đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động băng tải

Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
tính động học hệ dẫn động
1. Chọn động cơ
1.1. Chọn kiểu động cơ:
Sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha vì phù hợp với lới điện công nghiệp,
giá thành rẻ, đợc sử dụng rộng rãi trên thị trờng và phù hợp với hệ dẫn động
băng tải.
1.2. Chọn công suất động cơ:

Công suất trên trục công tác:
P
ct
=
1000
v.F
Trong đó:
+ P
ct
: công suất trên trục công tác (kW)
+ F: lực kéo băng tải (N)
+ v: vận tốc băng tải (m/s)
+ : hiệu suất truyền động
Với F = 9500 N
v = 0,48 m/s

P
ct

=
56,4
1000
48,0.9500
=
(kW)

Công suất yêu cầu
P
yc
=


.P
ct
Trong đó:
+ : hiệu suất của bộ truyền


=

đ
.

2
ol
.

2
br

.

k
.

ot

Theo bảng 2.3 tài liệu [1]
hiệu suất của đai:
đ
= 0,96
hiệu suất của ổ lăn:
ol
= 0,99
hiệu suất của bánh răng:
br
= 0,96
hiệu suất của khớp:
k
= 0,99 (do là khớp mềm)
hiệu suất của ổ trợt:
ot
= 0,99
1
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

= 0,96 . (0,99)
2
. (0,99)
2
. 0,99 . 0,99 . =

0,9
+ : hệ số tải trọng tơng đơng
( )
93,0
8
3
.8,0
8
5
.1
t
t
.
T
T
t
t
.
T
T
t
t
.
T

T
2
2
ck
2
1
2
ck
1
1
1
n
1i
ck
i
2
1
i
=+=
+=








=

=


9,0
93,0.56,4
P
yc
=
= 4,74 (kW)
Vậy P
đc
4,74 kW
1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ

Số vòng quay của tang:
)ph/v(65,28
320.
48,0.60000
D.
v.60000
n
ct
===


Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n
sơ bộ
= n
ct

. u
ng .
u
h

Trong đó:
Theo bảng 2.4 tài liệu [1]
Chọn u
h
= 15
u
ng
= 3
n
sb
= 28,65. 15 . 3 = 1289,25 v/ph

Mômen mở máy thỏa mãn điều kiện
K
T
T
T
T
1
mm
dn
K
=
(hệ số quá tải)
Theo đề bài:

4,1
T
T4,1
T
T
1
1
1
mm
==
Chọn động cơ thỏa mãn phải thỏa mãn các điều kiện sau:













4,1
T
T
nn
PP
dn

K
sbdc
ycdc
Theo bảng P1.2 tài liệu [1]
2
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Chọn động cơ 4A112M4Y3 có P
dc
= 5,5 kW
n
đc
= 1425 v/ph
2. Phân phối tỷ số truyền
2.1. Xác định tỷ số truyền chung
u
chung
=
74,49
65,28
1425
n
n
ct
dc
==
u

ng
= 3
u
h
=
6,16
3
74,49
u
u
ng
ch
==
2.2. Phân phối tỷ số truyền
u
h
= u
1
. u
2
= 16,6
u
1
= u
2
=
6,16u
h
=
= 4,07

Tính lại u
ng
u
ng
= u
ch
/(u
1
.u
2
) = 49,74/16,6 = 3
3. Tính toán các thông số động học

Công suất trên trục
)kW(56,4
1000
48,0.9500
1000
v.F
P
ct
===
)kW(65,4
99,0.99,0
56,4
.
P
P
kot

ct
III
===

)kW(74,4
99,0.96,0
65,4
.
P
P
ổBR
III
II
===

( )
kW99,4
99,0.96,0
74,4
.
P
P
ổBR
II
I
===

( )
kW2,5
96,0

99,P
P
d
I
'
dc
=
4
==



Số vòng quay trên trục
n
đc
= 1425 (v/ph)
3
§å ¸n chi tiÕt m¸y L¬ng Chi Mai
–
C§T2
–
K49
)ph/v(67,28
07,4
7,116
u
n
n
)ph/v(7,116
07,4

475
u
n
n
)ph/v(475
3
1425
u
n
n
BRtru
II
III
BRtru
I
II
d
dc
I
===
===
===
n
ct
= 28,65(v/ph)
•
M«men xo¾n trªn trôc
)Nmm(25,34849
1425
2,5

