Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.78 MB, 80 trang )
ỏn: Thit k sn phm vi CAD B mụn: K thut c khớ
Trng HKTCN Thỏi Nguyờn Lp hc phn:45B
1
Lời nói đầu
Đ
ất n-ớc ta đang trên con đ-ờng Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo
định h-ớng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất
quan trọng. Để tạo ra đ-ợc và làm chủ những máy móc nh- thế đòi hỏi mỗi
con ng-ời chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là sinh viên ngành
Chế Tạo Máy chúng em luôn thấy đ-ợc tầm quan trọng của những kiến thức
mà mình đ-ợc tiếp thu từ thầy cô, giáo. Thiết kế đồ án là một công việc rất
quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho ng-ời sinh viên hiểu sâu,
hiểu kỹ và đúc kết đ-ợc những kiến thức cơ bản của môn học. Môn học Chi
tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về ph-ơng pháp tính toán và
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 ph-ơng pháp tính toán
thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy.
Sau quá trình học tập chúng em đã đ-ợc giao đề tài là thiết kế trạm dẫn
động băng tải. Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cùng
với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng
chúng em đã hoàn thành đ-ợc đồ án này.
Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế ch-a
nhiều nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em
rất mong đ-ợc sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để đồ án của em đ-ợc
hoàn thiện hơn cũng nh- kiến thức về môn học này .
TàI LIệU THAM KHảO
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
2
[1] – Trịnh Chất ,Lê Văn Uyển,Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí,
tập I, NXB Giáo Dục.
[2] – Trịnh Chất ,Lê Văn Uyển,Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí,
tập II, NXB Giáo Dục.
[3] – Bài Giảng Chi Tiết máy, Trƣờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp.
[4] - Bài Giảng Nguyên Lí Máy, Trƣờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp.
PHẦN 1
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
3
I .CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN :
1. Chọn kiểu loại động cơ điện:
Việc chọn đƣợc một động cơ điện phù hợp cho cơ cấu là một việc khá
khó khăn, vì động cơ đƣợc chọn không những phải đảm bảo có kích thƣớc
hợp lý mà còn phải đảm bảo có kích thƣớc nhỏ gọn, gí thành rẻ.Trong thực
tế có nhiều lọa động cơ với những ƣu nhƣợc điểm khac nhau.
+ Động cơ điện một chiều: loại động cơ này có ƣu điểm là có thể thay đổi trị
số của momen và vận tốc góc trong phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm,
hãm và đảo chiều dễ dàng…nhƣng chúng lại có nhƣợc điểm là giá thành đắt,
khó kiếm và phải tăng thêm vốn để đặt thiết bị chỉnh lƣu.
+ Động cơ điện xoay chiều: bao gồm hai loại một pha và ba pha.
Động cơ một pha:công suất nhỏ chỉ phù hợp với các dụng cụ gia đình
Trong công nghiệp sử dụng rộng rãi động cơ ba pha:đồng bộ và không đồng
bộ.
So với động cơ ba pha không đồng bộ ,động cơ ba pha đồng bộ có ƣu
điểm công suất cao hệ số cosφ cao,hệ số tải lớn nhƣng có nhƣợc điểm:thiết
bị tƣơng đối lớn ,giá thành cao vì phải có thiết bị phù trợ khởi động động
cơ,do đó chúng đƣợc dùng cho các trƣờng hợp cần công suất lớn(100kw)
,khii cần đảm bảo chặt chẽ trị số không đổi của vận tốc góc.Động cơ ba phâ
không đồng bộ gồm ai kiểu:roto dây cuốn và roto ngắn mạch .Động cơ ba
pha không đồng bộ roto dây cuốn cho phép điều chỉnh vận tốc trong phạm
vi nhỏ (khoảng 5%) ,có đòng điện mở máy thấp nhƣng cosφ thấp.giá thành
đắt ,vận hành phức tạp do đó chỉ dùng thích hợp trong một vi hẹp để tìm ra
một vận tốc thích hợp của dây chuyền công nghệ dã đƣợc lắp đặt .
Động cơ ba pha không đồng bộ roto ngắn mạch :có ƣu điểm là kết cấu
đơn giản ,giá thành hạ,dễ bảo quản ,có thể vào trực tiếp mạng lƣới điện ba
pha không cần biến đổi dòng điện song hiệu suất và hệ số công suất thấp
so với đông cơ ba pha đồng bộ ,không điều chỉnh đƣợc vận tốc.
Từ những ƣu điểm, nhƣợc điểm trên cùng vợi điều kiện của hộp giảm
tốc và đƣợc sự hƣớng dẫn của thầy cô ,em chọn động cơ ba pha không đồng
bộ roto ngắn mạch.
2 Chọn công suất động cơ
Công suất động cơ đƣợc chọn theo điều kiện nhiệt độ đảm bảo cho
động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép tức thỏa mãn
điều kiện:
dc dc
dm dt
PP
(kw) (1.1)
Trong đó:
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
4
dc
dm
P
:công suất định mức của động cơ
dc
dt
P
:công suất đẳng trị trên trục động cơ
Vì động cơ làm việc ở chế độ tải không đổi nên:
dc dc
dt lv
P =P
ct
lv
P
(1.2)
Trong đó:
42
. . .
brc brt ol k
brc
: hiệu suất cặp bánh răng côn.
brt
: hiệu suất cặp bánh răng trụ.
ol
: hiệu suất cặp ổ lăn.
k
: hiệu suất khớp nối.
Theo bảng 2.3 [1] ta có:
0,95
brc
,
0,96
brt
,
0,99
ol
,
1
k
=>
42
0,95.0,96.0,99 .1 0,87
ct
P
lv
Công suất làm việc trên trục công tác đƣợc xác đinh theo biểu thức:
ct
.
