Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................................1
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.................................3
I.CHỌN ĐỘNG CƠ..................................................................................3
1.XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐẶT TRÊN TRỤC ĐỘNG CƠ....................................3
2.XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ ĐỒNG BỘ CỦA ĐỘNG CƠ................................................4
II.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN..................................................................5
1.TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG HỌC.........................................................5
2.BẢNG SỐ LIỆU TÍNH ĐƯỢC................................................................................7
PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY.........................................................8
I.BỘ TRUYỀN XÍCH.................................................................................8
1.CHỌN LOẠI XÍCH..................................................................................................8
2.XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CỦA XÍCH VÀ BỘ TRUYỀN XÍCH...................8
3.Tính kiểm nghiệm xích theo độ bền mịn :.............................................................10
4. Tính các đường kính đĩa xích :..............................................................................10
5 . Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc răng đĩa xích:................................................11
6 . Tính lực tác dụng :................................................................................................12
II.TÍNH BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC.....................12
1.TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN CẤP NHANH...........................................................12
2.TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM..............................................................20
PHẦN 3: THIẾT KẾ TRỤC..............................................................................................26
I.CHỌN VẬT LIỆU.................................................................................26
II.THIẾT KẾ TRỤC.................................................................................26
1.TÍNH SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC....................................................................26
2.XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC GỐI ĐỠ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC.......27
3.XÁC ĐỊNH LỰC VÀ SƠ ĐỒ ĐẶT LỰC..............................................................30
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
-1-
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
4.XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH CHÍNH XÁC VÀ CHIỀU DÀI CÁC ĐOẠN TRỤC
...................................................................................................................................31
III.TÍNH MỐI GHÉP THEN.....................................................................38
1.TRỤC 1...................................................................................................................38
2.TRỤC 2...................................................................................................................40
3.TRỤC 3...................................................................................................................40
IV.TÍNH KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN MỎI........................................41
V.TÍNH KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN TĨNH........................................43
VI.NỐI TRỤC ĐÀN HỒI..........................................................................44
PHẦN 4 : CHỌN VÀ TÍNH TỐN Ổ LĂN.....................................................................47
I.TÍNH Ổ THEO TRỤC 1........................................................................47
1.CHỌN LOẠI Ổ LĂN.............................................................................................47
2.CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN..............................................................................47
II.TÍNH Ổ THEO TRỤC 2.......................................................................51
1.CHỌN LOẠI Ổ LĂN.............................................................................................51
2.CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN..............................................................................51
III.TÍNH Ổ THEO TRỤC 3......................................................................55
1.CHỌN LOẠI Ổ LĂN.............................................................................................55
2.CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN..............................................................................55
PHẦN 5: KẾT CẤU VỎ HỘP...........................................................................................58
I.VỎ HỘP.............................................................................................58
1.TÍNH KẾT CẤU CỦA VỎ HỘP............................................................................58
2.KẾT CẤU BÁNH RĂNG.......................................................................................58
3.KẾT CẤU NẮP Ổ..................................................................................................58
II.MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC....................................................................60
1.CỬA THĂM...........................................................................................................60
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
-2-
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
2.NÚT THÔNG HƠI.................................................................................................61
3.NÚT THÁO DẦU...................................................................................................62
4.KIỂM TRA MỨC DẦU.........................................................................................62
5.CHỐT ĐỊNH VỊ.....................................................................................................63
6.ỐNG LÓT VÀ NẮP Ổ............................................................................................63
7.BU LƠNG VỊNG..................................................................................................64
PHẦN 6: BƠI TRƠN HỘP GIẢM TỐC...........................................................................65
I.BƠI TRƠN TRONG HỘP GIẢM TỐC.....................................................65
II.BƠI TRƠN NGỒI HỘP......................................................................65
PHẦN 7: XÁC ĐỊNH VÀ CHỌN CÁC KIỂU LẮP.........................................................66
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
-3-
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
LỜI NÓI ĐẦU
Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương
trình đào tạo kĩ sư cơ khí. Đờ án mơn học Chi Tiết Máy là môn học giúp cho sinh viên có
thể hệ thống hóa lại các kiến thức của các môn học như : Chi tiết máy, Sức bền vật liệu,
Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kĩ thuật... đồng thời giúp cho sinh viên làm quen với công
việc làm và thiết kế đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.
Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không
đổi và được dùng để giảm vận tốc góc, tăng mômen xoắn. Với chức năng như vậy, ngày
nay hộp giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong các nghành cơ khí, luyện kim, hóa chất,
trong công nghiệp đóng tàu. Trong giới hạn của môn học em được giao nhiệm vụ thiết kế
hệ dẫn động băng tải – hộp giảm tốc côn trụ. Trong quá trình làm đồ án được sự giúp đỡ
tận tình của các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy ………………….em đã hoàn thành
xong đồ án môn học của mình. Do đây là lần đầu, với trình độ và thời gian có hạn nên
trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót, em xin chân thành cảm ơn
những ý kiến đóng góp của các thầy trong bộ mơn.
