Xem mẫu
- Đồ án chi tiết máy tính
toán thiết kế trạm dẫn
đọng băng tải
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 1
- MỤC LỤC
Lời nói đầ u ........................................................................................................................... 6
Phạm Anh Vũ ......................................................................................................................... 7
Chương 1 : CHỌN ĐÔNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN................................. 7
I: Chọn động cơ : ................................................................................................................. 7
P.V
Pbt= ............................................................................................................................... 7
1000
P= 1100 KG = 1100. 9,81= 10791N ....................................................................................... 8
2. chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: ........................................................................ 8
Số vòng quay của trục công tac trong một phút (băng tải) ...................................................... 8
3. hiệu suất toàn bộ hệ thống : ............................................................................................. 8
F .V 1100.9,81.0,2
Ta có Plv= P2 = 2,158 kw .................................................................. 8
1000 1000
4. kiểm tra động cơ đã chọn: ............................................................................................... 9
a.kiểm tra điều kiện mở máy động cơ ................................................................................. 9
b. kiểm tra điều kiện làm việc: ............................................................................................ 9
II: phân phối tỷ số truyền: ................................................................................................... 9
Ung= u kn.uxich2 ....................................................................................................................... 10
Nhận thấy uh= 30 ta tra bảng 3.1 (43)TLI ta được................................................................. 10
III: xác định các thong số động học và lực của các trục ................................................... 10
2. công suất trên các trục động cơ: .................................................................................... 10
PIII=PIV/(nol.nbr2)= 2,158/(0,97.0,99)= 2,247 kw ................................................................... 11
PII=PIII/(nbr1.nol)= 2,247/(0,972.0,99)=2,412 kw .................................................................... 11
3. tính toán mônem xoắn trên trục đông cơ: ..................................................................... 11
Chương 2 :Tính toá n thiết kế các bộ truyền ..................................................................... 11
T
SF=1,75 ................................................................................................................................ 12
Chọ n bánh răng nhỏ : HB=241 ............................................................................................. 12
Bánh răng lớn 2: có HB=240 ................................................................................................ 12
NHO= 30.HHB2,4 .................................................................................................................... 12
NFO=4.106 ............................................................................................................................ 12
410
[σH]2 = h lim 2 = =372,72 MPa ...................................................................................... 12
sh 2 1,1
3. tính toán cấp nhanh bộ truyền bánh răng trục răng nghiêng. ..................................... 13
a. xác định khoảng cách trục: ............................................................................................ 13
b. xác định các thông số ăn khớp: ..................................................................................... 13
c. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. ........................................................................... 14
ZR= 0,95 .............................................................................................................................. 15
KXH= 1 ................................................................................................................................. 15
d. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. ........................................................................... 16
ZR= 0,95 .............................................................................................................................. 17
KXH= 1 ................................................................................................................................. 17
VF= F .g 0v. aw / u 0,006.73.2,632 150 / 7.45 5,17 ........................................................ 18
KFv=1+VH.b w.d w1/(2.T1.KHβ.KHα)=1+5,17.49,5.35,42 /(2.16887,3 .1,5.1,37)=1,13................ 18
Với β = 420 11 ` Yβ= 1+ (16,26/ 140) = 0,88 ..................................................................... 18
Vậy: σF1 = 44,77 < [σF1] = 212,3 MPa .................................................................................. 18
f. kiểm nghiệm về các giá trị quá tải: ................................................................................ 18
Bảng 3:Các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ........................................ 19
