THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG THÙNG TRỘN côn trụ hai cấp phương án số 1
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.9 MB, 62 trang )
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Sinh viên thực hiện : ………………………………………… MSSV :…………………….
Ngành đào tạo :……………………………………………………………………………………
Người hướng dẫn: ………………………………………………………………………………
Ký tên : ……………………………………………
Ngày bắt đầu : 08/09/2008 Ngày kết thúc : 15/12/2008 Ngày bảo vệ : 23/12/2008
ĐỀ TÀI
Đề số 7
: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN
Phương án số: 1
Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm :
1-
Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc;
4- Bộ truyền xích ống con lăn; 5- Thùng trộn
Số liệu thiết kế :
Công suất trên trục thùng trộn P : 2.5 kW
Số vòng quay trên trục thùng trộn n : 44 vòng/phút
Thời gian phục vụ L : 6 năm
Quay một chiều , làm việc hai ca , tải va đập nhẹ.
(1 năm làm việc 300 ngày , 1 ca làm việc 8 giờ)
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
2
MỤC LỤC
LỚI NÓI ĐẦU……………………………………………………………… ….…4
PHẦN I - TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY………………….… 5
PHẦN II – CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN………….……9
I. CHỌN ĐỘNG CƠ………………………………………………………………… 10
II. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN…………………………………………………… 11
PHẦN III – TÌNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH………………………………… 12
I. THÔNG SỐ CƠ BẢN……………………………………………………………….13
II. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH……………………………………………….…13
III. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN CỦA BỘ TRUYỀN XÍCH………………………… …14
IV. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN TIẾP XÚC………………………………………… …15
V. THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN XÍCH………………………………………………… 16
PHẦN IV – TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC……….… 17
A. TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG CÔN CẤP NHANH
I. CHỌN VẬT LIỆU BÁNH RĂNG……………………………………………… …18
II. TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT CHO PHÉP………………………………….……….…18
III. THÔNG SỐ HÌNH HỌC………………………………………………………… 19
IV. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG…………………………………….… 21
V. TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC CỦA CÁC BÁNH RĂNG………….23
B.
TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ CẤP CHẬM
I. CHỌN VẬT LIỆU BÁNH RĂNG………………………………………… ………24
II. TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT CHO PHÉP………………………………………… 24
III. THÔNG SỐ HÌNH HỌC……………………………………………………… 25
IV. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG………………………………………… 27
V. TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC CỦA CÁC BÁNH RĂNG…… 29
C.
KIÊM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
3
PHẦN V – TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN…………………………31
I. CHỌN VẬT LIỆU……………………………………………………………….32
II. CHỌN SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC…………………………………… ……32
III. XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI CÁC TRỤC……………………………………… …32
IV. LỰC TÁC DỤNG CỦA NỐI TRỤC VÀ ĐĨA XÍCH……………………………33
V. TÍNH TOÁN TRỤC ĐẦU VÀO ( TRỤC I ) ……………………………………34
VI. TÍNH TOÁN TRỤC TRUNG GIAN ( TRỤC II) ………………………….….…36
VII. TÍNH TOÁN TRỤC ĐẦU RA ( TRỤC III) ……………………………….….…38
VIII. KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN MỎI………………………………… …40
IX. KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN TĨNH………………………………….…42
X. KIỂM NGHIỆM THEN…………………………………………………….……42
PHẦN VI – TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN, NỐI TRỤC.………………… 44
A. CHỌN Ổ LĂN
I. TRỤC ĐẦU VÀO………………………………………………………… … 45
II. TRỤC TRUNG GIAN……………………………………………………… … 47
III. TRỤC ĐẦU RA………………………………………………………………….49
B. CHỌN NỐI TRỤC
PHẦN VII – TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ……………… 52
I. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT PHỤ……………………………………………… 53
II. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC………………………………………….……54
PHẦN VIII – CHỌN DẦU BÔI TRƠN. DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP……….….57
I. DẦU BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC…………………………………………….58
II. LẮP BÁNH RĂNG LÊN TRỤC VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP…………….…58
III. DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP…………………………………………………… 58
KẾT LUẬN…………………………………………………………………….…61
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 62
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
4
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trên đà phát triển do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai trò hết sức quan
trọng đối với đời sống con người. Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao
động đồng thời nó cũng góp phần không nhỏ trong việc thay thế sức lao động của người lao động
một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho họ trong quá trình làm việc. Các hệ thống cơ khí
chính là sự thay thế tuyết vời cho sức người trong việc tự động hóa sản xuất và tăng năng suất
lao động. Kết hợp với việc điều khiển chúng, ta sẽ góp phần vào công cuộc tự động hóa hiện đại
hóa mà đất nước Việt Nam đang thực hiện.
Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí là một môn học giúp cho sinh viên
ngành Cơ Điện tử có những kiến thức cơ bản về việc thiết kế các hệ thống truyền động cơ khí ,
để từ đó có cách nhìn về hệ thống sản xuất, về việc điều khiển các hệ thống tự động trong các
nhà máy, xí nghiệp hay phân xưởng.
Trong phạm vi đồ án, các kiến thức từ các môn cơ sở như Nguyên Lý Máy, Chi Tiết
Máy, Thiết Kế và Vẽ Bằng Máy Tính …được áp dụng giúp sinh viên có cái nhìn t63ngq uan về
một hệ dẫn động cơ khí . Trong quá trình thực hiện đồ án, kỹ năng vẽ và sử dụng các hương trình
vẽ AutoCAD và dựng mô hình 3D SolidWorks cũng được cải thiện rõ rệt. Từ đây, cộng với
những kiến thức chuyên ngành, em sẽ tiếp cận được với các hệ thống thức tế, có được cái nhìn
tổng quan hơn để chuẩn bị cho đồ án tiếp theo và luận văn tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm.ơn TS. Phạm Huy Hoàng đã tận tâm hướng dẫn em hoàn thành
đồ án truyền động cơ khí. Em cũng xin chân thành các ơn các thầy cô hướng dẫn đồ an trong học
kì này vì những buổi duyệt đố án đã giúp em có thêm những kiến thức, kinh nghiệm khi thực
hiện bản vẽ. Đồng thời em cũng xin cám ơn tập thể lớp CK05LCD, các bạn cũng đã it nhiều giúp
đỡ em hoàn thiện đồ án này.
