Xem mẫu
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG TỜI KÉO
--------------------------
-----------
Số liệu cho trước:
1.Lực kéo băng tải F = 8800 (N)
2. Vận tốc băng tải V = 0.65(m/s)
3. Đường kính tang D = 350 (mm)
4. Thời gian phục vụ lh = 20000 giờ
5. Số ca làm việc soca = 2 ca
6. Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài: 30o
7. Đặc tính làm việc va đập êm.
I. Tính thông số động học của hệ dẫn động:
1.Chọn động cơ điện :
a. Xác định công suất:
Công suất động cơ phải thoả mãn Pđ/c > Py/c
P .β
Trong đó: Py/c là công suất yêu cầu của động cơ P =P = ct
y/c td η
Với *Pct Công suất trên trục công tác, theo CT(2.8)(2.10) và (2.11) (TL1) ta có
F .V 8800.0, 65
Pct = = = 5,72(kw)
1000 1000
*β: Hệ số tải trọng tương đương, tính theo công thức:
2
n �i � ti
P n � � t
T � �
β = � � �� = � �i � i �
� �
i =1 � � t
P i =1 � ��
T tCK �
�1 � CK �1 �� �
Thay số các giá trị Tmm = 1,4 T1 t1 = 4 h
T2 = 0,7 T1 t2 = 4 h
tCk=8 h
2 3 4 4
=> β = ( 1,4 ) � + 12 �+ 0,72 � = 0,86 < 1
8 3600 8 8
n
*η: Hiệu suất bộ truyền η= η
i=1 i
-1-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
2.3
Tra bảng
tr19
( TL1) ta có:
ηot hiệu suất của ổ trượt = 0,98 – 0,99 Chọn ηot = 0,98
ηol hiệu suất của ổ lăn = 0,99 – 0,995 ηol = 0,99
ηx hiệu suất của bộ truyền xích = 0,95 ηx = 0,95
ηbr hiệu suất của bánh răng trụ = 0,96 – 0,98 ηbr = 0,96
ηk = 0,99 – 1 ηk = 0,99
=> η = 0,98 . 0,95 . 0,993 . 0,962 . 0,99 = 0,83
P . β 5,72.0,86
=> Py/c =Ptd = ct = = 5,93(kw)
η 0,83
vậy công suất yêu cầu là :Py/c = 5,93(kw)
b. Xác định tốc độ đồng bộ: nđb ; nsb
nsb = nct . usb
Với * nct =nct :tốc độ trục công tác, tính theo công thức :
60000 . v 60000.0,65
n ct = = = 35,5(vong / phut )
π .D 3,14.350
D= 350 (mm): Đường kính tang.
*usơ bộ = usbh . usbng
+, usbng: tỷ số truyền bộ truyền ngoài(Bộ truyền xích)
usbNg = 2—4, chọn Usbng = 3;
+, usbh: tỷ số truyền sơ bộ của hộp.
Theo bảng2.4 [ TL1] , với truyền động bánh răng trụ hai cấp
usbh = (8 – 40) , chọn usbh = 10
=> usơ bộ = usbh . usbng = 10.3 =30 (Vòng/phút)
=>nsb = 35,5.30 =1065(vòng/phút)
=>Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ thuộc dải 1000 (Vòng/phút)
Từ bảng 1-3[TL1] Chọn động cơ có ký hiệu : 4A132M6Y3
với các chỉ số như sau:
Công suat P = 7,5 kW
van toc quay: n = n =968(V/p)
db dc
4A132M6Y3
T Tmm
k = 2,0 > K = = 1,4
T max(T ,T )
dn 1 2
-2-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
2. Phân phối tỷ số truyền:
a. Xác định tỷ số truyền chung:
ndc 968
uchung = = = 27, 27
nct 35,5
u =u .u  u
chung Hop Ngoai chung 27,27
Mà � uHop =
=> = = 9,09
u =u =3 u 3
Ngoai xich Ngoai
Ta có Uh = U1.U2
U1,U2 là tỷ số truyền cặp bánh răng 1 và 2(cấp nhanh và cấp chậm)thường chọn
U1>U2
b. Phân phối tỷ số truyền:
Theo yêu cầu về bôi trơn chỗ ăn khớp của các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc.
Cụ thể là hai bánh răng lớn của hai cấp đều phải được bôi trơn, nhưng chú ý là bánh
răng lớn của cấp nhanh do tốc độ quay lớn hơn nên phải ngập trong dầu ít hơn tránh
lãng phí do tổn thất khuấy dầu.
