Tài liệu đồ án nguyên lý chi tiết máy đề 5 hệ thống băng tải

  • Số trang: 58 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 56 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

MỤC LỤC ...................................................................................................................... 1 LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 3 PHẦN I: TÍNH TOÁN CHON ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN. ......... 4 1. Tính toán chọn động cơ ........................................................................................... 4 2. Phân phối tỉ số truyền .............................................................................................. 5 3. Xác định số vòng quay trên các trục,công suất và momem .................................... 5 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI ............................................... 7 1. Chọn loại đai và tiết diện đai. ................................................................................. 7 2. Xác định các thông số của bộ truyền ...................................................................... 7 3. Xác định số đai z .................................................................................................... 8 4. Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục ...................................... 9 PHẦN III: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC .................................................................... 11 1. Tính chọn chung về vật liệu cho hai cấp nhanh và chậm. .................................. 11 2. Tính toán bộ truyền cấp nhanh. .......................................................................... 13 3. Tính toán bộ truyền cấp chậm............................................................................. 18 Bôi trơn hộp giảm tốc ...................................................................................... 23 PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC ...................................................................................... 25 1. Chọn vật liệu. ...................................................................................................... 25 2. Chọn sơ bộ đường kính. ...................................................................................... 25 3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt ........................................... 25 4. Xác định lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục. ........................................... 29 5. Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm trục về độ bền ............................................. 29 5.1 Trục I ............................................................................................................ 29 5.2 Trục II. .......................................................................................................... 35 5.3 Trục III. ......................................................................................................... 40 PHẦN V: CHỌN THEN .............................................................................................. 45 PHẦN VI: THIẾT KẾ Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI .......................................................... 46 1. chọn ổ lăn ............................................................................................................ 46 2. Chọn khớp nối trục đàn hồi. ............................................................................... 50 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy 2 PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ ...................................... 53 1. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc .................................................................................... 53 2. Thiết kế các chi tiết phụ ...................................................................................... 54 PHẦN VIII: CHỌN KIỂU LẮP GHÉP ....................................................................... 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 57
Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................... 1 LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................ 3 PHẦN I: TÍNH TOÁN CHON ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN. ......... 4 1. Tính toán chọn động cơ........................................................................................... 4 2. Phân phối tỉ số truyền .............................................................................................. 5 3. Xác định số vòng quay trên các trục,công suất và momem.................................... 5 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI............................................... 7 1. Chọn loại đai và tiết diện đai. ................................................................................. 7 2. Xác định các thông số của bộ truyền ...................................................................... 7 3. Xác định số đai z .................................................................................................... 8 4. Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục ...................................... 9 PHẦN III: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC .................................................................... 11 1. Tính chọn chung về vật liệu cho hai cấp nhanh và chậm. .................................. 11 2. Tính toán bộ truyền cấp nhanh. .......................................................................... 13 3. Tính toán bộ truyền cấp chậm............................................................................. 18 Bôi trơn hộp giảm tốc ...................................................................................... 23 PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC ...................................................................................... 25 1. Chọn vật liệu. ...................................................................................................... 25 2. Chọn sơ bộ đường kính. ...................................................................................... 25 3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt ........................................... 25 4. Xác định lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục. ........................................... 29 5. Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm trục về độ bền ............................................. 29 5.1 Trục I ............................................................................................................ 29 5.2 Trục II. .......................................................................................................... 35 5.3 Trục III. ......................................................................................................... 40 PHẦN V: CHỌN THEN .............................................................................................. 45 PHẦN VI: THIẾT KẾ Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI .......................................................... 46 1. chọn ổ lăn ............................................................................................................ 46 2. Chọn khớp nối trục đàn hồi. ............................................................................... 50 1 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ ...................................... 53 1. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc .................................................................................... 53 2. Thiết kế các chi tiết phụ ...................................................................................... 54 PHẦN VIII: CHỌN KIỂU LẮP GHÉP ....................................................................... 