6000.1,2
P = 8,1
1000 1000
t
lv
FV
(KW)
dc dc
dt lv
8,1
P =P 9,31
0,87
(kw)
3.Số vòng quay của động cơ:
60
db
f
n
p
(v/p) (1.3)
Trong đó:
f :tần số dòng điện xoay chiều. f = 50 Hz
p :Số cặp cực từ. Chọn p = 4
=>
60.50
750
4
db
n
(v/p).
-Số vòng quay của trục công tác:
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
5
3
60.10 .
.
ct
V
n
D
(1.4)
Trong đó:
D:đƣờng kính tang dẫn băng tải(mm)
V:vận tốc vòng của băng tải(m/s)
3
60.10 .1,8
76,43
3,14.450
ct
n
-Số vòng quay đồng bộ nên dùng cho động cơ: có kể đến sự trƣợt 3% nên
728( / )
db
n v p
Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống:
728
9,53
76,43
db
sb
ct
n
u
n
Ta thấy u
sb
nằm trong khoảng u nên dùng của hộp giảm tốc bánh răng côn
trụ nên : n
db
=750 (v/p)
4.Chọn động cơ thực tế: theo bảng P1.3 [1].
Ký hiÖu
C«ng
suÊt
P(kw)
N(v/p
)
cos
K
dn
T
T
max
dn
T
T
4A160M8Y3
11
730
87
0,75
1,4
2,2
5. Kiểm tra điều kiện mơ máy:
Khi khởi động động cơ cần sinh ra một công suất đủ lớn để thắng sức ì của
hệ thống. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo biểu thức:
dc dc
mm
PP
bd
(1.5)
Trong đó:
dc
mm
P
:Công suất mở máy của động cơ (kw)
dc
P
bd
:Công suất cản ban đầu trên trục động cơ (kw)
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
6
dc dc
K
mm dm
dn
T
P = P =1,4.11=15,4
T
(kw)
dc
P . 1,3.9,31 12,103
dc
bd bd lv
kP
(kw)
T
k
và T
dn
là momen khởi động và momen danh nghĩa của động cơ
Ta thấy
dc dc
mm bd
PP
. Vậy động cơ thỏa mãn điều kiện mơ máy.
II.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN:
-Tỉ số truyền của hệ thống :
.
ng h
u u u
. (1.6)
Vì không có bộ truyền ngoài hôp nên
1
ng
u
=>
12
.
h
u u u u
Trong đó:
1
u
: Tỷ số truyền bộ cấp nhanh.
2
u
: Tỷ số truyền bộ cấp chậm.
-Tỉ số truyền của toàn hệ thống :
dc
ct
n
u
n
(1.7)
Trong đó :
:
dc
n
số vòng quay động cơ đã chọn (v/p).
:
ct
n
số vòng quay của trục công tác (v/p).
=>
730
9,55
76,43
dc
ct
n
u
n
Với hộp giảm tốc bánh răng côn trụ hai cấp, để nhận đƣợc chiều cao
hộp nhỏ nhất có thể tính tỉ số truyền bộ cấp chậm
2
u
theo công thức:
2
3
2
2
.
1,073
.(1 0,5 )
ba h
be be
u
u
kk
(1.8)
Trong đó:
be
k
: hệ số chiều rộng vành răng bánh răng côn
be
k
=(0,25…0,3)
2ba
: hệ số chiều rộng bánh răng trụ
2ba
=(0,25…0,4)
Chọn :
2ba
=0,4 ;
be
k
=0,25
=>
3
2
2
0,4.9,55
1,073 2,91
0,25.(1 0,5.0,25)
u
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
7
Từ công thức (1.6) ta có
1 2 1
2
9,55
. 3,28
2,91
h
h
u
u u u u
u
III.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN TRỤC:
1.Tính số vòng quay các trục:
Trục I :
730
I dc
nn
(v/p).
Trục II :
1
730
222,56
3,28
I
II
n
n
u
(v/p).
Trục II :
2
222,56
76,48
2,91
II
III
n
n
u
(v/p).
2. Tính công suất trên các trục:
Trục I :
. . 9,31.1.0,99 9,22( )
dc
I lv k ol
P P KW
Trục II:
. . 9,22.0,95.0,99 8,67( )
II I brc ol
P P KW
Trục III :
. . 8,67.0,96.0,99 8,24( )
III II brt ol
P P KW
3. Momen xoắn trên các trục :
6
9,55.10 .
i
i
i
P
T
n
(1.9)
Mômen trên trục động cơ:
6
9,31
9,55.10 . 121795,2( . )
730
dc
T N mm
Trục I:
6
9,22
9,55.10 . 120617,81( . )
730
I
T N mm
Trục II:
6
8,67
9,55.10 . 372027,77 ( . )
222,56
II
T N mm
Trục III:
6
8,24
9,55.10 . 1028922,6( . )
76,48
III
T N mm
4.Bảng kết quả:
Trục
Động cơ
I
II
III
Công tác
Công suất (kw)
9,31
9,22
8,67
8,24
8,24
Tỷ số truyền
1
3,28
2,91
1
Số vòng quay(v/p)
730
730
222,56
76,48
76,48
Mô men (N.mm)
121795,2
120617,81
372027,77
1028922,6
1028922,6
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
8
PHẦN 2
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ
I.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN:
1.Chọn vật liệu:
Bộ truyền tải nhẹ, tải không đổi và do không có yêu cầu đặc biệt về
cơ tính nên ta chọn vật liêu sau:
- Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 241-285. Có
1
850
b
MPa
,
1
580
ch
MPa
, HB=280.
- Bánh lớn : thép 45 thƣờng hóa đạt độ rắn HB = 241-285. Có
2
850
b
MPa
,
2
580
ch
MPa
, HB=270.
