bánh răng côn thẳng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1010.56 KB, 85 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
PHẦN I
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I.1-Chọn kiểu loại động cơ :
Ta chọn động cơ dựa vào 3 tiêu chí sau:
1.
2.
3.
Giá thành rẻ.
Kích thước nhỏ gọn.
Thỏa mãn các yêu cầu làm việc của hệ thống
Với yêu cầu trên và dựa vào đặc tính làm việc của hệ thống ,ta chọn động cơ
xoay chiều không đồng bộ 3 pha có roto ngắn mạnh (do nó có kết cấu đơn giản, giá
thành hạ, dễ bảo quản, có độ tin cậy làm việc cao, có thể mắc trực tiếp với dòng 3
pha mà không cần qua bộ biến đổi hay chỉnh lưu dòng điện. ngoài ra động cơ có
hiệu xuất, công suất làm việc phù hợp ).
I.1.1-Tính toán công suất :
A-Công suất làm việc:
(KW)
Lực kéo băng tải : F=3000 (N)
Vận tốc của băng tải : V=1,0 (m/s)
B-Công suất cần thiết trên trục động cơ
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
: là hiệu suất truyền động
theo công thức (2.9) tài liệu [ I ].
Tra bảng 2.3 trang [19] tài liệu [I].
=0,95 : là hiệu suất của bộ chuyền đai
=0,96 : là hiệu suất của bộ chuyền bánh răng côn (để kín)
=0,99 : là hiệu suất của một cặp ổ lăn
= 1 : là hiệu suất khớp nối
Khi đó :
Như vậy công suất cần thiết của trục động cơ là :
I.1.2-Tính sơ bộ số vòng quay đồng bộ:
Ta có :
Với :
V = 1 (m/s) là vận tốc của băng tải.
D=300 (mm) là đường kính băng tải.
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Ta lại có: Tỉ số truyền của hệ thống sơ bộ ( usb )
usb = uđ.ubr
Tra bảng 2.4[I] trang (21):
uđ = 4
ubr = 4
⇒
usb =4.4=16
Số vòng quay sơ bộ của hệ thống (nsb)
Vậy : nsb= nlv.usb= 63,70.16 =1019,2(v/p)
I.1.3-Chọn động cơ :
Sau quá trình tính toán ta thu được: + = 3,41
(Kw)
+ = 1019,2(v/p)
≥ Pct
Điều kiện chọn động cơ :
≈ nsb
Trong đó:
+
+
pđc
nđc
là công suất của động cơ, (Kw)
là số vòng quay của trục động cơ, (v/p)
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
+
+
+
Tk
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
là mômen khởi động của động cơ,
Tdn
là mômen danh nghĩa
Tmm
là mômen mở máy của thiết bị cần dẫn động
+ T là mômen tải
Tra bảng P1.3 [I] Và P1.4 [I] Ta chọn động cơ phù hợp với điều kiện trên.
Bảng thông số động cơ.
Kiểu động cơ
4A112MB6Y3
Công
suất
Vận tốc
quay
(KW)
(v/p)
4,0
950
(mm)
0,81
82
2,2
Bảng kích thước của động cơ.
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 4
2,0
28
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
I.2. Phân phối tỷ số truyền
Tỉ số truyền chung của hệ thống :( ut )
ut = = =14,91
Mặt khác :
ut = uđ.ubr
Theo tài liệu [I] Trang(49) chọn :
uđ = 4 ⇒ ubr = = 3,73
I.2.1.Số vòng quay trên các trục :
Trục động cơ
:
nđc = 950
(v/p)
Trục I
:
nI = nđc /uđ = = 237,5
(v/p)
Trục II
Trục III
:
:
nII = nI /ubr = = 63,67
nIII = nII = 63,67 (v/p)
(v/p)
I.2.2.Công suất trên các trục
Ta có :
Công suất trên trục công tác : PIII = PII.= Plv =3
(KW)
Công suất trên trục bị động : => PII = = = 3,03
(KW)
PII = PI..
Công suất trên trục chủ động : PI = = = 3,19
(KW)
PI = Pđc .
