Tài liệu Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn dùng cho băng tải

Thuyết minh đồ án chi tiết máy MỤC LỤC PHẦN I:TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ...................................4 I. Tính chọn động cơ điện..............................................................................................4 4. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ:......................................8 4.1 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ:................................................................8 II. Phân phối tỉ số truyền................................................................................................9 III. Xác định các thông số trên các trục........................................................................11 PHẦN 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG......................13 I. Thiết kế bộ truyền đai...............................................................................................13 II. Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp..............................................................16 II. Kiểm tra điều kiện bôi trơn, chạm trục và sai số vận tốc.........................................41 Vậy sai số vận tốc thỏa mãn điều kiện làm việc ..........................................................44 PHẦN III:THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI.........................................................45 I. Tính toán thiết kế trục...............................................................................................45 2. Tính thiết kế trục......................................................................................................45 2.1. Tải trọng tác dụng lên trục....................................................................................45 2.2. Tính sơ bộ đường kính trục...................................................................................48 2.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực........................................49 2.4. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục...................................................53 3. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.....................................................................62 II. TÍNH CHỌN THEN...............................................................................................71 1. Tính then trục I........................................................................................................71 2. Tính then cho trục II................................................................................................72 3. Tính then cho trục III...............................................................................................73 III. Tính chọn ổ lăn......................................................................................................75 1. Tính chọn ổ cho trục I..............................................................................................75 PHẦN 4 : CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỊ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP..............................................................................................................87 I. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc đúc...................................................................................87 II. Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp..................................................89 III. Bôi trơn ổ lăn và hộp giảm tốc...............................................................................93 Page 1 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Page 2 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Lời Nói Đầu Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người. Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là sinh viên khoa: Cơ Khí Chế Tạo Máy em thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thầy cô. Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập dài là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm bắt và đúc kết được những kiến thức cơ bản của môn học. Môn học Thiết kế sản phẩm với CAD là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy, vì vậy Thiết Kế Đồ án Môn Học Thiết kế sản phẩm với CAD là công việc quan trọng và rất cần thiết Đề tài thiết kế của nhóm em được thầy: Ths. Lê Xuân Hưng giao cho là thiết kế trạm dẫn động băng tải. Với những kiến thức đã học trên lớp, các tài liệu tham khảo cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn, nhóm em đã hoàn thành được đồ án này. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót.Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô trong bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn cũng như kiến thức về môn học này. Nhóm em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ chúng em đặc biệt là thầy : Ths. Lê Xuân Hưng Sinh viên: Bế Quốc Chung Lê Văn Chung Phạm Quang Chung Page 3 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Tài liệu tham khảo [I]. Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Tập I Trịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục – 2005 [II]. Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Tập II Trịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục – 2001 [III]. Chi Tiết Máy – Tập 1, 2. Nguyễn Trọng Hiệp - Nhà xuất bản Giáo dục - 2006 [IV]. Tập bản vẽ chi tiết máy Nguyễn Bá Dương - Nguyễn Văn Lẫm - Hoàng Văn Ngọc - Lê Đắc Phong. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp - 1978 PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ I. Tính chọn động cơ điện. 1.Chọn kiểu loại động cơ điện: Page 4 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Việc chọn một loại động cơ điện dùng cho hộp giảm tốc hiện nay rất đơn giản song chúng ta cần chọn loại động cơ sao cho phù hợp nhất với hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, điều kiện kinh tế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa vào đặc điểm của chúng. Hiện nay trên thị trường có các loại động cơ điện sau: Hình 1.1 : Phân loại các dạng động cơ điện * Động cơ điện một chiều