men trung bình
T
t
2 T2i
23
36
2m
. i 1.
0,7.
0,817
2
T2 max 1 T2 max
23 36
23 36
ti
1
K
3
H
50
1 . 1 0,817 1,01
125
Thay lại:
Với vs = 2,77 (m/s), tra bảng 7.6/151 được cấp chính xác gia công là cấp 8.
Dựa vào bảng 7.7/153 ta chọn được KHV = 1,2
KH = 1,01.1,2 = 1,212
Vậy:
170
.
H
Z
2
Z q
2
a
w
3
T .K
. 2 H .
H
q
3
170 40 12,5 1715326,9.1,212
216,7 [ H ] 220
.
40 .
210
12,5
(Thỏa mãn)
6. Kiểm nghiệm độ bền uốn
Để đảm bảo độ bền uốn của răng bánh vít, ứng suất sinh ra tại chân răng bánh vít
không được vượt quá giá trị cho phép.
F
1,4.T2 .YF .K F
.
F
b2 .d 2 .mn
Trong đó:
mn
-
m
8
8,1
cos( ) cos(9,1)
Mn: Mô đun pháp của răng
KF là hệ số tải trọng: KF=KF.KFV
Mà KF=KH=1,04, KFV=KHV=1,2 => KF=1,04.1,2=1,248
d2 = m.z2 = 8.40=320 (mm): Đường kính vòng chia bánh vít
b2 = 0,75.m.(q+2) = 0,75.8.(12,5+2) = 87 (mm): Chiều rộng vành bánh răng vít.
zv
z2
40
41,5
3
cos cos3 (9,1)
là số răng tương đương của bánh vít
Tra bảng bảng 7.8/152, ta được YF = 1,48
Vậy:
F
1,4.1715326,9.1,48.1,248
19,67 63,85( MPa )
F
87.320.8,1
(Thỏa mãn)
7. Các kích thước chính của bộ truyền.
Thông số
Hệ số đường kính
Hệ số dịch chỉnh
Mô đun
Khoảng cách trục
Góc biên dạng ren
Kích thước
q=12,5
x=0
m=8 (mm)
aw=210 (mm)
20
Trục vít
Đường kính vòng chia
Đường kính vòng đỉnh
Đường kính vòng đáy
d1 = mq = 8.12,5 = 100 (mm)
da1 = d1 + 2m = 100 + 2.8 = 116 (mm)
df1 = d1 – 2,4m = 100 – 2,4.8 = 80,8 (mm)
Góc xoắn ốc vít
arctan
z1
2
arctan
9,1o
q
12,5
b1 (11 0,06 z2 )m (11 0,06.40).8 107, 2
Chiều dài phần cắt ren trục vít
(mm)
Chọn 110 mm
Bánh vít
Đường kính vòng chia
Đường kính vòng đỉnh răng
Đường kính vòng đáy răng
Đường kính lớn nhất bánh vít
d2 = dw2 = mz2 = 8.40 = 320 (mm)
da2 = m(z2 + 2) = 8.(40 + 2) = 336 (mm)
df2 = m(z2 – 2,4) = 8(40 – 2,4) = 300,8 (mm)
d aM 2 d a 2
6m
6.8
336
348
z1 2
22
b2 0,75d a1 0,75.116 87
Chiều rộng bánh vít
(mm)
(mm)
Chọn 85 mm
8. Tính nhiệt trong truyền động trục vít.
Để tránh nhiệt sinh ra trong bộ truyền trục vít quá lớn, nhiệt sinh ra trong hộp giảm
tốc trục vít phải cân bằng với lượng nhiệt thoát đi.
Tính toán nhiệt theo công thức:
tl to
1000.P1.(1 )
30
KT . A.(1 )
1000.5,9.(1 0,77)
16.1, 41.(1 0,3)
76,3 [t1 ] 95o
Với:
-
: Hiệu suất bộ truyền = 0,77
P1: Công suất trên trục vít = 5,9 (kW)
KT: Hệ số tỏa nhiệt lấy giá trị = 16 W/(m2.oC)
A: Diện tích bề mặt thoát nhiệt = 20aw1,7 = 20.0,211,7=1,41 (m2)
t0: Nhiệt độ môi trường xung quanh lấy giá trị = 30o
: Hệ số thoát nhiệt qua bệ máy lấy giá trị = 0,3
Vậy, nhiệt độ nằm trong khoảng cho phép.
9. Tính lực trong bộ truyền trục vít.
-
2.T
2.1715326,9
F F 2
10721( N )
a1 t 2 d
320
2
F F F .tg ( ) 10721.tg (9,1 2,1) 2123( N ).
t1
a2
t2
F F Ft 2 tan 10721. tan(20) 3902( N )
r1
r2
10. Kiểm tra độ cứng trục vít.
f
l 3 Fr12 Ft12
48EJ e
3003 3902 2 21232
48.2,1.105.2661933
0,00447 [f ] (0,005 0,01)m 0,05 0,1
Trong đó:
-
L: Khoảng cách giữa 2 ổ, chọn sơ bộ l = d2 = 300 (mm)
E: Mô đun đàn hồi của trục vít, E= 2,1.105 (N/mm2)
Je: Mômen quán tính tương đương mặt cắt trục vít
(0,375
Je
0,625d a1
) d f 14
d f1
64
= 2661933 (mm4)
11. Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu.
Ta cho dầu ngập ren trục vít, lúc này mức dầu ngập bánh răng bị dẫn tính theo
công thức:
h
d a 2 br d f 1tv
2
150,3 80,8
34,75( mm)
2
Để thỏa mãn điều kiện bôi trơn ngâm dầu thì:
1
h d a 2br
�
3
34,75
Vậy, thỏa mãn điều kiện ngâm dầu
1
.150,3 50,1( mm )
3
- Xem thêm -
.DOCX 
7 
227 
118 