Đây là đồ àn thiết kế một hệ cơ khí đầu tiên nên sẽ không tránh được những thiếu sót và
thiếu kinh nghiệm trong việc tính toán, chọn lựa các chi tiết. Em kính mong được sự chỉ dẫn
thêm của quý thầy cô để em được củng cố kiến thức và đúc kết them những kinh nghiệm quý báu
phục vụ cho công việc sau này
Sinh viên thực hiện
Võ Minh Thịnh
ĐẠI HỌ
C BÁCH KHOA TP.HCM
GVHD: TS. PHẠ
M HUY HOÀ
TÌM HIỂ
U H
Đ
C BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘ
NG C
M HUY HOÀ
NG |
SVTH : VÕ MINH TH
PHẦN I
U H
Ệ THỐ
NG TRUY
Đ
ỘNG MÁY
NG CƠ KHÍ
]
SVTH : VÕ MINH TH
ỊNH
5
NG TRUY
ỀN
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
6
Hệ thống dẫn động thùng trộn là hệ thống cơ khí được ứng dụng rất nhiều trong thực tê, cả trong
nộng nghiệp lẫn công nghiếp
Trong nông nghiệp, có thể thấy thùng trộn được ứng dụng trong việc trộn thức ăn gia súc
Trong công nghiệp thùng trộn được dùng để khuấy dầu, hóa chất ; khuấy các dây chuyền thực
phẩm. ; trôn bê tông…
Một số hình ảnh thùng trộn
Thùng trôn bê tông
Mẻ trộn trọng lượng
Máy trộn hạt Máy trộn vít kiểu đứng
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
7
Máy trộn nằm ngang kiễu cánh vít đảo chiều
Dù có là ứng dụng trong bất kì trường hợp nào thì hệ thống thùng trộn đều được truyền động từ
động cơ thông quá một hộp giảm tốc. Trong thùng trộn sẽ có trục được nối vào đầu ra của hộp
giảm tốc. Khi động cơ quay thì trục này sẽ quay và hệ thống thùng trộn cũng sẽ quay , thực hiện
chức năng của nó.
Các bộ truyền động này có thể đặt ngay trong thùng trộn hoặc là nằm ngoài thùng trộn tùy váo
kích thước, khối lượng và chức năng của hệ thống. Ở từng trường hợp có ưu điểm và nhược
điểm riêng và người kỹ sư khi thiết kế sẽ đánh giá để có phương án tối ưu nhất.
Các bộ truyền động được sử dụng trong hộp gỉảm tốc thùng trộn rất phong phú và đa dạng. Có
thể là bộ truyền trục vis bánh vis, bộ truyền bánh răng khai triển, đồng trục…với các bánh răng
trụ răng thẳng ; răng nghiêng, hay bánh răng côn…
Trong phạm vi đồ án này, bộ truyền đươc chỉ định là bộ truyền bánh răng côn - trụ hai cấp, đồng
thời trục ra được nôi với một bột truyền xích trước khi đến trục công tác.
Sau đây ta sẽ phân tích bộ truyền này.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
8
Mô tả hoạt động
Động cơ truyền chuyển động cho trục 1,cặp bánh răng côn có tác dụng truyền
chuyển động cho trục chéo 2 .Trục 2 thông qua cặp bánh răng trụ răng thẳng truyền
chuyển động cho trục 3, thông qua bộ truyền xích 4 dẫn động cho dao trộn 5.
Ưu điểm
Truyền momen xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao nhau.
Nhược điểm
Giá thành đắt ,khó chế tạo do đòi hỏi khắt khe về dung sai.
Khó lắp ráp
Khối lượng và kích thước lớn hơn so với hộp giảm tốc bánh răng trụ
.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
9
PHẦN II
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI
TỈ SỐ TRUYỀN
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
10
I. CHỌN ĐỘNG CƠ
Xác định công suất động cơ
Công suất động cơ phải lớn hơn công suất trên trục công tác
ܲ
ௗ
ܲ
௧
ൌ2.5ܹ݇
Với
ܲ
௧
ൌ
ܲ
ߟ
Hiệu suất chung của bộ truyền là :
ߟ
ൌߟ
ଵ
ߟ
ଶ
ߟ
ଷ
ߟ
௫
ߟ
ଵ
: hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng.
ߟ
ଶ
: hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.
ߟ
: hiệu suất của các ổ lăn ( 3 ổ lăn)
ߟ
௫
: hiệu suất của bộ truyền xích.
Ta bỏ qua hiệu suất của nối trục vì nó xấp xỉ là 1
Tra gíá trị các hiệu suất trên trong bảng 2.3 của tài liệu [1], ta thu được kết
quả sau
ߟ
ଵ
ൌ0.95 ; ߟ
ଶ
ൌ0.94; ߟ
ൌ0.99 ; ߟ
௫
ൌ0.97
ߟ
ൌ0.95 ݔ 0.93 ݔ 0.99
ଷ
ݔ 0.96ൌ0.84
Công suất của trục công tác :
ܲ
௧
ൌ
2.5
0.823
ൌ 2.975 ܹ݇
Vậy ta chọn động cơ có công suất 3 kW
Xác định số vòng quay sơ bộ
Chọn tỉ số truyền.
