Tính toán và thiết kế hộp giảm tốc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (604.19 KB, 73 trang )
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN
PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Các dữ kiện ban đầu
Lực kéo băng tải:
F=1000 (N)
Vận tốc băng tải:
v=1,11 (m/s)
Đường kính tang dẫn băng tải:
D=265 (mm)
Thời gian phục vụ:
Lh=16000 (giờ)
Số ca làm việc:
soca=3 (ca)
Góc nghiêng bố trí bộ truyền ngồi:
α=45 (độ)
Đặc tính làm việc:
Êm
Bánh răng chủ động:
Răng thẳng
1.1.
CHỌN ĐỘNG CƠ
1.1.1. Xác định công suất u cầu trên trục động cơ điện
(1.1)
Trong đó:
Pyc: Cơng suất yêu cầu trên trục động cơ điện (kW)
Plv: Công suất trên trục bộ phận máy công tác (trục của bộ
phận làm việc) (kW)
: Hiệu suất chung của toàn hệ thống
1.1.1.1. Tính cơng suất trên trục của máy cơng tác
(1.2)
Trong đó:
- Plv: Cơng suất trên trục bộ phận máy cơng tác (trục của bộ
-
phận làm việc) (kW)
F: Lực kéo băng tải (N)
v: vận tốc di chuyển của băng tải (m/s)
1.1.1.2. Xác định hiệu suất chung của tồn hệ thống
(1.3)
Trong đó:
-
: hiệu suất của chi tiết hoặc bộ truyền thứ i;
k: số lượng bộ truyền hoặc chi tiết đó;
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 4
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Cụ thể:
Tra bảng 2.3[1] ta có:
Hiệu suất của một cặp ổ lăn:
= 0,99
Hiệu suất của khớp nối:
Hiệu suất của bộ đai:
=0,99
0,95
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng:
0,97
1.1.1.3. Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ
Thay giá trị của Plv và vào (1.1) ta được công suất yêu cầu trên trục
động cơ điện:
1.1.2. Xác định tốc độ quay đồng bộ của động cơ điện
(vg/ph)
(1.4)
Trong đó:
-
nsb: tốc độc quay sơ bộ mà động cơ cần có (vg/ph)
nlv: tốc độ quay của trọng máy công tác (bộ phần làm
-
việc) (vg/ph)
usb: tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống
1.1.2.1. Xác định tốc độ quay của trục bộ phận cơng tác
(1.5)
Trong đó:
-
nlv: Tốc độ quay của bộ phận cơng tác (vg/ph)
v: vận tốc băng tải (m/s)
D: đường kính tang (mm)
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 5
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
1.1.2.2. Xác định sơ bộ tỷ số truyền của hệ thống
(1.6)
Trong đó:
-
usb: tỷ số truyền của hệ thống
usbi: tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền thứ i trong hệ
-
thống
usb(đ): tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền Ngoài (bộ
-
truyền Đai)
usb(br): tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền Trong (Bánh
răng)
Tra bảng 2.4[2] ta chọn được tỷ số truyền sơ bộ của:
-
Truyền động đai: usb(đ)=2
Truyền động bánh răng: usb(br)= 4 (hộp giảm tốc một
cấp)
Thay số vào (1.6) ta được:
Từ nlv và usb thay vào (1.4) ta được:
(vg/ph)
1.1.2.3. Xác định sơ bộ tỷ số truyền của hệ thống
Từ nsb= 640,00 (vg/ph) chọn tốc bộ đồng bộ của động cơ điện (n đb)
là: nđb=750(vg/ph)
1.1.3. Chọn động cơ điện
Từ Pyc= 1,24 (kW) và nđb=750 (vg/ph), Chọn động cơ Việt Hung
xoay chiều 3 pha đã có sẵn trên Microsoft Team, từ đó ta có bảng
sau:
Bảng 1: Thơng số của động cơ điện (HEM)
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 6
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Kí hiệu
Cơng
Số vịng
Khối lượng
Đường
động cơ
suất
quay
động cơ
kính trục