a. xác định khoảng cách trục: ............................................................................................ 20
b. xác định thông số ăn khớp: ............................................................................................ 20
Z2 = u2.Z1 =4,03.22= 88,66 lấy Z2=89 ............................................................................... 20
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 2
- c. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: ........................................................................... 21
Ta có : tg b cos t .tg cos(20,2988).tg10,249 .............................................. 21
2. cos 9,2647
ZH 1,74 ........................................................................................... 21
Sin2..20,2988
Mà b w ba .aw 2 0,39.141 54,99 ..................................................................................... 21
1
Theo công thức (6.36).[105] .TL1. Z ...................................................................... 21
VH = H .g0v. aw / u 0,002.73.0,556. 141 / 4,04 0,479m / s ............................................ 22
Có σH=0,002. g0= 73 ............................................................................................................ 22
Ta có : KH = K H . K H . K HV 1,15.1,13.1,0 1,2995 ........................................................ 22
ZR= 0,95 .............................................................................................................................. 22
KXH= 1 ................................................................................................................................. 22
Kết quả khi kiểm nghiệm lại là:............................................................................. aw= 165 mm
22
Z2 = u2.Z1 =4,03.26= 104,78 lấy Z2=104 ........................................................................... 23
d. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:........................................................................... 23
Ta có : tg b cos t .tg cos(20,283).tg 9,9865 ................................................ 23
2. cos 9,358
ZH 1,74 ............................................................................................. 23
Sin2..20,283
Mà b w ba .aw 2 0,37.165 61,05 ..................................................................................... 23
1
Theo công thức (6.36).[105] .TL1. Z ...................................................................... 24
VH = H .g0v. aw / u 0,002.73.0,61. 165 / 4,04 0,568 ..................................................... 24
Có σH=0,002. g0= 73 ............................................................................................................ 24
Ta có : KH = K H . K H . K HV 1,15.1,13.1,014 1,316 ...................................................... 24
ZR= 0,95 .............................................................................................................................. 24
KXH= 1 ................................................................................................................................. 24
Nhận thấy rằng [σH] >σH. Thoả mãn .................................................................................... 25
e. kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: .................................................................................. 25
Tra bảng (6-7) trang 98 /[1] ta được : KFβ = 1,15 ................................................................. 25
1 1
Yε 0,616....................................................................................................... 25
1,621
Z1 25
Zv1 27,2 Lấy Zv1 =27 ................................................................... 25
Cos 0,98483
3
Z2 102
Zv2 108,89 Lấy Zv2 =108 ............................................................. 25
Cos 0,98483
3
Theo bảng (6.18).[109].TL1 có ............................................................................................ 25
YF1 = 3,89 ............................................................................................................................ 25
YF2 = 3,61 ............................................................................................................................ 25
f. kiểm nghiệm răng về quá tải: ......................................................................................... 26
T
Trong đó: kqt = max 1 ,3 .................................................................................................... 26
Tdn
Bảng4: Bảng Thông số về bộ truyền bánh răng cấp chậm................................................ 26
a. bộ truyền cấp nhanh: ..................................................................................................... 27
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 3
- Lực chiều trục trên bánh 1 và 2 : Fa11=Fa21= Ft1.tgβ=935,45.tg16,26=272,85N ..................... 27
b. bộ truyền bánh răng cấp chậm: ......................................................................................... 27
PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ............................................................. 27
1. chọn loại xích:................................................................................................................. 27
2. xác định các thông số của bộ truyền xích: ..................................................................... 28
Như vậy :Pt = 2,925.1,087.1,057.2,247=7,75 kw .................................................................. 28
3. tính kiểm nghiệm xích về độ uốn: .................................................................................. 29