Sinh viên
Ngũn Hoàng Sơn
SVTH : Nguyễn Hồng Sơn
-4-
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I.CHỌN ĐỘNG CƠ
1.XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT ĐẶT TRÊN TRỤC ĐỘNG CƠ
Cơng śt trên trục công tác
Pct =
2.F .v 2.3500.0,8
= 1000 = 5,6 (Kw)
1000
Hiệu suất hệ dẫn động η :
Theo sơ đồ đề bài thì : η = η ol .η brt . ηbrc .ηk.η
3
2
x
.η
2
ot
Trong đó : ηol là hiệu suất của một cặp ổ lăn
η brt
là hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ
ηbrc là hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn
ηk là hiệu suất của khớp nối
ηx là hiệu suất của bộ truyền xích
ηot là hiệu suất của một cặp ổ trượt
Tra bảng 2.3[1]-tr19 ta có: ηol = 0,99; ηbrt = 0,97; ηbrc = 0,96;ηk = 1;
ηx= 0,93; ηot = 0,99
Suy ra : η = 0,993. 0,97.0,96. 1. 0,932. 0,992 = 0,77
Hệ số tải trọng tương đương : β =
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
-5-
2
�Ti � ti
=
� �.
�
T1 � tck
i 1 �
n
1
4
3
1, 42. 12. 0, 7 2. = 1
8
8
8
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
Công suất yêu cầu:
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Pyc =
Pct .
5, 6.1
=
0, 77 = 7,27 (KW)
Ta chọn Pđc > Pyc ;
2.XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ ĐỒNG BỘ CỦA ĐỘNG CƠ
Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là U sb . Theo bảng
2.4[1]-tr21,
truyền động bánh răng côn trụ hộp giảm tốc 2 cấp, truyền động xích (bộ truyền
ngoài)
Usb = Usbh.Usbx = 15.3 = 45
Sớ vịng quay của trục máy cơng tác:
nct =
60000.v 60000.0,8
38, 22 (vg/ph)
.D
3,14.400
Trong đó : v = 0,8 m/s là vận tớc xích tải
D = 400 mm là đường kính tang
Sớ vịng quay sơ bộ của động cơ :
nsbdc = nct.usb = 38,22.45=1719,9(vg/ph)
-chọn sớ vịng quay sơ bộ của động cơ là 1700 vg/ph
Tk
Động cơ được chọn phải thỏa mãn : Pđc > Pyc , nđb ≈ nsb và T >k(hệ số quá tải)
dn
Theo bảng phụ lục P1.3[1]-tr229 với: Pyc = 7,27 kw, nsb = 1700 vg/ph,
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
-6-
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Tmm
k= T =1,4 ta chọn được kiểu động cơ là 4A132S4Y3 có các thông số kĩ thuật
1
Tk
như sau : Pđc = 7,5 KW; nđc = 1455 vg/ph; T =2,0;
dn
II.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
Tỉ số truyền chung :
Uch =
ndc 1455
38
nct 38, 22
U
38
ch
Chọn sơ bộ : Ux = 3 => Uh = U 3 12, 69 = U1.U2
x
Trong đó U1 là tỉ số truyền cấp nhanh, U2 là tỉ số truyền cấp chậm
Ta chọn U1 và U2 như sau:
2, 25. bd 2 . K 02
-Tính λk = 1 K .K . K theo công thức 3.17[1]-tr45
be
be
01
-Cần phân phối tỉ số truyền là Uh = 12,69 . Chọn Kbe = 0,3;ψbd2 = 1,05;
[K01]=[K02]
2, 25.1, 05
=> λk = 1 0,3 .0,3 11,25 => λk. Ck3 = 11,25.1,13 = 14,97
+ với Ck =1,1
-Tra theo đồ thị 3.21[1]-tr45 ta xác định được U1 = 4 =>U2 = 3,17
U ch
38
Ux = U .U = 4.3,17 = 2,99
1
2
1.TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG HỌC
1.1.CƠNG SUẤT TRÊN CÁC TRỤC
P
5, 6
ct
- Công suất trên trục 3: P3 . 0,93.0,99 6, 0 (KW)
x ot
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
-7-
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
P
6
P
6, 24
3
- Công suất trên trục 2: P2 . 0,97.0,99 6, 24 (KW)
brt ol
2
- Công suất trên trục 1: P1 . 0,97.0,96 6, 7 (KW)
brt brc
P
6, 7
'
1
=> Pdc . 1.0,99 6, 76 (KW)
k ol
1.2.VẬN TỐC QUAY TRÊN CÁC TRỤC
- Vận tốc trên trục 1: n1
ndc
ndc 1455(vg / ph)
Uk
- Vận tốc trên trục 2: n2
n1 1455
364(vg / ph)
U1
4
- Vận tốc trên trục 3: n3
n2 364
115(vg / ph)
U 2 3,17
- Vận tốc trên trục công tác: nct
n3 115
38, 46(vg / ph)
U x 2,99
1.3.MÔ MEN TRÊN CÁC TRỤC
- Mô men trên trục động cơ:
Tdc 9,55.106.