nđc (vg/ph)
(kg)
Pđc
3K112Mb8
(kW)
1,5
715
1,7
1,6
43
(mm)
28
Ghi chú:
Pđc:Động cơ điện cần dùng (PđcPyc) (kW)
nđc: tốc độ quay của động cơ (vg/ph)
: Tỷ số giữa momen cực đại và momen danh nghĩa của động cơ
: Tỷ số giữa momen mở máy và momen danh nghĩa của động cơ
: Khối lượng của động cơ (kg)
: đường kính trục (mm)
1.2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
- Tỉ số truyền chung của hệ thống:
(1.11)
Trong đó:
- : Tốc độ quay của động cơ (vg/ph)
- : Tốc độ quay của bộ phận cơng tác (vg/ph)
- Với
(1.12)
Trong đó là tỉ số truyền của bộ truyền thứ i trong hệ thống
- Cụ thể:
(1.13)
Trong đó là tỉ số truyền của cặp bánh răng, là tỉ số truyền của
bộ truyền đai
Từ đó có thể chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền Trong hộp ()
rồi suy ra tỉ số truyền của bộ truyền Ngoài () hoặc ngược lại. Cụ
thể:
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 7
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
- Nếu chọn trước thì suy ra:
(1.14)
Chọn trước , áp dụng cơng thức trên ta có:
1.3 TÍNH CÁC THƠNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC
1.3.1 Tỉ số truyền
- Tỉ số truyền từ trục động cơ sang Trục I:
�đc->I = �đ =2,24
- Tỉ số truyền từ Trục I sang Trục II của hộp giảm tốc
=3,99
uI->II = �br
- Tỉ số truyền từ Trục II (trục ra của HGT) sang trục bộ phận công tác
(trục của bộ phận làm việc): uII->lv= uk = 1
1.3.2 Tính tốc độ quay trên các trục
Tốc độ quay trên trục động cơ: (vg/ph)
Tốc độ quay trên trục I:
= =319,20 (vg/ph)
Tốc độ quay trên trục II:
= =80,00 (vg/ph)
Tốc độ quay thực trên trục cơng tác:
= ==80,00(vg/ph)
Trong đó:
-
độ quay trên trục động cơ: nđc (vg/ph)
độ quay trên trục I (trục vào của HGT): nI (vg/ph)
độ quay trên trục II: �II (vg/ph)
độ quay thực trên trục bộ phận công tác là
�lv,t(vg/ph)
Tốc
Tốc
Tốc
Tốc
1.3.3 Tính cơng suất trên các trục
Cơng suất trên trục công tác: Pct=Plv=1,11(kW)
Công suất trên trục II là :
)
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 8
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Công suất trên trục I là :
Cơng suất thực của động cơ là:
Pđc,t
Trong đó:
-
Cơng
Cơng
Cơng
Cơng
suất
suất
suất
suất
trên
trên
trên
trên
trục bộ phận công tác: Plv )
Trục II (trục ra của HGT): (��)
Trục I (trục vào của HGT): (�W)
trục động cơ (thực): Pđc,t (kW)
1.3.4 Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn trên trục I là:
Mômen xoắn trên trục II là:
Mômen xoắn trên trục công tác là:
Mơmen xoắn thực trên trục động cơ là:
Trong đó:
-
Mơmen
Mơmen
Mơmen
Mơmen
xoắn
xoắn
xoắn
xoắn
trên trục I là:(N.mm)
trên trục II là: (N.mm)
thực trên trục công tác là:Tlv,t (N.mm)
thực trên trục động cơ là: Tđc,t (N.mm)
1.4 BẢNG THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 9
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Thông số/Trục
Động Cơ
I
II
Công Tác
Tỷ số truyền
2,24
3,99
1
u
Tốc độ quay
n(vg/ph)
715
319,20
80,00
80,00
1,24
1,17
1,12
1,11
Công Suất
P(kW)
Mô men xoắn
T(N.mm)
16562,24
PHẦN 2:
THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
2.1. Các dữ kiện ban đầu
Tỷ số truyền từ động cơ sang trục I: ;
Tốc độ quay trên trục động cơ: = 715 (vg/ph);
Công suất thực của động cơ: Pđc,t=1,24 (kW);
Momen xoắn thực trên trục động cơ: Tđc,t=16562,24 (N.mm).