Theo kinh nghiệm ta chọn
U1 = (1,2-1,3)U2
Với Uh = U1.U2 = 9,09
Do đó dựa vào đồ thị 3.18(Tl1) ta có thể phân phối sơ bộ tỷ số truyền
u = 3,4 u
chung 27,27
1
như sau => u Ngoai = u xich = = = 3,08 θ (2 5)
u = 2,6 u .u 2, 6.3, 4
2 1 2
3. Tính toán các thông số động học :
a. Công suất:
Công suất Pi tính từ trục công tác về trục động cơ .
Với hộp khai triển thường ta có :
F .v 8800.0,65
Pct = = = 5,72(kW )
1000 1000
P 5,72
P = ct = = 6,14(kW )
3 η x .η 0,98.0,95
ot
-3-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
P
P = 3 = 6,14 = 6,46(kW )
2 η .η 0,99.0,96
Br ol
P
P = 2 = 6,46 = 6,8(kW )
1 η .η 0,96.0,99
Br ol
P 6,8
P' = 1 = = 6,94(kW )
dc η .η 0,99.0,99
ol k
b. Tốc độ quay:
Tốc độ quay tính từ trục động cơ đến trục công tác:
n1 = nđc = 968(vòng/ phút)
n = 968 ( Vg / p )
dc
n 968
n = 1= = 284,71( Vg / p )
2 u 3, 4
1
n 284,71
n = 2= =109,5 ( Vg / p )
3 u 2, 6
2
n 109,5
nct = 3 = = 35,55 ( Vg / p )
u 3,08
xich
P
c. Mômen xoắn trên trục: Ti = 9,55.106 i ( Boquaβ )
ni
Mômen xoắn trên trục động cơ:
P' 6,94
T ' = 9,55.106 dc = 9,55.106 ; 68467,98 ( N .mm )
dc n 968
dc
Mômen xoắn trên trục 1:
P 6,8
T = 9,55.106 1 = 9,55.106 ; 67086,78 ( N .mm )
1 n 968
1
Mômen xoắn trên trục 2:
P 6,46
T = 9,55.106 2 = 9,55.106 ; 21668716 ( N .mm )
2 n 284,71
2
Mômen xoắn trên trục 3:
P 6,14
T = 9,55.106 3 = 9,55.106 ; 535497,72 ( N .mm )
3 n 109,5
3
Mômen xoắn trên trục công tác:
-4-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
P 5,72
Tct = 9,55.106 ct = 9,55.106 ; 1536596,34 ( N .mm )
nct 35,55
Bảng thông số động học:
Động cơ 1 2 3 Công tác
P (kW) 6,94 6,8 6,46 6,14 5,72
u uk = 1 u1 = 3,4 u2 = 2,6 uxich =3,08
n (Vg/p) 968 968 284,71 109,5 35,55
T (N.mm) 68467,98 67086,78 216687,16 535497,72 1526596,34
-5-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
II. Tính toán bộ truyền ngoài
Bộ Truyền xích
Ta có:
Công suất làm việc: P = P3 = 6,14 (kW)
Tốc độ quay: n = n3 = 109,5 (Vg/p)
Tỉ số truyền: u = uxích = 3,08
Mômen xoắn trên trục động cơ:
Bộ truyền làm việc 2 ca, tải trọng va đập êm, góc nghiêng đường nối tâm với
bộ tryền ngoài là 30o.
1)Chọn loại xích :
Dựa vào yêu cầu của bộ truyền ngoài, tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, ta chọn dùng
xích con lăn 1 dãy.
2)Xác định thông số của bộ truyền xích :
a.Chọn số răng đĩa xích:
Với u = 3,08 , tra bảng 5.4(TL1)
chọn số răng đĩa xích nhỏ z1 = 25(răng)
=> z2 = u.z1 = 3,08.25 = 77(răng)
chọn z2 =77(răng) < zmax =120(răng)
b.Xác định bước xích p:
Công suất tính toán Pt = P.k.kz.ksn
+ kz = 25/z1 = 25/25 = 1: hệ số răng.