Pdc
6,76
9,55.106.
44369, 76( N .mm)
ndc
1455
-Mô men trên trục 1:
T1 9,55.106.
P1
6, 70
9,55.106.
43975,94( N .mm)
n1
1455
-Mô men trên trục 2:
T2 9,55.106.
P2
6, 24
9,55.106.
163714, 29( N .mm)
n2
364
-Mô men trên trục 3:
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
-8-
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
T3 9,55.106.
P3
6
9,55.106. 498260,86( N .mm)
n3
115
-Mô men trên trục công tác:
Tct 9,55.106.
Pct
5,6
9,55.106.
11399267, 4( N .mm)
nct
38, 22
2.BẢNG SỐ LIỆU TÍNH ĐƯỢC
Trục
Động cơ
1
Th\sớ
U
2
U1 = 4
3
U2 = 3,17
Cơng tác
Ux = 2,99
P(KW)
6,76
6,7
6,24
6 /2
5,6
n(vg/ph)
1455
1455
364
115
38,22
499260,86/2
11399267,4
T(N.mm)
44369,76
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
3975,94
-9-
163714,29
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
I.BỘ TRUYỀN XÍCH
C¸c sè liƯu ®· cã:
+ Tû sè truyÒn : u = ux = 2,99
+ C«ng st bé trun : P = P3/2 = 6/2 kW
+ Mômen xoắn trên trục dẫn : T = T3 /2= 499260,86/2Nmm
+ VËn tèc : n = n3 = 115v/ph
1.CHỌN LOẠI XÍCH
Do tải trọng nhỏ , vận tớc thấp ( n = 115 v/ph) chọn xích con lăn
2.XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CỦA XÍCH VÀ BỘ TRUYỀN XÍCH
2.1. CHỌN SỐ RĂNG CÁC ĐĨA XÍCH
Với u = 2,99 Z1 = 29 - 2u = 29 - 2.2,99 = 23,02
Theo bảng 5.4 [1]/80, lấy trịn Z1 theo sớ lẻ chọn Z1 = 23
Suy ra số răng đĩa lớn : Z2 = uZ1 = 2,99.23 = 68,77
Lấy tròn theo sớ lẻ : Z2 = 69
Tính lại u : u = Z2/Z1 = 69/23 = 3 = usbbtn
2.2. XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT TÍNH TỐN :
-Theo cơng thức 12-22[3]/15 ta có cơng śt tính tốn là: Ptt
K .K z .K n .P
Kx
-Trong đó :
Pt,P,[P]: cơng śt tính tốn, cơng śt cần truyền, công suất cho phép
Kz : Hệ số số răng : với Z01 = 25 Kz = Z01/Z1 = 25/23 = 1,09
Kn : Hệ sớ sớ vịng quay : n = 115 v/ph n01 = 200 v/ph
Kn =n01/n1 = 200/115 = 1,74
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 10 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Kx : Hệ sớ xét đến sớ dãy xích Chọn xích con lăn 1 dãy Kx = 1
K= Kđ.Ko.Kđc.Ka.Kbt.Kc
Kđ : Hệ số tải trọng động : Bộ truyền làm việc êm Kđ = 1
Ko : Hệ số xét đến sự bớ trí bộ truyền : nghiêng góc 30 Ko = 1
Kđc : Hệ số xét đến sự điều chỉnh lực căng xích : Có thể điều chỉnh được
Kđc = 1
K a : Hệ số xét đến chiều dài xích : Chọn a = 40p Ka = 1
Kbt : Hệ số xét đến ảnh hưởng của bôi trơn : Bộ truyền làm việc trong môi
trường có bụi , bôi
trơn nhỏ giọt Kbt = 1
Kc : Hệ số xét đến chế độ làm việc : Làm việc 2 ca Kc = 1,25
Suy ra :
K =1.1.1.1.1.1,25 = 1,25
Vậy ta có:
Pt =
3.1,25.1,09.1,74
= 7,11 kW
1
Theo bảng 5.5[1]/83, với n01 = 200 v/ph , chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích
p = 25,4 mm
[P] = 11kW
Thoả mãn điều kiện bền mòn : Pt [P]
2.3. XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH TRỤC a :
Chọn a = 40p = 40.25,4 = 1016 mmm
Tính sớ mắt xích theo cơng thức 5.12[1]/85 :
x=
2a
p
2
+0,5(Z1 +Z2 )+
(Z2 - Z1 )
4 a
2
2.1016
(69- 23)2
+0,5(23+69)+
= 25,4
4 2.1016
= 127,30
Lấy số mắt xích chẵn : x = 128
Tính lại khoảng cách trục a theo công thức 5.13[1]/85