có đặc điểm: - Ưu điểm: + Có thể thay đổi trị số mômen và vận tốc góc trong phạm vi rộng. + Đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng. - Nhược điểm: + Giá thành đắt, khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh lưu - Phạm vi sử dụng: + Được dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy,máy trục..... * Động cơ điện xoay chiều một pha: - Đặc điểm: Có công suất nhỏ. - Phạm vi sử dung: Chỉ phù hợp cho các thiết bị gia đình. * Động cơ xoay chiều 3 pha (Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp): * Động cơ ba pha đồng bộ: - Ưu điểm: + Hiệu suất và cosφ cao, hệ số tải lớn. Page 5 Thuyết minh đồ án chi tiết máy - Nhược điểm: + Thiết bị tương đối phức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết bị phụ để khởi động động cơ. - Phạm vi sử dụng: + Chúng được dùng cho các trường hợp cần công suất lớn (100kw) khi cần đảm bảo chặt chẽ trị số không đổi của vận tốc góc. * Động cơ ba pha không đồng bộ roto dây cuốn: - Ưu điểm: + Cho phép điều chỉnh vận tốc trong một phạm vi nhỏ ( khoảng 5%), có dòng điện mở máy thấp. - Nhược điểm: + Hệ số cosφ thấp, giá thànhđắt, vận hành phức tạp. - Phạm vi sử dụng: + Chỉ thích hợp trong phạm vi hẹp để tìm ra vận tốc thích hợp của dây chuyền công nghệ đã được lắp đặt. *Động cơ bap ha không đồng bộ rôto ngắn mạch: - Ưu điểm: + Kết cấu đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, có thể nối trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện. - Nhược điểm: + Hiệu suất và hệ số công suất cosφ thấp so với động cơ bap ha đồng bộ, không điều chỉnh được vận tốc.  Từ những ưu, nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của ta, ta chọn: Động cơ ba pha không đồng bộ roto ngắn mạch (lồng sóc). Page 6 Thuyết minh đồ án chi tiết máy 2.Tính công suất và số vòng quay của động cơ: Động cơ được chọn phải có công suất Pdc và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện: Pdc ≥ Pct nđb ≈ nsb + Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức: P ct P  t  Trong đó: Pct là công suất cần thiết trên trục động cơ. Pt là công suất tính toán trên trục máy công tác. Trường hợp tải thay đổi: công suất tính toán là công suát làm việc trên trục máy công tác:       Pt Plv 2 ct p  t i  i  p ct  tck lv  F .v  1000       2 ct p  t i  i  p ct  tck lv   8000.2 1.0, 4  0, 4 2.0,3  0,52.0,3 11, 27( kw) 1000 Do có ma sát nên công suất từ động cơ truyền đênn bang tải bị hao mòn khi đi qua khớp nối, hai cặp bánh răng ăn khớp trong hộp giảm tốc, bốn cặp ổ lăn. Do vậy, hiệu suất chung của hệ thống dẫn động là:    k .brC .btT . ol4 . d Trong đó: brC : Hiệu suất của một cặp bánh răng côn ăn khớp. btT : Hiệu suất của một cặp bánh răng trụ ăn khớp. ol : Hiệu suất của một cặp ổ lăn. k : Hiệu suất của khớp nối. d : Hiệu suất của bộ truyền đai Tra hiệu suấất trong Bảng2.3[I] ta được: ` Bỏnh răng trụ Ổ lăn Bỏnh răng cụn 0,97 0,993 0,96 Khớp nốấi 1 Đai 0,95 Hiệu suấất chung của hệ thốấng dấẫn đ ộng  k .brC .btT .ol4 .d 1.0,96.0,97.0,9934.0,95 0,86 Page 7 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: 11, 27 Pct  13,1(kw) 0,86 + Số