Tài liệu Tính toán & thiết kế hộp giảm tốc đồng trục hai cấp

Đồ án chi tiết máy MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN....................7 1.1. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ...............................................................7 1.1.1. Xác định sơ bộ số vòng quay động cơ:.......................................................8 1.1.2. Chọn động cơ theo điều kiện:.....................................................................8 1.2. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN...........................................................................9 1.3. LẬP BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT................................................................9 1.3.1. Phân phối công suất trên các trục:.............................................................9 1.3.2. Tính số vòng quay trên các trục................................................................10 1.3.3. Tính momen xoắn trên các trục:...............................................................10 CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN................................11 2.1 2.2 2.3 2.4 CHỌN LOẠI ĐAI VÀ TIẾT DIỆN ĐAI :.............................................................11 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN :...............................................11 LỰC CĂNG ĐAI BAN ĐẦU VÀ LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC :..............................14 THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN ĐAI :``.............................................................15 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.....................................16 3.1 CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP CHẬM.......................................16 3.1.1 CHỌN VẬT LIỆU..........................................................................................16 3.1.2 Xác định ứng suất cho phép........................................................................16 3.1.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục...............................................................18 3.1.4 Xác định các thông số ăn khớp...................................................................19 3.1.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.........................................................19 3.1.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:..............................................................22 3.1.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải...................................................................................23 3.2 CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH.....................................24 3.2.1 Chọn vật liệu..............................................................................................24 3.2.2 Xác định ứng suất cho phép........................................................................24 2.2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục...............................................................26 3.2.4 Xác định các thông số ăn khớp...................................................................26 3.2.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.........................................................27 3.2.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:..............................................................29 3.2.