+ kn = n01/n = 50/109,5 =0,46 với n01 = 50 (bảng 5.5(TL1))
+ k = ko.ka.kđc.kbt.kđ.kc = 1.1.1.1,3.1,25.1,25 =2,03125
với kết quả tra bảng(5.6(TL1))
ko = 1 :góc nghiêng 30o < 40o
ka = 1 :chọn a = 40p
kđc= 1 :xích điều chỉnh được
kđ =1 :tải trọng va đập êm
kc =1,25 :bộ truyền làm việc 2 ca
kbt =1 :môi trường làm việc có bụi, chất lượng bôi trơn II
Thay số vào ta được :
=>Pt = P.k.kz.kn = 6,14.1,25 .1 .0,46 ; 3,53 < [ P ] = 5,83(kW)
Theo bảng 5.5(TL1) với n01 = 50(v/p) ,chọn bộ truyền xích con lăn 1 dãy có bước xích
p= 31,75(mm)
c.Khoảng cách trục và số mắt xích :
Chọn sơ bộ a= 40p =40 .31,75 = 1270(mm)
Số mắt xích x :
-6-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
2
2.a ( z1 + z2 ) ( z2 − z1) . p
x= + +
p 2 4.π 2.a
2.1270 (25 + 77) (77 − 25)2.31,75
x= + + = 132,71
31,75 2 4.3,14 2.1270
Lấy số mắt xích chẵn xc = 132(mắt xích)
Theo công thức (5.13) ta tính lại khoảng cách trục
� 2�
� 2 �z − z ) � �
(
a = 0,25. p �c − 0,5.( z + z ) + �c − 0,5.( z + z ) � − 2. � 2 1 � �
�x �x �
�
1 2 1 2 � � π ��
� �
� �
Thay số ta được
� 2�
� 2 � − 25) � �
(77
a = 0,25.31,75 � − 0,5.(25 + 77) + � − 0,5.(25 + 77) � − 2. �
132 132
� � =
� � 1258,44(mm)
� � 3,14 � �
�
Để xích không chịu một lực căng quá lớn , ta giảm bớt một lượng:
∆a = (0,002 0,004)a = (2,52 5,04)(mm)
chọn a = 1265(mm)
Số lần va đập của xích :
z .n 25.109,5
i= 1 1 = = 1,383 < [ i ] = 25 Bảng 5.9(TL1)
15.xc 15.132
3)Kiểm nghiệm xích về độ bền :
Theo công thức (5.15) về hệ số an toàn
s = Q/(kđ .Ft + Fo + Fv) [ s ]
với các thành phần như sau :
+Q :Tải trọng phá hỏng = 88,5(kN) (bảng 5.2(TL1))
+q = 14,35(kg) khối lượng 1 mét xích (bảng 5.2(TL1))
+kđ= 1,2 : Làm việc trung bình
p 6,14
+Ft : Lực vòng Ft = 1000. = 1000. ; 4234,5( N )
v 1,45
z . p.n 25.31,75.109,5
với v= 1 1= = 1,45(m / s)
60000 60000
+ Fv Lực căng do lực ly tâm gây ra:
Fv = qv2 = 14,35.1,452 = 30,17( N )
+ Fo Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra
Fo = 9,81. kf .q .a =9,81 .6.14,35.1258,44.10(-3)
=1062,93(N)
với kf =6 :hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền
-7-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
a- khoảng cách trục tính bằng m
Vậy hệ số an toàn
88,5.103
s= = 14,33
1,2.4234,5 + 1062,93 + 30,61
Theo bảng 5.10(TL1) => [ s ] = 7 với n01 =50(v/p)
s > [ s ] => Bộ truyền xích đảm bảo bền .