vòng quay của trục máy công tác là: nlv nlv  60000.v 60000.2  84,93(vg / ph) .D 3,14.450 Trong đó: v là vận tốc vòng của băng tải (m/s) D là đường kính của băng tải (mm) +Số vòng quay sơ bộ của động cơ được xác định theo công thức: nđb  60 f P Trong đó : f là tần số của mạng điện xoay chiều. (f = 50 Hz) p là số đôi cực (p = 2). Ta thấy số vòng quay của động cơ không đồng bộ càng thấp thì kích thước và giá thành càng cao. Tuy nhiên dùng động cơ có vận tốc càng cao thì lại yêu cầu giảm tốc nhiều tức là tỷ số truyền của toàn hệ thống tăng lên dẫn đến kích thước giá thành của các bộ truyền tăng lên. Ta chọn sơ bộ vòng quay đồng bộ của động cơ: nđb=1500(v/ph) tương ứng với số vòng quay kể cả sự trượt 3% là 1445(v/ph). Khi này tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống được xác định: usb  ndb 1455  17,13 nlv 84,93 Tra theoBảng 2.4[I] tỷ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc côn trụ và bộ truyền đai uh= (8 ÷ 31.5) dai und (1.5 4)   und (12 126) Ta thấy usb nằm trong khoảng trên . Vậy tốc độ động cơ nđb= 1500(v/ph) là thỏa mãn. 3.Chọn động cơ: Qua các bước trên ta đã xác định được: Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay sơ bộ thỏa mãn những điều kiện trên. Để chọn động cơ ta tra bảng Phụ lục P1.1;P1.2;P1.3[I]. Từ đó, ta chọn động cơ: Page 8 Thuyết minh đồ án chi tiết máy 4A160S4Y3 có các thông số sau: Kiểu động cơ 4A160S4Y3 Cống suấất Tốấc độ (KW) quay (v/ph) 15 1460 Cos % Tmax Tdn Tk Tdn 0,88 89 2,2 1,4 4. Kiểm tra điềều kiện mở máy, điềều kiện quá tải cho đ ộng c ơ: 4.1 Kiểm tra điềều kiện mở máy của động cơ: Khi khởi động động cơ cấền sinh ra một cống suấất m ở máy đủ l ớn đ ể thăấng s ức c ản c ủa h ệ thốấng. V ậy: dc Pmm Pbddc dc Pmm Pbddc (KW). Trong đó: là công suất mở máy của động cơ (KW) là công suất ban đầu trên trục động cơ dc dc Với: Pmm K mm Pdm T K mm  k Tdn Là hệ số mở máy của động cơ Kbd là hệ sốấ cản ban đấều (sơ đốề tải trọng). Từ các cống thức trền ta tnh được: T dc dc dc Pmm K mm .Pdm  k .Pdm 1, 4.15 21( KW) Tdn Pbddc K bd .Plvdc 1,3.13,1 17, 03( KW) Ta thấấy: dc Pmm  Pbddc . Vậy động cơ đã chọn thỏa mãn điềều kiện làm việc đ ặt ra. 4.2 Kiểm tra điềều kiện quá tải cho động c ơ Điềều kiện quá tải : dc Pmax  Pqtdc Trong : Pmaxdc: cống suấất lớn nhấất cho phép c ủa đ ộng c ơ (kw). T dc dc Pmax  max .Pdm 2, 2.15 33(kw) Tdn Pqtdc : công suất đặt lên trục động cơ khi quá tải , chính là công suất trên trục động cơ có giá trị lớn nhất trong sơ đồ tải . Pqtdc Plvdc 13,1(kw) Vậy ta có : Page 9 Thuyết minh đồ án chi tiết máy dc Pmax 15  Pqtdc 13,1 Vậy động cơ đã chọn phù hợp với điều kiện quá tải với động cơ . II. Phân phối tỉ số truyền. 