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải......................................................................30 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT MÁY................................................32 4.1 TÍNH TOÁN TRỤC, THEN..................................................................................32 4.1.1 Chọn vật liệu và xác định sơ bộ đường kính trục:......................................32 4.1.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:...........................33 4.1.3 Lực bánh răng tác dụng lên trục (công thức 10.1, trang 184, [1])............34 4.1.4 Lực tác dụng...............................................................................................35 4.1.5 Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục........................36 4.1.6 Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi của then.......................................................45 4.1.7 Tính kiểm nghiệm độ bền trục.....................................................................46 4.2 TÍNH TOÁN Ổ LĂN.....................................................................................49 Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 1 Đồ án chi tiết máy CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC...........................................................55 5.1 THIẾT KẾ VỎ HỘP.........................................................................................55 5.2 CÁC PHỤ KIỆN KHÁC.....................................................................................57 5.2.1 Vòng móc....................................................................................................57 5.2.2 Chốt định vị:...............................................................................................57 5.2.3 Cửa thăm....................................................................................................58 5.2.4 Nút thông hơi..............................................................................................58 5.2.5 Nút tháo dầu...............................................................................................59 5.2.6 Que thăm dầu.............................................................................................59 5.2.7 Vòng phớt...................................................................................................60 5.2.8 Vòng chắn dầu............................................................................................60 5.3 DUNG SAI VÀ YÊU CẦU KĨ THUẬT.................................................................60 5.3.1 Dung sai và lắp ghép bánh răng trên trục:.................................................60 5.3.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn:............................................................................61 5.3.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu trên trục:.......................................................61 5.3.4 Dung sai lắp ghép nắp ổ và thân hộp.........................................................61 5.3.5 Dung sai lắp ghép chốt định vị...................................................................61 5.3.6 Dung sai lắp ghép then lên trục:................................................................61 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................64 Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 2 Đồ án chi tiết máy THÔNG SỐ ĐỀ CHO P = 27,5 (kW) n = 75 (vg/ph) Thời gian làm việc Lh=16000h, làm việc 3 ca. T T 0.9T 0.7T 0.2t Hình 1.1 Sơ đồ động của hệ thống băng tải 0.5t 0.3t Hình 1.2 Sơ đồ phân bố tải trọng 1. Động cơ - 2. Bộ truyền đai, 3. Ổ lăn - 4. Trục - 5. Bánh răng nghiêng CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1. Xác định công suất động cơ Theo công thức (2.8), trang 19,[1], công suất trên trục động cơ điện được xác định như sau: Pct  Pt  Trong đó: Pct : công suất cần thiết trên trục động cơ (kW) Pt : cống suất tính toán trên trục máy công tác (kW)  : hiệu suất truyền động Tính hiệu suất:  được tính theo công thức:  d . 