a
2�
�
�
Z2 -Z1 ��
2
�
x-0,5 Z1 +Z2 �
= 0,25�x-0,5 Z1 +Z2 + �
�
�-2� p ��
�
��
�
�
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 11 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
2�
�
�
2
69-23 ��
�
128-0,5 23+69 + �
128-0,5 23+69 �
��
= 0,25�
�
�-2�
�
��
�
�
= 1024 mm
Để xích khơng chịu lực căng quá lớn, nên giảm a đi một lượng bằng:
a = 0,003a = 0,003.1024 3 mm
Do đó khoảng cách trục thực tê : a = 1024 - 3 = 1021 mm
* Sớ lần va đập của xích được tính theo cơng thức 5.14[1]/85
i=
23.133,99
Z1.n1
=
= 2 < [i] = 30 (Theo bảng5.9[1]/85 )
15.128
15x
3.TÍNH KIỂM NGHIỆM XÍCH THEO ĐỘ BỀN MỊN :
Q
Theo cơng thức 5.15[1]/85 :
s = k F +F +F
d t
o
v
Theo bảng5.2[1]/78 , với xích con lăn 1 dãy, bước xích p = 25,4 mm, ta tra được:
+ Tải trọng phá huỷ : Q = 56,7 kN
+ Khới lượng 1 mét xích : q1 = 2,6 kg
kd = 1,2 : Chế độ làm việc trung bình, tải trọng mở máy
150% tải trọng danh
nghĩa.
Vận tớc vịng của xích:
v=
Z1pn1 23.25,4.115
= 1,12 m/s
60000
60000
3
1000
Ft = 1000 P
= 2678 N
v
1,12
Lực căng do lực li tâm sinh ra :
Fv = qv2 = 2,6.1,122 = 3,26 N
Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra : Fo = 9,81kfqa
kf = 4 : Hê số phụ thuộc độ võng f : do bộ truyền được bớ trí nghiêng góc 30
Fo = 9,81.4.2,6.1021 = 104,17 N
Do đó :
Lực vòng :
56700
s = 1,2.2678 3,26 104,17 = 17
Theo bảng5.10[1]/86 , với n01 = 200 v/ph Chọn [s] = 8,2
Suy ra : s [s]
Bộ truyền đủ bền
4. TÍNH CÁC ĐƯỜNG KÍNH ĐĨA XÍCH :
- Đường kính vịng chia các đĩa xích được tính theo cơng thức 5.17[1]/86 :
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 12 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
p
25,4
d1= sin� �= sin� �= 188,63 mm
� �
�23�
� �
�Z1 �
p
25,4
d2 = sin� �= sin� �= 558,35 mm
� �
�23�
� �
�Z2 �
- Đường kính vịng đỉnh răng đĩa xích :
�
�
� �
�
� �
� �
�
�
0,5 cotg� �
0,5+cotg� �
da1 = p�
�= 25,4�
= 197,59 mm
Z
23 �
� 1�
�
�
�
�
�
� �
�
�
� �
0,5 cotg� �
0,5+cotg� �
da2 = p�
�= 25,4�
�= 570,40 mm
�63�
�
�
�Z2 �
�
�
- Đường kính vịng chân răng đĩa xích : df = d-2r
Với r = 0,5025dl +0,05 = 0,5025.15,88 + 0,05 = 8,03
dl = 15,88 mm: Đường kính của con lăn
Suy ra : df1 = d1 - 2r = 188,63 - 2.8,03 = 172,57 mm
df2 = d2 - 2r = 558,35 - 2.8,03 = 542,29 mm
5 . KIỂM NGHIỆM THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC RĂNG ĐĨA XÍCH:
Răng đĩa xích được kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức 5.18[1]/86 :
H = 0,47
kr FK
+Fv� E
t
�
Ak�
[ H]
[ H] : ứng suất tiếp cho phép : Chọn vật liệu làm đĩa xích là thép 45 tôi cải thiện
đạt HB210, tra
theo bảng5.11[1]/86 , ta có : [ H] = 600 MPa
kr = 0,42 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của số răng: Với Z1 = 23 => kr = 0,42; Z2 =
69 kr = 0,2
A = 180 mm2 : Diện tích chiếu của bản lề : Tra bảng5.12[1]/86 với p = 25,4mm
Kđ : Hệ số tải trọng động : Kđ = 1,3 - Bộ truyền chịu va đập vừa
2E1E2
E = E + E : Môđun đàn hồi tương đương, với E1,E2 lần lượt là môđun đàn hồi
1
2
vật liệu con
lăn và răng đĩa Chọn vật liệu làm con lăn và đĩa xích đều là thép :