4)Xác định các thông số đĩa xích và lực tác dụng lên đĩa xích :
+> Đường kính đĩa xích
Theo công thức (5.17) và bảng (13.4)(TL1):
Đường kính vòng chia :
p 31,75
d = = = 253,45(mm)
1 π
� � sin � 3,14 �
sin � �
z �25 �
�1 � � �
p 31,75
d2 = = = 778,40(mm)
π
� � 3,14
� �
sin � � sin � �
z
�2 � �77 �
d a1 = p.[ 0,5 + cot g (π / z1 ) ] = 31,75.[ 0,5 + cot g (3,14 / 25) ] = 267,33( mm)
d a1 = p.[ 0,5 + cot g (π / z2 ) ] = 31,75.[ 0,5 + cot g (3,14 / 77) ] = 793,63( mm)
d f 1 = d1 − 2r = 253,45 − 2.9,62 = 234,2(mm)
d f 2 = d 2 − 2r = 778,40 − 2.9,62 = 757,8( mm)
với r= 0,5025d1 +0,05 = 0,5025. 19,05 +0,5 = 9,62(mm) với d1=19,05(bảng 5.2(TL1))
+)Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
kr .( Ft .k + F ).E
dd vd � �
σ H = 0,47 σ
�H �
A.k
d
với kr = 0,42 (Phụ thuộc z1 =25)
Ft = 4234,5(N)
kđ = 1 hệ số tải trọng động
Fvđ = 13.10-7.n.p3.m = 13. 10-7. 109,5. 31,753. 1 =4,56(N)
m=1 dãy xích
2.E1.E2
E= mômen đàn hồi
E1 + E2
E1, E2 là môđun đàn hồi của vật liệu con lăn và răng đĩa
-8-
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
2.(2,1.105 ) 2
E1 = E2 = 2,1.10 5
EE = = 2,1.105 (Mpa)
2,1.10 + 2,1.10
5 5
A= 262(mm2) bảng 5.12(TL1)
Kd =1( 1 dãy)
0,42.(4234,5.1 + 4,56).2,1.105
=> σ = 0,47 = 561,46( MPa)
H1 262.1
với ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ H ] = 600( MPa)
=> Đảm bảo độ bền cho răng đĩa 1
Tương tự với σ H 2 (Với kr = 0,24)
0,24.(4234,5.1,25 + 4,56).2,1.105
σ H 2 = 0,47 = 474,5( MPa) < [ σ H ]
262.1
=> Đảm bảo độ bền cho răng đĩa 2
=> Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp xúc .
+)Lực tác dụng lên trục
Fr =kx.Ft = 1,15.4234,5 = 4973,175(N)
với kx = 1,15 (góc nghiêng
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
III. THIẾT KẾ HÔP GIẢM TỐC
Số liệu tính toán:
Công suất : P1 = 6,8 (kW)
Tốc độ quay : n1 = 968 (vòng/phút)
Momen xoắn : T1 =67086,78(Nmm)
Tỷ số truyền : u1 = 3,4
Thời gian phục vụ : Lh = 20000 (giờ)
T ÍNH TOÁN:
1. Chọn vật liệu :
Theo bảng 6.1 [TL1] chọn :
- Bánh nhỏ : Thép C45 tôi cải thiện có :
Độ cứng : HB = 241 … 285 HB
Giới hạn bền : σ b1 = 850 Mpa
Giới hạn chảy : σ ch1 = 580 Mpa
- Bánh lớn : Thép C45 tôi cải thiện :
Độ cứng bền : σ b 2 = 750 Mpa
Giới hạn chảy : σ ch 2 = 450 Mpa
2. Xác định ứng suất cho phép :
Đối với thép không hoá bền bề mặt nhiệt luyện bề mặt, theo bảng 17.7 [giáo trình
CTM1] ta có :
- Giới hạn bền mỏi tiếp xúc :
σ H lim = 2.HB + 70
Theo bảng 6.2 [TL1] :
Hệ số an toàn tiếp xúc : SH = 1,1
- Giới hạn bền uốn :
σ F lim = 1,8.HB
o
Hệ số an toàn uốn : SF = 1,75
Suy ra :
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 260 (HB)
Bánh lớn HB2 = 230 (HB)
các giới hạn bền mỏi tiếp xúc và uốn :
Bánh nhỏ :
- 10 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
σ H lim1 = 2.260 + 70 = 590 (Mpa)
o
σ F lim1 = 1,8.260 = 441 (Mpa)
o
Bánh lớn :
σ H lim 2 = 2.230 + 70 = 530 (Mpa)
o
σ F lim 2 = 1,8.260 = 414 (Mpa)
o
* Theo công thức 6.5 [TL1] :
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở :
2,4
NHO = 30. H HB
NHO1 = 30.2452,4 = 1,6.107
NHO2 = 30.2302,4 = 1,39.107
Ta lại có :
* Theo công thức 6.7 [TL1] : Số chu kỳ thay đỏi ứng suất tương dương
3
�T � n
NHE = 60.c. � i �ni .ti
.
T
i =1 �max �
Hay :
3
n
�T � n
t
NHE �i .� T i �.ni . n i
t �
= 60.c. i =1 i =1 �max �
ti
i =1
3
n n
�T � t
NHE2 �i .� T i �. n i
t
= 60.c.n2. i =1 i =1 �max �
� ti
i =1
trong đó c - số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
Thay số :
968
� 3 4 4 4�
NHE2 = 60.1.20000. 3, 4 � 4 .