Tỉ số truyền chung của bộ truyền:
ݑ
ൌݑ
௫
ݑ
ଵ
ݑ
ଶ
Đối với bộ truyền xích, tỉ số truyền ݑ
௫
được chọn trong khoảng 2 ÷ 5.
Đối với hộp giảm tốc, tỉ số truyền chung được chọn trong khoảng 10 ÷ 25
Tỉ số truyền của cặp bánh răng côn ݑ
ଵ
được chọn trong khoảng 2 ÷ 4.
Tỉ số truyền của cặp bánh răng trụ ݑ
ଶ
được chọn trong khoảng 3 ÷ 5.
Ta chọn sơ bộ tỉ số truyền như sau:
ݑ
ൌ3 ݔ 3 ݔ 3.5ൌ31.5
Số vòng quay sơ bộ của động cơ :
݊
ௗ
ൌ݊
௧
ݔ ݑ
ൌ44 ݔ 31.5ൌ1386 vòng/phút
Từ bảng P1.3 của tài liệu [1] ta chọn được động cơ có thông số sau:
Kiểu động cơ
Công suất
kW
Vận tốc quay vg/ph
cos
߮
ߟ
%
ܶ
௫
ܶ
ௗ
ܶ
ܶ
ௗ
4A100S4Y3 3.0 1420 0.83 82 2.2 2.0
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
11
Trục
II. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
Bộ truyền xích
Tỉ số truyền được chọn là ݑ
௫
ൌ3
Hộp giảm tốc
Tỉ số truyền được tính là
ݑ
௧
ൌ
݊
ݑ
௫
݊
௧
ൌ
1420
3 ݔ 44
ൌ10.75
Phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc:
Theo công thức (3.15) tài liệu [1], ta có:
ߣ
ܿ
ଷ
ݑ
ଵ
ସ
ݑ
௧
ଶ
ሺݑ
௧
ݑ
ଵ
ሻ
ൌ1
Theo công thức (3.17) tài liệu [1], ta có:
ߣ
ൌ
2.25߰
ௗଶ
ሾܭ
ଶ
ሿ
ሺ
1 െ ܭ
ሻ
ܭ
ሾܭ
ଵ
ሿ
Chọn ܭ
ൌ0.25 ; ߰
ௗଶ
ൌ1.2 ;
ሾ
ܭ
ଵ
ሿ
ൌ
ሾ
ܭ
ଶ
ሿ
; ܿ
ൌ1.1
ߣ
ൌ
2.25 ݔ 1.2
ሺ
1 െ 0.25
ሻ
0.25ሿ
ൌ14.4
ߣ
ܿ
ଷ
ൌ14.4 ݔ 1.1
ଷ
ൌ19.16
Theo đồ thị 3.21 tài liệu [1] , ta chọn được ݑ
ଵ
ൌ3.25
ݑ
ଶ
ൌ3.3
Bảng thông số tính toán:
Thông số
Động cơ
I
II
III
Công tác
Tỉ số truyền 1 3.25 3.3 3
Số vòng quay, vg/ph 1420 1420 437 132 44
Công suất , kW 2.975 2.975 2.768 2.603 2.5
Mo men xoắn ,
Nmm
20007.9
20007
.
9
55886
.
7
173836
.
7
542613
.
6
ܲ
ூூூ
ൌ
ܲ
௧
ߟ
௫
ߟ
ൌ
2.5
0.97 ݔ 0.99
ൌ2.603 ܹ݇
ܲ
ூூ
ൌ
ܲ
ூூூ
ߟ
ଵ
ߟ
ൌ
2.603
0.95 ݔ 0.99
ൌ2.768 ܹ݇
ܲ
ூ
ൌ
ܲ
௧
ߟ
ଶ
ߟ
ൌ
2.768
0.94 ݔ 0.99
ൌ2.975 ܹ݇
ܶ
ூ
ൌ9.55 ݔ 10
ܲ
ଵ
݊
ଵ
ൌ9.55 ݔ10
2.975
1420
ൌ 20007.9
ܶ
ூூ
ൌ9.55 ݔ 10
ܲ
ଵ
݊
ଵ
ൌ9.55 ݔ10
2.768
473
ൌ 55886.7
ܶ
ூூூ
ൌ9.55 ݔ 10
ܲ
ଵ
݊
ଵ
ൌ9.55 ݔ10
2.603
143
ൌ 173836.7
ܶ
௧
ൌ9.55 ݔ 10
ܲ
ଵ
݊
ଵ
ൌ9.55 ݔ10
2.5
44
ൌ 542613.6
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
12
PHẦN III
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
13
I. THÔNG SỐ CƠ BẢN
Bộ truyền xích ống con lăn một dãy
Với :
• Công suất P
III
= 2.603 kW
• Số vòng quay ݊
ଵ
ൌ132 vòng/ phút
• Tỉ số truyền ݑ
௫
ൌ3
II. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH
Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức:
z
1
= 29 – 2 × u = 29 – 2 × 3 = 23 răng
Tính số răng đĩa xích lớn theo công thức:
z
2
= u × z
1
= 3 × 23 = 69 răng
( z
2
< z
max
= 120 răng )
Công suất tính toán:
ܲ
௧
ൌܲ
ூூூ
ݔ ܭ ݔ ܭ
௭
ݔ ܭ
ሾܲሿ
Với :
ܭ
௭
: hệ số số răng
ܭ
௭
ൌ
25
ݖ
ଵ
ൌ
25
23
ܭ
: hệ số số vòng quay
ܭ
ൌ
200
݊
ூூூ
ൌ
200
143
Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích K theo công thức :
K = K
0
× K
a
× K
dc
× K
đ
× K
c
× K
bt
= 1 × 1 × 1 × 1.2 × 1.25 × 1 = 1.5
trong đó:
K
0
= 1 (không có yêu cầu về độ nghiêng đường tâm xích)
K
a
= 1 (khoảng cách trục a = (30 ÷ 50)p
c
)
K
dc
= 1( trục điều chỉnh được ; không có rảng buộc và dễ dàng khi thiết kế hộp
giảm tốc )
K
đ
= 1.2 (hệ số tải trọng động , tải va đập nhẹ)
K
c
=1,25 (chế độ làm việc 2 ca)
K
bt
= 0.8 (bội trơn nhỏ giọt)
Công suất tính toán
ܲ
௧
ൌܲ
ூூூ
ݔ ܭ ݔ ܭ
௭
ݔ ܭ
ൌ2.603 ݔ 1.5 ݔ
25
23
ݔ
200
143
ൌ5.94 ܹ݇