.10.55,9
n
P
.10.55,9T
6
dc
dc
6
dc
===
)Nmm(26,100625
475
99,4
.10.55,9
n
P
.10.55,9T
6
I
I
6
I
===
)Nmm(03,387892
7,116
74,4
.10.55,9
n
P
.10.55,9T

6
II
II
6
II
===
( )
Nmm10.155
67,28
65,4
.10.55,9
n
P
.10.55,9T
46
III
III
6
III
===
)Nmm(10.152
65,28
56,4
.10.55,9
n
P
.10.55,9T
46
tg
tg

6
ct
≈==
LËp b¶ng thèng kª:
Trôc
Th«ng sè
§éng c¬ I II III C«ng t¸c
U 3 4,07 4,07 1
P (kW) 5,2 4,99 4,74 4,65 4,56
n (v/ph) 1425 475 116,7 28,67 28,65
4
§å ¸n chi tiÕt m¸y L¬ng Chi Mai
–
C§T2
–
K49
T (Nmm) 34849,25 100325,26 387892,03 155.10
4
152.10
4
5
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Tính toán bộ truyền ngoài (bộ truyền đai)
4. Chọn đai

Chọn tiết diện đai

Theo (4.2) tài liệu [1]
= 0,02
Chọn tiết diện đai thang:
Theo hình 4.1 tài liệu [1]
Với P
đc
= 5,2 kW
n
đc
= 1425 vòng/phút
chọn tiết diện đai với các thông số:
Ký
hiệu
Kích thớc tiết diện, mm
Diện tích
tiết diện A,
mm
2
Đờng kính
bánh đai
nhỏ d
1
,
mm
Chiều dài
giới hạn l,
mm
b
t
b h y

o

16 17 10,5 4,0 138 140 ữ 280 800 ữ 6300

Chọn đờng kính bánh đai nhỏ
Chọn d
1
= 200 mm
Kiểm tra vận tốc đai
max
11
v)s/m(92,14
1000.60
1425.200.
1000.60
n.d.
v <===


với v
max
= 25 m/s thoả mãn điều kiện.

Chọn đờng kính bánh đai lớn
Theo (4.2) tài liệu [1], chọn
d
2
= u . d
1
/ (1 -

) = 3 . 200 / (1 0,02) = 612,24 (mm)
Theo bảng 4.21 tài liệu [1] chọn đờng kính tiêu chuẩn
d
2
= 630 mm
Vậy tỉ số truyền thực tế:
21,3
)02,01(200
630
)1(d
d
u
1
2
t
=

=

=

6
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
%4%07,0%100.
3

321,3
%100.
u
uu
u
t
<=

=

=


Chọn khoảng cách trục và chiều dài đai
Theo bảng 4.14 trang 60 tài liệu [1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỉ số
truyền u và đờng kính bánh đai d
2
:
1
d
a
2
=
(với u
t
= 3,21) a = d
2
= 630
Kiểm tra điều kiện a:
0,55(d

1
+ d
2
) + h a 2(d
1
+ d
2
)
0,55(d
1
+ d
2
) + h = 0,55(200 + 630) + 10,5 = 467
2(d
1
+ d
2
) = 2 (200 + 630) = 1660
thỏa mãn điều kiện
Theo (4.4) tài liệu [1]
Từ khoảng cách trục a đã chọn, ta có chiều dài đai:
)mm(13,2637
630.4
)200630(
)630200.(.5,0630.2
a.4
)dd(
)dd.(.5,0a.2l
2
2

12
21
=

+++=

+++=


Theo bảng 4.13 tài liệu [1] chiều dài tiêu chuẩn
l = 2800 mm
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây
Theo (4.15) tài liệu [1]
max
i32,5
8,2
92,14
l
v
i <===
với i
max
= 10 vòng/giây
5. Xác định các thông số của bộ truyền đai

Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2800 mm
Theo (4.6) trang 54 tài liệu [1]
4
.8
a

22

++
=
Trong đó:
7
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
24,1496
2
)200630(
2800
2
)dd(
l
21
=
+
=
+
=



)mm(83,715
4
215.824,149624,1496

a
215
2
200630
2
dd
22
12
=
+
=
=

=

=

Theo (4.7) trang 54 tài liệu [1] , góc ôm bánh đai nhỏ
o
o
o
12
o
o
1
76,145)200630(
83,715
57
180)dd(
a

57
180
===


1
>
min
= 120
o
thoả mãn điều kiện
Theo (4.16) trang 60 tài liệu [1]
zu.lo
d1
C.C.C.C . ][P
K.P
z

