ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY " TRẠM DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI " - Phần 3 pot

ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY: TRẠM DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI
Trang8
PHẦN 3 :THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
NÓN RĂNG THẲNG
*Thông số ban đầu:
-Công suất cần truyền : N
non
=5.39 KW
-Tốc độ bánh răng dẫn: n
1
=799 (vòng/phút)
-Tỉ số truyền sơ bộ: i
sb
=2,74
-Tốc độ bánh răng bị dẫn: n
2
=292 (vòng/phút)
-Tải trọng thay đổi, làm việc ở chế độ dài hạn.
-Làm việc 16h/ngày, 300ngày / năm ,thời hạn sử dụng 5 năm.
-Bộ truyền được đặt trong hộp kín , được bôi trơn tốt .
1.Chọn vật liệu làm bánh răng và cách nhiệt luyện.
-Ta chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ:thép 50 ; bánh lớn: thép đúc 45Л đều
thường hóa ( bảng 3-6 TKCTM)
-Tra bảng 3-8 (tkctm) ta được cơ tính:
+Thép 50 thường hóa:
σ
bk1
=620 N/mm
2
;
σ

ch1
= 320 N/mm
2
; HB=210
(Giả sử phôi rèn,đường kính phôi dưới 100 mm)
+ Thép đúc 45Л thường hóa:
σ
bk2
=550 N/mm
2
;
σ
ch2
=320 N/mm
2
; HB= 170.
2.Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép.
a) ứng suất tiếp xúc cho phép.
[ ]
σ
tx
=
[ ]
σ
Notx
k’
N
Với :
[ ]
σ

Notx=
2,6 HB (bảng 3-9 tkckm)
k’
N
=
6
(N
0
/N
td
) , với :
+N
0
= 10
7
(bảng 3-9 tkctm)
+N
td
=60u.
∑
(M
i
/M
max
)
2
n
i
T
i

-Xét bánh răng bị dẫn(bánh lớn):
N
td2
=60.1(0,8
2
.1+1
2
.6+0,9
2
.1).292.24000/8 = 391572000>N
0
=10
7
=>k’
N2
=1
=>
[ ]
σ
tx2
=
[ ]
σ
Notx
k’
N2
=2,6.170.1= 442 N/mm
2
-Xét bánh răng dẫn(bánh nhỏ):
Ta có: N

td1
=iN
td2
>N
0
=>k’
N1
=1
CBHD: Nguyễn Tấn Đạt Nhóm 47 Cơ Điện Tử 1,K34
ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY: TRẠM DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI
Trang9
[ ]
σ
tx1
=
[ ]
σ
Notx
.k’
N1
=2,6.210=546 N/mm
2
Lấy ứng suất bé hơn
[ ]
σ
tx2
=442 N/mm
2
để tính toán.
b)Ứng suất uốn cho phép.

[ ]
σ
u
=
σ
0
k”
n
/(n.
K
σ
)
≈
(1,4
→
1,6).
σ
-1
k”
N
/(n.
K
σ
) với
σ
-1
≈
(0,4-0,45).
σ
bk

Trong đó:
*
σ
bk1
=620 N/mm
2
;
σ
bk2
=550 N/mm
2
* n là hệ số an toàn
+n
1
=1,5
+n
2
=1.8
+
K
σ
=1,8 (
K
σ
là hệ số tập trung ứng suất ở chân răng)
k”
N
=
m
(N

0
/N
td
) với N
0
=5.10
6
N
td
=60u
∑
(M
i
/M
max
)
m
n
i
T
i
với : m=6 (bậc đường cong mỏi uốn)
-Xét bánh bị dẫn:
N
td2
=60.1(0,8
6
.1+1
6
.6+0,9

6
.1).292.24000/8=357070827,6> N
0
=5.10
6
 k”
N2
=1
-Xét bánh dẫn, ta thấy:
N
td1
> N
td2
> N
0
=5.10
6
=> k”
N1
=1
Vậy :
+
[ ]
σ
u1
=1,5.0,4.620.1/(1,5.1,8) =137,8 N/mm
2
+
[ ]
σ

u2
=1,5.0,4.550.1/(1,8.1,8)=101,9 N/mm
2
3.Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K.
-Ta chọn: K=1,5
4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng.
Ta chọn :
ψ
L
=b/L =0,3
5.Xác định chiều dài nón L.
( )
3
2
2
6
2
85,0][.5,01
10.05,1
1
n
KN
i
iL
LtxL
ψσψ







−
+≥

=141 mm

=> b = L

.
ψ
L
= 141.0.3= 42,3 mm
Trang10
CBHD: Nguyễn Tấn Đạt Nhóm 47 Cơ Điện Tử 1,K34
ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY: TRẠM DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI
6.Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng.
Ta có : v =
π
d
tb1
n
1
/60000 = [2
π
L(1-0,5
ψ
L
)n
1

