Tài liệu đồ án chi tiết máy thiết kế hệ hộp giảm tốc hai cấp (hộp khai triển)

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy. Mục đích là giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quen với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiện nay. Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu : “ thiết kế hệ hộp giảm tốc hai cấp( hộp khai triển) ”. Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng, song bài làm của em không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô, giúp em có được những kiến thức thật cần thiết để sau này ra trường có thể ứng dụng trong công việc cụ thể của sản xuất. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn và đặc biệt là thầy Lê Văn Sinh đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ của mình. Em xin chân thành cảm ơn Vinh, ngày 25 tháng 11 năm 2015 Sinh viên: Lê Xuân Kính Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... .................................................................................................... Vinh, ngày 25 thág 11 năm 2015 I,Sơ đồ hệ thống Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY a) Sơ đồ động b) Biểu đồ phân bố tải trọng P D M 4 V Mmm=1,4M 3 2 3s t 3h 4h 8h 1 Ghi chú: 1-Động cơ điện 2- Hộp giảm tốc 3-Khớp nối 4-Băng tải II,Các số liệu ban đầu: 1. 2. 3. 4. 5. Lực kéo băng tải: Vận tốc băng tải: Đường kính tang: Tính chất tải trọng: Thời gian làm việc: P = 5500 (N) v = 2 (m/s) D = 350 mm Thay đổi.Bộ truyền làm việc 2 chiều T = 5 năm Mỗi năm 300 ngày,mỗi ngày 8 giờ Chương I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 1.1 :Công suất cần thiết 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑡 𝜂 Gọi Pt - công suất tính toán trên trục máy công tác (KW) Pct - công suất cần thiết trên trục động cơ (KW) η – hiệu suất chuyền động. 𝑃𝑡 = 𝑃𝑙𝑣 .𝛽 Mặt khác : Mà Plv = P.V 1000 = 5500.2 = 11 (KW) 1000 𝑀 𝑡𝑖 𝑀1 𝑡𝑐𝑘 Tính 𝛽: 𝛽 = √∑( 𝑖 )2 . 3 4 8 8 =√(1)2 . + (0,6)2 . =0,75  𝑃𝑡 = 𝑃𝑙𝑣 .𝛽 = 11.0,75 =8,25 (KW) Áp dụng công thức: Pct = Pt η với η = ηđ . η2𝑏𝑟 . η4𝑜𝑙 . η𝑘𝑛 Trong đó: ηđ , η𝑏𝑟 , η𝑜𝑙 , η𝑘𝑛 được tra trong bảng trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ. ηđ = 0,96 – hiệu suất bộ truyền đai ηbr = 0,97 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ ηol = 0,995- hiệu suất của 1 cặp ổ lăn ηkn = 1 – hiệu suất của khớp nối. 2 4 Khi đó ta có: 𝜂 = 𝜂đ . 𝜂𝑏𝑟. 𝜂𝑜𝑙. 𝜂𝑘𝑛 = 0,96.0,972 .0,9954 .1 = 0,88 8,25  Pct = 0,88 = 9,38 (KW). Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: Pct = 9,38 (KW). Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 1.2 :Tính số vòng quay trên trục của tang Ta có số vòng quay trên trục của tang là: nt = 60000.2 3,14.350 nt = 60.103 .v 𝜋.𝐷 = 110 (vòng/phút). 1.3 :Chọn số vòng quay sơ bộ cho động cơ Tra bảng. Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp ta có số vòng quay sơ bộ của động cơ là: Áp dụng công thức: nsb = nt.ihgt.iđ = 110.9.3 = 2970 (vòng/phút) Trong đó: ihgt – tỷ số truyền của hộp giảm tốc iđ – tỷ số truyền của đai thang. ihgt và id được tra trong bảng tỷ số truyền ta chọn ihgt = 9; iđ = 3. 1.4 :Chọn động cơ Động cơ cần chọn ở chế độ làm việc dài, phụ tải thay đổi nên động cơ phải có Pdm ≥ Pct = 9,38 (KW). Theo bảng 2P1(TKCTM trang 322) ta chọn động cơ số hiệu AO2 - 52 - 2 có thông số kỹ thuật sau: + Công suất định mức: + Tốc độ quay: Pdm = 10 (KW) nđc = 2920 (vòng /phút) 1.5: Phân phối tỷ số truyền - Với động cơ đã chọn ta có: Pdm = 10 (KW) Nđc = 2920 (vòng /phút) Theo công thức tính tỷ số truyền ta có: ic = 𝑛𝑑𝑐 𝑛𝑡 = 2920 110 = 26,5 Ta có ic = ihgt.id Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trong đó: ic – tỷ số truyền chung ihgt – tỷ số truyền của hộp giảm tốc iđ – tỷ số truyền của đai. Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc: Theo bảng 2.2 sách TKCTM ta chọn : Ta tính được: inh.ich= iđ = 3. ic 26,5 = = 8,8 3 id Với lược đồ dẫn động như đề cho ta chọn inh = (1,2÷1,3).ich Trong đó: inh - tỷ số truyền nhanh của hộp giảm tốc ich – tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc. 8,8  ich = √  inh =1,2.2,7 = 3,3 1,2 = 2,7 1.6: Công suất động cơ trên các trục - Công suất động cơ trên trục I là: PI = Pct.ηđ . η𝑜𝑙 = 9,38. 0,96.0,995 = 8,95 (KW) - Công suất động cơ trên trục II là: PII = PI.ηbr . ηol = 8,95.0,97.0,995 = 8,63 (KW) - Công suất động cơ trên trục III là: PIII = PII.ηbr . ηol = 8,63.0,97.0,995 = 8,32 (KW) -Công suất động cơ trên trục IV là: PIV = PIII .𝜂𝑜𝑙 . 𝜂𝑘𝑛 = 8,32.0,995.1 =8,27 (KW) Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 1.7 :Tốc độ quay trên các trục - Tốc độ quay trên trục I là: n1 = nđc - Tốc độ quay trên trục II là: n2 = iđ = n1 = inh - Tốc độ quay trên trục III là: n3 = 2970 n2 ich 3 990 3,3 = 300 2,7 = 990 (vòng/phút) = 300 (vòng/phút) = 111 (vòng/phút). - Tốc độ quay trên trục IV là: n4 = n3 = 111 (vòng/phút). 1.8: Xác định mômen xoắn trên các trục - Mômen xoắn trên các trục động cơ được tính theo công thức: Mdc = 9,55.106 . Pct ndc 9,38 = 9,55.106.2970 = 30161,2 (N.mm) - Mômen xoắn trên trục I là: M1 = 9,55.106 . PI n1 8,95 = 9,55.106. 990 = 86335,4 (N.mm) - Mômen xoắn trên trục II là: M2 = 9,55.106 . PII n2 8,63 = 9,55.106. 300 = 283052,8 (N.mm) -Mômen xoắn trên trục III là: M3 = 9,55.106 . PIII n3 8,32 = 9,55.106. 111 = 710062,5 (N.mm) - Mômen xoắn trên trục IV là: M4 = M3 =710062,5 (N.mm) Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Bảng 1: Bảng thông số động cơ và số liệu: Trục Thông số Trục động cơ i I 3 II III 3,3 2,7 IV 1 n(v/p) 2970 990 300 111 111 N(KW) 9,38 8,95 8,63 8,32 8,32 M(N.mm) 310161,2 86335,84 280352,8 710062,5 710062,5 Chương II – Thiết kế bộ truyền trong và bộ truyền ngoài hộp giảm tốc A: Thiết kế bộ truyền ngoài hộp giảm tốc (Bộ truyền bằng đai ) 2.1:Chọn loại đai Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định được loại đai, kích thước đai và bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục. Do công suất động cơ Pct = 9,38 (KW) và id = 3 < 10 và yêu cầu làm việc êm nên ta hoàn toàn có thể chọn đai thang. Ta nên chọn đai làm làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm việc được trong điều kiện môi trường ẩm ướt, có súc bền và tính đàn hồi cao. Đai vải cao su thích hợp ở các truyền động có vận tốc cao, công suất truyền động nhỏ. Theo thông số của bộ truyền động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai nên ta chọn loại đai là đai hình thang loại A Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Bảng 2.1: Bảng thông số về đai thang A: Loại đai Thang A Kích thước tiết diện (mm) Diện tích A (mm) a 𝑎0 h ℎ0 81 13 11 8 2,8 𝑑1 (mm) 160 2.2: Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai 2.2.1 :Xác định đường kính bánh đai nhỏ D1 Theo ( bảng 5.14 ) và ( bảng 5.15 ) sách TKCTM chọn D1 = 160 mm Từ công thức kiểm nghiệm vận tốc: Vđ = 𝑛đ𝑐 .𝜋.𝐷1 60.1000 ≤ Vmax = (30 ÷ 35) m/s  𝑉đ = 2970.3,14.160 60000 = 24,86 (m/s) 2.2.2 :Xác định đường kính bánh đai lớn D2 Theo công thức (5-4) ta có đường kính bánh đai lớn: D2 = iđ.D1.