5
E = 2,1.10 MPa
kđ : Hệ số phân bố tải trọng không đều trong các dãy xích
Chọn xích 1 dãy nên kđ = 1
Fvđ : Lực va đập trên m = 1 dãy xích :
SVTH : Nguyễn Hồng Sơn
- 13 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Fvđ = 13.10-7n1p3m = 13.10-7.115.25,43.1= 2,49 MPa
Suy ra :
0,42 1773,1.1,3+2,49 2,1.105
H1 = 0,47
= 499,8 MPa [ H]
180.1
H2 = 0,47
0,2 1773,1.1,3+2,49 2,1.105
= 344,9 MPa [ H]
180.1
6 . TÍNH LỰC TÁC DỤNG :
Lực tác dụng lên trục được tính theo cơng thức :
Fr = kxFt
kx : Hệ số xét đến trọng lượng xích : Bộ truyền đặt nghiêng góc <40 kx = 1,15
Vậy suy ra :
Fr = 1,15.1773,1 = 2039.1 N
II.TÍNH BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC
1.TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN CẤP NHANH
1.1.CHỌN VẬT LIỆU
Theo bảng 6.1[1]/92, chọn:
- Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện, HB 241..285, b1 = 850 MPa, ch1 = 580 MPa
- Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện, HB 192..240, b2 = 750 MPa, ch2 = 450 MPa
1.2.XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP
Theo bảng 6.2[1]/94, với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 150..350 :
Hlim = 2HB + 70 ;
SH = 1,1
Flim = 1,8HB
;
SF = 1,75
Chọn độ rắn bánh chủ động( bánh nhỏ) HB1 = 245, bánh bị động( bánh lớn) HB2 =
230, ta có :
Hlim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa ; Flim 1= 1,8HB1 = 1,8.245 = 441
MPa
Hlim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; Flim 2= 1,8HB2 = 1,8.230 = 414
MPa
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 14 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo công thức 6.5[1]/93 : NHO = 30 H 2,4
HB : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về
tiếp xúc
2,4
NHO1 = 30 H 2,4
= 1,6.107
HB1 = 30.245
2,4
NHO2 = 30 H 2,4
= 1,39.107
HB2 = 30.230
Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương được tính theo cơng thức 6.7[1]/93 :
T
NHE = 60. c . i
Tmax
3
t
. i
ti
3
=> NHE2
�T � t
n
= 60.c. 1 .�t i .�� i �. i
u1
�Tmax � �t i
= 60.1.
1
4
3
1, 42. 12. 0, 7 2.
8
8
8
1455
1
4
3
.18000(1,43. 1. 0,73. )
4
8
8
8
= 38,1 . 107 > NHO2
Do đó hệ số tuổi thọ KHL2= 1
Suy ra : NHE1 > NHO1
Ứng suất tiếp xúc cho phép :
KHL1 = 1
Ho lim
Z R Z V K xH K HL
[úH] =
SH
Trong đó : ZR: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
Zv : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tớc vịng
KxH: hệ sớ xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
Chọn sơ bộ ZR.Zv.KxH = 1
Theo công thức 6.1a[1]/93, định sơ bộ :
[ H1] =
�
560.1
Hlim1.K HL1
=
= 509 MPa
SH1
1,1
[ H2] =
�
530.1
Hlim2.K HL 2
=
= 481,4 MPa
SH2
1,1
Bộ truyền dùng răng thẳng
Chọn [ H] = min([ H1],[ H2]) = min (509;481,8) =
481,8 MPa
[ H] 1,15[ H2] = 554,07 Mpa
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 15 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Ứng suất uốn cho phép:
6
Theo công thức 6.7 [1]/93,ta có :
�T �
t
NFE = 60.c .�� i �.n i . i
�Tmax � �t i
6
�T � t
1455
1
4
3
n
.18000(1.46. 1. 0,76. )
NFE2 = 60.c. 1 .�t i .�� i �. i = 60.1.