2 . 3 0,95.0,97 2.0,993 0,86 br ol Với: Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 3 Đồ án chi tiết máy ηd : hiệu suất của bộ truyền đai : 0,95 br :hiệu suất bánh răng: 0,97 ol :hiệu suất một cặp ổ lăn: 0,99 Tính công suất tính toán: 2 Pt Ptd Pmax 2 2 2 = 23,85 (kW) Công suất cần thiết của động cơ: Pct  Pt 23,85  27,7  0,86 1.1.1. Xác định sơ bộ số vòng quay động cơ: Tỉ số truyền toàn bộ ut của hệ thống dẫn động được tính theo công thức ut= uh. ud Theo bảng 2.4 trang 21 [1], ta chọn các thông số như sau: usbh: tỉ số truyền sơ bộ hộp giảm tốc 2 cấp; uh= 12 (chọn từ 8÷40) usbd: tỉ số truyền sơ bộ đai ; ud = 3,15 (chọn từ 2÷5)  ut 12.3,15 37,8 Số vòng quay của trục máy công tác (trục tang quay): nlv= 75 vg/ph Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb nlv .ut 75.37,8 2835 vg/ph 1.1.2. Chọn động cơ theo điều kiện: Chọn động cơ thoả mản các điều kiện sau:  Pdc Pct 27,7 (kW )  ndc nsb 2835 (vg / ph) Tra bảng P1.3 trang 235 [1], ta chọn động cơ: 4A180M2Y3 Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 2 2  T1   T2   T3  T   0,9T   0,7T    t1    t 2    t3   0, 2t    0,5t    0,3t T T  T  T  T  T     27,5 t1  t2  t3 0, 2t  0,3t  0,5t Page 4 Đồ án chi tiết máy Động cơ có các thông số kỹ thuật sau:  Pdc = 30 kW  ndb = 2943 vg/ph (với tần số dòng điện tại Việt Nam: 50Hz)  Hệ số công suất cos  0,92  T TK 1, 4  mm 1 Tdn T 1.2. Phân phối tỉ số truyền Theo công thức 3.23 [1], trang 48 ta có công thức tính tỉ số truyền toàn bộ hệ: ut  ndc 2943  39, 24 nlv 75 Phân uh cho các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc: uh =12 u1 u2  uh  12 3, 46 Tính sơ bộ ud (tỉ số truyền của bộ truyền đai) : ud  ut 39, 24  3, 26 uh 12 Tính lại ud theo u1 và u2: ud  ut 39, 24  3, 27 u1.u2 3, 46.3, 46 Kiểm nghiệm ud: ud 1%  4% Nên sai lệch tỉ số truyền của bộ truyền đai không đáng kể. 1.3. Lập bảng thông số kỹ thuật 1.3.1. Phân phối công suất trên các trục: P 27,5 P3  lv  29, 239 ol . d 0,99.0,95 (kW) P 29,239 P2  3  30, 447 ol .br 0,99.0,97 (kW) P 30, 447 P1  2  31,705 ol .br 0,99.0,97 (kW) Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 5 Đồ án chi tiết máy P 31,705 Pdctt  1  32  kn 0,99 (kW) 1.3.2. Tính số vòng quay trên các trục n 2943 n1  dc  902,7 ud 3, 26 vg/ph n2  n1 902,7  261 u1 3, 46 vg/ph n3  n2 261  75 u2 3, 46 vg/ph 1.3.3. Tính momen xoắn trên các trục: Tdc 9,55.106. Pdctt 32 9,55.106. 103839,6194 ndc 2943 (Nmm) T1 9,55.106. P1 31,705 9,55.106. 335419,0207 n1 902,7 (Nmm) T2 9,55.106. P2 30, 447 9,55.106. 1114056,897 n2 261 (Nmm) T3 9,55.106. P3 29,239 9,55.106. 3723099,333 n3 75 (Nmm) Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật Trục Động cơ I II III Thông số Công suất P (kW) 32 31,705 30,447 Tỷ số truyền u 3,26 Số vòng quay n (vòng/phút) 2943 902,7 261 75 Momen xoắn T (Nmm) 103839,6194 335419,0207 1114056,897 3723099,333 Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 3,46 29,239 Page 6 3,46 Đồ án chi tiết máy CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai : Do điều kiện làm việc, các thông số như công suất, vận tốc, môi trường làm việc, khả năng kéo và tuổi thọ khi làm việc, tính phổ biến, .... mà ta có thể chọn các loại đai như đai dẹt, đai thang, đai răng,..... với các