Công suất trên trục động cơ:
Pđc= = = 3,39
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 5
(KW)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
I.2.3.Mô men xoắn trên các trục :
Trục động cơ : Tđc = 9,55. 106 .= 9,55.106.= 34078,42
Trục I
Trục II
Trục III
:TI = 9,55.106
:TII = 9,55.106
:TIII =9,55.106
PI
nI
PII
nII
PIII
nIII
(Nmm)
=9,55.106 . = 128271,58
(Nmm)
= 9,55.106. = 454476,21
(Nmm)
= 9,55.106. = 449976,44
(Nmm)
BẢNG THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Trục
Động cơ
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
I
II
III
Thông số
u
uđ =4
P (KW)
3,39
n
(v/p)
950
T
(Nmm)
34078,42
ubr =3,73
3,19
237,5
128271,58
3,03
3
63,67
63,67
454476,21
Phần II: Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 7
uk=1
449976,44
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
2.1 . Thiết kế bộ truyền đai thang
Truyền động đai được dựng để truyền chuyển động và mô men xoắn giữa các trục
xa nhau. Đai được mắc vòng qua hai bánh đai với lực căng ban đầu Fo, nhờ đó có
thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà
tải trọng được truyền đi.
Thiết kế truyền đai gồm các bước :
-
Chọn loại đai, tiết diện đai
-
Xác định các kích thước và thông số bộ truyền.
-
-
Xác định các thống số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ.
Xác định lực căng đai và lực tác dụng trên trục.
Theo hình dạng tiết diện đai, phân ra : đai dẹt (tiết diện chữ nhật), đai hình thang,
đai hình lược và đai răng.
2.1. 1 . Xác định kiểu đai
-
Các thông số của động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai:
ndc = 950 (vòng/phút) ; Pđc = 3,39 Kw ; uđ =4
Trong đó:
: số vòng quay trên trục chủ động
công suất trên trục chủ động
Chọn loại tiết diện đai hình thang và do không có yêu cầu đặc biệt nào nên ta
chọn loại đai hình thang bình thường loại A trong bảng 4.13. Các thông số của đai
hình thang - tr59 TTTKHDĐCK tập 1. Theo đó, thông số kích thước cơ bản của
đai được cho trong bảng sau:
Loại đai
Kích thước mặt cắt (mm)
Diện tích d1
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 8
Chiều dài
l, mm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Thang Б
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
bt
b
h
y0
14
17
10,5
4,0
A(mm2)
(mm)
138
140-280 800-6300
Trong đó:
: bề rộng dây đai tính từ lớp trung hòa
b: bề rộng dây đai
h: chiều cao dây đai
: chiều cao của dây đai tính từ lớp trung hòa
: đường kính bánh đai nhỏ
2.1.2. Xác định các thông số bộ truyền đai
a) Đường kính bánh đai :
d1 = (5,2…6,4) (mm) ( CT 4.1[I] )
trong đó:
là mô men xoắn trên trục bánh đai nhỏ, Nmm.
=(5,2…6,4). = (168,59…207,49) (mm)
Theo bảng 4.21 [I] ta chọn đương kính bánh đai =180 (mm)
b) Tính vận tốc đai:
π .d1.nđc
60000
v =
v = = 8,95 (m/s)
Như vậy vận tốc đai tính toán nhỏ hơn vận tốc đai cho phép vmax = 25 m/s (đối
với loại đai thang).
c) Đường kính bánh đai ( bánh đai bị đông):
Theo CT 4.2 [I] ta có :
= . (mm)
Trong đó :
ε
- hệ số trượt đai .
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Ta chọn thay vào công thức trên ta tính được :
180.4.(1 – 0,02) = 705,6 (mm)
Theo bảng 4.21 [I] ta chọn đường kính bánh đai = 710 (mm).
Tính tỷ số truyền đai thực tế ():
=
= .1000,5%
Vậy: ∆u < 3 ∼ 4% ⇒ Thỏa mãn điều kiện về sai lệch tỉ số truyền đai.
d ) Khoảng cách trục sơ bộ :
Dựa vào tỷ số bộ truyền đai và bảng 4.14 [I] ta có :
= 0,95
Trong đó : là khoảng cách trục sơ bộ
⇒ = 0,95.