2.Xác định ứng suất cho phép:
a.Ứng suất tiếp cho phép:
Ứng suất tiếp cho phép đƣợc tính theo công thức:
lim
. . . .
o
H
H R V xH HL
H
Z Z K K
S
(2.1)
Trong đó:
R
Z
:Hệ số xét đến ảnh hƣởng độ nhám của mặt răng làm việc.
V
Z
:Hệ số xét đến ảnh hƣởng của vận tốc vòng.
xH
K
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của kích thƣớc bánh răng.
H
S
:hệ số an toàn. Tra bảng 6.2 [1] ta co
H
S
= 1,1
lim
o
H
:Ứng suất tiếp xúc ứng với chu kì cơ sở.
Thoe bảng 6.2 [1] ta có:
lim
o
H
=2HB+70
=>
1lim
2.280 70 630
o
H
MPa
2lim
2.270 70 610
o
H
MPa
HL
K
: Hệ số tuổi thọ .
H
HO
m
HL
HE
N
K
N
HO
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sơ khi thử về độ bền tiếp xúc.
2,4
2,4 7
11
2,4
2,4 7
22
30 30.280 2,24.10
30 30.270 2,05.10
HO
HO
N HB
N HB
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
9
HE
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng.Vì tải không đổi, quay
một chiều nên ta có :
60. . .
HE
N c nt
(2.2)
Với :
c: số lần ăn khớp trong một vòng quay. c=1.
Số ca làm việc mỗi ngày: 2/3
Tỷ lệ số ngày làm việc mỗi năm: 2/3
Thời gian phục vụ: 5 năm
n: Số vòng quay trên các trục:
730
I
n
(vòng/phút)
222,56
II
n
(vòng/phút)
t
: Tổng số giờ làm việc
22
. .24.5.365 19466,67
33
t
giờ
Vậy
8
1
60.1.730.19466,67 8,53.10
HE
N
8
2
60.1.222,56.19466,67 26.10
HE
N
Ta thấy
11
22
HE HO
HE HO
NN
NN
Nên ta chọn
11
22
HE HO
HE HO
NN
NN
=>
12
1
HL HL
KK
Trong bƣớc tính thiết kế,sơ bộ lấy
R V xH
Z Z K
.K
HL
=1
=>
lim
o
H
H
H
S
=>
1lim
1
2lim
2
630
572,73
1,1
610
554,55
1,1
o
H
H
H
o
H
H
H
MPa
S
MPa
S
Vì đây là cặp bánh răng côn nên ta chọn
12
, 554,55
H H H
sb
Min MPa
b.Ứng suất uốn cho phép:
Ứng suất uốn cho phép đƣợc tính theo công thức:
lim
. . . . .
o
F
F R S XF FC FL
F
Y Y K K K
S
(2.3)
Trong đó:
R
Y
:Hệ số xét đến ảnh hƣởng của độ nhám mặt lƣợn chân răng.
S
Y
:Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
XF
K
: Hệ số xét đến kích thƣớc bánh răng ảnh hƣởng đến độ bền uốn.
F
S
:hệ số an toàn. Tra bảng 6.2 [1] ta co
F
S
= 1,75
lim
o
F
:Úng suất uốn ứng với chu kì cơ sở.
Thoe bảng 6.2 [1] ta có:
lim
1,8
o
F
HB
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
10
=>
1lim
1,8.280 504
o
F
MPa
2lim
1,8.270 486
o
F
MPa
FC
K
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của việc đặt tải.Vì tải đặt một phía nên
1
FC
K
FL
K
: Hệ số tuổi thọ .
H
FO
m
FL
FE
N
K
N
HO
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sơ khi thử về độ bền uốn.Với
mọi loại thép ta đều có
6
4.10
HO
N
Vì N
HF
= N
FE
nên ta chọn N
FE1
= N
FE2
= N
FO
=>
12
1
FL FL
KK
Trong bƣớc tính thiết kế,sơ bộ lấy
. . 1
R S XF
Y Y K
Nên ta có :
lim
.
o
F
F FC FL
F
KK
S
=>
1lim
11
2lim
22
504
. .1.1 288
1,75
486
. .1.1 277,71
1,75
o
F
F FC FL
F
o
F
F FC FL
F
K K MPa
S
K K MPa
S
c.Ứng suất cực đại khi quá tải:
- Ứng suất tiếp xúc cực đại khi quá tải :
ax
2,8
H ch
M
11
ax
22
ax
2,8 2,8.580 1624
2,8 2,8.580 1624
H ch
M
H ch
M
MPa
MPa
-Ứng suất uốn cực đại khi quá tải:
ax
0,8
F ch
M
11
ax
22
ax
0,8 0,8.580 464
0,8 0,8.580 464
F ch
M
F ch
M
MPa
MPa
3.Xác định các thông số bộ truyền:
a. Xác định chiều dài côn ngoài:
Chiều dài côn ngoài đƣợc xác định theo công thức:
1
2
3
1
2
1
.
Re . 1.
(1 ). . .
H
R
be be H
sb
TK
Ku
K K u
(2.4)
Trong đó:
R
K
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu và loại răng
0,5
Rd
KK
.Với bộ
truyền bánh răng côn răng thẳng bằng thép
1/3 1/3
100 50
dR
K MPa K MPa
.
:
be
K
Hệ số chiều rộng vành răng
(0,25 0,3)
Re
be
b
K
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
11
chọn
0,3
be
K
.
H
K
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng.
Với bánh răng côn ta có:
1
.
0,3.3,28
0,58
2 2 0,3
be
be
Ku
K
Theo 6.21 [1] sơ đồ 1, với HB<350 ta có
1,23
H
K
1
T
: Momen xoắn trên trục bánh chủ động
1
120617,81 ( . )T N mm
:
H
sb
ứng suất tiếp cho phép.