=
Trong đó:
+ C


: hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm
1
Bảng 4.15 trang 61 tài liệu [1] C


= 0,91 với = 145,76
o

+ C
l
: hệ số kể đến ảnh hởng của chiều dài đai
25,1
2240
2800
l
l
o
==
Bảng 4.16 trang 61 tài liệu [1] C
l
= 1,05
+ K
đ
: hệ số tải trọng động
Bảng 4.7 trang 55 tài liệu [1] K
đ
= 1,35
+ C
u
: hệ số kể đến ảnh hởng của tỷ số truyền
Bảng 4.17 trang 61 tài liệu [1] C
u
= 1,14 với u = 3,21
+ [P
o
] : công suất cho phép (kW)
Bảng 4.19 trang 62 tài liệu [1] [P
o

] = 5,1 kW
với v = 14,92 m/s và d
1
= 200 mm

98,0
1,5
99,4
]P[
P
o
1
==
+ C
z
: hệ số kể đến ảnh hởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây
đai
Bảng 5.6 trang 59 tài liệu [3] C
z
= 0,7
8
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Do đó
97,1
7,0.14,1.05,1.91,0.1,5
35,1.99,4

z
==
lấy z = 2
Theo (4.17) và bảng 4.21 trang 63 tài liệu [1]

Chiều rộng của bánh đai
B = (z 1) . t + 2e
Với z = 2, t = 19 và e = 12,5

B = (2 1) . 19 + 2 . 12,5 = 44 (mm)

Đờng kính ngoài của bánh đai (với h
o
= 4,2)
d
a
= d + 2h
o
= 200 + 2 . 4,2 = 208,4 (mm)

Xét lực căng bánh đai
Theo (4.19) trang 63 tài liệu [1]
v
c
d1
o
F
z.C.v
K.P.780
F +=

Trong đó
+ F
v
: lực căng do lực ly tâm sinh ra
Theo (4.20) trang 64 tài liệu [1]
F
v
= q
m
. v
2

+ q
m
: khối lợng 1 m chiều dài đai
Theo bảng 4.22 trang 64 tài liệu [1]
q
m
= 0,178 kg/m
+ v: vận tốc vòng (m/s)
+ P
1
: công suất trên bánh đai chủ động
Vậy
)N(13,23392,14.178,0
2.91,0.92,14
35,1.99,4.780
F
2
o

=+=
Theo (4.21) trang 64 tài liệu [1]

Lực tác dụng lên trục
F
r
= 2F
o
. z . sin(

1
/2) = 2 . 233,13 . 2 . sin(145,16/2)
F
r
= 532,73 (N)
Bảng thống kê
9
§å ¸n chi tiÕt m¸y L¬ng Chi Mai
–
C§T2
–
K49
Th«ng sè Ký hiÖu §ai thang
§êng kÝnh b¸nh ®ai nhá
§êng kÝnh b¸nh ®ai lín
ChiÒu réng b¸nh ®ai
ChiÒu dµi ®ai
Sè ®ai
Lùc t¸c dông lªn trôc
d

1
, mm
d
2
, mm
B, mm
l, mm
z
F
r
, N
200
630
44
2800
2
532,73
10
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
tính toán thiết kế hộp giảm tốc
6. Tính toán cấp chậm - bánh trụ răng nghiêng
6.1. Chọn vật liệu
Vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 245HB; độ bền
uốn
b
= 850MPa; độ bền chảy

ch
= 580MPa.
Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 230HB; độ bền uốn

b
= 750MPa; độ bền chảy
ch
= 450MPa.
6.2. Định ứng suất cho phép
Theo (6.1) và (6.2) trang 91 tài liệu [1]:
ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:
[
H
] = (
o
Hlim
/S
H
).Z
R
.Z
v
.K
xH
.K
HL
[
F
] = (
o

Flim
/S
F
).Y
R
.Y
v
.K
xF
.K
FC
.K
FL
Trong đó:
+ Z
R
: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
Z
V
: hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng
K
xH
: hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng

o
Hlim
,
o
Flim
: ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với chu

kỳ cơ sở
S
H
, S
F
: hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn
K
FC
: hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải
K
HL
, K
FL
: hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hởng của chế độ tải trọng và thời gian
phục vụ
Chọn sơ bộ:
Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
Và Y
R
.Y
v
.K
xF
= 1