Ta có: 0,55.(
2.(
Vậy thỏa mãn điều kiện: 0,55.() + h .
e) Chiều dài đai sơ bộ:
Chiều dài sơ bộ của đai là:
π (d1 + d 2 )
2
(d 2 − d1 ) 2
4.a sb
lsb = 2.asb +
+
(mm) CT 4.4 [1]
= 2.674,5+
trong đó: chiều dài đai sơ bộ
Theo bảng 4. 13 - tr59 - TTTKHDĐCK tập 1, ta chọn l = 2800 (mm) =2,8(m)
- Số vòng chạy của đai trong một giây:
i = = 3,20 (
Ta có i = 3,20 <
(
Vậy số vòng quay của dây đai trong một giây là: i = 3,20 (
Trong đó:
+ v: vận tốc dây đai, (m/s)
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
+ l: chiều dài dây đai, (m)
+ i: số lần chạy của dây đai trong một giây
g) Khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn:
Theo công thức 4.6 [I] ta có:
= ( λ + λ − 8∆ )/4 (mm)
(II - 7)
π (d1 + d 2 )
l−
2
với: λ =
= 2800 – = 1401,1
và: ∆ = (d2 -d1)/2 = (710 - 180)/2 = 265
⇒ )/4 = 646,21(mm)
h) góc ôm trên bánh đai dẫn:
Theo công thức 4.7 [I] ta có góc ôm trên bánh đai nhỏ được tính theo công
thức:
α1 = 180o –
Trong đó :
+ đối với đai vải cao su và đối với sợi tổng hợp.
⇒
=
Vậy góc ôm trên bánh đai dẫn là:
2
2
2.1.3 Xác định số đai:
Theo công thức 4.16 [I] ta có:
Z=
Trong đó:
+ : công suất trên trục bánh đai chủ động. = 3,39 kw
+ Kđ - Hệ số tải trọng ứng với trường hợp tải trọng dao động nhẹ, tải trọng
mở máy đến 150% tải trọng danh nghĩa. (Bảng 4.7 - tr 55 - TTTKHDĐCK tập
1), ta chọn Kđ =1,35 vì số ca làm việc : 2 ca.
+ [P0] - Công suất cho phép, tra bảng 4. 19 - tr 62 - TTTKHDĐCK tập 1, ta
có :
[P0] = 3,38 kw
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
+ Cα - Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm α1 , tra bảng 4. 15 -tr 61 TTTKHDĐCK tập 1 Cα = 0,86
+ Cl - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai
Với l/l0 = 2800/2240 = 1,25 tra bảng 4. 16 - tr 61 - TTTKHDĐCK tập 1, ta
có: Cl = 1,04
+ Cu - Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền đai, tra bảng 4.17 - tr 61 TTTKHDĐCK tập 1, ta có: Cu = 1,14
+Cz - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây
đai, với PI/[P0] = 3,39/3,38 =1,01 - tra bảng 4. 18 - tr 61 - TTTKHDĐCK tập 1, ta
chọn:Cz = 1
Thay các giá trị trên vào công thức 4.16 [I], ta được:
Z= 1,37(đai)
Ta chọn z = 2 đai.
2.1.4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
- Lực căng trên một đai được xác định theo công thức 4.19 [I].
F0 = 780PIKđ/(v Cα z) + Fv
Trong đó: Fv - Lực căng do lực ly tâm sinh ra:
Fv = qm. v2
( CT 4.20 [I] )
Với qm - Khối lượng 1 mét chiều dài đai, tra bảng 4. 22 - tr 64 - TTTKHDĐCK
tập 1, ta có: qm = 0,178 kg/m.
⇒ Fv = 0,178.8,952 = 14,26 (N)
⇒ F0 = + 14,26= 246,15 (N)
- Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức 4.21 [I].