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 57 2 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại.Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí. Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu. Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý- Chi tiết máy, và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ,… Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy. Em chân thành cảm ơn thầy! 3 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy PHẦN I: TÍNH TOÁN CHON ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN. 1. Tính toán chọn động cơ: a. Số liệu ban đầu: Hệ thống băng tải làm việc có các thông số sau :  Lực vòng trên băng tải (2F): 3000(N)  Vận tốc xích tải (v) : 1,1(m/s)  Số răng đĩa xích tải (Z) : 11 (răng)  Bước xích tải (p) : 110 (mm)  Số năm làm việc (a) : 5 (năm) Hệ thống làm việc tải trọng va đập nhẹ , quay một chiều, mỗi năm làm việc 300 ngày (mỗi ngày làm việc 2 ca, 1 ca 8 giờ). b. Công suất cần thiết trên trục động cơ:  Công suất làm việc trên trục công tác . 2 . 3000 . 1,1 ) = = = = 3,3 ( 1000 1000 1000  Theo (2.12) và (2.13) công suất tương đương: = + ∙ = 1; Với = ∙ ∙ 0,7 = 0,8; t1 = 0,7tck ; t2 = 0,3tck ⇒ = , Thay số vào ta được:  Hiệu suất truyền động: + = ∙ ; 0,3 = , . (kW) ɳ = ɳđ . ɳ . ɳô ɳ . Tra bảng (2.3), ta có: Hiệu suất khớp nối trục :ɳ = 1 Hiệu suất một cặp bánh răng trụ: ɳ = 0,98 Hiệu suất bộ truyền đai: ɳ = 0,95 Hiệu suất một cặp ổ lăn: ɳô = 0,99 ⇒ɳ = 0,95.0,982.0,994 .1= 0,876  Công suất cần thiết trên trục động cơ: Ta có : = ɳ = ɳ = , , = 3,56 (kW) c. Chọn động cơ: Số vòng quay trên trục công tác là: 4 Trường ĐH SPKT Tp.HCM . = Đồ án chi tiết máy . , = . = 54,55 (vg/ph) Chọn sơ bộ tỉ số truyền của hệ thống : Uch = ubr .ux = 8.3,25= 26 Trong đó:  ubr = 8: tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp,  uđ = 3,25: tỉ số truyền của bộ truyền đai thang. ⇒ Số vòng quay sơ bộ của động cơ: . = = , . = đ Động cơ điện phải thỏa mãn: đ ≥ ≈ , ( / = 3,56 ( = 1414,3 ( ) ) / ℎ) Tra bảng P1.3, ta chọn động cơ 4A100L4Y3 có: đ = = đ ( ( ) / ) 2. Phân phối tỉ số truyền: Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động, theo (3.23): = đ = , = 26,03 Tra bảng 3.1, ta chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi: = 8 với = 3,08: tỉ số truyền bộ truyền cấp nhanh; = 2,60: tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm. ⇒Tỷ số truyền của bộ truyền đai thang: 26,03 = = = 3,25 đ 8 3. Xác định số vòng quay trên các trục,công suất và momem: a. Số vòng quay của các trục truyền động: = đ = đ = = 436,92 (v/ph); , , = = 54,56 (v/ph); , = = = = , , , = 1414,86 (v/ph) = 54,56 (v/ph) b. Công suất của các trục truyền động: Công suất cần thiết trên trục là: = = 3,3 (KW) = ɳ .ɳ = , . , = 3,33 (KW) 5 Trường ĐH SPKT Tp.HCM = = ɳ ɳ = đ , = .ɳ , , = 3,54 (KW) . , , = ɳđ ɳ = 3,43 (KW) . . , = .ɳ Đồ án chi tiết máy , = 3,76 ( . , ) c. Mômen xoắn của các trục truyền động: , = đ . . đ , = . . , = 25287,32 (N.mm) đ = = , . , . , = = . , . . . , = . . , = 77375,72 (N.mm) , = . . , . , , , = = . . = 230907,23 (N.mm) . , = 582872,07 (N.mm) , , . . , , = 577620,97 (N.mm) Bảng 1.1. Bảng số liệu trên các trục của hệ thống dẫn động Trục Động cơ I II III Thông số = 3,25 = 3,08 = 2,60 1420 436,92 141,86 54,56 3,76 3,54 3,43 3,33 25287,32 77375,72 230907,23 582872,07 đ (v/ph) (kW) (N.mm) Trục công tác =1 54,56 3,3 577620,97 6 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Các thông số bộ truyền : n = 1420 (v/ph) P1 = 3,76 (kw) u = 3,25 1. Chọn loại đai và tiết diện đai. - Chế độ làm việc ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ. Theo hình 4.1/trang 59 chọn loại đai tiết diện đai hình thang thường ký hiệu A với các thông số sau: bt=11mm. b = 13mm. d1 ∈ (100÷200) mm. h = 8 mm. l ∈ (560÷4000)mm. y0 = 2,8 mm. A = 81mm2. 2. Xác định các thông số của bộ truyền: Đường kính bánh đai: Tra bảng 4.13/trang 59: Chọn d1 = 140 (mm) - Vận tốc đai : đ = = , . . = 10,4 ( / ) Thỏa điều kiện: v1 = 10,4(m/s) < = 25 (m/s).  