Theo bảng 6.2 trang 94 tài liệu [1], tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng và lõi
răng HB 180 ữ 350

o
Hlim
= 2HB + 70 MPa
o
Flim
= 1,8HB
S
H
= 1,1 S
F
= 1,75


oHlim3
= 2 . 245 + 70 = 560 MPa


o
Hlim4
= 2 . 230 + 70 = 530 MPa
11
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

o
Flim3
= 1,8 . 245 = 441 MPa


o
Flim4
= 1,8 . 230 = 414 MPa
Theo (6.5) trang 93 tài liệu [1]
N
HO
= 30H
HB
2,4

N
HO3
= 30 . 245
2,4
= 16,26.10
6

N
HO4
= 30 . 230
2,4
= 13,97.10
6
Khi bộ truyền tải trọng va đập nhẹ, theo bảng 6.4 trang 95 tài liệu [1]

K
HE
= 0,125
ii
3
max
i
HEi
t . n .
T
T
60c. N









=
Trong đó:
n
i
, t
i
: số vòng quay và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét: t = 20000h
c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c= 1
6

33
2
3
mm
2
3
mm
1
3HE
10.2,7720000.7,116.
4,1
8,0
4,1
1
.1.60
t.n.
T
T
T
T
.1.60N
=

+






=

+








=
N
HE3
> N
HO3
N
HE3
= N
HO3

6
33
3
3
mm
2
3
mm
1
4HE
10.95,1820000.67,28.

4,1
8,0
4,1
1
.1.60
t.n.
T
T
T
T
.1.60N
=














+

=
















+








=

N
HE4
> N
HO4

Vậy K
HL3
= K
HL4
= 1
Nh vậy, theo (6.1a) trang 93 tài liệu [1] sơ bộ xác định đợc
H
HL
o
ilimHiH
S
K
.][

=

MPa09,509
1,1
1
.560][
3H
==


MPa82,481

1,1
1
.530][
4H
==

12
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Với cấp chậm sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng ta có:
[ ]
[ ] [ ]
MPa46,495
2
82,48109,509
2
4H3H
H
=
+
=
+
=


[ ]
[ ]

25,103,1
82,481
46,495
4
H
H
==


Theo (6.8) trang 95 tài liệu [1]
( )

=
ii
m
maxiFE
tnT/Tc60N
F
6
66
3FE
10.5,2320000.7,116.
4,1
8,0
4,1
1
.1.60N =

+






=
N
FE3
> N
FO
với N
FO
= 4.10
6
với mọi loại thép
6
66

4FE
10.77,520000.67,28.
4,1
8,0
4,1
1
.1.60N =














+






=
N

FE4
> N
FO
Vậy K
FL3
= K
FL4
= 1.
Do tải trọng một phía nên K
FC
= 1
Theo (6.2a) trang 93 tài liệu [1]
F
FLFC
o
ilimFF
S
K.K
.][

=

MPa252
75,1
1.1
.441
S
K.K
.][
F

FLFC
o
3limF3F
==
=


MPa57,236
75,1
1.1
.414
S
K.K
.][
F
FLFC
o
4limF4F
==
=

Theo (6.13) và (6.14) trang 95 tài liệu [1]
[
H
]
max
= 2,8
ch i

[

H3
]
max
= 2,8
ch 3
= 2,8 . 580 = 1624 MPa
[
H4
]
max
= 2,8
ch 4
= 2,8 . 450 = 1260 MPa
[
F i
]
max
= 0,8
ch i
13
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
[
F3
]
max
= 0,8 .

ch 3
= 0,8 . 580 = 464 MPa
[
F
]
2 max
= 0,8 .
ch 4
= 0,8 . 450 = 360 MPa
6.3. Xác định các thông số của bộ truyền
6.3.1. Tính khoảng cách trục a
w
Theo (6.15a) trang 96 tài liệu [1], ta có công thức tính khoảng cách trục a
w
:
( )
[ ]
3
ba
2
H
H2
aw
u
K.T
1uKa


+=
Trong đó

+ K
a
: hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Theo bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: K
a
= 43 MPa
1/3
(với bánh răng nghiêng và
vật liệu của cặp bánh răng là thép thép)
+ T
2
: mômen xoắn trên trục chủ động cấp chậm, T
2
= 387892,03 Nmm
+ [
H
]: ứng suất tiếp xúc cho phép, [
H
]= 495,46 MPa
+ u: tỷ số truyền, u = 4,07
+
ba
= 0,25
+ K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về tiếp xúc
Theo (6.16) trang 97 tài liệu [1]:

bd
= 0,53

ba
(u+1)
= 0,53. 0,25 (4,07+1) = 0,67
Theo bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1]: K
H