α1
Fr = 2F0.z.sin 2
(II - 15)
⇒Fr = 2.246,15.2.sin( = 903,79(N)
-.Xác định chiều rộng bánh đai:
- Từ số đai xác định chiều rộng bánh đai B theo công thức 4.17 tài lệu [I]
Tra bảng 4.21 tài liệu [I]-trang63: ;
=>
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 12
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Bảng thông số của bộ truyền đai:
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 13
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Ký hiệu
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Trị số
Đơn vị
Tỉ số truyền
đai thực tế
4,02
mm
Đường kính
bánh đai
180
mm
Thông số
Chiều dài đai
tiêu chuẩn
710
l
Góc ôm trên
bánh đai dẫn
Số đai
2800
mm
133,25
z
2
đai
Lực căng
246,15
N
Lực tác dụng
903,79
N
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 14
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Phần III Tính toán bộ truyền trong
III.1 Chọn vật liệu
Tra bảng 6.1 t[TTHDĐCK tập 1]
Vật liệu
Nhiêt luyện Kích thước
s,mm
Độ rắn
Giới hạn
bền
Giới hạn
chảy
40
Tôi cải
thiện
192-228
700
400
60
2
chọn HB1= 200 HB = 190
Tính ứng suất cho phép:
ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định bằng công thức sau
[σH] = .ZR.Zv.KxH.KHl
[σF] = .YR.Ys.KxF.KFl.KFC
Trong tính toán sơ bộ ta lấy:
[σH] = .KHl
[σF] = .KFC.KFL
SH , SF là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn tra bảng 6.2 (I) trang 94
ta chọn SH =1,1 và σHlimْ =2HB + 70
SF = 1,75 và σFlimْ = 1,8HB
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 15
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
KHL, KFL là hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ va chế độ tải
trọng của bộ truyền, được xác định theo công thức sau :
mH
N HO / N HE
KHL=
Trong đó:
+ mH : Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc mH = 6 khi độ rắn mặt
răng HB ≤ 350
+NHO - Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo CT 6.5[I] :
NHO = 30.H
2, 4
HB
6
1
2,4
NHO =30.200 =10,1.10
2
6
2,4
NHO =30.190 =8,83.10
NHE , Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. Khi bộ truyền chịu tải
trọng thay đổi nhiều bậc theo CT 6.7[I]:
60c∑ ( Ti / Tmax ) ni ti
3
NHE =
Trong đó:
c - Số lần ăn khớp trong một vòng quay của bánh răng;
ni - Số vòng quay của bánh răng trong một phút;
Ti - Mô men xoắn ở chế độ thứ i;
Tmax - Mô men xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng đang xét;
ti - Tổng số giờ làm việc của bánh răng ti = 24000( giờ).
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 16
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Ta có: với bánh răng nhỏ (bánh răng 1):
c = 1; nI = 237,5 v/p.
với bánh răng lớn (bánh răng 2):
c = 1; nII = 63,67 v/p.
=>
1
NHE = 60.1.237,5.24000. = 229,653.
6
2
NHE = 60.1.63,67.24000.[ =61,56. 10
1
1
Ta thấy NHE > NHO ,
⇒
-
NHE
2
2
> NHO do vậy ta chọn:
KHL1 = 1 , KHL2 = 1;
KFL hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ của bộ truyền,
được xác định theo CT 6.3[I]:
mF
N FO
N FE
KFL =
Trong đó:
+ mF - Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn mF = 6 khi độ rắn mặt răng
HB ≤ 350 ;
+ NFO - Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn;
NFO = 4. đối với tất cả các loại thép;
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 17
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
+ NFE , Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. Khi bộ truyền chịu tải
trọng thay đổi nhiều bậc theo CT 6.8[I]:
∑ (T / T )
i
NFE = 60.c.
max
mF
ni t i
Trong đó:
c - Số lần ăn khớp trong một vòng quay của bánh răng;
ni - Số vòng quay của bánh răng trong một phút;
Ti - Mô men xoắn ở chế độ thứ i;
Tmax - Mô men xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng đang xét;
ti - Tổng số giờ làm việc của bánh răng ti = 24000( giờ).