2.2. Tính tốn thiết kế
2.2.1. Tính tốn thiết kế bộ truyền ngồi (bộ truyền đai)
DỮ LIỆU ĐẦU VÀO
Thông số
Tỉ số truyền
Tốc độ quay trục chủ
động
Đồ án Chi Tiết Máy
Kí
hiệu
u
n1
Đơn vị
Giá trị
(vg/ph
2,24
715
Ghi chú
bảng ()
bảng
)
Đề: 2.2
Page 10
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Công suất trên trục chủ
P1
(kW)
động
Mô men xoắn trên trục
T1
(N.mm 16562,24
bảng
Lh
)
(giờ)
(độ)
Lh đầu đề
chủ động
Thời gian phục vụ
Góc nghiêng đường nối
1,24
16000
45
tâm bộ truyền ngoài
Êm
Chế độ làm việc
2.2.1.1. Chọn loại đai và tiết diện đai
bảng
đầu đề
Đầu đề
_Chọn loại đai : đai thang thường
Với các thông số P1 =1.24 (kW) và n1 = 715 (vg/ph) ta chọn được đai
tiết diện O
2.2.1.2. Xác định các thông số của bộ truyền
2.2.1.2.1. Đường kính bánh đai (d1 và d2)
Tra bảng 4.13[1](trang 59) được giới hạn đường kính bánh đai nhỏ :
70-140 (mm)
Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho trong bảng 4.21[1](trang 63) phần chú
thích được 112 (mm)
Kiểm tra về vận tốc đai
= = 4,19 (m/s) = 25 (m/s)
= 25 (m/s) đối với đai thường
Xác định :
Chọn hệ số trượt ϵ = 0.01, do vậy
= 2,24 112 (1 – 0,01 ) = 248,37 (mm)
Theo bảng 4.21[1] (trang 63) phần chú thích chọn = 250 (mm)
Tỷ số truyền thực tế
= = 2,25
Sai lệch tỷ số truyền
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 11
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
= (thỏa mãn)
2.2.1.2.2. Xác định khoảng cách trục
Dựa vào ,tra bảng 4.14[1](trang 60), chọn 1,2
= 300 (mm) chọn=400
Kiểm tra điều kiện: 0,55(�2+�1)+ℎ ≤ � ≤2(�2+�1)
0.55(250+112)+6 ≤ � ≤ 2(250+112)
205,1 ≤ � ≤724 ( thỏa mãn )
2.2.1.2.3. Chiều dài đai L
Dựa vào bảng 4.13[1](trang 59), chọn L theo tiêu chuẩn, L = 1400
(mm)
Số lần uốn của đai trong 1(s) là:
= = 2,99 (m/s) (m/s) (thỏa mãn)
Tính chính xác khoảng cách trục:
Trong đó:
= 831,37
= 69
Tính được
2.2.1.2.4. Góc ôm
Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ
= 180 120 (thỏa mãn)
2.2.1.3 Tính số đai Z
Trong đó :
- cơng suất trên trục bánh chủ động (kW)
- công suất cho phép. Tra bảng 4.19[1](trang 62)) theo tiết diện đai
O, 112(mm), 4,19(m/s), được :
• 0.75 (kW)
• 1320 (mm)
- : hệ số tải trọng động. Tra bảng 4.7[1](trang 55), được 1,3
- : hệ số ảnh hưởng của góc ơm
- : hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai. Tra bảng 4.16[1](trang 61) với
được ,0
- : hệ số ảnh hưởng của tỷ số truyền. Tra bảng 4.17[1](trang 61) với
được 1,13
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 12
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
- : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai. Tra
bảng 4.18[1](trang 61) theo được
= Số đai :
= 1,99
Chọn
2.2.1.4. Các thơng số hình học khác của bánh đai
Góc đáy rãnh hình thang, chọn
Chiều rộng bánh đai B = (z-1).t+2.e = (2-1).12+2.8=28 => Chọn