(1 – ε) Trong đó: iđ – hệ số bộ truyền đai ε - Hệ số trượt bộ truyền đai thang lấy ε = 0,02( trang 84 sách TKCTM )  D2 Chọn: = 3.160.(1 – 0,02) = 470,4 (mm) D2 = 450 mm Do vậy ta có tỉ số truyền thực tế là: Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO 𝑖𝑡 = 𝑑2 𝑑1 (1−0,02) 450 = 160(1−0,02) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY = 2,87 Kiểm nghiệm sai số tỉ số truyền: △u = |iđ −𝑖𝑡 | i .100% = |3−2,87| 3 . 100% = 4(%) Sai số △n ≤ 5%, nằm trong phạm vi cho phép. 2.3 : Theo diều kiện : 0,55(D1 + D2) + h ≤ A ≤ 2(D1 + D2) 0,55(160+450) + 8 ≤ A ≤ 2(160 + 450) 343,5 ≤ A ≤ 1220 ( với h là chiều cao tiết diện đai ) Theo bảng (5-16) – trang 94, sách thiết kế chi tiết máy. Với: i = 3, chọn A = D2 = 450 (mm) 2.4: Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A Theo công thức: L = 2A + = 2.450 + Lại có u = Vđ L 3,14 2 π 2 (D1 + D2) + (160 + 450) + (D2 −D1 )2 4A (450−160)2 4.450 = 1904,9 (mm)  umax = 10  L= 𝑉 10 = 24,86.103 10 = 2486 (mm) Kết hợp theo bảng (5-12) lấy L = 2500 (mm) 2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L = 2500 mm Theo công thức (5-2) ta có: A= 1 [2𝐿 − 𝜋(𝐷1 + 𝐷2 ) + √[2𝐿 − 𝜋(𝐷1 + 𝐷2 )]2 − 8(𝐷2 − 𝐷1 )2 ] 8 Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO = 1 8 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY [2.2500 − 3,14(160 + 450) + √[2.2500 − 3,14(160 + 450)]2 − 8(450 − 160)2] A ≅ 757 mm Thõa mãn điều kiện của A 2.6: Kiểm nghiệm góc ôm Theo công thức (5-3) ta có : α1 = 180o - D2 −D1 A . 570 = 1800 - 450−160 757 . 570 = 1580 > 1200 => Thỏa mãn 2.7:Xác định số đai cần thiết Số đai được xác định theo điều kiện tránh xảy ra trượt trơn giữa đai và bánh đai. Chọn ứng suất căng ban đầu σ0 =1,2 N/mm2 và theo chỉ số D1 tra bảng ta có các hệ số: [σp]0 = 1,7 : ứng suất có ích cho phép (bảng 5-17) Cα = 0,95 : Hệ số ảnh hưởng góc ôm (bảng 5-18 ) Ct = 0,9 : hệ số ảnh hưởng chế độ tải trọng (bảng 5-6) Cv = 0,74 : hệ số ảnh hưởng vận tốc (bảng 5-19) F = 81 mm2 : Diện tích tiết diện đai (bảng 5-11) Vđ = 24,86 (m/s) : Vận tốc đai  Số đai cần thiết: Theo công thức (5-22) có : Z≥ 1000.N 1 . = V.[σp ]0 ct cv c∝. F 1000.8,95 . 1 24,86.1,7.0,9.0,74.0,95 81 = 4,13 Lấy số đai : Z = 4 2.8. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai - Chiều rộng bánh đai: Theo công thức (5-23): B = (Z - 1).t + 2.S Theo bảng (10-3) có: t = 16 ; S = 10  B = (4 – 1).16+ 2.10 = 68(mm) - Đường kính ngoài bánh đai: Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Theo công thức (5-24): + Với bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2ℎ0 = 160 + 2.3,5 = 167 (mm) + Vối bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2ℎ0 = 450 + 2.3,5 = 455 (mm) 2.9. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục - Lực căng ban đầu với mỗi đai: Theo công thức (5-25) ta có : S0 = σ0 . F Trong đó: σ0 = 1,2 N/mm2 ứng suất căng ban đầu F = 81 mm2 : Diện tích tiết diện đai  S0 = 1,2. 81 = 97,2 - Lực tác dụng lên trục: ∝1 Theo công thức (5-26): Rd ≈ 3.S0.Z sin( 2 ) Với : ∝1 = 158 ; Z = 4 158  Rd = 3. 97,2.4 sin( 2 ) = 1145 (N) Bảng 2A: Các thông số bộ truyền đai Giá trị Thông số Bánh đai nhỏ Bánh đai lớn Đường kính bánh đai D1 = 160 (mm) D2 = 450 (mm) Đường kính ngoài bánh đai Dn1 = 167 (mm) Dn2 = 455 (mm) Chiều rộng bánh đai B = 68 (mm) Số đai Z = 4 đai Chiều dài đai L = 2500 (mm) Khoảng cách trục A =450 (mm) Góc ôm ∝1 = 1580 Lực tác dụng lên trục Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Rđ = 1145 (N) Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY B– Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc ( Bộ truyền bánh răng) 3.