Tính đường kính d2: Theo 4.2/trang 53 d2 = d1.u.(1-ε) Chọn ε = 0,01: hệ số trượt ⟹ d2 = 140.3,25(1-0,01) = 450,45 (mm) Tra bảng 4.21/trang 63, chọn d2 = 450 mm Như vây tỷ số truyền thực tế: = Với ∆u = | .( ) | = .( .100% = , ) | , = 3,247 , , | . 100% = 0,09% => ∆u = 0,09% < 4% ⟹ Thỏa điều kiện trong giới hạn cho phép. Khoảng cách trục a: Ta có u = 3,25, tra bảng 4.14, ta chọn khoảng cách trục: = = 450  Trị số a thỏa điều kiện theo công thức 4.14/trang 60: 0,55(d1+d2)+h ≤ a ≤ 2(d1+d2). 7 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy ⟺ 0,55(140+450)+8 ≤ a ≤ 2(140+450). ⟺ 332,5≤ a ≤ 1180 (thỏa điều kiện) Chiều dài đai l: Theo công thức 4.4/trang 54: =2 + ( ) = 2.450 + 3,14. + ( ) 140 + 450 (450 − 140) + = 1879,69 ( 2 4.450 ) Tra bảng 4.13/trang 59, chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l = 1800 mm  Kiểm nghiệm về điều kiện tuổi thọ: 10,4 = = = 5,78 < 1800. 10  = 10( / )( ℎỏ đ ề ệ ) Với: i : Số lần cuốn của đai. Xác định chính xác khoảng cách trục a: = Theo 4.6/trang 54: Trong đó: ( = − ∆= ) + 2 = √ = 1800 − = 155( ∆ 3,14. (140 + 450) = 873,7( 2 ) ) 873,7 + 873,7 − 8.155 = 407,36( ) 4 Tính góc ôm Điều kiện > 120 Theo 4.7 /trang 54: ( − ). 57 (450 − 140). 57 = 180 − = 180 − 407,36 ≈ 136,62 ≈ 136 37 > 120 ( ℎỏ đ ề ệ ) ⟹ = 3. Xác định số đai z : Số đai z được xác định theo 4.16/trang 60: =[ • • • đ ] Trong đó P1 = đ = 3,76 KW: công suất trên trục bánh đai chủ động. [ ]= 2,2 KW: công suất cho phép (tra bảng 4.19/trang 62) Kđ : hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7/trang 55). 8 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy Vì chế độ làm việc ngày 2 ca nên lấy trị số trong bảng tăng thêm 0,1, như vậy: • • Kđ = 1,25 + 0,1=1,35 = 0,89: hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm (tra bảng 4.10/61) : hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai, (tra bảng 4.16/61) = Với • • = 1,06 ≈ 1 ⟹ =1 = 1,14 : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền (tra bảng 4.17) : hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai (tra bảng 4.18) Với = , , = 1,7 ≈ 2 ⟹ = 0,95 Vậy: = -    , , . , . , . . , = 2,39 . , ⟹ Chọn Z = 3 Chiều rộng bánh đai: Theo công thức 4.17 và bảng 4.21, ta có = ( − 1) + 2 = (3 − 1). 15 + 2.10 = 50 ( ) Với các thông số: t = 15; h0 = 3,3; e = 10 Đường kính ngoài của bánh đai: da = d + 2h0 Đường kính ngoài bánh đai dẫn: da1 = d1 + 2h0 = 140 + 2x3,3 =146,6 (mm) Đường kính ngoài bánh đai bị dẫn: da2 = d2 + 2h0 = 450 + 2.3,3 = 456,6 (mm) 4. Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục : Lực căng đai F0: = Theo CT 4.19/ 63: . . đ . + Trong đó: • Fv = qm.v2 : lực căng do lực li tâm sinh ra (CT 4.20/64) • : khối lượng 1 mét chiều dài đai. Với tiết diện đai loại A, tra bảng 4.22/trang 22 ⟹ qm = 0,105 kg/m. => Fv = 0,105.(10,4)2 = 11,36 (N) Vậy: = . , , . , . , . + 11,36 = 163,98 ( ) Lực tác dụng lên trục: = 2 . . 2 = 2.163,98.3. 136°37′ 2 = 914,22 ( ). 9 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Bảng thông số bộ truyền đai Thông số Ký hiệu Đai thang thường Đường kính bánh đai nhỏ Đường kính bánh đai lớn Vận tốc đai Tỷ số truyền thực tế Khoảng cách trục Chiều dài đai Chiều dài đai tiêu chuẩn Góc ôm Số đai Chiều rộng bánh đai Đường kính ngoài bánh đai dẫn Đường kính ngoài bánh đai bị dẫn Lực căng đai Lực tác dụng lên đai Đồ án chi tiết máy Giá trị 140 mm 450 mm 10,4 m/s 3,247 407,36 mm 1879,69 mm 1800 mm 136o37’ 3 50 mm 146,6 mm 456,6 mm 163,98 N 941,22 N 10 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy PHẦN III: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 1. Tính chọn chung về vật liệu cho hai cấp nhanh và chậm. a. Chọn vật liệu: Nguyên tắc chọn vật liệu để thiết kế các bộ truyền bánh răng cho hộp giảm tốc là: chọn vật liệu đảm bảo cho răng không bị gãy do quá tải đột ngột dưới tác dụng của tải trọng va đập, răng không bị tróc và mỏi do