B=32
Đường kính ngồi bánh đai : da1 = d1 +2h0 =112+2.2,5=117
(mm)
da2 = d2+2h0 = 250+2.2,5=255 (mm)
Đường kính đáy bánh đai : df1 = da1-2H = 117-2.10 =97(mm)
df2 = da2-2H =225-2.10=235 (mm)
2.2.1.5. Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu :
Chọn bộ truyền tự động điều chỉnh lực căng thì
=0,061.4,192=1,07(N)
Do , thay số vào lực căng ban đầu ta được:
Lực tác dụng lên trục bánh đai
2.2.1.6. Bảng kết quả tính tốn thơng số của bộ truyền đai
thang
Thông số
Đồ án Chi Tiết Máy
Ký hiệu
Giá trị
Đề: 2.2
Đơn vị
Page 13
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Loại đai
Đường kính bánh đai nhỏ
Đường kính bánh đai lớn
Số đai
Khoảng cách trục
Góc ơm bánh đai nhỏ
Lực căng ban đầu
Lực tác dụng lên trục
Đường kính đỉnh đai lớn
Đường kính đỉnh đai nhỏ
Đường kính đáy đai lớn
Đường kính đáy đai nhỏ
Tỷ số truyền thực
Chiều dài đai
Thường loại O
112
250
2
160,82
255
117
235
97
2,25
1400
da2
da1
df2
df1
ut
L
mm
mm
mm
độ
N
N
mm
mm
mm
mm
mm
2.2.2. Tính tốn thiết kế bộ truyền trong (bộ truyền bánh
răng trụ răng thẳng)
Thơng số đầu vào:
Thơng số
Kí hiệu
Kí
Đơn
Giá trị
Ghi chú
hiệu
Tỉ số truyền
Tốc độ quay trục
chung
u
n
3,99
319,20
ubr bảng
n1
vị
(vg/p
chủ động
Tốc độ quay trục bị
n
n2
h)
(vg/p
80,00
nII bảng
động
Công suất trên trục
P
P1
h)
(kW)
1,17
PI bảng
chủ động
Công suất trên trục
P
P2
(kW)
1,12
PII bảng
bị động
Mô men xoắn trên
T
T1
(N.m
35004,
TI bảng
trục chủ động
Mô men xoắn trên
T
T2
m)
(N.m
70
133700
TII bảng
trục bị động
Thời gian phục vụ
Lh
Lh
m)
(giờ)
16000
Lh đầu đề
Đồ án Chi Tiết Máy
u12
Đề: 2.2
nI bảng
Page 14
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
2.2.2.1. Chọn vật liệu
Tra bảng
B
6.1
[1]
92 , ta chọn:
Vật liệu bánh răng lớn (bánh bị động):
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
Độ rắn: , ta chọn HB2=195
Giới hạn bền σb2=750 (MPa)
Giới hạn chảy σch2=450 (MPa)
Vật liệu bánh răng nhỏ:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
Độ rắn: HB=192÷240, ta chọn HB1= 210
Giới hạn bền σb1=750 (MPa)
Giới hạn chảy σch1=450 (MPa)
2.2.2.2. Xác định ứng suất cho phép
a. Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép
Chọn sơ bộ:
Khi đó (2.1) và (2.2) trở thành:
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 15
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Trong đó:
: Ứng suất tiếp xúc cho phép (MPa);
Ứng suất uốn cho phép (MPa);
Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc;
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vịng;
Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng;
Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng;
Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất;
Hệ số xét đến độ kích thước bảnh răng ảnh hưởng đến độ bền
uốn;
, : hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc và uốn;
Tra bảng [I] ta được
– Bánh chủ động = 1,1; = 1,75
– Bánh bị động = 1,1; = 1,75
, : ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu
kỳ cơ sở (MPa)
= 2HB + 70
= 1,8HB
(2.5)
(2.6)
– Bánh chủ động
= 2 + 70 = 2 . 210 + 70 = 490 (MPa)
= 1,8 = 1,8 . 210 = 378 (MPa)
– Bánh bị động
= 2 + 70 = 2. 195 + 70 = 460 (MPa)
= 1,8 = 1,8 . 105 = 351 (MPa)
, : hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và
chế độ tải trọng của bộ truyền;
=
(2.7)
=
(2.8)
– , : bậc của đường cong mỏi. Bánh răng có HB 350 (HB1 =
210; HB2 = 195)
= = 6;
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 16
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
– : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc;
– : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn;
* Bánh chủ động
= 30 = 30 = 11,23
=4
* Bánh bị động
= 30 = 30 = 9,40
=4
– , : số chu kỳ thay đổi ứng suất
= = 60
(2.9)
* c : số lần ăn khớp trong 1vòng quay c = 1;
* n : vận tốc vòng của bánh răng (vg/ph);
* : tổng số giờ làm việc của răng = (giờ).
* Bánh chủ động
= = 60 = 60 1 319,20 16000 = 306,43
* Bánh bị động
= = 60 = 60 1 80,00 16000 = 76,8
Bánh chủ động :
◦ Vì
lấy = do đó = 1
◦ Vì
lấy = do đó = 1
Bánh bị động :
◦ Vì
lấy = do đó = 1
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 17
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
◦ Vì
lấy = do đó = 1
Thay số vào công thức (2.1) và (2.2) được :
- Bánh chủ động
- Bánh bị động
Do bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
= vì
b. Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải và ứng suất uốn
cho phép khi quá tải
trong đó
giới hạn chảy (MPa), ;
2.2.2.3. Tính thiết kế
a. Xác định thông số cơ bản của bộ truyền (xác đinh khoảng
cách trục sơ bộ)
= ( (mm);
(2.10)
• : hệ số, phụ thuộc vật liệu làm cặp bánh răng và loại răng
(thẳng); tra bảng => = 49,5 (MPa1/3);
• : momen xoắn trên trục chủ động. = 35004,70 (Nmm);
• : ứng suất tiếp xúc cho phép. = 418,18 (MPa);
• : tỷ số truyền, = 3,99;
• , : Các hê số. Tra bảng chọn = 0,4
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 18
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
= 0,53 ( + 1) = 0,53 . 0,4 . (3,99+1) = 1,06
• : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc; Tra bảng với = 1,06 sơ đồ bố trí
là sơ đồ 6 và HB 350, được : = 1,05
Thay số vào (2.10) được:
= ( = 49,5 . (3,99 + 1) = 125,67 (mm)
Chọn = 120 mm vì đã lần lượt thử chọn
b. Xác định thông số ăn khớp
* Xác định mô đun (m)
= 120 = 1,2 2,4 (mm)
Tra bảng , chọn m theo tiêu chuẩn, => = 2
* Xác định số răng (Z)
= =
Chọn = 24 (răng)
= = 3,99 . 24 = 95,76
Chọn = 96 (răng)
trong đó:
+Z1, Z2: lần lươt là số răng của bánh răng chủ động và bánh bị động.