1. Tỉ sốấ truyềền chung của toàn hệ thốấng: U  ndc 1460  17,19 nlv 84,93 Trong đó: ndc là sốấ vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph). nlv là sốấ vòng quay của trục cống tác (v/ph). Ta có: U  U h .U d Với :Ud là tỉ sốấ truyềền của bộ truyềền đai U d  (0,15 0,1)U   0,15.17,19 1, 6 Với : uh là tỉ sốấ truyềền của hộp giảm tốấc. U 17,19 Uh    10, 7 Ud 1, 6 uh= u1.u2 u1, u2 là tỷ sốấ truyềền của các bộ truyềền cấấp nhanh và cấấp ch ậm. 2.Tỉ sốấ truyềền của các bộ truyềền trong h ộp gi ảm tốấc: Hệ dấẫn động hộp giảm tốấc gốềm 2 cấấp bánh răng. Ft 6 5 4 3 1 2 Page 10 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Hình 1.2 Sơ đốề hệ dấẫn động băng tải sử dụng hộp giảm tốấc cốn tr ụ 2.1 Tỉ sốấ truyềền của cấấp ch ậm. Với mong muốấn nhận được chiềều cao của hộp giảm tốấc nh ỏ nhấất vì v ậy ta sẽẫ tnh t ỉ sốấ truyềền b ộ truyềền bánh răng cấấp chậm u2 thẽoCống Th ức 1.24 [VI]. Ta có t ỉ sốấ truyềền c ủa cấấp ch ậm (t ỉ sốấ truyềền của bánh răng trụ): u2 1, 073 3  ba 2 .uh kbe (1  0,5kbe ) 2 Trong đó: kbẽ là hệ sốấ chiềều rộng vành bánh răng cốn. (kbẽ = 0,25 ÷ 0,3) ψba2 là hệ sốấ chiềều rộng bánh răng trụ. ( ψba2= 0,3 ÷ 0,4) Nhăềm đạt được mục đích trền ta tềấn hành ch ọn kbẽ và ψba2thẽo các giá tr ị tốấi ưu, ta đ ược: kbẽ = 0,3 và ψba2 = 0,4. Khi đó Cống thức 1.24[VI] trở thành Cống th ức 1.25[VI]: u2 1,32. 3 uh 1,32. 3 10, 7 2,9 2.2 Tỉ sốấ truyềền của cấấp nhanh (tỉ sốấ truyềền c ủa bánh răng cốn): u1  uh 10, 7  3, 69 u2 2, 9 III. Xác định các thông số trên các trục. 1. Tính tốấc độ quay của các trục (v/ph): - Tốấc độ quay của trục I: nI  ndc 1460  912,5(v / ph). ud 1, 6 - Tốấc độ quay của trục II: nII  nI 912,5  247, 29(v / ph). u1 3, 69 - Tốấc độ quay của trục III: nIII  nII 247, 29  85, 27(v / ph). u2 2,9 - Tốấc độ quay của trục cống tác: nct  nIII 85, 27  85, 27(v / ph). u3 1 2. Tính cống suấất danh nghĩa trền các tr ục (KW). Page 11 Thuyết minh đồ án chi tiết máy - Cống suấất danh nghĩa trền trục đ ộng cơ: Plvdc  Plvct 13,1( KW ). u - Cống suấất danh nghĩa trền tr ục I: PI Plvdc .d .ol 13,1.0,95.0,993 12,36( KW ) - Cống suấất danh nghĩa trền trục II: PII PI .btC . ol 12,36.0, 96.0,993 11, 78( KW ) - Cống suấất danh nghĩa trền trục III: PIII PII .btT .ol 11, 78.0,97.0,993 11,35( KW ) - Cống suấất danh nghĩa trền trục CT: Pct PIII .k .ol 11,35.1.0,993 11, 27( KW ) 3. Tính mốmẽn xoăấn trền các trục (N.mm) - Mốmẽn xoăấn trền trục động cơ: Tdc  9,55.106.Pdc 9, 55.106.13,1  85688,36( N .mm) ndc 1460 - Mốmẽn xoăấn trền trục I: 9,55.106.PI 9,55.106.12,36 TI   129356, 71( N .mm) nI 912,5 - Mốmẽn xoăấn trền trục II: 9,55.106.PII 9,55.106.11, 78 TII   454927, 41( N .mm) nII 247, 29 - Mốmẽn xoăấn trền trục III: TIII  9, 55.106.PIII 9, 55.106.11,35  1271168, 05( N .mm) nIII 85, 27 - Mốmẽn xoăấn trền tr ục CT: TCT 9,55.106.Pct 9,55.106.11, 27   1262208, 28( N .mm) nct 85, 27 4. Lập bảng sốấ liệu tnh toán: Các kềất quả tnh toán trền là sốấ li ệu đấều vào cho các phấền tnh toán sau này, ta l ập b ảng thốấng kề các kềất quả tnh toán đó như trong bảng 1.1 sau đấy: Bảng 1.1: Các kềất quả tnh toán động lực h ọc trục. Thống sốấTrục Tốấc độ quay (v/ph) Tỉ sốấ truyềền Cống suấất (KW) Mốmẽn xoăấn (Nmm) Page 12 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Trục động cơ 1460 13,1 85688,36 12,36 129356,71 1,6 Trục I 912,5 3,69 Trục II 247,29 11,78 454927,41 2,9 Trục III 85,27 Trục CT 85,27 11,35 1271168,05 11,27 1262208,28 1 PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG I. Thiết kế bộ truyền đai. 1. Chọn đai . Dựa vào cống suấất động cơ, sốấ vòng quay P = 15 (kw) , n = 1460 (v/ph) làm vi ệc c ủa đ ộng c ơ ta chọn đai làm việc cho động cơ là : (Đai hình thang h ẹp) Kích thước tiết diện (mm2) Ký hiệu YA bt b h yo 11 13 10 2,8 Diện tích Đường Chiều dài tiết diện kính bánh giới hạn l, A, (mm) đai nhỏ (mm) d1, (mm) 95 90 - 250 800 -4500 2. Các thống sốấ của bộ truyềền đai. Ta chọn d1 = 224 (mm). d 2 d1.u.