4
8
8
8
u1
�Tmax � �t i
= 58 . 107 > NFO2
KFL2 = 1
Suy ra :
NFE1 > NFO1
KFL1 = 1
Theo công thức 6.2b [1]/93 : Bộ truyền quay 1 chiều : [ F] = Flim.KFC.KFL/SF
Với KFC : Hệ số ảnh hưởng của đặt tải : quay 1 chiều KFC = 1
[ F1] = 441.1.1/1,75 = 252 MPa
[ F2] = 414.1.1/1,75 = 236,57 MPa
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải
Theo công thức6.10 [1]/95 và 6.11 [1]/95,:
[ H]max = 2,8 CH2 = 2,8.450 = 1260 MPa
[ F1]max = 0,8 CH1 = 0,8.580 = 464 MPa
[ F2]max = 0,8 CH2 = 0,8.450 = 360 MPa
1.3.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN
Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài:
Theo CT6.52a[1]/110
Re = K R u2 +13
T1K H
(1- K be)K be.u[H ]2
Trong đó : + KR : Hệ số phụ thuộc vật liệu, loại răng : KR = 0,5Kđ
Kđ : Hệ số phụ thuộc loại răng : Với bánh răng côn, răng thẳng
làm bằng thép
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
Kđ = 100 MPa1/3
- 16 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
KR = 0,5.100 = 50 MPa1/3
+ Kbe : Hệ số chiều rộng vành răng
Chọn Kbe = 0,25
+ KH : Hệ số xét đến sự phân bố không đều tảI trọng trên chiều rộng
vành răng
K be.u
Với bánh răng côn , có 2- K = 0,501 Theo bảng 6.21[1]/133
be
KH = 1,105
+ T1 = 44369,76Nmm : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động
Suy ra :
Re = 50 42 +13
44369, 76.1,105
(1 0, 25).0, 25.3,51.481,82
= 125,85 mm
Xác định các thông số ăn khớp:
2 Re
2.125,85
61.tra bảng 6.22[1]/112=>Z1p=16.
-Số răng bánh nhỏ: d e1
u2 1
42 1
Với HB<350, Z1=1,6Z1p=1,6.16=26
-Đường kính trung bình và mô đun trung bình
d m1 (1 0,5 K be )d e1 (1 0,5.0,25).61 53,375( mm)
mtm
d m1 53,375
2,05(mm )
Z1
26
-Xác định mô đun:
mte mtm / (1 0,5 K be ) 2,05 / (1 0,5.0,25) 2,34(mm )
Theo bảng 6.8 lấy theo tiêu chuẩn mte 2,5(mm ) , do đó:
mtm mte (1 0,5 K be ) 2,5(1 0,5.0, 25) 2,188(mm )
Z1
d m1 53,375
24,40 , lấy Z1=25 răng
mtm
2,188
-Xác định số răng bánh 2 và góc cơn chia
Z2 = uZ1=4.25=100
SVTH : Nguyễn Hồng Sơn
- 17 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
1 arctg(25/100)=14 o 2'
2 900 -140 2' 75058'
Theo bảng 6.20[1]/110, chọn hệ số dịch chỉnh đều x1=0,38,x2= -0,38
Re 0,5mte Z12 Z 22 0,5.2,5 252 100 2 128,85( mm )
-Đường kính trung bình của bánh nhỏ: d m1 Z1mtm 25.2,188 54,47(mm )
1.4.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC
Theo CT6.58[1]/113:
H Z M .Z H .Z
2T1 K H u2 1
2
�
H Z R .ZV .K XH
H
0,85bd m2 1u
Trong đó:
- Z M là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp.
Tra bảng 6.5[1]/94: Z M =274(Mpa1/3)
- Z H là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
Tra bảng 6.12[1]/104: Z H =1,76
- Z là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.
Theo 6.59a[1]/113: Z
4
4 1,73
0,87
3
3
Trong đó theo CT6.60[1]
�
�
�1
1 �
1 �
�
� 0
�1
�
1,88 3,2 �
cos m �
1,88 3,2 �
cos0 1,72
�
�
�
�
Z
Z
25
100
�
�
�
�
�1
2 �
�
�
- K H là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. Theo CT 6.61[1]/114:
K H K H K H K HV
+ K H =1,12(theo tính tốn phần c)
SVTH : Nguyễn Hồng Sơn
- 18 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
+ K H =1(bánh răng côn răng thẳng)
+ K HV =1+VH bd m1 /(2T1 K H K H )
Vận tớc vịng :
v d m1n1 / 60000 3,14.53,375.1455 / 60000 4,06(m / s)
-Theo bảng 6.13[1]/104, chọn cấp chính xác 7.
-Theo (6.64) v H H g0v
d m1 ( u 1)
53,375(4 1)
0,006.47.4,06
9,35
u
4
(Với H =0,006(tra bảng 6.15); g0 =47(bảng 6.16))
- b K be Re 0,25.128,85 32,21( mm ) . Lấy b=33 mm
- K HV 1
9,35.53,375.33,5
1,17 � K H 1,12.1.1,17 1,31
2.3975, 94.1,12.1
2.3975,94 .1,31 4 2 1
� H 274.1,76.0,87
491,7( MPa )
0,85.34,79.59, 082.4
- H ' H ZV Z R K xH 509,09.1.0,95.1 483,64( MPa )
Trong đó : v <5m/s � ZV =1; chọn cấp chính xác tiếp xúc 8, Ra=2,5…
1,25 m � Z R =0,95;da <700mm � K xH =1
-Như vậy H H ' , nhưng chênh lệch không nhiều nên có thể tăng chiều rộng
2
2
vành răng : b 33( H / H ') 33(491,7 / 483,64) 33,55(mm ) . Lấy b=35mm.