2
3
2
120617,81.1,23
Re 50. 3,28 1. 144,28
(1 0,3).0,3.3,28.554,55
( mm)
b. Xác định các thông số ăn khớp:
- Số răng bánh nhỏ:
1
22
1
2Re 2.144,28
84,15
1 1 3.28
e
d
u
(mm)
Tra bảng 6.22 [1] ta đƣợc
1
17
p
z
Với HB < 350 =>
11
1,6 1,6.17 27,2
p
zz
Chọn
1
28z
- Đường kính trung bình và môđun trung bình:
11
(1 0,5 ). (1 0,5.0,3).84,15 71,53
m be e
d K d
(mm)
1
1
71,53
2,55
28
m
tm
d
m
z
(mm)
-Môđun vòng ngoài:
2,55
3
(1 0,5 ) 1 0,5.0,3
tm
te
be
m
m
K
(mm)
Theo 6.8 [1] lấy trị số tiêu chuẩn
3 ( )
te
m mm
Do đó
(1 0,5 ) 3.(1 0,5.0,3) 2,55
tm te be
m m K
(mm)
=> Số răng bánh nhỏ
1
1
71,53
28,05
2,55
m
tm
d
z
m
=> Chọn
1
29Z
Số răng bánh lớn :
21
. 3,28.28 95,12z u z
chọn z
2
=96
Do đó tỉ số truyền :
2
1
96
3,31
29
m
z
u
z
-Góc côn chia:
1
1
2
21
29
ar ar 16 48'31"
96
90 73 11'29"
o
oo
z
ctag ctg
z
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
12
- Chiều dài côn ngoài thực:
2 2 2 2
12
Re 0,5 0,5.3. 29 96 150,43
te
m z z
(mm)
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Điều kiện bền:
(2.5)
Trong đó:
M
Z
:Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của cặp bánh răng ăn
khớp.Theo 6.5 [1] ta có
1/3
274
M
Z MPa
H
Z
:Hệ số kể đến ảnh hƣởng của hình dáng bề mặt tiếp xúc.Theo
6.12 [1] với
12
0xx
ta tra đƣợc
1,76
H
Z
Z
:Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
Với răng thẳng
4
3
Z
(2.6)
Với
:Hệ số trùng khớp ngang .
12
1 1 1 1
1,88 3,2( ) 1,88 3,2( ) 1.74 (*)
29 96
4 1,74
0,87
3
zz
Z
H
k
:Hệ số tải trọng.
H H H HV
k k k k
Với:
H
k
: Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều dài vành răng.
Với
.
0,3.3,28
0,58
2 2 0,3
be
be
Ku
K
Theo bảng 6.21 [1] ta có
1,23
H
k
H
k
:Hệ số phân bố tải trọng cho các đôi răng ăn khớp. Vì bánh răng là
răng côn thẳng nên
1
H
k
.
HV
k
: Hệ số tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp.
1
1
1
2. . .
Hm
HV
HH
bd
k
T k k
(2.7)
Với:
b: Bề rộng vành răng.
.Re 0,3.150,43 45,13
be
bk
(mm)
1
( 1)
. . .
mm
H H o
m
du
gv
u
(2.8)
2
1
2
1
2. . . 1
.
0,85. . .
Hm
H M H H
mm
T k u
Z Z Z
b d u
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
13
11
3,14.71,53.730
2,73 ( / )
60000 60000
m
dn
v m s
Theo bảng 6.13 [1] ta đƣợc cấp chính xác là 8. Với bánh răng có vát đầu
,HB < 350 tra bảng 6.15 [1] ta đƣợc :
H
=0,004 :Hệ số kể đến ảnh hƣởng của sai số ăn khớp.
o
g
=56 :Hệ số đến ảnh hƣởng của các sai lệch các bƣớc răng bánh
1 và 2 với m =3 <3,55, cấp chính xác 8.
Từ (2.8)
71,53.(3,31 1)
0,004.56.2,73. 5,9
3,31
H
Vậy
1
1
5,9.45,13.71,53
1 1 1,064
2. . . 2.120617,81.1,23.1
Hm
HV
HH
bd
k
T k k
=>
. . 1,23.1.1,064 1,31
H H H HV
k k k k
=>Ứng suất tiếp xúc sẽ là:
2
2
2.120617,81.1,31. 3,31 1
274.1,76.0,87. 544,12
0,85.45,13.71,53 .3,31
H
MPa
- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
. . .
H H V R XH
cx sb
Z Z k
(2.9)
Trong đó :
V
Z
:Hệ số xét đến ảnh hƣởng của vận tốc. Với v = 2,73 (m/s) < 5 (m/s), và
HB < 350 =>
V
Z
=1.
R
Z
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của độ nhám mặt làm việc.Với cấp chính xác
8, cấp chính xác động học 6 cần gia công bề mặt đạt Ra =2,5…1,25
m
=>
0,95
R
Z
XH
k
: Hệ số kể đến ảnh hƣởng kích thƣớc bánh răng, phụ thuộc vào kích
thƣớc vòng đỉnh d
ae
< 700 mm =>
XH
k
=1.
Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép sẽ là:
554,55.1.0,95.1 526,82
H
cx
MPa
Ta thấy
526,82 544,12
HH
cx
MPa MPa
Sai lệch giữa ứng suất thực tế và ứng suất cho phép:
544,12 526,82
.100% .100% 3,18% 4%
544,12
HH
cx
H
H
cx
Vậy ta chỉ cần tính lại chiều rộng vành răng theo công thức:
2
2
544,12
.Re. 0,3.150,43 48,14 ( )
526,82
H
be
H
cx
b k mm
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
14
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Điều kiện bền:
11
F2
1 1 2 1 2
1 F1
2. . . . .