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
14
Theo bảng 5.5 tài liệu [I] , tra theo cột n
01
= 200 vòng/phút
Ta chọn ܲ
௧
[P] = 11 kW
Bước xích :
ൌ25.4 ݉݉
Đường kính chốt : ݀
ൌ7.95 ݉݉
Chiều dài ống b = 22.61 mm
Vận tốc trung bình của xích :
ݒൌ
ݖ
ଵ
݊
ଵ
60000
ൌ
23 ݔ 132 ݔ 25.4
60000
ൌ1.285 ݉/ݏ
Khoảng cách trục sơ bộ a = 40p
c
= 40 x 25.4 = 1016 mm
Số mắt xích :
ݔൌ
2ܽ
0.5
ሺ
ݖ
ଵ
ݖ
ଶ
ሻ
ሺ
ݖ
ଶ
െ ݖ
ଵ
ሻ
ଶ
4ߨ
ଶ
ܽ
ݔൌ
2 ݔ 1016
25.4
0.5
ሺ
23 69
ሻ
ሺ
69 െ 23
ሻ
ଶ
25.4
4 ݔ ߨ
ଶ
ݔ 1016
ൌ127.34
Chọn x = 128 mắt xích
Xác định lại khoáng cách trục :
ܽൌ0.25
ݔെ
ݖ
ଵ
ݖ
ଶ
2
ඨ
൬ݔെ
ݖ
ଵ
ݖ
ଶ
2
൰
ଶ
െ 8ቀ
ݖ
ଶ
െ ݖ
ଵ
2ߨ
ቁ
ଶ
ܽൌ0.25 ݔ 25.4128 െ
23 69
2
ඨ
൬128 െ
23 69
2
൰
ଶ
െ 8൬
69 െ 23
2ߨ
൰
ଶ
ൌ1024.52 ݉݉
Để tránh xích không chịu lực căng quá lớn, ta cần giảm bớt 1 lượng
∆ܽൌ
ሺ
0.002 ൊ 0.004
ሻ
ܽൌ2.049 ൊ 4.098
Chọn a = 1022 mm
Số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây
݅ൌ
ݖ
ଵ
݊
ଵ
15ݔ
ൌ
23 ݔ 132
15 ݔ 128
ൌ1.58
Theo bảng 5.9 tài liệu [I] , ta có số lần va đập i < [i] = 30 ( ứng với bước xích 25.4 mm)
III. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN CÚA BỘ TRUYỀN XÍCH
Lực vòng có ích :
ܨ
௧
ൌ
1000 ܲ
ݒ
ൌ2025.3 ܰ
Hệ số an toàn :
ݏൌ
ܳ
ሺ݇
đ
ܨ
௧
ܨ
ܨ
௩
ሻ
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
15
Với
Q :, tra theo bảng 5.2, tải trọng phá hỏng Q = 56.7 kN
k
đ
: hệ số tải trọng động , tải trung bình , chọn k
đ
= 1.2, với tải trọng mở máy 150%
F
0
: lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra
F
0
= 9.81k
f
q a = 9.81 x 6 x 2.6 x 1.022 = 156.403 N
k
f
: hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền. Bộ truyền năm ngang ,
k
f
= 6
q : khối lượng 1m xích , q = 2.6 kg
F
v
: lực căng do lực li tâm sinh ra
F
v
= qv
2
= 2.6 x 1.392
2
= 5.0379 N
ݏൌ
56700
ሺ
1.2 ݔ 2025.3 156.403 5.0379
ሻ
ൌ21.878.2ൌ
ሾ
ݏ
ሿ
Hệ số an toàn cho phép [s] tra từ bảng 5.10, tài liệu [I]
Vậy bộ truyền xích đủ bền
IV. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN TIẾP XÚC
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức 5.18 của tài liệu [I];
ߪ
ுଵ
ൌ0.47
ඨ
݇
ሺ
ܨ
௧
݇
đ
ܨ
௩đ
ሻ
ܧ
ܣܭ
đ
Với
k
r
: hệ số ảnh hưởng đến số răng đĩa xích , z
1
= 23 , k
r
= 0.444
k
đ
: hệ số tải trọng động ; k
đ
= 1.2
K
đ
: hệ số phân bố không đều tải trọng các dãy ; K
đ
= 1( xích 1 dãy)
F
vd
: lực va đập trên dãy xích
F
vd
= 13 x 10
-7
x n
1
x p
c
3
= 13 x 10
-7
x 143 x 25.4
3
= 3.046 N
A : diện tích chiếu của bản lề ứng với bước xích 25.4 mm, xích 1 dãy , A = 180 mm
2
E = 2E
1
E
2
/(E
1
+ E
2
) = 2.1 x 10
5
MPa, mô đun đàn hồi
ߪ
ுଵ
ൌ0.47
ඨ
0.444
ሺ
2025.3 ݔ 1.2 3.046
ሻ
2.1 ݔ 10
ହ
180 ݔ 1.2
ൌ481.7 ܯܲܽ
Theo bảng 5.11 tài liệu [I], ta chọn vật liệu chế tạo đĩa xích là Thép C45 tôi cải thiện
Độ cứng HB170, đạt độ cứng tiếp xúc [ߪ
ு
] = 500MPa
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
16
V. THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN XÍCH
Đường kính đĩa xích :
d
1
= p/sin(π/z
1)
= 25.4 /sin(π/23) = 186.54 mm
d
2
= p/sin(π/z
2)
= 25.4 /sin(π/69) = 558.06 mm
d
a1
= [0.5 +cotg(π/z
1
)]p = [0.5 +cotg(π/23)]x25.4 =197.48 mm
d
a2
= [0.5 +cotg(π/z
2
)]p = [0.5 +cotg(π/69)]x25.4 =570.18 mm
d
l
= 15.88 mm, tra bảng 5.2
r = 0.5025d
1
+ 0.05 = 0.5025 x 15.88 + 0.05 = 8.03 mm