4. đường kính đĩa xích........................................................................................................ 29
5. xác định lực tác dụng lên trục: ...................................................................................... 30
PHẦN IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC.................................................................... 30
1. VẬT LIỆU CHẾ TẠO: .................................................................................................. 30
3.xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực .................................................. 30
Lc34 = 0,5(lm33 +b0 ) +k3 +hn = 0,5(61+25) +18+15= 76mm .................................................. 31
l24=l33= 119,5+ 0,5(62+54) +10= 187,5 mm .................................................................... 31
4. tải trọng tác dụng lên trục: ............................................................................................ 31
4.1 trục I: ............................................................................................................................ 31
Dt = D0=71 : Đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt của nối trục đàn hồi ....................... 32
Với x= 0 thì Mx= 0 ............................................................................................................... 32
F .a M 369,45.119,5 4832,17
FBy= r1 204,94 N .......................................................... 33
l13 239
Chiều sâu rãnh then trên trục : t1=3,5mm ;trên lỗ t2=2,8mm ................................................. 34
4.2 Tính toán thiết kế trục II: ............................................................................................ 34
d 66,24
Mômen uốn do Fa3 sinh ra : M3= Fa3 . w3 412,08. 13648N ................................... 34
2 2
FCx = Ft22 + Ft23 +Ft24 - FDx = 1965,09 + 1965,09 + 935,5 – 2432,84 = 2432,84 N ............... 35
F .a Fr 24 .( a b c) M 2 Fr 23.(a b)
FDy = r 22 = ................................................................ 35
abcd
Xét tại tiết diên 3-3 ............................................................................................................. 37
Ta có: Ft32 = F t33 = 1965,09 N ............................................................................................ 38
F .( a b) Ft 32 .a (1965,09.51,5 196,09.187,5)
FFx = t 33 196,09 N .................................. 38
abc 239
My =Fy4- RFY(y4-d)=3370,5(51,5+76)-5193,42.51,5=162277,62N.mm ................................. 39
5. Kiểm nghiệm trục: ......................................................................................................... 40
a. kiểm nghiệm trục I:....................................................................................................... 41
+góc lớn nhất: r2=0,16.......................................................................................................... 42
K 1,96
=> = = 1,795 ........................................................................................................ 42
0,92
Kết luận: Trục I thỏa mãn điều kiện bền mỏi cho phép ......................................................... 43
K 1,2
= = 1,64 ............................................................................................................... 43
0,73
Vậy mặt cắt (1-1) trên trục II thỏa mãn điều kiện mỏi cho phép........................................... 44
T
mj = 0 ; aj = max j = j = 2,98........................................................................ 44
W0 j 2
Vậy mặt cắt (2_2) trên trục II thỏa mãn điều kiện mỏi cho phép .......................................... 45
C:Trục III: .......................................................................................................................... 45
T
mj = 0 ; aj = max j = j = 2 ........................................................................... 45
W0 j 2
Vậy mặt cắt (1_1) trên trục I thỏa mãn điều kiện mỏi cho phép ............................................ 46
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 4
- Tj
mj = 0 ; aj = max j = = 8,846 ...................................................................... 46
W0 j 2
Vậy mặt cắt (2_2) trên trục I thỏa mãn điều kiện mỏi cho phép ............................................ 47
6. tính chọn khớp nối: ........................................................................................................ 47
Theo bảng 16.10a.T68[II] ta có : với d=28mm -> D0=71mm ; Z=6;d 1=45mm ...................... 47
k .T .l0 1,3.16887,3.31
Ta có : u 3
15,97 Mpa [ u ] 60,....80Mpa ....................... 48
0,1.d c .D 0 .Z 0,1.103.71.6
PHẦN V: TÍNH CHỌN THEN .......................................................................................................... 48
d 25mm;
Đường kính trục I để lắp then là 12 - ................................................................ 48
d13 30mm
[ c ]=.90(Mpa) chịu va đập .................................................................................................. 49
Vậy trục I thỏa mãn điều kiện bền dập và cắt ....................................................................... 49
Phần VI : TÍNH CHỌN Ổ LĂN ........................................................................................... 50
I.CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC I ......................................................................................... 50
FBx=509,84 N ; FBy = 204,94 N ........................................................................................... 50
F 369,45