Ta có:
với bánh răng nhỏ (bánh răng 1) : c = 1; nI = 237,5v/p
với bánh răng lớn (bánh răng 2) : c = 1; nII = 63,67 v/p
⇒ NFE1 =60.1.237,5..24000.( = 191,12.
NFE2 = 60.1.63,67.24000.(=51,24.
Ta thấy: NFE1 > NFO , NFE2 > NFO do vậy ta chọn:
KFL1 = 1 , KFL2 = 1
KFC hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng. KFC = 1 ( đặt tải 1 phía )
Suy ra
[σH] =
2.HB + 70
1,1
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
[σF] =
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
1,8.HB
1, 75
Ta có : Bánh chủ động
[σH1] =
2.HB1 + 70
1,1
1,8.HB1
1,75
[σF1] =
=
Bánh bị động
[σH2] =
[σF2] =
=
1,8.200
1,75
2.HB2 + 70
1,1
1,8.HB2
1,75
2.200 + 70
1,1
=427.27 MPa
= 205,71MPa
= =409,10 MPa
= = 195,42 MPa
Bánh răng côn răng thẳng
[σH] =Min[[σH1], [σH2]]= 409,10 MPa
Ứng suất cho phép khi quá tải σ
[σH]max =2,8.σch =2,8.400 =1120 MPa
[ σF ]max = 0,8. σch =0,8 .400 =320 MPa
III.2 Tính toán bộ truyền bánh răng côn
III.2.1 xác định chiều dài côn ngoài và đường kính chia ngoài de1
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Công thức thiết kế có dạng:
K R . u 2 + 1. 3
Re =
T1 .K H β
( 1 − Kbe ) Kbe .u [ σ H ]
2
Hoặc
Kd .3
del =
T1 .K H β
( 1 − Kbe ) Kbe .u [ σ H ]
2
KR = 0,5 Kd hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng.
Kd = 100MPa1/3 với bánh răng côn răng thẳng
Kd=2KR suy ra KR =50 MPa1/3
KHβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng bánh
răng côn. Tra bảng 6.21 trang 113 ta có KHβ phụ thuộc vào Kbe
Kbe hệ số chiều rộng vành răng
Kbe =0,25 – 0,3
Chọn Kbe =0,25 vì u > 3
T1 mô men xoắn trên trục chủ động
[σH] ứng suất tiếp xúc cho phép
K be .u
2 − K be
= = 0,53
Tra bảng 6.21 chọn KHβ =1,23
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Suy ra:
d
3 T 1.K Hβ / {(1 − K be ).K be .u. [σ H ]2 }
de1 =K .
128271,58.1,23 /{(1 − 0,25).0,25.3,73.409,10 2 }
=100.3
=110,46
III.2.2 Các thông số ăn khớp
+Số răng bánh nhỏ
de1 = 110,46 mm
Tra bảng 6.22 trang 114 chọn z1p = 17 răng
Z1 = 1,6.z1p =1,6.17 = 27,2
Chọn Z1 = 28 răng
+Đường kính trung bình của bánh nhỏ
dm1 =(1 – 0,5Kbe).de1 = (1- 0,5.0,25).110,46= 96,65 mm
Mô đun trung bình
mtm = dm1 /z1 =96,65/28= 3,45
Xác định mô đun
Răng côn răng thẳng
mte =mtm /(1 – 0,5.Kbe) = 3,45/(1- 0,5.0,25) =3,95
Tra bảng 6.8 trang 99 lấy: mte = 4
Tính lại mtm và dm1
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 21
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
mtm =mte .(1 – 0,5.Kbe) = 4.(1 – 0,5.0,25) = 3,5
dm1 = mtm .z1 = 3,5 . 28 = 98 mm
+Số răng bánh lớn:
z2 = ubr.z1 = 3,73.28=104 răng
+Góc côn chia
δ1
δ2
= arctg (z1/z2) = arctg(28/104)=
= 90 -
δ1
= 74°56’
+đường kính trung bình của bánh răng.
dm1 = Z1.mtm = 28.3,5= 98 mm
dm2 = Z2.mtm =104.3,5=364 mm
+Tính chính xác chiều dài côn ngoài
z12 + z2 2
Re=0,5.mte.