_Tỷ số truyền thực tế ()
= = =4
Sai lệch tỷ số truyền
= 100
Số răng tổng = Z1+Z2 = 24+96 = 120
Khoảng cách trục awtl == =120
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 19
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Vậy aw = 120 mm, không cần dịch chỉnh (hay hệ số dịch
chỉnh x1 = x2 = 0)
* Xác định góc nghiêng của răng
β=0
* Xác định góc ăn khớp
cos = = =0,94
= 20o
Trong đó:
_: góc ăn khớp;
_α: góc prơ fin gốc, theo TCVN 1065-71, α=20o;
c. Xác định một số thông số của bộ truyền bánh răng.
_Khoảng cách trục:
_Đường kính vịng chia:
_Đường kính vịng lăn:
_Đường kính vịng cơ sở:
_Đường kính vịng đỉnh răng:
_Đường kính đáy răng:
_Chiều rộng vành răng:
* Xác định các thông số động học và ứng suất cho phép
_Tỷ số truyền thực tế
=4
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 20
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
_Vận tốc vòng của bánh răng
= 0,80 (m/s)
Ứng suất cho phép tính ở mục 2.2.2.2 chỉ là ứng suất cho phép sơ
bộ. Sau khi xác định được vật liệu, các kích thước và thơng số động
học của bánh răng, cần phải xác định chính xác ứng suất cho phép
chính xác.
= (MPa)
=
(MPa)
Trong đó:
• và là ứng suất cho phép sơ bộ đã tính ở mục 2.2.2.2
• : hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc. Từ dữ liệu trong
trang 91và 92 [I] chọn:
= 1,25 0,63 μm
⇒=1
• : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vịng.
_Vì ≤ 5 (m/s)
=> = 1
• : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
=> = 1 (do )
• : hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. Chọn = 1
• : hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với sự tập trung ứng suất
= 1,08−0,0695 ln()
với là mô đun = 2 (mm)
= 1,08−0,0695 ln() = 1,03
• : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền
uốn. = 1
Thay số được
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 21
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
= = 418.18 . 1 . 1 = 418,18 (MPa)
Bánh chủ động:
= = 216 . 1 . 1,03 . 1 = 222,48 (MPa)
Bánh bị động:
= = 200,57 . 1 . 1,03 . 1 = 206,59 (MPa)
2.2.2.4.Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
=
(2.11)
• : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng. = 274
• : hệ số kể đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc =
• : hệ số trùng khớp.Phụ thuộc hệ số trùng khớp ngang và hệ số
trùng khớp dọc
– : hệ số trùng khớp ngang
= cos = . cos0o = 1,71
– : hệ số trùng khớp dọc
= =0
Có 0 nên = = = 0,87
• : hệ số tải trọng
=
– : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều
rộng vành răng (đã xác định ở mục a phần 2.2.2.3).
=> = 1,05
– : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên các cặp
răng đồng thời ăn khớp
=> = 1 với bánh răng thẳng
– : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 22
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Tra phụ lục với
* CCX = 9
* HB < 350
* Răng thẳng
* v = 0,80 (m/s)
=> = 1,05
Thay số được:
= = 1,05 . 1 . 1,05 = 1,10
• : chiều rộng vành răng, ;
• : đường kính vịng lăn (đã tính ở mục c phần 2.2.2.3). 48 (mm)
Thay số được
=
== 386,98 (MPa)
◦ Thỏa mãn điều kiện
– Kiểm tra:
=> Chấp nhận
2.2.2.5. Kiểm nghiệm độ bền uốn
• và là ứng suất uốn cho phép chính xác đã tính từ mục trước;
• : hệ số tải trọng khi tính về uốn
–
: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều
rộng vành răng. Tra bảng với = 1,06 và sơ đồ bố trí là sơ đồ
6, được:
= 1,1
– : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên các cặp
răng đồng thời ăn khớp. = 1,37 theo bảng .
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 23
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
– : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Tra phụ lục với
* CCX = 9
* HB < 350
* Răng nghiêng
* v = 0,80 (m/s)
=> = 1,13
Thay số được:
= 1,1. 1,37 . 1,13 = 1,70
• : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
= =0,58
• : hệ số kể đến độ nghiêng của răng.