1, + 13. + 0,83. � 81,67.106 > NHo2
=
� 8.3600 8 8�
KHL2 = 1
Tương tự NHE1 > NHo1 KHL1 = 1
Theo công thức 6.1a [TL1] :
Xác định sơ bộ ứng suất :
σ H lim .K HL
o
[σH ] =
SH
590.1
[ σ H ]1 = = 536, 4 (Mpa)
1,1
530.1
[σH ]2 = = 481,8 (Mpa)
1,1
- 11 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
[ σ H lim ] = 481,8 (Mpa)
Theo công thức 6.12 [TL1] với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng :
( [ σ ] + [ σ ] ) = ( 536, 4 + 481,8) = 509,1
[σH ] = H 1 H 2
(Mpa)
2 2
[ σ H ] = 509,1 Mpa < 1,25. [ σ H ] 2 = 602,25 (Mpa)
thoả mãn
Với cấp chậm dùng bánh răng trụ răng thẳng, tương tự cấp nhanh ta cũng tính đ ược
NHE > NHo
suy ra KHL = 1
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bộ truyền :
[ σ H ] = [ σ H ] 2 = 481,8 Mpa
'
* Theo công thức 6.7 [TL1] ta có :
Số chu kỳ thay đổi ứng suất uốn :
mF
�T �
n
NFE = 60.c. � i � .ni .ti
T
i =1 �max �
Trong đó :
c - Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay c=1
mF - Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn mF = 6
6
3
�T � t
3
NFE2 �i .� T i �. 3 i
t
= 60.n2. i =1 i =1 �max �
� ti
i =1
Thay số :
� 3 4 4�
NFE2 = 60.105.883.17000. � 4 .
1, 6
+ 16. + 0,86. � = 6,8.107 > NFo = 4.106
� 8.3600 8 8�
KFL2 = 1
Tương tự ta có :
NFE1 > NFo KFL1 = 1
Bộ truyền quay 1 chiều KFC = 1
Theo công thức 6.2a [TL1] :
σ F lim .K FL .K FC
o
[σF ] =
SF
Thay số :
441.1.1
[ σ F ]1 = = 252 (Mpa)
1, 75
414.1.1
[σF ]2 = = 236,5 (Mpa)
1, 75
Theo công thức 6.13 và 6.14 [TL1] :
Ứng suất quá tải cho phép :
[ σ H ] max = 2,8σ ch
- 12 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
[ σ F ] max = 0,8σ ch
Thay số :
[ σ H ] max = 2,8.σ ch 2 = 2,8.450 = 1260 (MPa)
[ σ F1 ] max = 0,8.σ ch1 = 0,8.580 = 464 (MPa)
[ σ F 2 ] max = 0,8.σ ch 2 = 0,8.450 = 360 (MPa)
3. Tính toán cấp nhanh : Bánh răng trụ răng nghiêng
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo công thức 6.15a [TL1] :
T .K
1 Hβ
aω = Ka.(u1 + 1). 3 2
σH
� � .u . ψ
� � 1 ba
Trong đó :
ψ ba = 0,3 (Chọn theo bảng 6.6 [TL1])
Ka = 43 (Chọn theo bảng 6.5 [TL1] đối với răng nghiêng)
Theo công thức 6.16 [TL1] : Hệ số ψ bd
ψ bd = 0,53. ψ ba .(u1 + 1)
Thay số :
ψ bd = 0,53.0,3.(3,4 + 1) ; 0,6996
Theo bảng 6.7 [TL1] (ứng với sơ đồ 3) Chọn K H β = 1,1
* Khoảng cách trục (Sơ bộ) :
67087.1,1
aω = 43.(3,4 + 1). 3 = 123,65 (mm)
509,12.3, 4.0,3
Chọn aω =130 (mm)
b. Xác định các thông số ăn khớp :
- Modun : Theo công thức 6.17 [TL1] :
m = (0,01 0,02). aω = (0,01 0,02).130 = 1,3 2,6
Theo bảng 6.8 [TL1] chọn modun theo thiêu chuẩn m = 2
- Góc nghiêng β :
Chọn sơ bộ góc nghiêng β = 10o cos β = 0,9848
Theo công thức 6.31 [TL1] Số răng bánh nhỏ :
2.aω .cos β 2.130.0,9848
Z1 = m. ( u + 1) = 2. ( 3, 4 + 1) = 29,1 răng
Chọn Z1 = 29
Số răng bánh lớn Z2 :
- 13 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
Z2 = u . Z1 = 3,4. 29 = 99 răng
Chọn số răng Z2 = 99 răng
Do đó tỷ số truyền thực tế :
99
Ut = = 3,41
29
Tính lại chính xác β :
m. ( Z1 + Z 2 ) 3. ( 29 + 99 )
Cos β = = = 0,985
2.aω 2.130
β = 10,06 o = 10o3’48’’
Hệ số dịch chỉnh =0(Không dịch chỉnh )
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo công thức 6.33 [TL1] :
Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc :
2.T1.K H . ( u1 + 1)