ứng suất tiếp xúc thay đổi gây ra. Dựa vào sơ đồ tải trọng và điều kiện làm việc của bộ truyền ta thấy rằng bộ truyền không phải làm dưới tải trọng lớn cũng không có điều kiện gì đặc biệt. Ta tiến hành chọn vật liệu theo các hàm mục tiêu sau:     Bền đều. Kích thước nhỏ nhất. Giá thành rẻ nhất. Thuận lợi nhất cho quá trình gia công cơ khí. Do đó chọn vật liệu theo bảng (6.1) ta có vật liệu bánh răng như sau: Bảng 3.1. Các đặc trưng của vật liệu Tên Vật liệu (MPa) HB (MPa) Bánh nhỏ Thép C45, tôi cải thiện đạt 580 850 độ cứng, S ≤ 60 Bánh lớn Thép C45, tôi cải thiện đạt 750 450 độ cứng, S ≤ 100 b. Xác định ứng suất cho phép của ứng với số chu kì cơ sở: 241… 285 192… 240 Theo bảng (6.2) ta có: thép C45 tôi cải thiện có HB = 180… 350 có: =2 Với và + 70 ; = 1,1 ; = 1,8 ; = 1,75 là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn.  Chọn độ rắn bánh nhỏ là HB1 = 245MPa; độ rắn bánh lớn là HB2 = 230Mpa khi đó: + Ứng suất tiếp xúc cho phép với chu kỳ cơ sở: = 2. + 70 = 2 × 245 + 70 = 560 = 2. + 70 = 2 × 230 + 70 = 530 + Ứng suất uốn cho phép với chu kì cơ sở: 11 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy = 1,8 = 1,8 × 245 = 441 ; = 1,8 = 1,8 × 230 = 414 . • m[H], m[F]: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn, do HBbr< 350 nên: m[H] = 6 ; m[F] = 6 • − số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn; = = 4.10 . • − số chu kỳ thay đổi về ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc, theo CT (6.5); , = 30 • , (6.8); = 30 × 245 , = 1,63. 10 = 30 × 230 , = 1,4. 10 ⇒ −số lần chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương, theo CT (6.7), = 60. . ( ⁄ ) . . ; = 60. . ( ⁄ ) . . Trong đó: c - Số lần ăn khớp trong một vòng quay, c = 1; n- Số vòng quay bánh răng 1, số vòng quay bánh răng 2; nbr1 = nI = 436,92 (v/ph); nbr2 = nII = 141,86 (v/ph). t(i) - Tổng số giờ làm việc của chế độ i; t = năm×ngày×ca×giờ= 5 × 300 × 2 × 8 = 24000 (h) Do đó: = 60 × 1 × 436,92 × 24000 × (1 = 60 × 1 × 141,86 × 24000 × (1 = 60 × 1 × 436,92 × 24000 × (1 = 60 × 1 × 141,86 × 24000 × (1 • • • • + Ứng suất tiếp xúc cho phép [ theo công thức (6.1a), (6.2a): [ ]= . ;[ ]= × 0,7 + 0,8 × 0,7 + 0, 8 × 0,7 + 0,8 × 0,7 + 0,8 × 0,3) = 537,06. 10 × 0,3) = 174,37. 10 × 0,3) = 489,89. 10 × 0,3) = 159,06. 10 ]và ứng suất uốn cho phép [ . ] được xác định . Trong đó: , − lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép với chu kì cơ sở, trị số tra bảng (6.2); • , − hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, tra bảng (6.2); • 12 Trường ĐH SPKT Tp.HCM • • Đồ án chi tiết máy − hệ số ảnh hưởng của đặt tải, = 1 (đặt tải một phía); , −hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền, được xác định theo công thức (6.3), (6.4); ⁄ = Do đó: [ ]= [ ]= × , × , ⁄ = ; > nên thay: = ⇒ =1 > nên thay: = ⇒ =1 > nên thay: = ⇒ =1 > nên thay: = ⇒ =1 = 509,09 (MPa); [ ] = × × = 481,82 (MPa); [ ] = × × , , = 252 (MPa) = 236,57 (MPa)  Với bánh răng trụ răng thẳng: [ ]= , ( )  Với bánh răng trụ răng nghiêng theo công thức (6.12) ứng suất tiếp xúc cho phép là: [ ]= [ ]+[ ] = + = , ( ) < 1,25[ ]  Ứng suất tiếp xúc cho phép quá tải và ứng suất uốn cho phép quá tải theo công thức (6.13), (6.14); [ ] = 2,8 = 2,8 × 450 = 1260 (MPa) [ ] = 0,8 = 0,8 × 580 = 464 (MPa) [ ] = 0,8 = 0,8 × 450 = 360 (MPa) 2. Tính toán bộ truyền cấp nhanh. 2.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền. a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: Thông số khoảng cách trục được xác định theo công thức (6.15a); = - , (6.5); .( . + 1). [ ] . . Trong đó : −hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng, tra bảng = 49,5 , = 77 13 Trường ĐH SPKT Tp.HCM = 77375,72 . - Đồ án chi tiết máy −momem xoắn trên trục bánh chủ động,N.mm; −hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, tra bảng (6.7) với hệ số tính theo (6.16): ( = 0,53 + 1). = ⁄ , vành răng tra bảng (6.5); Dựa vào = = 0,53.0,3. (3,08 + 1) = 0,65; = 1,02 và độ cứng HB theo bảng (6.7)⇒ , .