Y
;.
0,85. . . Y
FF
F F F F F
nm m
T k Y Y Y
b m d
(2.10)
Trong đó:
-
Y
: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng.Với răng thăng ta có
Y
=1.
-
F1
Y
,
F2
Y
: Hệ số dạng răng đƣợc tra theo bảng 6.18 [1] theo số răng tƣơng
đƣơng.
Số răng tƣơng đƣơng đƣợc tính theo công thức :
os
v
z
z
c
1
11
1
2
21
2
29
30,29 3,8
os os(16 48'31'')
96
331,98 3,6
os os(73 11'29")
vF
o
vF
o
z
zY
cc
z
zY
cc
-
1
Y
: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
Theo (*)
1
1,74 0,57
1,74
Y
-
F
k
: Hệ số tải trọng khi tính về uốn.
F F F FV
k k k k
(2.11)
Với : +
F
k
: Hê số phân bố không đều tải trọng trên chiều dài vành răng. Tra
bảng 6.21 (1) ta đƣợc
1,47
F
k
.
+
F
k
: Hệ số phân bố khong đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp khi tính về uốn, với bánh răng thẳng
1
F
k
.
+
FV
k
: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Với
1
1
1
2. . .
Hm
FV
FF
bd
k
T k k
(2.12)
Với:
b: Bề rộng vành răng.
48,14b
(mm)
1
( 1)
. . .
mm
H F o
m
du
gv
u
2,73 ( / )v m s
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
15
Theo bảng 6.13 [1] ta đƣợc cấp chính xác là 8. Với bánh răng có vát đầu
,HB < 350 tra bảng 6.15 [1] ta đƣợc :
H
=0,011 :Hệ số kể đến ảnh hƣởng của sai số ăn khớp.
o
g
=56 :Hệ số đến ảnh hƣởng của các sai lệch các bƣớc răng bánh
1 và 2 với m =3 <3,55, cấp chính xác 8.
71,53.(3,31 1)
0,011.56.2,73. 16,23
3,31
H
1
1
16,23.48,14.71,53
1 1 1,16
2. . . 2.120617,81.1,47.1
Hm
FV
FF
bd
k
T k k
. . 1,7.1.1,16 1,71
F F F FV
k k k k
1
2.120617,81.1,71.0,57.1.3,8
119,71
0,85.48,14.2,55.71,53
F
MPa
- Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép:
Ta có:
R.
.Y .Y
F F S XF
cx
k
(2.13)
Với : +
R
Y
: Hệ số xét đến độ nhám của mặt lƣợn chân răng.
R
Y1
.
+
Y
S
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của độ nhạy của vật liệu đối với trạng
thái ứng suất.
Y 1,08 0,0695ln 1,08 0,0695ln3 1,0036
S
m
.
+
XH
k
: Hệ số kể đến ảnh hƣởng kích thƣớc bánh răng đến độ bền uốn,
phụ thuộc vào kích thƣớc vòng đỉnh d
ae
< 700 mm =>
XH
k
=0,95.
1
2
288.1.1,0036.0,95 274,585
277,71.1.1,0036.0,95 264,77
F
F
MPa
MPa
Ta thấy
11
22
119,71 274,585
113,41 264,77
FF
FF
MPa
MPa
Vậy răng đảm bảo đủ độ bền về uốn.
e.Kiểm nghiệm răng về quá tải:
+ Kiểm nghiệm quá tải về tiếp xúc:
max
ax
. 544,12. 2,2 807,06 1624
H H qt H
m
k MPa MPa
+ Kiểm nghiệm quá tải về uốn:
Ta có:
ax
max
m
F F qt F
dn
T
k
T
(2.14)
1 ax 1 1
ax
2 ax 2 2
ax
. 119,71.2,2 263,362 464
. 113,41.2,2 249,502 464
F m F qt F
m
F m F qt F
m
k MPa MPa
k MPa MPa
Vậy bánh răng đảm bảo độ bền về quá tải.
F2
21
F1
Y
3,6
. 119,71 113,41
Y 3,8
FF
MPa
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
16
f. Lập bảng thông số:(Theo bảng 6.19 [1])
STT
Thông số
Kí hiệu
Giá trị
1
Chiều dài côn ngoài
R
e
150,43 mm
2
Chiều dài côn trung bình
R
m
126,36 mm
3
Chiều rộng vành răng
b
48,14 mm
4
môđun
m
te
3 mm
5
Môđun vòng trung bình
m
tm
2,55 mm
6
Đƣờng kính chia ngoài
d
e
d
e1
= 87 mm
d
e2
=288 mm
7
Đƣờng kính trung bình
d
m
d
m1
= 73,08 mm
d
m2
= 241,92 mm
8
Góc côn chia
1
= 16
o
48’31”
2
= 73
o
11’29”
9
Chiều cao răng ngoài
h
e
h
e
= 6,6 mm
10
Chiều cao đầu răng ngoài
h
ae
h
ae1
= 3,99 mm
h
ae2
= 2,01 mm
11
Chiều cao chân răng
h
fe
h
fe1
= 2,61 mm
h
fe2
= 4,59 mm
12
Đƣờng kính đỉnh răng ngoài
d
ae
d
ae1
= 94,64 mm
d
ae2
= 289,16 mm
13
Góc chân răng
f
f1
= 0
o
59’38”
f2
=1
o
44’52”
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
17
II.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ:
1.Chọn vật liệu:
Bộ truyền chụi tải nhẹ, tải không đổi và do không có yêu cầu đặc biệt
về cơ tính nên ta chọn vật liêu sau:
- Bánh nhỏ: thép 45 thƣờng hóa đạt độ rắn HB = 192-240. Có
1
750
b
MPa
,
1
450
ch
MPa
, HB=220.