= 1,066

( )
27,253
25,0.07,4.09,509
066,1.03,387892
107,4.43a
3
2
w
=+=
Vậy chọn a
w
= 255 mm
6.3.2. Mođun
Theo (6.17) trang 97 tài liệu [1]:
m = (0,01
ữ
0,02). a
w

= (0,01
ữ
0,02). 255 = 2,55
ữ
5,1
Theo bảng 6.8 trang 99 tài liệu [1]: chọn m = 3
14
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
6.3.3. Xác định góc nghiêng

Chọn sơ bộ góc nghiêng = 10
o
z
3
= 2a
w
. cos

/ [m (u+1)] = 2. 255. cos10
0
/[ 3 (4,07+1)]= 33,02
chọn số răng bánh nhỏ z
3
= 33
z
4

= u.z
3
= 4,07. 33 = 134,31
Chọn z
4
= 134
Tính lại góc nghiêng theo z
3
và z
4
:
cos

= m
n
(z
3
+z
4
) / (2a

)
= 3. (33 + 134) / (2.255) = 0,98
Vậy = 10,8
o
Tính lại tỷ số truyền theo z
3
và z
4
:

06,4
33
134
z
z
u
3
4
t
===
Kiểm tra:
%24,0%100.
07,4
07,406,4
%100.
u
uu
t
=

=

<4%
thỏa mãn điều kiện
6.3.4. Các kích th ớc của bánh răng
b

=

bd

d

3

với d
w3
: đờng kính lăn răng
Theo bảng 6.11 trang 104 tài liệu [1]
d
w3
= 2a
w
(u+1) = 2 . 255 /(4,06 + 1) = 100,79 mm

b

2
=

bd2
d

3
= 0,67.100,79 = 67,53
chọn b
w2
= 68 mm
Hệ số trùng khớp dọc:

=
m.
sin.b



=
3.14,3
)8,10sin(.68
o
= 1,35 thoả mãn điều kiện



1,1
6.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo (6.33) trang 105 tài liệu [1]:
15
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

H
=
u.b
)1u(KKKT.2
d
ZZZ

HvHH2
3
HM
+



[
H
]
Trong đó:
+ Z
M
: Hệ số xét đến cơ tính vật liệu
Bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: Z
M
= 274 (Bánh răng bằng thép)
+ Z
H
: Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Z
H
=



2sin
cos2
b
với tg

b
= cos
t
.tg

t
= arctg(tg/cos) = arctg(tg20
o
/cos20)
t
= 20,33
o


tg
b
= cos20,33
o
.tg10,8 = 0,18
b
= 10,16
Z
H
=
20.2sin
16,10cos.2
= 1,75
+ Z

: Hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc (đợc xác định theo hệ số trùng

khớp dọc

)
với

= 1,35 1
Z

=


1



: Hệ số trùng khớp ngang


= [1,88 3,2(1/z
3
+ 1/z
4
)].cos

= [1,88 3,2(1/33 + 1/134)].cos10,8 = 1,73
Z

=
73,1
1

= 0,58
+ Vận tốc vòng
v =
60000
nd
23w

=
60000
7,116.79,100.14,3
= 0,62
Theo bảng 6.13 trang 106 tài liệu [1]: với v < 4 m/s chọn cấp chính xác 9 cho
bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
+ K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp
16
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1]: K
H

= 1,13
+ K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
Bảng6.7 trang 98 tài liệu [1]:
K
H

= 1,066
+ K
Hv
: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
Theo (6.41) trang 107 tài liệu [1]:
K
Hv
= 1+


HH2
3wwH
KKT2
d.b.

Trong đó:
Theo (6.42) trang 107 tài liệu [1]:

H
=
H
.g
o
.v.

u/a
Với
v = 0,62 m/s

H
: hệ số kể đến sự ảnh hởng của các sai số ăn khớp
Bảng 6.15 trang 107 tài liệu [1]:
H
= 0,002 (với răng nghiêng)
g
o
: hệ số kể đến ảnh hởng của sai lệch các bớc răng bánh 1 và 2
Bảng 6.16 trang 107 tài liệu [1]: g
ô
= 73 ( cấp chính xác theo mức làm việc êm
là 9)


H
= 0,002 . 73 . 0,62
06,4
255
= 0,72
K
Hv
= 1 +
066,1.13,1.03,387892.2
79,100.68.72,0
= 1,01
Vậy

H
=
06,4.68
)106,4(01,1.066,1.13,1.03,387892.2
79,100
58,0.75,1.274 +
= 362,92 MPa
Tính chính xác [
H
]
[