( , , + ). chiều rộng , . , . , = . , , (mm) = 145 mm; Lấy ⇒ − là các hệ số, trong đó = 0,3 (tra bảng (6.6)) ⇒ Chọn ⇒ ⁄ = = . Để đơn giản: b = 0,3.145 = 43,5 . = 44 (mm). b. Xác định đường kính vòng lăn của bánh nhỏ: Xác định đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ theo công thức (6,15b). = . . ) .( [ ] . , = 77 ∙ . . , , . , .( , . , ) = 68,13 (mm) 2.2 Xác định các thông số ăn khớp. a. Xác định môđul m: Môđul được xác định theo công thức (6.17). = (0,01 ÷ 0,02) = (0,01 ÷ 0,02) × 145 = 1,45 ÷ 2,9 mm. Theo tiêu chuẩn tra bảng (6.8) chọn môđul pháp m = 2 mm. b. Xác định số răng, góc nghiêng và hệ số dịch chỉnh x:  Đối với bánh răng thẳng : = 0 : góc nghiêng của răng Từ công thức 6.19:  Số răng bánh nhỏ:  Số răng bánh lớn: = = Do đó tỉ số truyền thực tế là: ( . ) = . .( , ) =35,54, Lấy z1 = 36 răng. = 3,08 × 36 = 110,88. Lấy = = = 111 răng. = 3,083 14 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy Với số bánh răng z1và z2, góc nghiêng và môđul m trong bộ truyền ăn khớp ngoài, ta tính lại khoảng cách trục theo công thức : = = ) .( = 147 (mm);  Hệ số dịch chỉnh: x1 = x2 = 0 c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Theo công thức (6.33) ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc: = . . . . ) .( . . ≤[ ] Trong đó: = 274 (MPa ) −hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp.  − hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc,  = Theo công thức (6.34): ( =0⟹ : góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở: = arc tan = 0,5 ( ⟹  . ° = ° = 20° ) = 0,5.2. (111 + 36) = 147 ( + = ⟹ ° = arc tan ( . , )° ° =0 = arccos Theo công thức (6.35)tính góc ăn khớp: Với: ) ) = 17,7° = 1,86 − hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, được xác định theo CT (6.36); −hệ số trùng khớp dọc xác định theo CT (6.37), = . = 0 ( = 0°). Nên = ; − hệ số trùng khớp ngang xác định theo CT (6.38b) = 1,88 − 3,2 1 + 1 cos = 1,88 − 3,2 1 1 + 36 111 . 0 = 1,76 15 Trường ĐH SPKT Tp.HCM ⇒ , = Đồ án chi tiết máy = 0,75. −hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc,  = . . . Theo (6.39); − hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, = 1,tra bảng (6.14);  − hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, trị số tính  = . . =1+ theo công thức: . ⁄ . . Trong đó: . = 0,006.73.1,55. = 4,66 (m/s), , = 0,06 −hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp, tra bảng (6.15); = 73 − tra bảng (6.16); = Theo (CT 6.40) vận tốc vòng: ⇒ , =1+ ⇒ . . . , , . , . . = , . , . , = 1,55(m/s); = 1,08. . = 1,02.1.1,08 = 1,10 Thay những thông số trên vào công thức (6.33) ta được: = . , . , . . , . , . , . .( , ,  Xác định chính xác ứng suất tiếp súc cho phép:[ ) = , ]′ = [ (MPa) ]. . . . Theo (6.1) với v = 1,55 m/s < 5 m/s, = 1; Với cấp chính xác 9, chọn độ nhám bề mặt Ra≤1,25 ... 0,66 m, đo đó: ZR=1; với da< 700mm, KxH =1; Do đó: [ Như vậy đảm bảo. ]′ = 481,82.1.1.1 = 481,82 MPa = 401,63 < [ ] = 481,82. Vậy điều kiện bền tiếp xúc được d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Độ bền uốn của bánh răng phải thỏa điều kiện sau theo công thức (6.43): = . . . . . . . ≤[ ]; = . −Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, ≤[ ] = = Trong đó: , =0,57 theo (6.38b); 16 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy −Hệ số kể đến độ nghiêng của răng, Số răng tương đương, =1 = = 36(răng); = = 111(răng); YF− hệ số dạng răng của bánh 1 và 2, tra bảng (6.18)theo hệ số dịch chỉnh x1= x2 = 0 và số răng tương đương ta được: YF1 = 3,7 ; YF2 = 3,60 − Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vòng ăn khớp khi tính về = 1,4 tra bảng (6.14); uốn, − hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn: = 1,02. ⇒ = . Với: , . . = 0,016.73.1,55. = 12,42. , − các hệ số tra trong bảng (6.15), (6.16). Thay vào công thức (6.46) ta có: . =1+ . . . , =1+ . . −Hệ số tải trọng khi tính về uốn, . . , . , = . = 1,67 . , . . = 1,02.1,4.1,17 = 1,67; Với m = 