- Bánh lớn : thép 45 thƣờng hóa đạt độ rắn HB = 170-217. Có
2
600
b
MPa
,
2
400
ch
MPa
, HB=210.
2.Xác định ứng suất cho phép:
a.Ứng suất tiếp cho phép:
Ứng suất tiếp cho phép đƣợc tính theo công thức:
lim
. . . .
o
H
H R V xH HL
H
Z Z K K
S
(2.15)
Trong đó:
R
Z
:Hệ số xét đến ảnh hƣơng độ nhám của mặt răng làm việc.
V
Z
:Hệ số xét đến ảnh hƣởng của vận tốc vòng.
xH
K
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của kích thƣớc bánh răng.
H
S
:hệ số an toàn. Tra bảng 6.2 [1] ta co
H
S
= 1,1
lim
o
H
:Úng suất tiếp xúc ứng với chu kì cơ sở.
Thoe bảng 6.2 (1) ta có:
lim
o
H
=2HB+70
=>
1lim
2.220 70 510
o
H
MPa
2lim
2.210 70 490
o
H
MPa
HL
K
: Hệ số tuổi thọ .
H
HO
m
HL
HE
N
K
N
14
Góc côn đỉnh
a
a1
=18
o
33’23”
a2
= 74
o
11’7”
15
Góc côn đáy
f
f1
= 15
o
48’53”
f2
= 71
o
26’37”
16
Số răng
Z
Z
1
= 29
Z
2
= 96
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
18
HO
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sơ khi thử về độ bền tiếp xúc.
2,4
2,4 7
11
2,4
2,4 7
22
30 30.220 1,26.10
30 30.210 1,12.10
HO
HO
N HB
N HB
HE
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng.Vì tải không đổi, quay
một chiều nên ta có :
60. . .
HE
N c nt
(2.16)
Với :
c: số lần ăn khớp trong một vòng quay. c=1.
n: Số vòng quay trên các trục:
222,56
II
n
(vòng/phút)
76,48
III
n
(vòng/phút)
t
: Tổng số giờ làm việc
22
. .24.5.365 19466,67
33
t
giờ
Vậy
8
1
60.1.222,56.19466,67 2,6.10
HE
N
8
2
60.1.76,48.19466,67 0,89.10
HE
N
Ta thấy
11
22
HE HO
HE HO
NN
NN
Nên ta chọn
11
22
HE HO
HE HO
NN
NN
=>
12
1
HL HL
KK
Trong bƣớc tính thiết kế,sơ bộ lấy
R V xH
Z Z K
=1
=>
lim
.
o
H
H HL
H
K
S
=>
1lim
11
2lim
22
510
. .1 463,64
1,1
490
. .1 445,45
1,1
o
H
H HL
H
o
H
H HL
H
K MPa
S
K MPa
S
Vì đây là cặp bánh răng côn nên ta chọn
34
463,64 445,45
454,55
22
HH
H
sb
MPa
b.Ứng suất uốn cho phép:
Ứng suất uốn cho phép đƣợc tính theo công thức:
lim
. . . . .
o
F
F R S XF FC FL
F
Y Y K K K
S
Trong đó:
R
Y
:Hệ số xét đến ảnh hƣởng của độ nhám mặt lƣợn chân răng.
S
Y
:Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
XF
K
: Hệ số xét đến kích thƣớc bánh răng ảnh hƣởng đến độ bền uốn.
F
S
:hệ số an toàn. Tra bảng 6.2 [1] ta có
F
S
= 1,75
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
19
lim
o
F
:Úng suất uốn ứng với chu kì cơ sở.
Thoe bảng 6.2 (1) ta có:
lim
1,8
o
F
HB
=>
1lim
1,8.220 396
o
F
MPa
2lim
1,8.210 378
o
F
MPa
FC
K
: Hệ số xét đến ảnh hƣởng của việc đặt tải.Vì tải đặt một phía nên
1
FC
K
FL
K
: Hệ số tuổi thọ .
H
FO
m
FL
FE
N
K
N
HO
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sơ khi thử về độ bền uốn.Với
mọi loại thép ta đều có
6
4.10
HO
N
HE
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng.Vì tải không đổi, quay
một chiều nên ta có :
60. . .
FE
N c nt
Với :
c: số lần ăn khớp trong một vòng quay. c=1.
n: Số vòng quay trên các trục:
222,56
II
n
(vòng/phút)
76,48
III
n
(vòng/phút)
t
: Tổng số giờ làm việc
22
. .24.5.365 19466,67
33
t
giờ
Vậy
8
1
60.1.222,56.19466,67 2,6.10
FE
N
8
2
60.1.76,48.19466,67 0,89.10
FE
N
Ta thấy
11
22
FE FO
FE FO
NN
NN
Nên ta chọn
11
22
FE FO
FE FO
NN
NN
=>
12
1
FL FL
KK
Trong bƣớc tính thiết kế,sơ bộ lấy
. . 1
R S XF
Y Y K
Nên ta có :
lim
.
o
F
F FC FL
F
KK
S
=>
1lim
11
2lim
22
396
. .1.1 226,29
1,75
378
. .1.1 216
1,75
o
F
F FC FL
F
o
F
F FC FL
F
K K MPa
S
K K MPa
S
c.Ứng suất cực đại khi quá tải:
- Ứng suất tiếp xúc cực đại khi quá tải :
ax
2,8
H ch
M
11
ax
22
ax
2,8 2,8.450 1260
2,8 2,8.400 1120
H ch
M
H ch
M
MPa
MPa
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
20
-Ứng suất uốn cực đại khi quá tải:
ax
0,8
F ch
M
11
ax
22
ax
0,8 0,8.450 360
0,8 0,8.400 320
F ch
M
F ch
M
MPa
MPa
3.Xác định các thông số bộ truyền:
a. Xác định khoảng cách trục:
Theo công thức 6.15a [1] ta có:
2
3
w
2
.