thông số đã cho ta lựa chọn đai thang. Ta có các thông số: P = 30 kW n = 2943 vòng/phút u = 3,26 Hình 2.1. Chọn tiết diện đai hình thang Theo hình 3,ta chọn đai thang loại Ƃ. Theo bảng 4.13 trang 59 [1] cho đai loại Ƃ với: - bt = 14 mm 2.2 2.3.2 2.3.3 - b = 17 mm - h = 10,5 mm - y0 = 4 mm - A = 138mm2 - d1= 140÷280mm. Xác định các thông số của bộ truyền : Đường kính bánh đai nhỏ : Theo bảng 4.13[1] trang 59, ta chọn d1=160 mm. Vận tốc đai nhỏ : v1  Nguyễễn Thễế Dân 2003130078  .d1.n  .160.2943  24,65m / s 60000 60000 Page 7 Đồ án chi tiết máy Vì v1 < 25 m/s nên ta chọn đai là đai thang thường. 2.3.4 Đường kính bánh đai lớn : - Giả sử ta chọn hệ số trượt :  = 0,02 - Theo công thức 4.2[1] trang 53, ta có : - d2 = u.d1(1-  ) = 3,26.160/(1-0,02) = 532,24 mm Theo tiêu chuẩn bảng 4.21 [1] trang 63 ta chọn : - d2 = 500 mm Tỉ số truyền thực tế : u'  d2 500  3,188 d1 (1   ) 160(1  0,02) Sai lệch với giá trị ban đầu ≈ 2,2 %. 2.3.5 Khoảng cách trục sơ bộ : Theo công thức 4.14 [1] trang 60, ta có : 0,55(d1  d 2 )  h a 2(d1  d 2 )  0,55(160  500)  10,5 a 2(160  500)  373,5 a 1320 Khi u = 3,26 Theo bảng 4.14 [1] trang 60, ta có thể chọn sơ bộ a = d2 = 500mm khi u = 3 2.3.6 Chiều dài tính toán của đai : Theo công thức 4.4[1] trang 54, ta có :  (d1  d 2 ) (d 2  d1 ) 2 L 2a   2 4.a  (160  500) (500  160) 2 2.500   2 4.500 2094,52mm Theo bảng 4.13[1] trang 59, ta chọn đai có chiều dài L= 2240 mm = 2,24 m. 2.3.7 Số vòng chạy của đai trong một giây : v 24,56 i  10,96s  1  10s  1 imax L 2, 24 ta chọn đai có chiều dài L= 2500 mm = 2,5 m. v 24,56 i  9.824s  1  10s  1 imax L 2,5 Khi đó điều kiện được thoả 2.3.8 Tính chính xác khoảng cách trục : Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 8 Đồ án chi tiết máy - Theo công thức 4.6[1] trang 54, ta có : k  k 2  8 2 a 4 (d  d ) 160  500 k L   1 2 2500   1463, 27mm 2 2 Trong đó : d  d 500  160  2 1  170mm 2 2 - 1463, 27  1463, 27 2  8(170)2 a 711,3mm 4 Do đó : - Ta thấy giá trị a thỏa mãn trong khoảng cho phép. Vậy ta lấy chiều dài đai : L = 2500mm Theo bảng 4.13[1] trang 59, ta lấy : a = 710mm 2.3.9 Góc ôm bánh đai nhỏ : Theo công thức 4.7[1] trang 53, ta có : d d 500  160 1 1800  57 2 1 1800  57 152,750 a 711,3 1 1500 nên chọn đai vải cao su 2.3.10 Xác định số dây đai : Theo công thức 4.16[1] trang 60, ta có : P.K d z [P0 ].C .Cl .Cu .C z Trong đó : - Công suất trên bánh chủ động: P = 30 kW [Po] : công suất cho phép, tra bảng 4.20 [1] trang 62, ta chọn : [P0] = 5,93 - Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm : Tra bảng 4.15 [1] trang 61, ta lấy : Cα = 0,92 - Hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền :Tra bảng 4.17[1] trang 61, ta lấy : Cu=1,14 - Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai :Tra bảng 4.16 [1] trang 61, ta lấy : Cl = 1,0 Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai, chọn sơ bộ : Cz = 1 Page 9 Đồ án chi tiết máy - Hệ số tải động Kđ, tra bảng 4.7[1] trang 55, ta chọn Kđ = 1,0 Do đó : 2.3.11 2.3.12 2.3 P.K d 30.1,0 z  4,82 [P0 ].C .Cl .Cu .C z 5,93.0,92.1,0.1,14.1 Vậy ta chọn : z = 5 Chiều rộng bánh đai B : Tra bảng 4.21[1] trang 63, ta có : t = 19; e = 12,5; ho = 4,2; Theo công thức 4.17[1] trang 63, ta có : B = (z -1) t + 2e = (5 -1)19 + 2.12,5 = 101 mm Đường kính ngoài của bánh đai : da1 = d + 2h0 = 160 + 2.4,2 = 168,4mm da2 = d + 2h0 = 500+ 2.4,2 = 508,4 mm Lực căng đai ban đầu và lực tác dụng lên trục : 2.3.1 Lực căng đai ban đầu : 2.3.2 Theo công thức 4.19[1] trang 63, ta có ; 780.P.K d F0   v.C .z   Fv Tính lực li tâm : Theo công thức 4.20[1] trang 63,ta có : Fv qm .v 2 Trong đó : - qm : khối lượng 1 mét chiều dài đai, tra bảng 4.22[1] trang 63 ta có : qm = 0,178 - v = 24,65 m/s. 2 F  0,178.