d
f1
= d
1
– 2r = 186.54 – 2 x 8.03 = 170.48 mm
d
f2
= d
2
– 2r = 558.06 – 2 x 8.03 = 542 mm
Lực tác dụng lên trục :
F
r
= k
x
F
t
= 1.15 x 2025.3 = 2329.1 N
Với k
x
= 1.15 cho tất cả các bộ truyển xích có độ nghiêng nhỏ hơn 40
0
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
17
PHẦN IV
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỘP GIẢM TỐC
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
18
A. TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG CÔN CẤP NHANH
I. CHỌN VẬT LIỆU BÁNH RĂNG
Do không có yêu cầu đặc biệt về tải trọng của hệ thống , cộng với công suất hộp
giảm tốc không cao nên ta sẽ chọn vật liệu cho bánh răng theo chế độ tải trọng
trung bình.
H
1
≥ H
2
+ ( 10 ÷ 15 ) HB
Nhóm vật liệu của hai bánh răng được tra theo bảng 6.1 tài liệu [I].
• Bánh dẫn : Thép C45 tôi cải thiện, độ rắn 250HB.
Giới hạn bền σ
ୠଵ
ൌ850 MPa ; Giới hạn chảy σ
ୡ୦ଵ
ൌ580 MPa
• Bánh bị dẫn : Thép C45 tôi cải thiện, độ rắn 220HB.
Giới hạn bền σ
ୠଵ
ൌ750 MPa ; Giới hạn chảy σ
ୡ୦ଵ
ൌ450 MPa
Tương ứng, theo bảng 6.2 tài liệu [I], ta có hệ số an toàn tương ứng :
s
H
= 1.1 s
F
= 1.75
II. TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT CHO PHÉP
Theo yêu cầu hộp gảim tốc được ngâm dầu nên dạng hỏng chủ yếu là tróc rổ bề
mặt răng.
Ta sẽ tính toán bộ truyền với chỉ tiêu tính là ứng suất tiếp xúc.
Trước tiên, ta xác định số chu kì làm việc tương đương:
Số chu kì làm việc cơ sở :
N
HO1
= 30HB
1
2,4
= 30.250
2,4
= 1,71.10
7
chu kỳ
N
HO2
= 30HB
2
2,4
= 30.235
2,4
= 1,47.10
7
chu kỳ
N
FO1
= N
FO2
= 5.10
6
chu kỳ
Số chu kỳ làm việc tương đương:
Bộ truyền làm việc trong điều kiện tải trọng không đổi , nên
N
FE
= N
HE
Số giờ làm việc tương đương:
L
h
= L
năm
L
ngày
L
ca
L
giờ
= 6 x 300 x 2 x 8 = 28800 giờ
N
FE1
= N
HE1
= 60ncL
h
= 60 x 473 x 1 x 28800 = 81.73 x 10
7
chu kỳ
N
FE1
= N
HE1
= 60ncL
h
= 60 x 143 x 1 x 28800 = 24.71 x 10
7
chu kỳ
Vì N
HE
> N
HO
lấy N
HE
= N
HO
; K
HL
= 1
N
FE
> N
FO
lấy N
FE
= N
FO
; K
FL
= 1
Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn tới hạn :
σ
0Hlim
= 2 x HB + 70
σ
0Flim
= 1.8 x HB
σ
0Hlim1
= 2 × 250 + 70 = 570 MPa
σ
0Hlim2
= 2 × 220 + 70 = 510 MPa
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
19
σ
0Flim1
= 1.8 × 250 = 450 MPa
σ
0Flim2
= 1.8 × 220 = 396 MPa
• Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ
ሾ
ߪ
ுଵ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ுଵ
ܭ
ு
ݏ
ு
ൌ
0.9 ݔ 570 ݔ 1
1.1
ൌ466.36 ܯܲܽ
ሾ
ߪ
ுଶ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ுଶ
ܭ
ு
ݏ
ு
ൌ
0.9 ݔ 510 ݔ 1
1.1
ൌ417.27 ܯܲܽ
Đối với bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng côn răng thẳng, ta đều có:
ሾ
ߪ
ு
ሿ
ൌmin
ଵିଶ
ሾ
ߪ
ு
ሿ
ൌ417.27 ܯܲܽ
Khi quá tải :
[σ
H
]
max
= 2,8σ
chmin
= 2,8 x 450 = 1260 MPa
• Ứng suất uốn cho phép
ሾ
ߪ
ிଵ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ிଵ
ܭ
ி
ݏ
ி
ൌ
0.9 ݔ 450 ݔ 1
1.75
ൌ231.43 ܯܲܽ
ሾ
ߪ
ிଶ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ிଶ
ܭ
ி
ݏ
ி
ൌ
0.9 ݔ 396 ݔ 1
1.75
ൌ203.66 ܯܲܽ
Khi quá tải :
[σ
F1
]
max
= 0,8σ
ch
= 2,8 x 580 = 464 MPa
[σ
F2
]
max
= 0,8σ
ch2
= 2,8 x 450 =3 60 MPa
III. THÔNG SỐ HÌNH HỌC
Chiều dài côn ngoài:
ܴ
ൌ ܭ
ோ
ඥ
ݑ
ଶ
1 .