2, Ys = 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2) = 1,03; YR = 1; KxF= 1 (da<400mm) . Do đó: [ [ ]=[ ]. Y . . = 252.1.1.1,03 = 259,56 ( ] = 236,57.1.1.1,03 = 243,67( ); ); ⟹Ứng suất uốn sinh ra tại chân bánh răng chủ động: = . , . , . . , , . . . , = , Do đó: < [ ] = 259,56MPa; các bánh răng đủ bền về độ bền uốn. (MPa); <[ , = . , , = , (MPa); ] = 243,67 MPa. Vậy ta thấy e. Kiểm nghiệm răng về quá tải: Hệ số quá tải được xác đinh theo công thức (6.48): Hệ số quá tải: = = . ≤[ ] = 1; Ứng suất tiếp xúc cực đại: 17 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy = 401,63. √1 = 401,63 MPa<[ ] = 1260(MPa); Vậy thỏa mãn điều kiện biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt. Ứng suất uốn cực đại: = . = 90,91.1 < [ ] = 464 (MPa); = . = 88,45.1 < [ ] = 360 (MPa); Vậy thỏa mãn điều kiện biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng. Bảng 3.2: Thông số hình học của bộ truyền BRTRN cấp nhanh. Thông số Khoảng cách trục Khoảng cách trục chia Môđul pháp Chiều rộng vành răng Tỉ số truyền Góc nghiêng của răng Số răng bánh răng 1 Số răng bánh răng 2 Hệ số dịch chỉnh Ký hiệu Giá trị 145 mm 147 mm 2 44 mm 3,08 0° 36 răng 111 răng 0 0 9 72 mm 222 mm 76 mm 226 mm 67 mm 217 mm Cấp chính xác Đường kính chia Đường kính đỉnh răng Đường kính đáy răng 3. Tính toán bộ truyền cấp chậm. 3.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục: Tương tự khoảng cách trục được xác định theo công thức (6.15a). = .( + 1). . [ ] . . Trong đó: = , = 115453,62 (N.mm) 18 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy ⁄ = 43 − hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng , tra bảng (6.5); − hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc tra bảng (6.7). Chọn = 0,25 ( = 0,53 Với: = 1,05; Tra bảng (6.7) ta được: ⟹ = 43 × (2,6 + 1). Lấy = 150 mm; ⇒ = . ± 1) = 0,53 × 0,25 × (2,6 + 1) = 0,48. , , . , = 141,25 (mm); . , . , = 0,25.150 = 37,5 ( ); lấy = 38 (mm). Xác định đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ theo công thức (6,15b). = . . [ ) .( ] . . , = 67,5 ∙ , ) .( , . , . , = 76 (mm) 3.2 Xác định các thông số ăn khớp. a. Xác định môđul pháp: Môđul được xác định theo công thức (6.17): m = (0,01...0,02) = (0,01...0,02).150 = 1,5...3,0. Chọn môđul tiêu chuẩn của bánh răng cấp chậm bằng môđul cấp nhanh: m = 2 b. Xác định số răng, góc nghiêng và hệ số dịch chỉnh x:  Chọn sơ bộ góc = 350 , do đó: cos = 0,8192. Theo công thức (6.31) ta tính số răng bánh nhỏ và bánh lớn là:  Số răng bánh nhỏ: =  Số răng bánh lớn: = = Do đó tỉ số truyền là: ⟹ ( . = ) = . . , .( , ) =34,13, Lấy z1 = 34 răng. = 2,6.34 = 88,4. Lấy = 2,61⇒cos = ( = 89 răng. ) = ) .( . = 0,82 = 34°54 74′′ ≈ 34,9152 Với số bánh răng z1và z2, góc nghiên và môđul m trong bộ truyền ăn khớp ngoài ta tính lại khoảng cách trục theo công thức (6.18): = = ) .( . , = 150 (mm); 19 Trường ĐH SPKT Tp.HCM Đồ án chi tiết máy  Hệ số dịch chỉnh: x1 = x2 = 0 c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Theo công thức (6.33) ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc: = . . . . ) .( . . ≤[ ]Trong đó: − hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, theo công thức (6.34);  2 cos sin 2 = Theo công thức (6.35)tính góc ăn khớp: = = arc tan tan cos ⇒ tan = cos . tan ⟹ = cos(23,9348). tan(34,9152) = 0,6380 32,5371 ( , ) ( . , ) . = Do đó : tan 20° = 23,9348 0,82 = arc tan = 1,51 − hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, được xác định theo CT (6.36);  −hệ số trùng khớp dọc xác định theo CT (6.37) . = = . ( , ) . , = 3,46 > 1. Nên = .(3.36c); −hệ số trùng khớp ngang xác định theo CT (6.38b): = 1,88 − 3,2 ⇒  = , + cos = 1,88 − 3,2 + . 0,82 = 1,4 = 0,84 −hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc,  Theo (6.40) vận tốc vòng: = . . = = , . . . , . . Theo (6.39); = 0,56 (m/s); Tra bảng 6.13, chọn cấp chính xác: 9.  − hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, = 1,13 tra bảng (6.14); 20
- Xem thêm -