(24,65) 108,156 N v Suy ra : Vậy : F0  2.3.3 780.30.1,0 105,621N  24,65.0,92.5  108,156 Lực tác dụng lên trục : Theo công thức 4.21[1] trang 63, ta có : Fr 2.F0 .z.sin( Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 1 152,75 ) 2.105,651.5.sin( ) 1026,778 N 2 2 Page 10 Đồ án chi tiết máy 2.4 Thông số của bộ truyền đai : Bảng 2.1. Thông số của bộ truyền đai STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Thông số Bánh đai nhỏ Bánh đai lớn Vận tốc Khoảng cách trục Chiều dài đai Góc ôm Số dây đai Chiều rộng bánh đai Đường kính ngoài của bánh đai Lực căng đai ban đầu Lực li tâm Lực tác dụng lên trục Page 11 Giá trị d1 = 160 mm d2 = 500 mm v = 24,65m/s a = 710 mm L = 2500mm α1 = 152,750 z =5 B = 101mm da = 168,4mm F0 = 105,621N Fv = 108,156N Fr = 1026,778N Đồ án chi tiết máy CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG Các thông số kĩ thuật Tổng thời gian làm việc Lh 16000h , làm việc 3 ca Cặp bánh răng cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng) Tỷ số truyền u1 3, 46 Số vòng quay trục n1 902,7 (vòng / phút ) Momen xoắn T T1 335419,0207( Nmm) Cặp bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng nghiêng) Tỷ số truyền u2 3, 46 Số vòng quay trục n2 261 (vòng / phút ) Momen xoắn T T2 1114056,879( Nmm) 3.1 Cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm 3.1.1 Chọn vật liệu  Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, ở đây chọn vật liệu 2 cặp bánh răng như nhau  Theo bảng 6.1, trang 92, [1] ta chọn  Bánh nhỏ (bánh chủ động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có  b3 850 MPa ,  ch3 580 MPa , ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB = 245HB 3  Bánh lớn (bánh bị động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có  b 4 750 MPa ,  ch 4 450 MPa , ta chọn độ rắn của bánh lớn là HB = 230HB 4 3.1.2 Xác định ứng suất cho phép  Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở N HO3 30 HB32,4 30.2452,4 1,63.107  chu kì  N HO4 30 HB42,4 30.2302,4 1, 40.107  chu kì  N FO3  N FO4 4.106  chu kì  Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 12 Đồ án chi tiết máy  Số chu kì làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi 3 N HE3  T  60c   i  ni ti  Tmax  3 3   T 3   0,9T   0,7  60.1    0, 2   0,5  0,3  .261.16000     T   T    T   167223744 (chu kì) N HE 4  N HE3 167223744  48330561,85  chu kì  3, 46 u 6  T  N FE3 60c   i  niti  Tmax  6 6   T 6   0,9T   0,7T  60.1    0, 2    0,5    0,3 .261.16000  T   T    T   125534368,5  chu kì  N FE4  N FE3 u 125534368,5  36281609, 4  chu kì  3, 46  N HE3   N HE4   N FE3 N Ta thấy  FE4  Suy ra  N HO3  N HO4  N FO3  N FO4 nên chọn N HE  N HO để tính toán K HL3 K HL4 K FL3 K FL4 1 Ứng suất cho phép  Theo bảng 6.2, trang 94, [1] với thép C45 được tôi cải thiện ta có ( S H =1,1) Giới hạn mỏi tiếp xúc Bánh chủ động Bánh bị động Giới hạn mỏi uốn Bánh chủ động Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 0  Hlim 2 HB  70 0  Hlim 2 HB3  70 2.245  70 560 MPa 3 0  Hlim 2 HB4  70 2.230  70 530 MPa 4 0  Flim 1,8HB 0  Flim 1,8HB3 1,8.245 441 MPa 3 Page 13 Đồ án chi tiết máy 0  Flim 1,8HB4 1,8.230 414 MPa Bánh bị động 4 Ứng suất tiếp cho phép  Tính toán sơ bộ 0   H   Hlim 0,9 K HL SH K 1   H 3   o H lim HL 3 560  MPa SH 1,1   H 4  530 1  MPa 1,1   H3     H 4  509,09  481,82  495, 45 MPa 2 2   H   Ứng suất uốn cho phép  Tra bảng 6.2, trang 94, [1] ta có K FC 1 khi đặt tải một phía (bộ truyền quay một chiều); sF 1,75 ) F  0  Flim .K FC  K FL sF 441.1 414.1   F3   252 MPa ;   F4   236,57 MPa 1,75 1,75 Ứng suất quá tải cho phép   H  max 2,8 ch 4 2,8.450 1260 MPa   F3  0,8 ch 3 0,8.580 464 MPa max   F4  0,8.450 360 MPa max 3.1.