Ta có a 1,35 >0,3 ............................................................................................. 50
Fr1 272,85
2.-Lực dọc trục tác dụng vào ổ ............................................................................................ 50
Theo bảng 11.4T215[I] với ổ bi đỡ chặn 1 dãy : vòng trong quay V=1 ................................ 51
5 2
QE= 2117,3.3 7,153. 0,028KN ................................................................................... 52
8 8
60.n.Lh 60.1420.292.8.5
L 995,13 triệu vòng .............................................................. 52
106 106
3.-Khả năng tải tĩnh ............................................................................................................ 52
Tra bảng 11.6T221[I] ta có : X0=0,6 ; Y0=0,5...................................................................... 52
II.-CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC II ..................................................................................... 52
Ta có FDx= 2432,84 N ; FDy= 717,4N ................................................................................... 52
Suy ra : Fr 0 FCX FCY 2432,842 415,382 2468N ................................................. 52
2 2
Fa 168,86
Ta có 0.22 >0,14 .......................................................................................... 52
Fr1 751,1
2.-Lực dọc trục tác dụng vào ổ ............................................................................................ 53
Theo bảng 11.4T215[I] với ổ bi đỡ chặn 1 dãy : vòng trong quay V=1 ................................ 53
5 2
QE=2986 .3 7,153. 1,24 KN ........................................................................................ 54
8 8
60.n.Lh 60.190,9.292.5.8
L 133,78 triệu vòng ............................................................. 54
106 106
3.-Khả năng tải tĩnh ............................................................................................................ 54
Tra bảng 11.6T221[I] ta có : X0=0,6 ; Y0=0,5...................................................................... 54
III.-CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC III .................................................................................. 54
Ta có FEx= 1965,09 N ; FEy= 320,66 N ................................................................................. 54
Suy ra : Fr 0 FEX FEY 1965,092 320,66 2 1994 N .................................................. 54
2 2
F 168,86
Ta có a 0,03
- HINH VẼ............................................................................................................................. 55
Theo bảng 11.4T215[I] với ổ bi đỡ chặn 1 dãy : vòng trong quay V=1 ................................ 55
Khả năng tải tĩnh được xác định theo điều kiện : Qt X 0 .Fr Y0 .Fa C0 ....................... 55
Vậy khả năng tải tĩnh được đảm bảo. ................................................................................... 56
PHẦN VII : KẾT CẤU CHI TIẾT VÀ BÔI TRƠN ......................................................... 56
I.-KẾT CẤU VỎ HỘP ....................................................................................................... 56
Hình dáng và các thông số của nắp ổ ................................................................................... 58
Bảng 8.2 Kích thước các nắp ổ của hộp giảm tốc: Tra bảng 18.2 Tr-88 tập2......................... 58
1. Nút tháo dầu.................................................................................................................... 59
Chốt định vị côn, vòng phớt, vòng chắn mỡ........................................................................ 60
1. Chốt định vị côn : ............................................................................................................ 60
Hình 8.4.hình dạng chốt côn................................................................................................. 60
2. Vòng phớt :...................................................................................................................... 60
3. Vòng chắn mỡ : ............................................................................................................... 61
Bôi trơn hộp giảm tốc.......................................................................................................... 63
CHÚ THÍCH ....................................................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 64
Lời nói đầu
T hiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 6
- trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền
cơ khí hiện đại. Vì thế tầm quan trọng của các hệ thống dẫn động cơ khí là rất
lớn. Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nó trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết
đối với một người kỹ sư.
Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong viểc trở thành một người kỹ
sư trong tương lai. Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí trong
ngành cơ khí là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơ khí làm quen với
những kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến
thức đã học vào việc thiết kế một hệ thống cụ thể. Ngoài ra môn học này còn
giúp sinh viên cũng cố kiến thức của các môn học liên quan, vận dụng khả năng
sáng tạo và phát huy khả năng làm việc theo nhóm.
Trong quá trình trình thực hiện đồ án môn học này, chúng em luôn được
sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS-TS Ngô Văn Quyết và các thầy bộ môn
trong khoa cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn các thầy đã giúp đỡ chúng em
hoàn thành đồ án môn học này.