σ H = ZM.ZH. Zε . 2
bω .u1.dω1
Với :
* ZM : Hệ số xét đến cơ tính của vật liệu
Theo bảng 6.5 [TL1] :
ZM = 274 Mpa1/3
*ZH : Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Theo công thức 6.34 [TL1] :
2.cos β b
ZH = sin ( 2.α tω )
β :góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở
Theo bảng 6.35 [TL1] :
tg βb = cos α t .tg β
với :
� α �
tg � 20o �
tg
α t = α tω = arctg � o � = arctg � � = 20,25
o
� β�
cos �0,985 �
tg β b = cos α t . tg βb = cos(20,25o).tg(10,060) = 0,166
βb = 9,450
Suy ra :
2.cos ( 9, 450 )
ZH = = 1,74
sin ( 2.20, 28o )
* Zε : Hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc
Theo công thức 6.38 [TL1] :
- 14 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
1
Zε =
εα
Vì : Hệ số trùng khớp dọc ε β (Theo ct 6.37 [TL1])
bω .sin ( β ) ψ .a .sin ( β )
εβ = = ba ω
π .m π .m
0,3.130.sin ( 10, 06 )
0
= = 1,08 > 1
3,14.2
Trong đó :
ε α : Hệ số trùng khớp ngang
Theo công thức 6.38b [TL1] :
� �1 1 ��
ε α = � − 3, 2. � + �.cos β
1,88 �
� � 1 Z2 �
Z �
� �1 �
1 �
ε α = � − 3, 2. � + �.0,985 = 1,43
1,88 �
� �29 99 �
�
Thay ε α vào ct 6.38 [TL1] :
1
Zε = = 0,84
1, 43
* Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
2.aω 2.130
dω 1 =
( ut + 1) = ( 3, 4 + 1) = 58,96 (mm)
* v : vận tốc vòng
Theo công thức 6.40 [TL1] :
π .dω1.n1
v = m/s
6.104
thay số :
3,14.58,96.968
v = = 2,99 (m/s)
60000
Với v = 3,42 m/s dùng cấp chính xác 8 (Theo bảng 6.13 [TL1])
Theo bảng 6.14 [TL1] với cấp chính xác 8 và vận tốc vòng v < 5 m/s
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng : K Hα = 1,09
Theo công thức 6.42 [TL1] :
Cường độ tải trọng động :
aω
ν H = δ H .go.v.
ut
với :
go = 56 (Hệ số kể đến sai lệch bước răng - Bảng 6.16 [TL1])
- 15 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
δ H = 0,002 (Hệ số kể đến sai lệch ăn khớp - Bảng 6.15 [TL1])
Suy ra :
130
ν H = 0,002.73.3,42. = 2,07 N/mm
3, 41
Theo công thức 6.41 [TL1] :
Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp :
ν H .bω .dω1
K Hν = 1 +
2.T1.K H β .K H α
bω = a.ψ ba = 130.0,3 = 39 mm chọn bω = 39 mm
Thay vào công thức :
2, 07.39.58,96
K Hν = 1 + = 1,03
2.67087.1,1.1, 09
Theo ct 6.39 [TL1] : Hệ số KH :
Kh = K H β .K Hα .K Hν
KH = 1,1.1,09.1,03 = 1,23
Thay các giá trị KH , ZM , ZH , Z ε vào công thức 6.33 [TL1] ta được :
2.67087.1, 23. ( 3, 41 + 1)
σ H = 274.1,706.0,782. = 412,75(MPa)
0,3.130.3, 41.58,962
*Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
Theo ct 6.1 [TL1] với vận tốc vòng v = 2,88m/s < 5 m/s
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng : Zv = 1
Với cấp chính xác động học là 8 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 cần
gia công đạt độ nhám :
Ra = 2,5 1,25 µ m
Do đó :
ZR = 0,95
Với đường kính da < 700 mm, hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh răng K xH
= 1
Theo công thức 6.1 [TL1] và công thức 6.1a [TL1] :
[ σ H ] = [ σ H ] .Z v .Z R .H xH
Thay số :
[ σ H ] = 509,.1.0,95.1 = 483,645 Mpa
σ H = 412,75 Mpa < [ σ H ] = 483,645 Mpa
Thoả mãn điều kiện tiếp xúc
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
Theo ct 6.43 [TL1] ta có :
Ứng suất uốn tại chân răng :
- 16 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
1
σ F 1 = 2.T1.KF. Yε .Yβ .YF1.