1.5.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN
Theo CT6.66[1]/114: F 1 2T1 K FYYYF 1 /(0,85bmmm d m1 ) � F 1
F 2 F 1YF 2 / YF 1 � F 2
Trong đó:
-T1 là mô men xoắn trên bánh chủ động
-KF là hệ số tải trọng khi tính về ́n. Theo CT6.67[1]/115:
SVTH : Nguyễn Hồng Sơn
- 19 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
K F K F K F K FV
-Tra nội suy theo bảng 6.21 ta có:
0,57 0,4 K F 1,15
� K F 1,24
0,6 0,4 1,25 1,15
- K F =1(bánh răng thẳng)
- K FV 1
VF bd m1
d (u 1)
(CT6.68[1]/115) với VF F g0v m1
(6.68a)
2T1 K F K F
u
Tra bảng 6.15[1] : F 0,016
6.16[1] : g0 47
VF 0,106.47.4,15
53,375(4 1)
16,88
4
Thay số � K FV 1
16,88.35.53,375
1,3 � K F 1,24.1.1,3 1,61
2.3975,94 .1,24.1
- 1,72 � Y 1/1,72 0,58
- Y là hệ số kể đến độ nghiêng của răng, với răng thẳng Y =1
- YF 1 ,YF 2 là hệ số dạng răng
Với Zv1 =Z1/cos 1 =25/cos(1402’) = 25,77
Zv2 =Z2/cos 2 =100/cos(78058’) = 142,39
Và x1=0,38, x2=-0,38
Tra bảng 6.18[1]/107=> YF1=3,48; YF2=3,63
Thay số F 1
F2
2.3975,94 .1,86.0,58.1.3,48
88,99( MPa )
0, 85.33,5.2,188.56,89
88,99.3,63
92,83( MPa )
3,48
Ta thấy F 1 F 1 và F 2 F 2
Như vậy độ bền uốn được đảm bảo.
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 20 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
1.6.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI
Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kqt=1,4
Theo CT6.48[1]/108: Hmax H kqt 471,49 1,4 557,87 <
Hm ax
1624( MPa )
Theo CT6.49[1]/108:
σ F 1max σ F 1.K qt 88,99.1,4 124,59 σ F 1 max 464( MPa )
σ F 2max σ F 2 .K qt 92,83.1,4 129,96 σ F 2 max 464( MPa )
Như vậy răng thỏa mãn điều kiện về q tải.
1.7.CÁC THƠNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH.
Thơng sớ
Kí hiệu
Cơng thức
Kết quả
Chiều dài côn ngoài
Re
Re=0,5mte
Chiều rộng vành răng
b
b=KbeRe
35(mm)
Rm=Re - 0,5b
111,35(mm)
Chiều dài côn trung bình Rm
Z12 Z 22
128,85(mm)
Số răng bánh răng
Z1,Z2
Z1=25;Z2=100
Góc nghiêng bánh răng
00
Hệ sớ dịch chỉnh
x1,x2
x1,2=0,38;-
Đường kính chia ngoài
de
de1=mteZ1; de2=mteZ2
0,38(mm)
Góc côn chia
1 arctg(Z1 / Z 2 )
62,5;250(mm)
2 900 1
1402’
Chiều cao răng ngoài
he
he 2hte .mte c , với
hte cos m , c 0,2mte
Chiều cao đầu răng ngoài
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
hae
hae1 (hte xn1cos m )mte
hae 2 2hte m te hae1
- 21 -
75058’
5,5mm
3,43mm
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Thơng sớ
Kí hiệu
h fe
Chiều cao chân răng
ngoài
d ae
Đường kính đỉnh răng
Cơng thức
h fe1 he hae1
1,57mm
h fe 2 he hae 2
2,07mm
d ae1 d e1 2hae1cos 1
d ae 2 d e 2 2hae 2
ngoài
mte
Mơđun vịng ngoài
mte mtm /(1 0,5 K be )
um
Tỉ sớ truyền
Kết quả
3,93mm
71,66mm
260,81mm
2,5mm
4
2.TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM
2.1.CHỌN VẬT LIỆU
Do khơng có u cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế
nên ta chọn vật liệu của bộ truyền cấp chậm như bộ truyền cấp nhanh.
2.2.XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP
Ứng suất tiếp xúc cho phép
H 2 536,36 509,09 522,73( MPa)
H H1
2
2
Ứng suất uốn cho phép
F 3 F 1 267,43( MPa)
252( MPa)
F4
F2
2.3.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN
. Tính sơ bộ khoảng caùch trục :
Khoảng cách trục: aw K a u 1 3
T2 K H
[ H ]2 u2 ba
+ K a là hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng.
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 22 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
Tra bảng 6.5[1]/94 được K a = 43(MPa)1/3
+ T2 là mô men xoắn trên bánh chủ động, T2 = 156368,13 Nmm
+ Theo bảng 6.6 [1]/95 chọn ba 0,3 (bộ truyền không đối xứng)
+Theo bảng 6.16[1]/95: bd 0,5 ba (u 1) 0,5.0,3(3,17 1) 0,625
+Theo bảng 6.7[1]/96: K H =1,06
Thay số ta có:
aw 43(3,17 1) 3
163714,29.1,06
156( mm )
2
71
.,0,3
3. 225
Lấy sơ bộ aw 160 (mm) (theo tiêu chuẩn)
Xác định các thơng sớ ăn khớp:
Theo CT 6.17 [1]/97:
m (0,01 � 0,02)aw (0,01 � 0,02)160 1,60 � 3,3
Theo bảng tiêu chuẩn 6.8 chọn m = 2,5(mm
Tổng số răng :
z1 z2
2aw 2.160
128 răng
m
2,5
Số bánh răng dẫn : z1
z1 z2
128
30 ,69 răng
1 u 1 3,17
Chọn z1 = 30 răng
Suy ra số răng bánh bị dẫn : z2 = 128 – 30 = 98 răng
Tỉ số truyền thực : u2 =
98
= 3,27
30
Thông số bộ truyền
Đường kính vịng chia:
d1 = m z1 = 2,5.30= 75 mm
d2 = m z2 = 2,5.98
= 245 mm
Đường kính vịng đỉnh:
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 23 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
d a1 d1 2.m 80 mm
d a 2 d 2 2.m 250 mm
Khoảng cách trục:
a w = 160 mm
Chiều rộng vành răng:
+ Bánh bị dẫn: b2 ba .a 0,315.160 50,5 mm.
b1 b2 5 50, 4 5 55,5 mm
+ Bánh dẫn:
Xác định giá trị các lực :
2T
2
+ Lực vòng : FtT 1 d
1
2.163714, 29
4365, 7 N FtT 2
75
+ Lực hướng tâm: FrT1= FtT1.tg = 1588 N = FrT2
Với = 200 – góc ăn khớp ;
2.4.KIỂM NGHIỆM ĐỒ BỀN TIẾP XÚC
Công thức kiểm nghiệm:
2T2 K H u 1
bwud 2 w1
H = ZMZHZ
≤ [H]
Trong đó :
+ Bảng 6.5[1] :
ZM = 274MPa1/3 - Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh
răng ăn khớp ;
+ Bảng 6.12[1] :
Z H = 1,76 -Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ;
+ Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Z =
1
4
= 0,869
3
1
Với hệ số trùng khớp ngang 1,88 3,2( z z ) cos = 1,734
1
2
+ Hệ sớ tải trọng khi tính về tiếp xúc
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 24 -
Lớp :CNCTM K19
Đồ án Chi Tiết Máy
GVHD:Lê Thị Lan Anh
KH = KHKHKHv
K H 1 (bánh răng thẳng )
Trong đó :
KH= 1,04
Vận tớc vịng bánh răng: v
.d1.n1 .75.364
1, 4( m / s)
60000
60000
Theo bảng 6.13 [1] chọn cấp chính xác là 9.
KHv = 1,085 (bảng 6.5[2])
Vậy
KH = 1,04.1.1,085 = 1,1284
+ Chiều rộng vành răng bw = 50,5mm
+ Đường kính vịng lăn dw = 76,7mm
Suy ra H = 274.1,76.0,869
2.163714, 29.1,1284. 3,17 1
514MPa
50, 5.3,17.76, 7 2
H < [H ] = 522,73MPa : đảm bảo độ bền tiếp xúc.
2.5.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN
F1=
Công thức kiểm nghiệm:
1
2T1 K F Y Y YF 1
bw d w1m
≤ [F1 ]
1
Y = 1, 7337 0.577 - hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
1
1
Với 1,88 3,2( z z ) cos = 1,733
1
2
Y = 1
Hệ số dạng răng:
YF 1 3, 47
+ Bánh dẫn:
+ Bánh bị dẫn:
YF 2 3, 47
13, 2
3,94
Z1
13, 2
3, 602
Z2
KF=KFKFKFv KF KF KF
SVTH : Nguyễn Hoàng Sơn
- 25 -
Lớp :CNCTM K19