H
] = [

H
].Z
R
.Z
v
.K
xH
+ Z
R
= 0,95 với R
a
2,51,25àm
+ Z
v

= 0,85v
0,1
với HB 350
17
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

Z
v
= 0,85 . 0,62
0,1
= 0,81
+ K
xH
= 1
[

H
] =495,46. 0,95. 0,81 . 1 = 381,27 MPa
Kiểm tra
%06,5%100
92,362
92,36227,381
%100
]'[
H
HH

=

=



10%
thỏa mãn điều kiện
Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền tiếp xúc
6.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo (6.43) và (6.44) trang 108 tài liệu [1]:
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không đ-
ợc vợt quá giá trị cho phép

F3
=
m.d.b
T.2
3ww
2
K
F
Y
F3
Y



[

F3
]

F4
=

F3
.Y
F4
/Y
F3


[

F4
]
Trong đó
+ T
2
: Mômen xoắn trên bánh chủ động: T
2
= 387892,03 Nmm
+ m: môđun pháp: m = 3 mm
+ b
w
: chiều rộng vành răng: b
w
= 68 mm
+ d

w3
: đờng kính vòng lăn chủ động, d
w3
= 100,79 mm
+ Y

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: Y

= 1/

với

là hệ số trùng khớp
ngang:

=1,73
+ Y

= 1 - /140 = 1 10,8/140 = 0,92
+ Y
F1
, Y
F2
: hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 phụ thuộc vào số răng tơng đơng
và hệ số dịch chỉnh
Bảng 6.18 trang 109 tài liệu [1]:
Z
td1
= z
1

/ cos
3
= 33 / cos
3
10,8
o
= 34,82
Lấy Z
td1
= 35 Y
F1
= 3,8
Z
td2
= z
2
/ cos
3
= 134 / cos
3
10,8
o
= 141,38
Lấy Z
td1
= 150 Y
F2
= 3,6
+ K
F

: hệ số tải trọng khi tính về uốn
K
F
= K
F

K
F


K
Fv
18
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Với:
K
F

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp khi tính về uốn
Bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1]: K
F

= 1,37
K
F

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về uốn
Bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1]: K
F

= 1,15
K
Fv
: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về
uốn
Theo (6.41) trang 107 tài liệu [1]:
K
Fv
= 1+


FF2
3wwF
KKT2
d.b.


F
: hệ số kể đến sự ảnh hởng của các sai số ăn khớp
Bảng 6.15 trang 107 tài liệu [1]:
F
= 0,006 (với răng nghiêng)
g
ô

: hệ số kể đến ảnh hởng của sai lệch các bớc răng bánh 1 và 2
Bảng 6.16 trang 107 tài liệu [1]: g
o
= 73 ( cấp chính xác theo mức làm việc êm
là 9)


F
=

F
.g
o
.v.
u/a

= 0.006 . 73 . 0,62.
06,4/255
= 2,15
Vậy
K
Hv
= 1 +
15,1.37,1.03,387892.2
79,100.68.15,2
= 1,01
Vậy :

F3
=

3.79,100.68
03,387892.2
1,37. 1,15. 1,01. 3,77. 0,92 = 209,91 MPa < [

F3
]


F4
= 209,91. 3,6/3,8 = 198,86 MPa < [

F4
]
Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền uốn
6.6. Các kích thớc chủ yếu của bộ truyền
Vì tính toán kiểm nghiệm các điệu kiện đều đợc thỏa mãn, do đó
Đờng kính chia:
d
3
= mz
3
/ cos

= 3.33/ cos10,8= 100,79 mm
19
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

d
4
= mz
4
/ cos

= 3.134 / cos10,8 = 409,21 mm
Đờng kính lăn răng
d
w3
= 2a
w
(u+1) = 2 . 255 /(4,06 + 1) = 100,79 mm
d
w4
= u. d
w3
= 4,06 . 100,79 = 409,21 mm
Đờng kính đỉnh răng
d
a3
= d
3
+ 2m = 100,79 + 2.3 = 106,79 mm
d
a4
= d
4
+ 2m = 409,21 + 2.3 = 415,21 mm
Bảng thống kê

Thông số Ký hiệu Kết quả
Khoảng cách trục
Chiều rộng vành răng
Góc nghiêng
Môđun
Tỷ số truyền
Số răng
Đờng kính chia
Đờng kính lăn
Đờng kính đỉnh răng
Đờng kính đáy răng
Đờng kính cơ sở
a
w
, mm
b
w
, mm
,
o
m, mm
u
z
1
z
2
d
3
, mm
d