bω .dω1.m
Trong đó :
KF : Hệ số tải trọng tính theo độ bền uốn
Yε : Hệ số trùng khớp
Yβ : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng
YF 1 : Hệ số dạng răng
Theo bảng 6.7 [TL1] :
K F β = 1,2
Theo bảng 6.14 [TL1] và với v = 2,88 m/s < 5 m/s, với cấp chính xác 8 ta có :
K Fα = 1,22
Theo ct 6.47 [TL1] : Cường độ tải trọng động :
aω
ν F = δ F .go.v.
ut
δ F = 0,006 (Hệ số kể đến sai lệch ăn khớp - Bảng 6.15 [TL1])
go = 56 (Hệ số kể đến sai lệch bước răng - Bảng 6.16 [TL1])
Suy ra :
130
ν F = 0,006.56.2,88. = 5,87 N/mm
3, 41
- Hệ số tải trọng động khi tính theo độ bền uốn :
ν F .bω .dω1
K Fν = 1 +
2.T1.K F β .K Fα
5,87.0,3.130.56,82
K Fν = 1 + 2.67087.1, 2.1, 22 = 1,066
Do đó :
Hệ số :
K F = K F β .K Fα .K Fν = 1,2.1,22.1,066 = 1,56
1 1
- Vớ i ε α = 1,72 Yε =
εα
= 1,56 = 0,58
0
- Với β = 10,060 Yβ = 1 - 10, 06 = 0,928
140
- Số răng tương đương :
1 Z 29
Zv1 = cos3 β = cos3 (10, 060 ) = 28,7 =29 (răng)
2 Z 99
Zv2 = cos3 β = cos3 (10, 06o ) = 98,34 =99(răng)
YF1 = 3,8
Theo bảng 6.18 [TL1] ta có : Các hệ số dạng răng :
YF2 = 3, 6
Với m = 2 , Hệ số kể đến độ nhạy của vật liệu với sự tập trung ứng suất :
- 17 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
YS = 1,08 - 0,0695.ln(m) = 1,032 với mođun m=2
YR : Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng YR = 1
KxF = 1 (Hệ số ảnh hưởng kích thước bánh răng với da < 400 mm)
Do đó theo ct 6.2 [TL1] và ct 6.2a [TL1]
Ứng suất uốn cho phép :
[ σ F1 ] = [ σ F ] 1 .YR .YS .K xH = 252.1.1,032.1 = 260,064 (MPa)
[ σ F 2 ] = [ σ F ] 2 .YR .YS .K xH = 236,5.1.1,032.1 = 244,068 (MPa)
Thay [ σ F 1 ] , [ σ F 2 ] vào công thức 6.43 [TL1] ta được :
1
σ F 1 = 2.67087.1,56.0,58.0,95.3,8. = 98,88 (MPa)
0,3.130.56,82.2
YF2 3, 6
σ F 2 = σ F1 . = 98,88. 3,8 = 93,68 (MPa)
YF1
σ F 1 = 98,88 < [ σ F 1 ] = 260, 064( MPa)
Thoả mãn điều kiện bền uốn
σ F 2 = 93, 68 < [ σ F 2 ] = 244,17( MPa)
e. Kiểm nghiệm về quá tải :
Ta có :
Hệ số quá tải :
Tmax
Kqt = T = 1,4
dn
Theo ct 6.48 [TL1] :
σ H 1max = σ H . K qt = 483,645. 1, 4 = 592,34(MPa) < [ σ H ] max =1260 (MPa)
Theo ct 6.49 [TL1] :
σ F 1max = σ F 1.K qt = 102,84.1,4 = 154,26 (MPa)
σ F 2 max = σ F 2 .K qt = 97,43.1,4 = 146,145(MPa)
σ F 1max = 154, 26 < [ σ F 1 ] max
Thoả mãn điều kiện về quá tải
σ F 1max = 146,145 < [ σ F 1 ] max
*Các thông số và kích thước bộ truyền cấp nhanh bánh răng trụ răng nghiêng:
*Bảng các thông số :
Tên gọi Kí Kích thước Đơn