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục  Theo công thức 6.15a, trang 96, [1] aw K a  u2  1 3 T2 K H  2  ba   H  u2 43  3, 46  1 3 316, 47 mm Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 14 .1,11 0, 4.445,905 2 .3, 46 Đồ án chi tiết máy  Với K a 43 - Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng (bảng 6.5, trang 96, [1] T 2=¿- Momen xoắn trên trục bánh chủ động  ba 0, 4 ;  bd 0,53 ba  u2 1 0,53.0,4  3, 46  1 0,95 K H  1,11 - Trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, với  bd 1 bảng 6.7, trang 98, [1] => Chọn aw 315 mm 3.1.4 Xác định các thông số ăn khớp Xác định môđun: mn  0,01 0,02  aw 3,15 6,3  mm   Theo bảng 6.8, trang 99, [1] chọn mn 4 mm  Công thức 6.31, trang 103, [1] số bánh răng nhỏ nằm trong khoảng 2a .cos 2.315.cos 20 2.315.cos8  z3  w  4  3, 46  1 mn  u  1 4  3, 46  1  34,97  z3 33,18 Ta chọn z3= 34 răng  Số bánh răng lớn z4 u2 z3 34.3, 46 117,64 răng , chọn z4 = 118 răng  Do đó tỷ số truyền thực um  z4 118  3, 47 u1 u2 z3 34  arccos  Góc nghiêng răng: mn  u  1 z3 4  3, 47  1 34 arccos 15, 21o 2 aw 2.315 o � thoả mãn điều kiện 8  20 3.1.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc  Công thức 6.33, trang 105, [1] ứng suất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền H  Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Z M Z H Z d w1 2T2 K H  um  1 bwum Page 15 Đồ án chi tiết máy  Trong đó 1 Z M 274 ( Mpa) 3 Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp (bảng 6.5, trang 96, [1]) Z H Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (công thức 6.34, trang 105, [1]) ZH  2cos b 2cos14, 27 0  1,71 sin 2 tw sin  2.20,66o   Với β b Góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở b acrtg  cos   t  .tg   acrtg  cos  20,66  .tg15, 21 14, 27 o  Bánh răng nghiêng không dịch chỉnh  tg   tg 20   t  tw acrtg  acrtg  20,660    cos15, 21   cos    Với α t là góc profin răng và α tw là góc ăn khớp Z ε Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng  Hệ số trùng khớp dọc   bw sin  aw ba sin  315.0, 4.sin15, 21     m m  .4  Hệ số trùng khớp ngang    1,88  3, 2( 1 z  1 z )  cos 1,7  3 4  Z   Áp dụng công thức 6.36c, trang 105, [1] 1 1    1,7  Hệ số tải trọng khi tính tiếp xúc K H K H K H  K Hv  K H  1,11 (công thức 6.39, trang 106, [1]) Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng (bảng 6.7, trang 98, [1])  Áp dụng công thức 6.40, trang 106, [1] vận tốc vòng của bánh chủ động Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 16 Đồ án chi tiết máy v  d w3n3  .140,93.261  1,92 m / s 60 000 60 000  Với d w3  2aw 2.315  140,93 um  1 3, 47  1 mm : Đường kính vòng lăn bánh chủ động v 1,92 m / s theo bảng 6.13, trang 106, [1], dùng cấp chính xác 9 ta chọn K H 1,13  Công thức 6.42, trang 107, [1], ta có aw 315 0,002.82.1,92 3 um 3, 47 vH  H g 0v  Với  H 0,002 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang 107, [1]) g 0 82 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16, trang 107, [1]) K Hv 1  vH bw d w3 2T2 K H K H  1  3.126.140,93 1,01 2.1114056,897.1,13.1,11 K H K H K H  K Hv 1,13.1,11.1,01 1, 26  Đường kính vòng lăn bánh nhỏ d w3  2 aw 2.315  140,93 um  1 3, 47  1 mm  Bề rộng vành răng bw aw . ba 315.0, 4 126 mm H  Z M Z H Z d w1 2T2 K H  um  1 274.1,71.0,76 2.1114056,897.1, 26  3, 47  1  bwum 140,93 126.3, 47 428 MPa  Với v = 1,92 (m/s) < 5 (m/s) thì Z v 1 , với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mặt tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công với độ nhám là Ra 1, 250,63  m do đó Z R 1 , với vòng đỉnh răng là d a  700mm , K xH 1 , do đó theo công thức 6.1 và 6.1a, trang 91 và 93, [1]   H  cx   H  ZV Z R K xH 495, 45.1.1.1 495, 45 MPa Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 17 Đồ án chi tiết máy  Như vậy H H  => cặp bánh răng đảm bảo độ bền tiếp xúc 3.1.