• và : hệ số dạng răng. Phụ thuộc số răng tương đương và
= 24
= 96
Tra bảng với:
– = 24
– = 96
– =0
– =0
được: = 3,90 và = 3,60
Thay số được
Thỏa mãn yêu cầu
2.2.2.6. Kiểm nghiệm độ bền quá tải
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 24
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Trong đó:
– Kqt: hệ số quá tải;
– Tmax / T: Tỉ số giữa mô men xoắn quá tải và mô men xoắn danh
nghĩa.
_Ứng suất tiếp xúc cực đại :
_Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
Ta thấy => Thỏa mãn điều kiện.
_Ứng suất cực đại tại mặt lượn chân răng:
_Ứng suất uốn cho phép khi quá tải :
Ta thấy => Thỏa mãn điều kiện.
2.2.2.7. Một số thông số khác của cặp bánh răng
2.2.2.8.
Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng
Thông số
Vật liệu bánh răng nhỏ
Vật liệu bánh răng lớn
Khoảng cách trục
Độ rắn mặt răng bánh nhỏ
Độ rắn mặt răng bánh lớn
Đồ án Chi Tiết Máy
Ký hiệu
Thép
Thép
HB1
HB2
Giá trị
Đơn vị
120
210
195
mm
HB
HB
Đề: 2.2
Page 25
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Số răng
24
96
4
2
0
răng
răng
Chiều rộng vành răng
48
mm
Đường kính vịng lăn
48
192
52
196
43
187
mm
mm
mm
mm
mm
mm
1458,53
530,86
0
N
N
N
Tỷ số truyền thực
Mơ đun pháp
Góc nghiêng của răng
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng
Lực ăn khớp
Lực vịng
Lực hướng tâm
Lực dọc trục
ut
mm
độ
PHẦN 3: TÍNH THIẾT KẾ TRỤC, CHỌN Ổ LĂN
3.1. Chọn khớp nối.
Thông số đầu vào:
Mômen cần truyền:
dsb = = = 35,45 (mm)
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 26
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
= 35,45
Chọn khớp nối.
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục
Chọn khớp nối theo điều kiện:
Trong đó - Đường kính trục cần nối
–Mơmen xoắn tính tốn
k -Hệ số chế độ làm việc tra bảng 16.1Tr58 [2] lấy k=1,3
T- Momen xoắn danh nghĩa trên trục:
Do vậy
Tra bảng 16.10a [2] tr 68 với điều kiện
=>
Tra bảng 16.10bTr69 [2] với
3.1.1.Kiểm nghiệm khớp nối.
Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:
a) Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi
-Ứng suất dập cho phép của vòng cao su
Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:
Thỏa mãn.
b) Điều kiện bền của chốt:
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 27
Họ và tên: Đỗ Xuân Trường
MSSV: 20195699
Lớp: KTCK09-K64
Họ và tên: Đinh Thái Dương
MSSV: 20195348
Lớp: KTCK09-K64
Trong đó:
[]- Ứng suất uốn cho phép của chốt.Ta lấy []=(60) MPa;
Do vậy, ứng suất sinh ra trên chốt:
Thỏa mãn.
3.1.2.Lực tác dụng lên trục.
Ta có
Các thơng số cơ bản của nối trục vịng đàn hồi:
Thơng số
Mơmen xoắn lớn nhất có thể
truyền được
Đường kính lớn nhất có thể của
nối trục
Số chốt
Đường kính vịng tâm chốt
Chiều dài phần tử đàn hồi
Chiều dài đoạn cơng xơn của chốt
Đường kính của chơt đàn hồi
Lực tác dụng lên trục
Kí hiệu
Giá trị
250(N.m)
36 (mm)
Z
Fkn
6
105 (mm)
28 (mm)
34 (mm)
14 (mm)
509,33(N)
3.2. Tính sơ bộ trục:
3.2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục:
Đồ án Chi Tiết Máy
Đề: 2.2
Page 28