4
, mm
d
w3
, mm
d
w4
, mm
d
a3
, mm
d
a4
, mm
d
f3
, mm
d
f4
, mm
d
b3
, mm
d
b4
, mm
255
68
10,8
3

4,06
33
134
100,79
409,21
100,79
409,21
106,79
415,21
93,29
401,71
94,71
384,53
6.7. Tính lực
F
t
=
79,100
03,387892.2
d
T2
3w
2
=
= 7697,03 N
F
r
=
o
t

8,10cos
03,7697
cos
F
=

=7835,82 N
F
a
= F
r
. tg

= 7835,82 . tg10,8
o
= 1494,78 N
20
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
7. Tính toán cấp nhanh - bánh trụ răng thẳng
7.1. Chọn vật liệu

Vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 220HB; độ
bền uốn
b
= 750MPa; độ bền chảy
ch

= 450MPa.

Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, thờng hoá. Độ rắn 210HB; độ bền uốn

b
= 600MPa; độ bền chảy
ch
= 340MPa.
7.2. Định ứng suất cho phép
Theo (6.1) và (6.2) trang 91 tài liệu [1]:
ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:
[
H
] = (
o
Hlim
/S
H
).Z
R
.Z
v
.K
xH
.K
HL
[
F
] = (
o

Flim
/S
F
).Y
R
.Y
v
.K
xF
.K
FC
.K
HL
Chọn sơ bộ:
Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
Và Y
R
.Y
v
.K
xF
= 1
Theo bảng 6.2 trang 94 tài liệu [1], tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng và lõi
răng HB 180 ữ 350

o
Hlim
= 2HB + 70 MPa
o
Flim
= 1,8HB
S
H
= 1,1 S
F
= 1,75


oHlim1
= 2 . 220 + 70 = 510 MPa


o
Hlim2
= 2 . 210 + 70 = 490 MPa


o
Flim1
= 1,8 . 220 = 396 MPa


o
Flim2

= 1,8 . 210 = 378 MPa
Theo (6.5) trang 93 tài liệu [1]
N
HO
= 30H
HB
2,4

N
HO1
= 30 . 220
2,4
= 12,56.10
6

N
HO2
= 30 . 210
2,4
= 11,23.10
6
Khi bộ truyền tải trọng va đập nhẹ, theo bảng 6.4 trang 95 tài liệu [1]
K
HE
= 0,125
ii
3
max
i
HEi

t . n .
T
T
60c. N









=
Trong đó:
21
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
n
i
, t
i
: số vòng quay và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét: t = 20000h
c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c= 1
6
33
1

3
mm
2
3
mm
1
1HE
10.1,31420000.475.
4,1
8,0
4,1
1
.1.60
t.n.
T
T
T
T
.1.60N
=

+






=
















+

=
N
HE1
> N
HO1
N
HE1
= N
HO1

6
33
2
3
mm
2
3
mm
1
2HE
10.2,7720000.7,116.
4,1
8,0

4,1
1
.1.60
t.n.
T
T
T
T
.1.60N
=














+

=
















+








=
N
HE2

> N
HO2

Vậy K
HL1
= K
HL2
= 1
Nh vậy, theo (6.1a) trang 93 tài liệu [1] sơ bộ xác định đợc
H
HL
o
ilimHiH
S
K
.][

=

MPa64,463
1,1
1
.510][
1H
==


MPa45,445
1,1
1

.490][
2H
==

Với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng chọn giá trị nhỏ trong hai giá trị trên.
Vậy lấy [
H
] = 445,45 MPa.
Theo (6.8) trang 95 tài liệu [1]
( )

=
ii
m
maxiFE
tnT/Tc60N
F
6
66
1FE
10.5,9520000.475.
4,1
8,0
4,1
1
.1.60N =

+






=
N
FE1
> N
FO
với N
FO
= 4.10
6
với mọi loại thép
6
66
2FE

10.5,2320000.7,116.
4,1
8,0
4,1
1
.1.60N =














+






=
22
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
N
FE2
> N
FO
Vậy K
FL1
= K
FL2
= 1.
Do tải trọng một phía nên K
FC
= 1
Theo (6.2a) trang 93 tài liệu [1]
F
FLFC
o
ilimFF
S
K.K
.][