=0,5.4. =215,41
+Chiều rộng vành răng b
b = Re. Kbe =215,41.0,25=53,85 mm
+Đường kính chia ngoài
de1= mte.z1=4.28=112 mm
de2= mte.z2= 4.104= 416 mm
+Chiều cao răng ngoài
he= 2hte.mte +c ; với hte= =1; c=0,2mte =0,8
=> he=2.1.4 + 0,8 =8,8
+Chiều cao đầu răng ngoài
hae1 = ( hte + xn1.cosβm).mte
tra bảng 6.20 –[I]
Ta có: xn1 = 2.=2.(1- = 0,37
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
hte= cos βm =1
=> hae1=(1+0,37.1).4=5,48
hae2=2hte.mte- hae1=2.1.4-5,48=2,52
+Chiều cao chân răng ngoài
hfe1 =he - hae1 =8,8 – 5,48 = 3,32 mm
hfe2 =he - hae2 =8,8 – 2,52= 6,28 mm
+đường kính đỉnh răng ngoài
dae1 = de1 + 2.hae1.cos = 112 + 2.5,48.cos15°4’=122,58 mm
dae2 = de2 + 2.hae2. cos = 416+ 2.2,52.cos74°56’= 417,31 mm
+Chiều dài côn trung bình
m
R = Re-0,5b=215,41-0,5.53,85=188,49
-
Chiều dày răng ngoài:
Se1 = (0,5π + 2.xn1.tg αn + xτ1).mte
Xn1 = 0,37; αn = 200
CT 6.51[I]: xτ1 = a + b.(u – 2,5) = 0,03 + 0,008.(3,73 – 2,5) = 0,04
-
Se1 = (0,5.π+2.0,37.tg 20+0,04).4 = 7,52 mm
Se2 = π.mte – se1 = 5,05mm
Góc chân răng:
θf1 = arc tg (hfe1 /Re ) = arc tg (3,32/ 215,41)= 0,880
θf2 = arc tg (hfe2 /Re ) = arc tg (6,28 / 215,41) = 1,670
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
-
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Góc côn đỉnh:
δa1 = δ1 + θf2 = 15,40 + 1,670 = 17,070
δa2 = δ2 + θf1 = 74,560 + 0,880 = 75,440
-
Góc côn đáy:
δf1 = δ1 - θf1 = 15,40 – 0,880 = 14,520
δf2 = δ2 - θf2 = 74,560 – 1,670 = 72,890
III.2.3 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
σH =ZM .ZH .Zε.
2T1.K H u 2 + 1
0,85bd m21u
Trong đó
ZM là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp
Tra bảng 6.5 trang 96 suy ra ZM = 274 MPa1/3
ZH = hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Tra bảng 6.12 trang106 ta có ZH =1,71
Với : x1+x2 = 0 ; βm = 0
Zε =
(4 - εα )
3
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 24
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
=[1,88 -3,2.(1/z1+1/z2)].cos
=[1,88 -3,2.(1/28 +1/104)].1
=1,74
=> Zε ==0,87
KH hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH =KHβ .KHv .KHα
+KHβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
Tra bảng 6.21 trang 113 KHβ =1,23
KHα là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các cặp dôi răng đồng thời
ăn khớp. Đối với răng côn răng thẳng KHα = 1
KHv hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
KHv =1 + υH.b.dm1/(2.T1. KHβ .KHα )
d m1 (u + 1) / u
Trong đó υH = δH . g0 . v .
Với dm1 là đường kính trung bình của bánh răng côn nhỏ
π d m1n1
V=
60000
= = 1,22 m/s
δH tra bảng 6.15 ta có δH = 0,004
chọn cấp chính xác 9
g0 tra bảng 6.16 lấy g0 = 82
suy ra :
d m1 (u + 1) / u
υH =δH .g0.v.
= 0,004.82.1,22. = 4,46
Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Minh Thuận
Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh TiếnTrang 25