(1   )  d 2 224.1.6.(1  0, 02) 351, 23(mm) Trong đó : u : là tỉ số truyền của bộ truyền đai ɛ : hệ số trượt : ɛ = 0,01 ÷ 0,02. Tra bảng 4.21 . Các thông số của bánh đai hình thang . Ta có : d2 = 355(mm). Page 13 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Vận tốc đai . v  .d1.n1  .224.1460  17,1(m/ s) 60000 60000 Đối với đai thang hẹp v < vmax=40 (m/s) Thỏa mãn điều kiện . Tỉ số truyền thực tế. ut  d2 355  1, 62 d 1.(1   ) 224.(1  0, 02) Độ sai lệch tỉ số truyền. u ( ut  u ).100 1, 25 0  4 0 0 0 u Khoảng cách trục a. Giá trị a được tính cần thỏa mãn điều kiện : 0.55.(d1  d 2 )  h a 2(d1  d 2 )  0.55.(224  355)  10 a 2(224  355)  328.45 a 1158 Vậy ta chọn a = d2 = 355 (mm). Chiều dài l .  (d1  d 2 ) (d 2  d1 ) 2  2 4.a  .(224  355) (355  224) 2  l 2.355   2 4.355  l 1631,1(mm) l 2.a  Theo bảng 4.13 chọn chiều dài tiêu chuẩn l = 1800 (mm). Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ. v i  imax 10 l 17,1  i 9, 5  10 1,8 Vậy đai được chọn thỏa mãn điều kiện làm việc. Dựa vào công thức [4.6] , ta xác định lại khoảng cách trục a theo chiều dài l . a    2  8 2 4 Page 14 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Trong đó :  l   .(d1  d 2 ) 3,14.(224  355) 1800  890,5 2 2   d 2  d1 65, 5 2 Vậy ta có a = 440 (mm). Xác định số đai z . z  P1 . K d P0 .C .C1.Cu .C z  4.16 Trong đó : P1 : công suất trên trục bánh đai chủ động (kw). P0 : công suất cho phép (kw), được xác định bằng thực nghiệm . bảng [4.20]. Với v = 17,1 (m/s), d1 = 224 (mm), loại đai YA => P0 = 10,3 Kd : hệ số tải trọng động , bảng [4.7]. Cα : trị số của hệ số ôm . Góc ôm : α = 180 – 57( d2 – d1) = 1760> 1200 Vậy Cα = 1 – 0,0025(180 - α) = 0,99 Trị số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền Cu : tra bảng [4.17] với u = 1,6 Vậy Cu = 1,11 Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ dài đai Cl : Với l/l0 = 1 => Cl = 1 bảng [4.16]. Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng C z . Với P1/[P0] = 1,27 => Cz = 1  Z=2 Chiều rộng của đai : B = (z -1).t +2e =35 (mm). Đường kính ngoài của đai : da = d + 2h0 = 224 + 2.3 =230 (mm). Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục . - Lực căng trên một đai F0  780.P1.kd v.c .z Trong đó : Fv : lực căng do lực ly tâm gây ra . Fv = q m . v 2 bảng [4.20]. Page 15 Thuyết minh đồ án chi tiết máy Tra bảng [4.22] ta có qm = 0,118 (kg/m). Vậy Fv = 34,5 (N) => F0 = 377,23 (N) - Lực tác dụng lên trục.  Fr 2 F0 .z.sin( ) 2  Fr 2.377, 23.2.sin 88  Fr 1508(N) II. Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp. 1. Chọn vật liệu cặp bánh răng cốn và c ặp bánh răng tr ụ. Do hộp giảm tốấc ta đang thiềất kềấ có cống suấất trung bình, nền ch ọn v ật li ệu nhóm I có đ ộ c ứng HB < 350 để chềấ tạo bánh răng. - Đốềng thời để tăng khả năng chạy mòn c ủa răng,nền nhi ệt luy ện bánh răng l ớn đ ạt đ ộ răấn thấấp hơn độ răấn bánh răng nhỏ từ 10 đềấn 15 đơn v ị đ ộ c ứng. H1 H 2   10 15  HB - Dựa vào Bảng 6.1 [I]: Cơ tnh của một sốấ vật liệu chềấ t ạo bánh răng, ta ch ọn: Cặp bánh răng cốn: Loại bánh Bánh nhỏ Bánh lớn Nhiệt luyện Thép 45 – tối cải thiện Thép 45 – tối cải thiện Bánh nhỏ: Chọn độ răấn HB1=250 (HB). Độ răấn Giới hạn bềền b Giới hạn chảy  ch (MPa) (MPa) HB 241…285 850 580 HB 192…240 750 450 Bánh lớn: Chọn độ răấn HB2=240 (HB). Cặp bánh răng trụ: Loại bánh Nhiệt luyện Độ răấn Giới hạn bềền b Giới hạn chảy Page 16 Thuyết minh đồ án chi tiết máy (MPa) Thép 45 – tối cải Bánh nhỏ  ch (MPa) HB 192…240 750 450 HB 170…217 thường hóa Bánh nhỏ: Chọn độ răấn HB3=220 (HB). 600 340 thiện Thép 45 Bánh lớn Bánh lớn: Chọn độ răấn HB4=210 (HB). 2. Xác định ứng suấất cho phép Ứng suấất tềấp xúc cho phép [σH] và ứng suấất uốấn cho phép xác đ ịnh thẽo các cống th ức sau: o [ H ]  H lim Z RVV K XH K HL SH (1) o [ F ]  F lim YRYS K XF K FC K FL SF (2) Trong đó: ZR – Hệ sốấ xét đềấn độ nhám mặt răng làm vi ệc. ZV – Hệ sốấ xét đềấn ảnh hưởng của vận tốấc vòng. KXH - H ệ sốấ xét đềấn ảnh h ưởng c ủa kích th ước bánh răng. YR - H ệ sốấ xét đềấn ảnh h ưởng c ủa đ ộ nhám m ặt l ượn chấn răng. YS - H ệ sốấ xét đềấn đ ộ nh ạy c ủa v ật li ệu v ới t ập trung ứng suấất. KXF - H ệ sốấ xét đềấn kích th ước bánh răng ảnh h ưởng đềấn đ ộ bềền uốấn. Chọn sơ bộ: ZRZVKXH = 1 và YRZSKXF =1 nền các cống th ức (1), (2) tr ở thành:  Ho lim [ H ]  K HL SH (3)  Fo lim [ F ]  K FC K FL SF (4) Trong đó:  Ho lim ,  Fo lim lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở. Giá trị của chúng được tra trong bảng 6.2, [I]. Vì ta ch ọn v ật li ệu bánh răng là thép 45 th ường hóa hay tối cải thiện nền:  H0 lim1 2 HB1  70 (MPa)  F0 lim1 1,8.HB1 (MPa) Vậy:  Trong bộ truyềền bánh  răng cốn: Bánh nhỏ: Chọn độ răấn HB1=250 (HB). Page 17 Thuyết minh đồ án chi tiết máy  H0 lim1 2 HB1  70 2.250  70 570( Mpa)  F0 lim1 1,8.HB1 1,8.250 450( Mpa) Bánh lớn: Ch ọn độ răấn HB2=240 (HB).  H0 lim 2 2 HB2  70 2.240  70 550( Mpa)  F0 lim 2 1,8.HB2 1,8.240 432( Mpa)  Trong bộ truyềền bánh răng trụ: Bánh nhỏ: Chọn độ răấn HB3=220 (HB).  H0 lim3 2 HB3  70 2.220  70 510( Mpa)  F0 lim 3 1,8.HB3 1,8.220 396( Mpa) Bánh lớn: Ch ọn đ ộ răấn HB4=210 (HB).  H0 lim 4 2 HB4  70 2.210  70 490( Mpa)  F0 lim 4 1,8.HB4 1,8.210 378( Mpa)  KFC: Hệ sốấ xét đềấn ảnh hưởng của việc đặt tải. Vì hệ dấẫn động ta thiềất kềấ, tải được đặt m ột phía (b ộ truyềền quay 1 chiềều)  KFC = 1  KHL,FL: Hệ sốấ tuổi thọ, xét đềấn ảnh hưởng của thời hạn ph ục v ụ và chềấ đ ộ t ải tr ọng, đ ược xác định thẽo cống thức sau: K HL mH N HO N HE K FL mF (5) ; N FO N FE (6) Với: mH, mF: bậc của đường cong mỏi khi th ử vềề tềấp xúc và uốấn. Vì vật liệu ta chọn làm bánh răng có HB < 350 nền: mH = mF = 6 - NHO: sốấ chu kì thay đổi ứng suấất c ơ sở khi th ử vềề tềấp xúc. 2,4 N HO 30 H HB (HHB – Độ răấn Brinẽn) - Bộ truyềền bánh răng cốn: Chọn độ răấn: bánh nhỏ HB1=250 bánh lớn HB2=240, khi đó: NHO1 = 30.2502,4 = 1,71.107 NHO2 = 30.2402,4 = 1,55.107 - Bộ truyềền bánh răng trụ: Chọn độ răấn: bánh nhỏ HB3 = 220 ; bánh lớn HB4 = 210, khi đó: NHO3 = 30.2202,4 = 1,26.107 NHO4 = 30.2102,4 = 1,12.107 Page 18 Thuyết minh đồ án chi tiết máy - NFO: sốấ chu kì thay đổi ứng suấất cơ sở khi th ử vềề uốấn Với tấất cả các loại thép thì: NFO = 4.106 - NHE, NFE: sốấ chu kì thay đổi ứng suấất t ương đ ương. Vì ở đấy bộ truyềền chịu tải động thay đ ổi, nền thẽo [I] thì: 3 NHE = 60.c. (Ti / Tmax ) .ni .ti Theo(6.7 ).[1] mF NFE = 60.c.  (Ti / Tmax ) .ni .ti Theo(6.8 ).[1] Với: c, n, t lấền lượt là sốấ lấền ăn khớp trong m ột vòng quay, sốấ vòng quay trong 1 phút và tổng sốấ giờ làm việc của bánh răng đang xét. Ta có: c=1 2 t 11.0,8.365.24. (1.0, 4  0, 43.0,3  0,53.0,3) 23126, 4( h) 3 Trong bộ truyềền bánh răng cốn: 3 NHE2=60.c. (Ti / Tmax ) .ni .ti = 60.1.912,5/3,69.23126,4( 1 .0, 4  0, 4 .0,3  0.5 .0,3 ) 3 7 = 15,67.10 >1,71.10 3 3 7 Vậy NHE> NHO do vậy ta lấy NHE = NHO để tính Do đó hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền KHL = 1 Trong bộ truyềền bánh răng trụ: 3 NHE3=60.c. (Ti / Tmax ) .ni .ti = 60.1.85,27/2,9.23126,4( 1 .0, 4  0, 4 .0,3  0.5 .0,3 ) 3 7 =1,86.10 > 1,26.10 3 3 7 Vậy NHE> NHO do vậy ta lấy NHE = NHO để tính Do đó hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền KHL = 1 SH,SF: Hệ sốấ an toàn khi tnh vềề tềấp xúc và uốấn, tra b ảng 6.2, [I] ta có ứng v ới v ật li ệu đã chọn thì: SH = 1,1; SF = 1,75 Từ đó ta xác định được sơ bộ ứng suấất cho phép c ủa bánh răng. - Bộ truyềền bánh răng cốn (cấấp nhanh):  H0 lim1 570 .K HL1  .1 518,18( Mpa ). SH 1,1   H1    F0 lim1 450 .K FC .K FL1  .1.1 257,14( Mpa). SF 1, 75   F1    H0 lim 2 550   .K HL 2  .1 500( Mpa ).  H2 SH 1,1 Page 19 Thuyết minh đồ án chi tiết máy  F0 lim 2 432 .K FC .K FL 2  .1.1 246,86( Mpa ). SF 1, 75 F2  Với cấấp nhanh, ta sử dụng bộ truyềền bánh răng cốn răng th ẳng. Dù bánh răng cốn răng th ẳng có kh ả năng tải nhỏ hơn so với răng khống thẳng, làm việc ốền h ơn song năng suấất chềấ t ạo cao h ơn, ít nh ạy với sai sốấ chềấ tạo và lăấp ráp. Vì vậy, ứng suấất tềấp xúc cho phép là:   H 1    H 2  500( Mpa). Vì   H 1     H 2  . Ứng suấất tềấp xúc cho phép khi quá t ải:   H 1  max 2,8. ch1 2,8.580 1624( Mpa).   H 2  max 2,8. ch 2 2,8.450 1260( Mpa). Ứng suấất uốấn cho phép khi quá tải (vật liệu có HB<350) là:   F 1  max 0,8. ch1 0,8.580 464( Mpa).   F 2  max 0,8. ch 2 0,8.450 360( Mpa). - Bộ truyềền bánh răng trụ (cấấp chậm):  H3  H0 lim3 510  .K HL3  .1 463, 64( Mpa ). SH 1,1  F0 lim3 396 .K FC .K FL 3  .1.1 226, 29( Mpa). SF 1, 75   F3   H0 lim 4 490 .K HL 4  .1 445, 45( Mpa ). SH 1,1 H4   F0 lim 4 378 .K FC .K FL 4  .1.1 216( Mpa). SF 1, 75 F4  Với bộ truyềền cấấp chậm bánh răng trụ răềng nghiềng thì : Ứng suấất tềấp xúc cho phép là : H  '  Ta thấấy   H3  H 4  2  463, 64  445, 45 454,55Mpa 2   H  ' thỏa mãn điều kiện:   H  ' 1, 25   H  min 1, 25.  H 4  556, 81Mpa - Ứng suấất tềấp xúc cho phép khi quá t ải : '   H  max 2,8. ch 4 2,8.340 952Mpa. - Ứng suấất uốấn cho phép khi quá tải:   F 3  max 0,8. ch3 0,8.450 360( Mpa). Page 20