]/[60000. (i
2
+1)]=3,44 m/s
 cấp chính xác để chế tạo bánh răng là 7 (bảng 3-11 tkctm)
và : d
tb1
=82,2 mm
7.Định chính xác hệ số tải trọng K và chiều dài nón L
Ta có : K=K
tt
.K
đ
Với: K
tt
=(K
ttbang
+1)/2

Mà:
ψ
d
=b/ d
tb1
= 0,514 => K
ttbang
=1,16 (bảng 3-12 tkctm)
 K
tt
=1,08
Tra bảng 3-13(tkctm), ta được: K

đ
=1,45
Vậy : K=K
tt
.K
d
=1,566 khác với dự đoán K sơ bộ là 1,5
Tính lại chiều dài nón: L=L
sobo
.
3
(K/K
sobo
) =143 mm
8.Xác định modun , số răng và chiều dài bánh răng.
-Xét modun: m
S
=(0,02
→
0,03)L =2,86
→
4,29 mm
Chọn theo tiêu chuẩn: m
S
=3 (bảng 3-1 tkctm)
-Xét số răng: Z
1
= 2L/[ m
S.
(i

2
+1)] =32,7
Chọn :Z
1
=32 =>Z
2
=i. Z
1
=87,68 lấy Z
2
=88
-Tính chính xác chiều dài nón: L=0,5 m
S
. (Z
1
2
+Z
2
2
)=140,46 mm
-Chiều dài răng: b= L.
ψ
L
=0,3.140,46=42,14 mm
-Modun trung bình : m
tb
= m
S
.(L – 0,5b)/L=2,55 mm.
9.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.

-Góc mặt nón lăn bánh nhỏ :tan
ϕ
1
=i
-1
=0,365 =>
ϕ
1
=20
o
3’0,85’’
-Số răng tương đương của bánh nhỏ: Z
td1
=Z
1
/cos
ϕ
1
=34
-Góc mặt nón lăn bánh lớn: tan
ϕ
2
=i=2,74 =>
ϕ
2
=70
o
-Số răng tương đương của bánh lớn: Z
td2
= Z

2
/cos
ϕ
2
=257
-Theo bảng 3-18 và số răng tương đương tìm được ta chọn hệ số dạng răng:
+bánh nhỏ y
1
= 0,451
+bánh lớn :y
2
=0,517
-Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ:
σ
uon1
=19,1.10
6
.K.N/(0,85.y
1
. m
tb
2
.Z
1
.n
1
.b)=60,03 N/mm
2
<
[ ]

σ
u1
Trang11
-Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn:
CBHD: Nguyễn Tấn Đạt Nhóm 47 Cơ Điện Tử 1,K34
ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY: TRẠM DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI
σ
uon2
=
σ
uon1
. y
1
/ y
2
=52,37 N/mm
2
<
[ ]
σ
u2
10. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền.
-Modun mặt mút lớn : m
S
= 3mm.
-Số răng Z
1
= 32 ; Z
2
=88

-Chiều dài răng : b= 42,14 mm
-Chiều dài nón: L = 140,46 mm
-Góc mặt nón chia (cũng là góc mặt nón lăn):
ϕ
1
=20
o
3’0,85’’ ;
ϕ
2
=70
o
-Đường kính vòng chia (vòng lăn):
+ d
1
=m
S
.Z
1
=3.32=96 mm
+d
2
=m
S
.Z
2
= 3.88=264 mm
-Góc ăn khớp:
α
=20

o
-Đường kính vòng đỉnh:
+D
e1
=m
S
(Z
1
+2cos
ϕ
1
)= 101.63 mm
+ D
e2
=m
S
(Z
2
+2cos
ϕ
2
)= 266 mm
-Đường kính vòng lăn (vòng chia) trung bình:
+d
tb1
=d
1
(1-0,5b/L)= 81,6 mm
+ d
tb2

=d
2
(1-0,5b/L)=224,4 mm
Các thông số khác có thể tính theo các công thức trong bảng 3-5 (tkctm)
11. Tính các lực tác dụng.
-Đối với bánh răng nhỏ:
+Lực vòng : P
1
= 2M
x1
/ d
tb1
=1579 N
+Lực hướng tâm: P
r1
=P
1
.tg
α
cos
ϕ
1
=540 N
+Lực dọc trục: P
a1
=P
1
tg
α
sin

ϕ
1
=197 N
-Đối với bánh răng lớn :
+P
2
= P
1
=1579 N
+P
r2
= P
a1
=197 N
+P
a2
= P
r1
=540 N
CBHD: Nguyễn Tấn Đạt Nhóm 47 Cơ Điện Tử 1,K34