ඨ
ܶ
ଵ
ܭ
ுఉ
ሺ
1 െ ܭ
ሻ
.ܭ
.ݑ.
ሾ
ߪ
ு
ሿ
ଶ
య
K
R
= 0,5 × K
d
= 0,5 × 100 = 50 MPa
1/3
(Với truyền động bánh răng côn răng thằng bằng thép K
d
= 100 Mpa
1/3
)
K
be
= 0,275
Theo bảng 6.21 tài liệu [I] và K
be
.u / (2- K
be
) = 0.46
Trục bánh răng lắp trên ổ đũa côn, HB < 350 nên ta có : K
Hβ
= 1,1
Momen xoắn trên trục bánh dẫn T
1
= 20007.9 Nmm
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
20
ሾ
ߪ
ு
ሿ
ൌ417.27 ܯܲܽ
ܴ
ൌ 50
ඥ
3.25
ଶ
1 .
ඨ
20007.9 ݔ 1.1
ሺ
1 െ 0.275
ሻ
ݔ 0.275 ݔ 3.25 ݔ 417.27
ଶ
య
ൌ98.6 ݉݉
Thông số ăn khớp
Đường kính chia sơ bộ bánh nhỏ :
݀
ଵ
ൌ
2ܴ
√
1 ݑ
ଶ
ൌ
2 ݔ 98.6
√
1 3.25
ଶ
ൌ58 ݉݉
Tra theo bảng 6.22 tài liệu [1], ta chọn sơ bộ ݖ
ଵ
ൌ18 ݎă݊݃
Do độ cứng của vật liệu làm bánh răng < 350 HB
ݖ
ଵ
ൌ1.6ݖ
ଵ
ൌ1.6 ݔ 18ൌ28.8 ݎă݊݃ ; ݄ܿọ݊ ݖ
ଵ
ൌ29 ݎă݊݃
Góc côn chia
ߜ
ଵ
ൌܽݎܿݐ݃൬
1
ݑ
൰ൌܽݎܿݐ݃൬
1
3.25
൰ൌ17.1°
ߜ
ଶ
ൌ90 െ ߜ
ଵ
ൌ72.9°
Số răng của bánh răng trụ tương đương:
ݖ
௩ଵ
ൌ
ݖ
ଵ
ܿݏߜ
ଵ
ൌ30.34 ݎă݊݃
Đường kính trung bình :
݀
ଵ
ൌ
ሺ
1 െ 0.5 ܭ
ሻ
݀
ଵ
ൌ50.02 ݉݉
Mođun trung bình:
݉
௧
ൌ
݀
ଵ
ݖ
ଵ
ൌ
50.02
29
ൌ1.725
Mođun của cặp bánh răng:
݉
௧
ൌ
݉
௧
ሺ1 െ 0.5ܭ
ሻ
ൌ
1.725
1 െ 0.5 ݔ 0.275
ൌ2
Chọn m
te
= 2 theo bảng 6.8 tài liệu [I], ta tính lại :
݉
௧
ൌ݉
௧
ሺ1 െ 0.5ܭ
ሻൌ2ሺ1 െ 0.5 ݔ 0.275ሻൌ1.725
Vậy
݀
ଵ
ൌ݉
௧
ݖ
ଵ
ൌ1.725 ݔ 29ൌ50.02 ݉݉
Số răng bánh bị dẫn:
ݖ
ଶ
ൌݑ
ଵ
ݔ ݖ
ଶ
ൌ3.25 ݔ 29ൌ94.25 ݎă݊݃ ;݄ܿọ݊ ݖ
ଶ
ൌ94 ݎă݊݃
Tỉ số truyền tính lại u
br1
= z
2
/z
1
= 94/29 = 3.24
Góc côn chia được tính lại :
ߜ
ଵ
ൌܽݎܿݐ݃൬
1
ݑ
൰ൌ17.15˚ ; ߜ
ଵ
ൌ90 െ ߜ
ଵ
ൌ72.85˚
Đường kính trung bình :
݀
ଶ
ൌ݉
௧
ݖ
ଶ
ൌ1.725 ݔ 94ൌ162.15 ݉݉
Ta có được bảng thông số hình học bánh răng côn như sau:
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
21
Thông số Bánh dẫn Bánh bị dẫn
Chiều dài côn ngoài
ܴ
ൌ
0
.
5
݉
௧
ට
ݖ
ଵ
ଶ
ݖ
ଶ
ଶ
ൌ
0
.
5
ݔ
2
ݔ
ඥ
29
ଶ
94
ଶ
ൌ
98
.
37
݉݉
Chiều rộng vành răng
b =
ܭ
ܴ
ൌ
0
.
275
ݔ
98
.
37
ൌ
27
.
05
݉݉
Mođun vòng ngoài
݉
௧
ൌ
2
݉݉
Tỉ số truyền u
br1
= 3.24
Đường kính chia ngoài d
e1
= m
te
z
1
= 2 x 29 = 58 mm d
e2
= m
te
z
2
= 2 x 94 = 188 mm
Góc côn chia 17.15˚ 72.85˚
Chiều cao răng h
e
= 2m
te
+ 0.2m
te
= 2.2 x 2 = 4.4 mm
Chiều cao đầu răng ngoài h
ae1
= m
te
= 2 h
ae1
= 2h
te
m
te
– h
ae1
= 2
Chiều cao chân răng ngoài
h
fe
= h
e
– h
ae
= 2.4 mm
Đường kính vòng đỉnh d
ae1
=d
e1
+ 2 h
ae
cosδ
1
= 61.82 mm d
ae1
=d
e2
+ 2 h
ae
cosδ
2
= 189.18mm
Vận tốc trung bình
ݒ
ଵ
ൌ
ߨ
݊
ଵ
݀
ଵ
60000
ൌ
3
.