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh ( Bộ truyền bánh răng thẳng ) 3.1.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện Do hộp giảm tốc 2 cấp chị tải trọng trung bình, nên chọn vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350; tải trọng va đập nhẹ, thay đổi, bộ truyền bánh răng quay 2 chiều. Đồng thời để tăng khả năng chày mòn của răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25 ÷ 50 HB. Chọn: • Bánh răng nhỏ thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số của thép như sau: + Giới hạn bền kéo: bk = 750 ÷850 N/mm2 chọn bk = 850 N/mm2 + Giới hạn chảy: ch = 450 N/mm2 + Độ rắn HB = 210 ÷ 240 ( chọn HB = 220) • Bánh răng lớn thép 45 tôi cải thiện. Tra (bảng 3-8) ta có các thông số thép như sau: + Giới hạn bền kéo: k = 750 N/mm2 + Giới hạn chảy: ch = 350 N/mm2 + Độ rắn HB = 170 ÷220 ( chọn HB = 190) 3.1.2: Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép ●, Ứng suất tiếp xúc cho phép: Ta có : Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh []tx = []Notx .k′N Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trong đó: []Notx ứng suất tiếp xúc cho phép (N/𝑚𝑚2 ).Khi bánh răng làm việc lâu dài,phụ thuộc vào độ rắn Brinen HB hoặc độ rắn Rocoen HRC.Lấy theo bảng 3.9 TKCTM +, k′N – hệ số chu kì ứng suất tiếp xúc,tính theo công thức: 6 N k′N = √ 0 N tđ Với N0 – là số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc (bảng 3.9-TKCTM) Ntđ – là số chu kì tương đương Bánh răng chịu tải trọng thay đổi, áp dụng công thức (3-4) ta có: Ntd = 60u∑( Trong đó: Mi Mmax )3 .𝑛𝑖 . 𝑇𝑖 ni – số vòng quay trong 1 phút của bánh răng thứ i Th – thời gian làm việc của máy u – số lần ăn khớp của 1 bánh răng khi quay một vòng, u = 1 - Số chu kì tương đương của bánh răng lớn: 3 4 8 8 Ntđ2 = 60.1.(13 . + 0,63 . ).5.300.8.300 = 10,4.107 - Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ: Ntđ1 = Ntđ2 . i = 10,4.107 .3,3 = 34,32.107 Trong đó: n2 = n1 i = 990 3.3 = 300 (v/p) Theo bảng (3-9) ta chọn số chu kì cơ sở N0 = 107  Ntd1 > N0  Ntd2 > N0  Từ trên  K’N = 1 Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY • ,Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép: tx =Notx.K’N Theo bảng (3-9) ta có Notx = 2,6 HB Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ: N1tx= 2,6.220 = 572 N/mm2 Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn: N2tx = 2,6.190 = 494 N/mm2 ●,Ứng suất uốn cho phép Vì phôi đúc, thép tôi cải thiện và thường hoá nên n  1,5 và hệ số tập trung ứng suất chân răng K = 1,8 ( thường hoá hoặc tôi cải thiện trang 44 sách TKCTM) • Đối với thép -1 = (0,4 ÷0,45)bk , chọn = 0,4bk σ−1b1 = 0,4.850 = 350 N.𝑚𝑚2 σ−1b2 = 0,4.750 = 300 N.𝑚𝑚2 • Răng làm việc hai mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều) nên: u   1 .K " N n.K  k′′N – hệ số chu kì ứng suất ,tính theo công thức: 6 N 𝑘′′𝑁 = √ 0 N tđ Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Với N0 – là số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc (bảng 3.9) Ntđ – là số chu kì tương đương Bánh răng chịu tải trọng thay đổi, áp dụng công thức (3-4) ta có: Ntd = 60u∑( Trong đó: Mi Mmax )6 .𝑛𝑖 . 𝑇𝑖 ni – số vòng quay trong 1 phút của bánh răng thứ i Th – thời gian làm việc của máy u – số lần ăn khớp của 1 bánh răng khi quay một vòng, u = 1 - Số chu kì tương đương của bánh răng lớn: 3 4 8 8 Ntđ2 = 60.1.(16 . + 0,66 . ).5.300.8.300 = 8,6. 107 - Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ: 𝑁 𝑡đ1 = Ntđ2 .i = 8,6. 