( 1)
h
a
H ba
Tk
a K u
u
(2.17)
+
a
K
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng.Với cặp bánh
răng nghiêng làm bằng thép, theo bảng 6.6 [1] ta có
1/3
43
a
K MPa
+
2
T
: Mômen xoắn trục chủ động.
2
372027,77T
(N.mm).
+
H
: Ứng suất tiếp xúc cho phép.
454,55
H
MPa.
+
w
w
a
ba
b
:Hệ số chiều rộng, trong đó b
là
chiều rộng vành rằng; Theo bảng
6.6 [1] ta có
0,4
ba
.
+u: Tỉ số truyền: u=u
2
=2,91.
+
h
k
: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về ứng suất tiếp xúc.
Theo 6.16 [1] ta có:
0,5 ( 1) 0,5.0,4.(2,91 1) 0,83
bd ba
u
Theo bảng 6.7 [1] ta có :
1,05 ; 1,12
hF
kk
3
w
2
372027,77.1,05
a 43.(2,91 1) 197,63 ( )
454,55 .2,91.0,4
mm
Chọn
w
a 198
(mm).
b. Xác định các thông số ăn khớp:
Theo công thức 6.17 [1] ta có môđun
w
m=(0,01 0,02)a (0,01 0,02).198 (1,98 3,96)
.
Theo bảng 6.8 [1] ta chọn modul pháp
m=3
.
Chọn sơ bộ
15
o
,theo 6.31 [1] ta tính đƣợc số răng bánh nhỏ là:
w
3
2.a . os
2.198. os15
32,61
( 1) 3(2,91 1)
o
c
c
z
mu
Chọn z
3
=33.
Số răng bánh răng lớn:
43
. 2,91.33 96,03z u z
Chọn
4
97z
.
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
21
Do đó tỉ số truyền sẽ là:
4
3
97
2,94
33
m
z
u
z
Theo công thức 6.18 [1] :
1 2 1 2
w
w
.( ) .( )
3(33 97)
a os 0,985
2cos 2.a 2.198
m z z m z z
c
=>
arcos(0,985) 9 56'11"
o
nằm trong khoảng (8
o
…20
o
).
c.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
* Theo công thức 6.33 [1], ứng suất tiếp xúc trên mặt làm việc
22
2
w 2 w3
2. . .( 1)
H
H M H
T K u
Z Z Z
b u d
(2.18)
Trong đó:
+
w
b
:Chiều rộng răng, từ công thức
w
ww
w
a . 198.0,4 79,2 ( )
a
ba ba
b
b mm
+
M
Z
: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu các bánh răng ăn khớp, Theo bảng
6.6 [1] ta có
1/3
274
M
Z MPa
+
H
Z
: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
Theo 6.35 [1]
os .
bt
tag c tag
Với
t
=
0
w
20
ar ar 20 16'48"
os os9 56'11"
o
t
o
tag tag
ctag ctag
cc
=>
os . os20 16'48". 9 56'11" 0,16
oo
bt
tag c tag c tag
=>
9 5'25"
o
b
Theo công thức 6.34 [1]
w
2. os
2. os9 5'25"
1,74
sin2 sin2.20 16'48"
o
b
H
o
t
c
c
Z
+
Z
: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
- Theo công thức 6.37 [1] ta có:
w
.sin
79,2.sin9 56'11"
1,45 1
. 3,14.3
o
b
m
- Theo công thức 6.36c [1] ta có :
11
0,76
1,75
Z
+
H
K
: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc, theo công thức 6.39 [1]
H H H Hv
K K K K
Với :
-
1,05
H
K
: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng.
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
22
-
H
K
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng
đồng thời ăn khớp.
Theo công thức 6.40 [1]
w3 2
60000
dn
v
(2.19)
Theo bảng 6.11 [1]
w3
2.
2.198
100,51( )
1 2,94 1
w
m
a
d mm
u
3,14.100,51.222,56
1,17 ( / ) 4 ( / )
60000
v m s m s
Theo bảng 6.13 [1] ta tra đƣợc bánh răng có cấp chính xác 9. Theo bảng
6.14 [1] ta đƣợc
1,13
H
K
.
-
Hv
K
:Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp. Theo
công thức 6.41 [1] ta có:
w w3
2
1
2. . .
H
Hv
HH
bd
K
T K K
(2.20)
Trong đó theo 6.42 [1]
w
a
. . .
H H o
m
gv
u
(2.21)
Với : v = 1,17 (m/s) ;
H
: hệ số kể đến ảnh hƣởng của các sai số ăn
khớp, tra bảng 6.15 [1] ta có
0,002
H
;
o
g
: Hệ số kể đén ảnh hƣởng của
sai lệch các bƣớc răng bánh 1 và 2, theo bảng 6.16 [1]
73
o
g
.