hiệu vị
Khoảng cách trục aω1 aω1 = 130 mm
Modun pháp m m = 2 mm
Chiều rộng vành răng bω bω = 39 mm
Tỷ số truyền ut ut = 3,41 mm
Góc nghiêng của răng β β = 10o3’48’’ Độ
- 18 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
Số răng bánh răng Z Z1 = 29 Răng
Z2 = 99
Hệ số dịch chỉnh x x1 = x2 = 0 mm
Đường kính chia d d1 = 58,88 mm
d2 = 201,02 mm
Đường kính đỉnh răng da da1 = 62,88 mm
da2 = 205,02 mm
Đường kính đáy răng df df1 = 53,88 mm
df2 = 196,02 mm
Trong đó :
- Đường kính chia :
m.Z
1 2.29
d1 = cos β = 0,985 = 58,88 (mm)
m.Z
2 2.99
d2 = cos β = 0,985 = 201,02 (mm)
- Đường kính đỉnh răng :
da1 = d1 + 2.m = 58,88 + 2.2 = 62,88 (mm)
da2 = d2 + 2.m = 201,02 + 2.2 = 205,02 (mm)
- Đường kính đáy răng:
df1 = d1 – 2,5.m = 58,88 – 2,5.2 = 53,88 (mm)
df2 = d2 – 2,5.m = 201,012– 2,5.2 = 196,02 (mm)
5. Tính toán cấp chậm : Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo công thức 6.15 [TL1] :
T2 .K H β
aω = Ka.(u2 + 1). 3
[σH ]
2
.u2 .ψ ba
Với :
ψ ba = 0,3 (Chọn theo bảng 6.6 [TL1])
Ka = 49,5 (Chọn theo bảng 6.5 [TL1] - Đối với răng thẳng)
ψ bd = ψ ba .0,53.(u + 1) = 0,3.0,53.(2,6 + 1) = 0,5724
Theo bảng 6.7 [TL1] Chọn K H β = 1,06 (Sơ đồ 5)
- Tỷ số truyền cấp chậm :
uh
u2 = u
1
(uh , ucn tỷ số truyền của hộp và cấp nhanh)
- 19 -
- Đồ án CTM – Gv hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Sv thực
hiện: phạm xuân chiến
Cơ điện tử 2-K49 DHBKHN
Suy ra :
9, 09
u2 = 3, 4 = 2,6
Vận tốc quay n trên trục :
n1 968
n2 = u = 3, 4 = 284,71 (vòng/phút)
2
Momen xoắn trên trục chủ động của cấp chậm :
P2 6, 46
T1 = 9,55.106. n = 9,55.106. 284, 71 = 216687(Nmm)
1
Thay vào công thức 6.15 [TL1] ta được :
Sơ bộ khoảng cách trục :
216687.1, 06
aω 2 = 49,5.(2,98 + 1). 3 = 192,91 (mm)
( 481,8)
2
.2, 6.0,3
Chọn aω 2 = 192 (mm)
b. Xác định các thông số ăn khớp :
- Môđun :
m = (0,01 0,02) aω 2 = 1,9 3,8
Theo quan điểm thống nhất trong thiết kế, chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng
cấp chậm bằng môđun của cấp nhanh : vậy :
m = 2
- Số răng bánh nhỏ :
2.aω2 2.192
z1 = m. u + 1 = 2. 2,6 + 1 = 53,33 (răng)
( 2 ) ( )
Chọn z1 = 53 răng
- Số răng bánh lớn :
z2 = u.z1 = 2,6.53 = 137,8
Chọn z2 = 138 răng
Khi đó khoảng cách trục :
m.( z1 + z2 ) 2.(53 + 138)
a = = = 191 (mm)
2 2
Lấy a = 195 (mm)
Hệ số dịch tâm :
aω 2 195
y= − 0,5 ( z1 + z2 ) = - 0,5.(53 + 138) = 2
m 2
Theo công thức (6.23) [ TL1]
- 20 -
nguon tai.lieu . vn