107 .3,3 =25,8.107 -Theo bảng (3-9) ta chọn số chu kì cơ sở N0 = 107  Ntd1 > N0  Ntd2 > N0  Từ trên  𝑘𝑁′′ = 1 Ứng suất uốn cho phép của + Bánh nhỏ: Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh u1 = 350.1 1,5.1,8 = 130 N/mm2 Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO u2 + Bánh lớn: 300.1 1,5.1,8 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY = 111 N/mm2 3.1.3. Tính khoảng cách trục A - Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K = 1,3 - chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ᴪA = 0,3 3 Áp dụng công thức (3-9): Asb ≥ (i+1).√( Trong đó: i = 𝑛1 𝑛2 = 990 300 1,05.106 2 𝐾𝑃 ) . [𝜎]𝑡𝑥 .𝑖 ᴪ𝐴 𝑛2 = 3,3: tỉ số truyền n2 = 300 (vòng/ph) số vòng quay trong 1 phút của bánh răng bị dẫn N = 8,95 (Kw): công suất trên trục I 1,05.106 2 1,3.8,95 3 Asb  (3,3+1). √( ) . 0,3.300 = 162 (mm) chọn Asb = 160 mm 494.3,3 3.1.4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài được tính theo công thức (3-17) V=  .d1 .n1 60.1000  2. . Asb .n1 (m/s) 60.1000.i  1 Với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn: V= 2.31,4.160.990 60.1000.(3,3+1) = 3,8 (m/s) Theo bảng (3-11) ta chon cấp chính xác để chế tạo bánh răng là cấp 8 Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 3.1.5. Tính hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A Hệ số tập trung tải trọng: K = Ktt.Kd Trong đó: Ktt : Hệ số tập trung tải trọng; Ktt = K ttb  1 2 Kttb: Hệ số tập trung tải trọng khi bộ truyền không chạy mòn Kd : Hệ số tải trọng động ; theo ( bảng 3-13) chọn Kd = 1,4 𝑖+1 • 𝛹d = ΨA. 2 = 0,3. 3,3+1 2 = 0,645 • Chon ổ trục đối xứng sát bánh răng theo ( bảng 3-12) có Kttb =1,03  Ktt = 1,03+1 2 = 1,015  K = 1,015.1,4 = 1,421 Áp dụng công thức: A = Asb. 3 3 1,421 K = 160. √ = 160,7 (mm) 1,4 K sb Chọn A = 160 (mm) 3.1.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng Vì đây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính mô đun pháp: • Xác định mô đun : m = ( 0,01 ÷ 0,02).A  m = (0,01 ÷ 0,02).160 = 1,6 ÷ 3,2 Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Theo bảng (3-1) chọn m = 2 • Tính số răng: - Số răng bánh nhỏ: Z1 = 2. A m.i  1 2.160 = 2.(3,3+1) = 37,2 (răng)  Chọn Z1 = 37 (răng) - Số răng bánh lớn: Z2 = Z1.i = 37.3,3 = 122,77 (răng)  Chọn Z2 = 123 ( răng) • Chiều rộng bánh răng nhỏ: b1 = A.A = 0,3.160 = 48 (mm) - Chọn b1 = 48(mm) - Chiều rộng bánh răng lớn to hơn chiều rộng bánh răng nhỏ khoảng 5 ÷ 10 mm nên chọn b2 = 42 (mm) 3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 19,1.10 6.K . Theo công thức (3-3) có: u = y.m 2 .Z .n.b Trong đó : K = 1,3 : Hệ số tải trọng N: Công suất của bộ truyền (kW) y: Hệ số dạng răng n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính m: Mô đun Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Ztd : Số răng tương đương trên bánh b, u : Bề rộng và ứng suất tại chân răng Theo bảng (3-18): - Số răng tương đương của bánh răng nhỏ: Ztd1 = Z1 = 37 (răng)  Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y1 = 0,476 - Số răng tương đương của bánh lớn: Ztd2 = 123 (răng)  Hệ số dạng răng bánh lớn: y2 = 0,517 • Như vậy ứng suất chân răng bánh nhỏ là: u1 = 19,1.106 .1,3.8,95 0,476.4.37.990.48 = 66,38 (N/mm2) Ta thấy u1  u1 = 130 (N/mm2)  thoả mãn • ứng suất tại chân răng bánh răng lớn là: u2 = u1. 0,476 y1 = 66,38. = 61,11 (N/mm2) y2 0,517 Ta thấy u2  u2 = 111 (N/mm2)  thoả mãn 3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột • Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43) Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính