Tài liệu 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 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 I,Sơ đồ hệ thống 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: Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh 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 Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính TRƯỜNG: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO 1.1 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Chương I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền :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 P.V 5500.2 Plv = 1000 =¿ 1000 = 11 (KW) 3 4 Tính β : β = √∑ ¿ ¿ ¿ = (1)2 . +(0,6)2 . =0,75 √ 8 8  Pt = Plv. β = 11.0,75 =8,25 (KW) Pt Áp dụng công thức: Pct = η với η = ηđ . ηbr .η ol . ηkn 2 4 Trong đó: ηđ , ηbr , η ol, η kn 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 η ol = 0,995- hiệu suất của 1 cặp ổ lăn η kn= 1 – hiệu suất của khớp nối. Khi đó ta có: η = ηđ . η2br . η4ol . η kn = 0,96.0,97 2.0,995 4.1 = 0,88  Pct = 8,25 = 9,38 (KW). 0,88 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 1.2 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY :Tính số vòng quay trên trục của tang Ta có số vòng quay trên trục của tang là: nt = 60.103 . v π.D 60000.2 nt = 3,14.350 = 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) ndc 2920 Theo công thức tính tỷ số truyền ta có: ic = n = 110 = 26,5 t 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 Trong đó: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 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= ic id iđ = 3. 26,5 = 3 = 8,8 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.   ich = √ 8,8 = 2,7 1,2 inh =1,2.2,7 = 3,3 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 .η ol = 8,95.0,97.0,995 = 8,63 (KW) - Công suất động cơ trên trục III là: PIII = PII.ηbr .η ol = 8,63.0,97.0,995 = 8,32 (KW) -Công suất động cơ trên trục IV là: PIV = PIII .η ol . ηkn = 8,32.0,995.1 =8,27 Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… (KW) 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 nđc - Tốc độ quay trên trục I là: n1 = i = đ 2970 = 990 (vòng/phút) 3 n1 990 - Tốc độ quay trên trục II là: n2 = i = 3,3 = 300 (vòng/phút) nh n2 300 - Tốc độ quay trên trục III là: n3 = i = 2,7 = 111 (vòng/phút). ch - 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: P ct 9,38 Mdc = 9,55.106 . n = 9,55.106 . 2970 = 30161,2 (N.mm) dc - Mômen xoắn trên trục I là: PI 8,95 M1 = 9,55.106 . n = 9,55.106 . 990 = 86335,4 (N.mm) 1 - Mômen xoắn trên trục II là: P II 8,63 M2 = 9,55.106 . n = 9,55.106 . 300 = 283052,8 (N.mm) 2 -Mômen xoắn trên trục III là: P III 8,32 M3 = 9,55.106 . n = 9,55.106 . 111 = 710062,5 (N.mm) 3 - Mômen xoắn trên trục IV là: M4 = M3 =710062,5 (N.mm) Bảng 1: Bảng thông số động cơ và số liệu: 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 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 Kích thước a0 a Thang A tiết diện 13 (mm) h0 h 11 8 Diện tích A (mm) d 1 (mm) 81 160 2,8 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 ≤ Vmax = (30 ÷ 35) m/s 60.1000 V đ = 2970.3,14 .160 = 24,86 (m/s) 60000 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: it = d2 450 = = 2,87 d 1 (1−0,02) 160(1−0,02) 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 i −i t| | Kiểm nghiệm sai số tỉ số truyền: △u = đ 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: π L = 2A + 2 (D1 + D2) + = ( D2−D1 ) 2 4A 3,14 ( 450−160 )2 2.450 + 2 (160 + 450) + 4.450 Lại có u = = 1904,9 (mm) Vđ  umax = 10 L V  L = 10 = 24,86.103 = 2486 (mm) 10 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: 1 2 A = 8 [ 2 L−π ( D1+ D 2)+ √ [ 2 L−π ( D1+ D 2) ] −8 (D 2−D1)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 1 = 8 ¿] A ≅757 mm Thõa mãn điều kiện của A 2.6: Kiểm nghiệm góc ôm Theo công thức (5-3) ta có : α 1 = 180o - D2−D1 450−160 0 . 57 = 1580 > 1200 => Thỏa mãn . 570 = 1800 757 A 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 σ 0 =1,2 N/mm2 và theo chỉ số D1 tra bảng ta có các hệ số: [σ p]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 : 1000. N 1 1000.8,95 1 Z ≥ V . [σ ] c c c . F = 24,86.1,7.0,9 .0,74 .0,95 . 81 = 4,13 p 0 t v ∝. 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) 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 - Đường kính ngoài bánh đai: Theo công thức (5-24): + Với bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2h 0 = 160 + 2.3,5 = 167 (mm) + Vối bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2h 0 = 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 = σ 0 . F Trong đó: σ 0 = 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: Theo công thức (5-26): Rd ≈ 3.S0.Z sin( Với : ∝1 = 158 ; ∝1 ¿ 2 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: k 'N = √ 6 N0 N tđ Với N 0 – là số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc (bảng 3.9-TKCTM) N tđ – là số chu kì tương đương Bánh răng chịu tải trọng thay đổi, áp dụng công thức (3-4) ta có: 3 M Ntd = 60u∑ ( i ) .ni . T i M max Trong đó: 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 3 3 4 Ntđ2 = 60.1.(1 . 8 +0,6 . 8 ¿ .5.300.8.300 = 10,4.107 - Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ: N tđ 1 =N tđ 2. i = 10,4.107 .3,3 = 34,32.107 Trong đó: n2 = n1 990 = 3.3 = 300 (v/p) i 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 −1 b 1 = 0,4.850 = 350 N.mm2 σ −1 b 2 = 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: k ' 'N = Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh Trang…… √ 6 N0 N tđ 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 N 0 – là số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc (bảng 3.9) N tđ – là số chu kì tương đương Bánh răng chịu tải trọng thay đổi, áp dụng công thức (3-4) ta có: 6 Ntd = 60u∑ ( Trong đó: Mi ) .ni . T i M max 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: 6 3 6 4 Ntđ2 = 60.1.(1 . 8 +0,6 . 8 ¿.5.300.8.300 = 8,6.107 - Số chu kì tương đương của bánh răng nhỏ: N tđ 1 =¿ N tđ 2 .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  k ''N = 1 Ứng suất uốn cho phép của + Bánh nhỏ: Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh 350.1 u1 = 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 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 300.1 u2 1,5.1,8 = 111 N/mm2 + Bánh lớn: 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 6 2 3 1,05.10 KP ). Áp dụng công thức (3-9): Asb ≥ (i+1). ( √ n1 [σ ]tx .i ᴪ A n2 990 Trong đó: i = n = 300 = 3,3: tỉ số truyền 2 n2 = 300 (vòng/ph) số vòng quay trong 1 phút của bánh răng bị dẫn N = 8,95 (Kw): công suất trên trục I 6 2 3 Asb  (3,3+1). 1,05.10 . 1,3.8,95 = 162 (mm) chọn Asb = 160 mm √( 494.3,3 ) 0,3.300 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) 2. . Asb .n1  .d1 .n1  V = 60.1000 60.1000. i  1 (m/s) Với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn: 2.31,4 .160.990 V = 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; K ttb  1 Ktt = 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 3,3+1 • Ψ d = ΨA. 2 = 0,3. 2 = 0,645 • Chon ổ trục đối xứng sát bánh răng theo ( bảng 3-12) có Kttb =1,03  Ktt = 1,03+ 1 = 1,015 2  K = 1,015.1,4 = 1,421 Áp dụng công thức: 3 A = Asb. K K sb 1,421 = 160. 1,4 = 160,7 (mm) √ 3 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 Theo bảng (3-1) chọn m = 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 • Tính số răng: 2. A - Số răng bánh nhỏ: Z1 = 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 . 2 Theo công thức (3-3) có: u = y.m .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 Ztd : Số răng tương đương trên bánh 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 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 = 6 19,1.10 .1,3 .8,95 = 66,38 (N/mm2) 0,476.4 .37 .990.48 Ta thấy u1  u1 = 130 (N/mm2)  thoả mãn • ứng suất tại chân răng bánh răng lớn là: u2 = u1. y1 y2 0,476 = 66,38 0,517 = 61,11 (N/mm2) . 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) + Bánh răng nhỏ 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 txqt1 = 2,5.Notx1 = 2,5.572 = 1430 (N/mm2) + Bánh răng lớn txqt2 = 2,5.Notx2 = 2,5.494 = 1235 (N/mm2) Với: txqt = 1,05.10 6 A.i  i  1 3 .K .N b.n 2 6 1,05.10 = 160.3,3 √ (3,3+1)3 .1,3 .8,95 48.300 = 495 (N/mm2)  ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ và bánh răng lớn • Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải: + Bánh răng nhỏ uqt1 = 0,8.ch = 0,8.450 = 360 (N/mm2) 19,1.10 6.K . 19,1.106 .1,3 .8,95 2 uqt1 = y.m .Z .n.b = 0,476.4 .37 .990.48 = 66,4(N/mm2) uqt1 uqt1  thoả mãn + Bánh răng lớn uqt2 = 0,8. ch = 0,8.350 = 280 (N/mm2) uqt2 = u1. y1 y2 0,476 = 64. 0,517 = 60 (N/mm2)  uqt2  uqt2 Thoả mãn 3.1.9. Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng • Mô đun pháp tuyến Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Sinh mn = 2 Trang…… Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Kính