w
a
198
. . . 0,002.73.1,17. 1,4
2,94
H H o
m
gv
u
1,4.79,2.100,51
1 1,013
2.372027,77.1,13.1,05
Hv
K
Vậy
. . 1,05.1,13.1,013 1,202
H H H Hv
K K K K
Vậy ta đƣợc ứng suất tiếp xúc trên mặt làm việc là:
2
2.372027,77.1,202.(2,91 1)
274.1,74.0,76 444,06
79,2.2,91.100,51
H
MPa
* Xác định chính xác ứng suất cho phép:
Theo 6.1 [1] với v= 1,17 < 5 m/s ,
1
V
Z
; Với cấp chính xác
động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia
công đạt độ nhám
2,5 1,25
a
Rm
, do đó
0,95
R
Z
;với d
a
< 700 mm,
1
xH
K
, do đó theo 6.1 và 6.1a [1]:
. . . 454,55.1.0,95.1 431,83
H H V R xH
sb
Z Z K MPa
Ta thấy
444,06 431,83
HH
MPa MPa
và
431,83 444,06
.100% 2,83% 4%
444,06
HH
H
H
, vì vậy ta không
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
23
cần thay đổi khoảng cách trục mà chỉ cần tính lại chiều rộng răng theo
công thức (suy từ 6.58):
2
2
w
444,06
.a . 0,4.198. 83,75
431,83
H
w ba
H
b mm
d. kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Theo công thức 6.43 [1] ta có:
2 F3
F4
3 4 3
w w3 F3
2. . . . .Y
Y
;.
. . Y
F
F F F
T K Y Y
b d m
(2.22)
Trong đó:
+
2
T
:mômen xoắn trên bánh chủ động
2
372027,77T
N.mm
+ m: Môđun pháp .
+
11
0,57
1,75
Y
:Hệ số kể đến sự trùng khớp củ răng.
+
9 56'11"
1 1 0,93
140 140
o
Y
: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng.
+
F1
Y
,
F2
Y
: Hệ số dạng răng bánh răng 3 và 4.
- Số răng tƣơng đƣơng:
3
1
33
4
2
33
33
34,53
os os 9 56'11"
97
101,5
os os 9 56'11"
v
o
v
o
z
z
cc
z
z
cc
Theo bảng 6.18 ta đƣợc
F3
Y 3,75
;
F4
Y 3,6
+
F
K
: hệ số tải trọng khi tính về uốn,
F F F Fv
K K K K
(2.23)
Theo bảng 6.7 [1]
1,12
F
K
Theo bảng 6.14 với v = 1,17 m/s cấp chính xác 9 ,
1,37
F
K
3
2 βα
ν .b .d
1
2.T .k .k
F w w
Fv
FF
K
(2.24)
w
o
a
δ .g .v.
HF
v
u
: Theo bảng 6.16 [1] ta có
o
g
=73; 6.15 [1]
δ
F
=0,006
w
o
a
198
δ .g .v. 0, 006.73.1,17. 4, 21
2,94
FF
m
v
u
3
2 βα
ν .b .d
4,21.83,75.100,51
1 1 1,031
2.T .k .k 2.372027,77.1,12.1,37
F w w
Fv
FF
K
Nên
. . 1,12.1,37.1,031 1,58
F F F Fv
K K K K
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
24
33
F4
4 3 4
F3
2.372027,77.1,58.0,57.0,93.3,75
92,54 226,29
83,75.100,51.3
Y
3,6
. 92,54. 88,84 216
Y 3,75
FF
F F F
MPa MPa
MPa MPa
Vậy bánh răng đảm bảo độ bền về uốn.
e.Kiểm nghiệm răng về quá tải:
+ Kiểm nghiệm quá tải về tiếp xúc:
Ta có:
1,3
qt bd
kk
max
ax
. 444,06. 1,3 506,3 1260
H H qt H
m
k MPa MPa
+ Kiểm nghiệm quá tải về uốn:
Ta có:
max ax
. [ ]
F F qt F m
k
(2.25)
3 ax 3 3
ax
4 ax 4 4
ax
. 92,54.1,3 120,302 360
. 88,84.1,3 115,492 320
F m F qt F
m
F m F qt F
m
k MPa MPa
k MPa MPa
Vậy bánh răng đảm bảo độ bền về quá tải.
f.Bảng số liệu (theo bảng 6.11 [1])
STT
Thông số
Kí hiệu
Giá trị
1
Khoảng cách trục chia
a
198 mm
2
Khoảng cách trục
a
w
198 mm
3
Đƣờng kính chia
d
d
3
=100,51 mm
d
4
=295,43 mm
4
Đƣờng kính lăn
d
w
d
w3
=100,51 mm
d
w4
=295,5 mm
5
Đƣờng kính đỉnh răng
d
a
d
a3
=106,51 mm
d
a4
=301,43 mm
6
Đƣờng kính đáy răng
d
f
d
f3
=93,01 mm
d
f4
=287,93 mm
7
Đƣờng kính cơ sở
d
b
d
b3
=94,45 mm
d
b4
=277,61 mm
8
Góc profin
α
20
o
9
Góc profin răng
α
t
20
o
16’48”
10
Góc ăn khớp
α
tw
20
o
16’48”
11
Hệ số trùng khớp ngang
ε
α
1,75
12
Số răng
Z
Z
3
= 33
Z
4
= 97
Đồ án: Thiết kế sản phẩm với CAD Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí
Trƣờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp học phần:45B
25
13
Chiều rộng vành răng
b
w
b
w4
= 83,75 mm
b
w3
= 87,1 mm
14
Góc nghiêng
β
9
o
56’11’’
III.
KI
ỂM
TR
A
BÔ
I
TR
ƠN CHẠM TRỤC :
1.Kiểm tra bôi trơn:
Với vận tốc nhỏ hơn 12÷15 (m/s) thì ta chọn phƣơng pháp bôi trơn là
ngâm dầu.
Hình 2.1
Gọi khoảng cách từ tâm các bộ truyền tới mƣc dầu lớn nhất và nhỏ nhất của
hộp giảm tốc là:
2max
X
,
2min
X
,
4max
X
,
4min
X
* Xác định mức dầu tối thiểu
min
X
:
- Với bộ truyền cấp nhanh v= 2,73 > 1,5 m/s nên ta có:
X2max
X2min
X4min
X4max
Xmax
Xmin
4min
4max
2min
2max