=

MPa29,226
75,1
1.1

.396
S
K.K
.][
F
FLFC
o
1limF
1
F
==
=


MPa216
75,1
1.1
.378
S
K.K
.][
F
FLFC
o
2limF
2
F
==
=

Theo (6.13) và (6.14) trang 95 tài liệu [1]
[
H
]
max
= 2,8
ch i

[
H1
]
max
= 2,8
ch 1
= 2,8 . 450 = 1260 MPa
[
H2
]
max
= 2,8
ch 2
= 2,8 . 340 = 952 MPa
[
F
]
i max
= 0,8
ch i
[
F1

]
max
= 0,8 .
ch 1
= 0,8 . 450 = 360 MPa
[
F2
]
max
= 0,8 .
ch 2
= 0,8 . 360 = 272 MPa
7.3. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền
7.3.1. Tính khoảng cách trục a
w

Theo (6.15a) trang 96 tài liệu [1], ta có công thức
[ ]
( )
( )
12,0
107,4.5,49
255
.07,4.45,445
02,1.26,100325
1uK
a
.u.
K.T
3

2
3
a
w
1
2
H
H1
1ba
=








+
=








+
=

Trong đó
+ K
a
: hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Theo bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: K
a
= 49,5 MPa
1/3
(với bánh răng thẳng và
vật liệu của cặp bánh răng là thép thép)
+ T
1
: mômen xoắn trên trục chủ động, T
1
= 100325,26 Nmm
23
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
+ [
H
]: ứng suất tiếp xúc cho phép, [
H
] = 445,45 MPa
+ u: tỷ số truyền, u = 4,07

+ K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về tiếp xúc
Theo bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1]: K
H

= 1,02
chọn
ba
= 0,15
7.3.2. Các kích th ớc của bánh răng
Môđun: m = 3
Chiều rộng vành răng
b

=

ba
a

1
= 0,15 . 255 = 38,25mm
chọn b
w
= 40 mm

Số răng
z

1
= 2a
w
/[m (u+1)] = 2 . 255 / [3 . (4,07 + 1)] = 33,53
chọn z
1
= 33
z
2
= uz
1
= 4,07 . 33 = 134,31
chọn z
2
= 135

Tính lại tỷ số truyền
u = z
2
/z
1
= 135/33 = 4,09
Kiểm tra điều kiện
%49,0%100.
07,4
07,409,4
%100.
u
uu
t

=

=


Tính lại a
w
:
252
2
)13533.(3
2
)zz(m
a
21
w
=
+
=
+
=
7.3.3. Hệ số dịch chỉnh

Hệ số dịch tâm:
Theo (6.22) trang 100 tài liệu [1]
y = a
w
/m - 0,5(z
1
+ z

2
)
= 255/3 0,5(33 + 135) = 1

Hệ số
Theo (6.23) trang 100 tài liệu [1]
24
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
k
y
= 1000y/( z
1
+ z
2
)
= 1000 . 1/(33 + 135) = 5,95
Theo bảng 6.10a trang 101 tài liệu [1]: k
x
= 0,261

Hệ số giảm đỉnh răng:
Theo (6.24) trang 100 tài liệu [1]

y = k
x
(z

1
+ z
2
)/1000
= 0,261(33 + 135)/1000 = 0,04

Tổng hệ số dịch chỉnh
Theo (6.25) trang 100 tài liệu [1]
x
t
= y +

y = 1 + 0,04 = 1,04

Hệ số dịch chỉnh bánh 1 và bánh 2
Theo (6.26) trang 101 tài liệu [1]
x
1
= 0,5[x
t
(z
2
z
1
)y/( z
1
+ z
2
)]
= 0,5[1,04 (135 33) . 1/(33 + 135)] = 0,22

x
2
= 1,04 0,22 = 0,82

Góc ăn khớp
cos

tw
= (z
1
+ z
2
)

mcos

/(2a
w
)
= (33 + 135) . 3. cos20
o
/(2.255) = 0,918

tw
= 23,43
o
7.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo (6.33) trang 105 tài liệu [1]:

H

=
u.b
)1u(KKKT.2
d
ZZZ
1w
HvHH1
1w
HM
+



[
H
]
Trong đó:
+ b
w
= 40 mm
+ d
w1
= 2a
w
/(u+1) = 100,2 mm
+ Z
M
: Hệ số xét đến cơ tính vật liệu
Bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: Z
M

= 274 (Bánh răng bằng thép)
+ Z
H
: Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Bảng 6.12 trang 106 tài liệu [1]: Z
H
= 1,83
+ Z

: Hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc (đợc xác định theo hệ số trùng
khớp dọc

)
25