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: F   Điều kiện bền uốn 2T2YF3 K F Y Y bw d w3 mn   F   Xác định số răng tương đương zv3  z3 34  3 37,8 răng 3 cos  cos 15, 21 zv4  z4 118  3 131,32 răng 3 cos  cos 15, 21  Theo bảng 6.7, trang 98, [1], K F  1, 23 .  Theo bảng 6.14, trang 107, [1] với v = 1,92 m/s và cấp chính xác 9 K F 1,37  Áp dụng công thức 6.47, trang 109, [1] vF  F g 0v aw 315 0,006.82.1,92 9 um 3, 47  Với  F 0,006 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang 107, [1]) g 0 82 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16, trang 107, [1]) K Fv 1  vF bwd w3 2T2 K F K F  1  9.126.140,93 1,04 2.1114056,897.1,37.1, 23 K F K F K F  K Fv 1,37.1, 23.1,04 1,75  Hệ số dạng răng YF theo bảng 6.18, trang 109, [1]  Đối với bánh dẫn: YF3 3,80  Đối với bánh bị dẫn: Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 YF4 3,6 Page 18 Đồ án chi tiết máy Y  1 1     1,7 hệ số kể đến sự trùng khớp của răng o 15, 21 Y 1   0,89 140 140 hệ số kể đến độ nghiêng của răng Y 1 bánh răng phay   Với mn 4 , YS 1,00 , R , K xF 1 ( d a 400 mm)  Áp dụng công thức 6.2 và 6.2a, trang 91 và 93, [1]   F3  [ F3 ]YRYS K xF 252.1.1.1 252 MPa   F4  [ F4 ]YRYS K xF 236,5.1.1.1 236,5 MPa  Độ bền uốn tại chân răng  F3  2T2YF3 K F Y Y bw d w3 mn  2.1114056,897.3,8.1,75.0,588.0,89 109,167 MPa    F3  126.140,93.4 3.1.7 Kiểm nghiệm răng vềề quá tải T K qt  max 2, 2 T  Hệ số quá tải động cơ  Áp dụng công thức 6.48, trang 110, [1] ứng suất tiếp quá tải  H max   H  K qt 734,87 MPa    H  max 1260 MPa  Áp dụng công thức 6.49, trang 110, [1]  F 3max  F3 . K qt 240,16    F3  max  F 4max  F4 . K qt 227,52    F4  max 464 MPa 360 MPa Bảng 3.1: Thông số và kích thước bộ truyền Thông số Khoảng cách trục Modul pháp Chiều rộng vành răng Tỷ số truyền Giá trị aw 315 mm mn 4 bw3 bw  5 131mm um 3, 47  15, 21o Góc nghiêng răng Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 19 bw 4 126 mm Đồ án chi tiết máy Số răng bánh răng z3 34 Hệ số dịch chỉnh Đường kính vòng x3 0 d3 m chia Đường kính đỉnh răng Đường kính đáy răng z4 1 18 x4 0 z3 140,93 cos d 4 m z4 489,13 cos d a3 d3  2m 148,93 d a4 d 4  2m 497,13 d f3 d3  2.5m 130,93 d f4 d 4  2.5m 479,13  t 20, 66  w 20,66 Góc profin răng Góc ăn khớp 3.2 Cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh 3.2.1 Chọn vật liệu  Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, ở đây chọn vật liệu 2 cặp bánh răng như nhau  Theo bảng 6.1, trang 92, [1] ta chọn  Bánh nhỏ (bánh chủ động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có  b1 850 MPa ,  ch1 580 MPa , ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB = 245HB 1  Bánh lớn (bánh bị động): thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có  b 2 750 MPa ,  ch 2 450 MPa , ta chọn độ rắn của bánh nhỏ là HB = 230HB 2 3.2.2 Xác định ứng suất cho phép  Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở N HO1 30 HB12,4 30.2452,4 1,63.107  chu kì  N HO2 30 HB22,4 30.2302,4 1, 40.107  chu kì  N FO1  N FO2 4.107  chu kì   Số chu kì làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi 3 N HE1  T  60c   i  ni ti  Tmax  3 3   T 3   0,9T   0,7  60.1    0, 2    0,5    0,3 .902,7.16000  T   T    T   Nguyễễn Thễế Dân 2003130078 Page 20