72
݉
ݏ
IV. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
Độ bền tiếp xúc của bánh răng phải thỏa
ߪ
ு
ൌܼ
ு
ܼ
ெ
ܼ
ఌ
ඨ
2ܶ
ଵ
ܭ
ு
√
ݑ
ଶ
1
0.85.ܾ.ݑ.݀
ଵ
ଶ
Theo bảng 6.11 tài liệu [I], ta có
Z
H
= 1.76 (độ dịch chỉnh x
1
+ x
2
= 0)
Theo bảng 6.5 tài liệu [I], ta có:
Z
M
= 274 MPa
1/3
(vật liệu chế tạo cặp bánh răng bằng thép)
Hệ số trùng khớp ngang :
ߝ
ఈ
ൌ1.88 െ 3.2൬
1
ݖ
ଵ
1
ݖ
ଶ
൰ൌ1.736
ܼ
ఌ
ൌ
ඨ
4 െ ߝ
ఈ
3
ൌ0.8688
Hệ số tải trọng : K
H
= K
Hβ
× K
Hα
× K
Hv
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
22
Với:
K
Hβ
= 1,1
K
Hα
= 1 (vì răng thẳng)
ܭ
ு௩
ൌ1
ݒ
ு
ܾ݀
ଵ
2ܶ
ଵ
ܭ
ுఉ
ܭ
ுఈ
Theo bảng 6.13 tài liệu [1], dùng cấp chính xác 8.
ݒ
ு
ൌߜ
ு
.݃
.ݒ
ඨ
݀
ଵ
ሺݑ1ሻ
ݑ
ൌ0.006 ݔ 56 ݔ 3.72 ݔ
ඥ
50.025 ݔ 4.25/3.25 ൌ 10.11 m/s
Trong đó theo bảng 6.15 tài liệu [1], δ
H
= 0,006, theo bảng 6.16[1], g
0
= 56
Bề dày răng b = K
be
× R
e
= 27.06 mm
K
Hv
= 1.311
Do đó K
H
= 1.1 x 1 x 1.311 = 1.442
σ
H
= 429.08 > [σ
H
] = 417.27 MPa
Vì chênh lệch nhỏ nên ta có thể tăng chiều rộng vành răng
b = 27.06 × (429.08 / 417.27)
2
= 28.61
Chọn b = 30 mm
Khi đó ta nhận được giá trị σ
H
= 412.08 < 417.27 = [σ
H
]
Điều kiện bền tiếp xúc của cặp bánh răng được thỏa
Kiểm nghiệm độ bền uốn
Độ bền uốn của bánh răng phải thỏa:
ߪ
ிଵ
ൌ
2ܶ
ଵ
ܭ
ி
ܻ
ఌ
ܻ
ఉ
ܻ
ிଵ
0.85ܾ݉
௧
݀
ଵ
Hệ số tải trọng : K
F
= K
Fβ
× K
Fα
× K
Fv
Với :
K
Fα
= 1 (vì răng thẳng)
Theo bảng 6.21 tài liệu [I] và K
be
.u / (2- K
be
) = 0.46 , ta nhận được K
Fβ
= 1.2
Theo bảng 6.15 tài liệu [1], δ
F
= 0,016
Theo bảng 6.16 tài liệu [1], g
0
= 56
ܭ
ி௩
ൌ1
ݒ
ி
ܾ݀
ଵ
2ܶ
ଵ
ܭ
ிఉ
ܭ
ிఈ
ൌ1.84
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
23
ݒ
ி
ൌߜ
ி
.݃
.ݒ
ඨ
݀
ଵ
ሺݑ1ሻ
ݑ
ൌ29.96 ݉/ݏ
Do đó K
F
= 1.2 x 1 x1.84 = 2.21
Lại có :
Răng thẳng nên Y
β
= 1
ܻ
ఌ
ൌ
1
ߝ
ఈ
ൌ
1
1.736
Số răng tương đương :
z
vn1
= z
1
/cosδ
1
= 29/cos17.15 = 30.35
z
vn1
= z
1
/cosδ
1
= 94/cos72.85 = 318.78
Hệ số dạng răng:
Y
F1
= 3.47 + 13.2/z
vn1
= 3.91
Y
F2
= 3.47 + 13.2/z
vn2
= 3.51
Do đó:
ߪ
ிଵ
ൌ
2 ݔ 20007.9 ݔ 2.21 ݔ 3.91
1.736 ݔ 0.85 ݔ 30 ݔ 1.725 ݔ 50.025
ൌ90.52 ܯܲܽ൏
ሾ
ߪ
ிଵ
ሿ
ߪ
ிଶ
ൌ
ߪ
ிଵ
Y
ଶ
Y
ଵ
ൌ81.26 ܯܲܽ൏
ሾ
ߪ
ிଵ
ሿ
Vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo. ta chỉ cần điều chỉnh bề rộng răng 30 mm.
V. TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC CỦA CÁC BÁNH
RĂNG
Lực vòng :
ܨ
௧ଵ
ൌܨ
௧ଶ
ൌ
2ܶ
ଵ
݀
ଵ
ൌ
2 ݔ 20007.9
50.025
ൌ800 ܰ
Lực hướng tâm :
ܨ
ଵ
ൌܨ
ଶ
ൌܨ
௧ଵ
ݐ݃ߙ .ܿݏߜ
ଵ
ൌ800 ݔ ݐ݃20 ݔ cos17.15ൌ278.23 ܰ
Lực dọc trục:
ܨ
ଵ
ൌܨ
ଶ
ൌܨ
௧ଵ
ݐ݃ߙ .ݏ݅݊ߜ
ଵ
ൌ800 ݔ ݐ݃20 ݔ s17.15ൌ85.86 ܰ
( Tham khảo tài liệu [3] )
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
24
B. TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ CẤP CHẬM
I. CHỌN VẬT LIỆU BÁNH RĂNG
Do không có yêu cầu đặc biệt về tải trọng của hệ thống , cộng với công suất hộp
giảm tốc không cao nên ta sẽ chọn vật liệu cho bánh răng theo chế độ tải trọng trung
bình.
H
1
≥ H
2
+ ( 10 ÷ 15 ) HB
Nhóm vật liệu của hai bánh răng được tra theo bảng 6.1 tài liệu [I].
• Bánh dẫn : Thép C45 tôi cải thiện, độ rắn 250HB.
Giới hạn bền σ
ୠଵ
ൌ850 MPa ; Giới hạn chảy σ
ୡ୦ଵ
ൌ580 MPa
• Bánh bị dẫn : Thép C45 tôi cải thiện, độ rắn 220HB.
Giới hạn bền σ
ୠଵ
ൌ750 MPa ; Giới hạn chảy σ
ୡ୦ଵ
ൌ450 MPa
Tương ứng, theo bảng 6.2 tài liệu [I], ta có hệ số an toàn tương ứng :
s
H
= 1.1 s
F
= 1.75
II. TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT CHO PHÉP
Theo yêu cầu hộp gảim tốc được ngâm dầu nên dạng hỏng chủ yếu là tróc rổ bề
mặt răng.
Ta sẽ tính toán bộ truyền với chỉ tiêu tính là ứng suất tiếp xúc.
Trước tiên, ta xác định số chu kì làm việc tương đương:
Số chu kì làm việc cơ sở :
N
HO1
= 30HB
1
2,4
= 30.250
2,4
= 1,71.10
7
chu kỳ
N
HO2
= 30HB
2
2,4
= 30.235
2,4
= 1,47.10
7
chu kỳ
N
FO1
= N
FO2
= 5.10
6
chu kỳ
Số chu kỳ làm việc tương đương:
Bộ truyền làm việc trong điều kiện tải trọng không đổi , nên
N
FE
= N
HE
Số giờ làm việc tương đương:
L
h
= L
năm
L
ngày
L
ca
L
giờ
= 6 x 300 x 2 x 8 = 28800 giờ
N
FE1
= N
HE1
= 60ncL
h
= 60 x 473 x 1 x 28800 = 81.73 x 10
7
chu kỳ
N
FE1
= N
HE1
= 60ncL
h
= 60 x 143 x 1 x 28800 = 24.71 x 10
7
chu kỳ
Vì N
HE
> N
HO
lấy N
HE
= N
HO
; K
HL
= 1
N
FE
> N
FO
lấy N
FE
= N
FO
; K
FL
= 1
Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn tới hạn :
σ
0Hlim
= 2 x HB + 70
σ
0Flim
= 1.8 x HB
σ
0Hlim1
= 2 × 250 + 70 = 570 MPa
σ
0Hlim2
= 2 × 220 + 70 = 510 MPa
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
[ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ]
GVHD: TS. PHẠM HUY HOÀNG | SVTH : VÕ MINH THỊNH
25
σ
0Flim1
= 1.8 × 250 = 450 MPa
σ
0Flim2
= 1.8 × 220 = 396 MPa
• Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ
ሾ
ߪ
ுଵ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ுଵ
ܭ
ு
ݏ
ு
ൌ
0.9 ݔ 570 ݔ 1
1.1
ൌ466.36 ܯܲܽ
ሾ
ߪ
ுଶ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ுଶ
ܭ
ு
ݏ
ு
ൌ
0.9 ݔ 510 ݔ 1
1.1
ൌ417.27 ܯܲܽ
Đối với bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng côn răng thẳng, ta đều có:
ሾ
ߪ
ு
ሿ
ൌmin
ଵିଶ
ሾ
ߪ
ு
ሿ
ൌ417.27 ܯܲܽ
Khi quá tải :
[σ
H
]
max
= 2,8σ
chmin
= 2,8 x 450 = 1260 MPa
• Ứng suất uốn cho phép
ሾ
ߪ
ிଵ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ிଵ
ܭ
ி
ݏ
ி
ൌ
0.9 ݔ 450 ݔ 1
1.75
ൌ231.43 ܯܲܽ
ሾ
ߪ
ிଶ
ሿ
ൌ
0.9 ߪ
ிଶ
ܭ
ி
ݏ
ி
ൌ
0.9 ݔ 396 ݔ 1
1.75
ൌ203.66 ܯܲܽ
Khi quá tải :
[σ
F1
]
max
= 0,8σ
ch
= 2,8 x 580 = 464 MPa
[σ
F2
]
max
= 0,8σ
ch2
= 2,8 x 450 =3 60 MPa
III. THÔNG SỐ HÌNH HỌC
Khoảng cách trục
Vì cặp bánh răng trụ hoạt động ở cấp chậm, nên ta chọn hệ số ߰
lớn hơn K
be
của
cặp bánh răng côn.
Chọn ߰
ൌ0.4
߰
ௗ
ൌ߰
ሺݑ1ሻ/2 ൌ 0.4ሺ3.3 1ሻ/2 = 0.86
Theo bảng 6.5, tài liệu [1] , ta chọn K
a
= 49.5 MPa
1/3
K
d
= 77 Mpa
1/3
- ứng với bánh răng trụ răng thẳng
Theo bảng 6.7, tài liệu [1] , ta chọn K
Hβ
= 1.06
Khoảng cách trục sơ bộ :