Phạm Anh Vũ
Chương 1 : CHỌN ĐÔNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I: Chọn động cơ :
1: các kết quả tính toán trên băng tải :
P.V
Pbt=
1000
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 7
- Ta có -P: lực kéo băng tải
V: vận tốc băng tải
P= 1100 KG = 1100. 9,81= 10791N
10791.0.2
pbt= = 2,125 (KW)
1000
2. chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Số vòng quay của trục công tac trong một phút (băng tải)
60000V 60000.0,2
Nct= = 12 (vg/ph)
Zt 125.8
nsb= nlv.ut
Với Ut tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động
Ut=Ubr. UX
Tra bảng 2.4 được Ubr=29 ;Ux=4
V: vận tốc băng tải
D : đường kính băng tải
nct=nlv
nsb=12.29.4=1392 (vg)
3. hiệu suất toàn bộ hệ thống :
nht=nk .nol4. nbr3.nx
trong đó: - nk= 0,09 hiệu suất nối trục di động
- nbr=0,97 hiệu suất một cặp bánh răng
- nol=0,99 hiệu suất một cặp ổ lăn
- nx=0,97 hiệu suất bộ truyền xích .
4 3
nht=1. 0,99 . 0,97 . 0,97 = 0,85
Xác định công suất của động cơ:
Pt
Pct= =2,158 (KW)
n ht
Trong đó: - Pct: công suất cần thiết trên trục động cơ .
- pt: công suất tính toán trên máy
- nht: hiệu suất toàn bộ hệ thống.
Vì khi động cơ mở máy thì động cơ chạy với tải trọng không đổi nên khi đó ta
có:
Pt=Ptd
ptd = p12 .t1 p 22 .t 2 /t1 t 2
F .V 1100.9,81.0,2
Ta có Plv= P 2 = 2,158 kw
1000 1000
Với P2= 2,185 kw .
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 8
- : t1=3s= 8,33.104 h
1,32.8,33.10 4 (8 8,3.7,104 )
Ptd = 2,158 2,158 kw
8
Từ các thong số ta có thể chọn động cơ mang nhẵn hiệu 4A100L4Y3.
Từ bảng P1.1 trang 234 tài liệu tính toán hệ dẫn động cơ khí ta có bảng thông số
kỹ thuật như sau:
Kiểu động Công suất Vận tốc quay n% cos Tmax Tk
cơ Tdn Tdn
4A100S4Y3 3,0 1420 84 0,82 2,2 2,0
4. kiểm tra động cơ đã chọn:
a.kiểm tra điều kiện mở máy động cơ
khi mở máy thì :
Tmn TK
(2.6 /22 DDCK).
T Tdn
Ta có Tmn=Tqt=1,3T.
TK
2,0
Tdn
1,3
- 1420
U t= 118,3 .
12
Mặt khác ta lại có: ut= uh.ung (3.24/48/hdđck)
Với uh : tỷ số truyền giảm tốc
-u ng: tỷ số truyền hộp ngoài.
Ung= ukn.uxich2
- ukn: tỷ số truyền của khớp nối . ukn=1
- uxich: tỷ số truyền của bộ truyền xích
ta có ung=uxich
theo bảng 2.4 (21/hdđck) ta có uxich=2......5
ta chọn uxich=3,9
ut 118,3
uh 30
u ng 3,9
Nhận thấy uh= 30 ta tra bảng 3.1 (43)TLI ta được
u1 7,45
Uh= 30 uxich=3,9
u 2 4.03
Vậy bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 1: u1=7,45
Bội truyền bánh răng trụ răng nghiên 2 : u2=4,03
III: xác định các thong số động học và lực của các trục
1: tính toán tốc độ quay của các trục
- trục động cơ :
nđc=1420 vg/ph
- trục I:
nđc
nI= 1420 vg/ph
n KN
- trục II:
nI 1420
nII= 190,6 vg/ph.
u1 7,45
-truc III:
nII 190,6
nIII= 47,3 vg/ph.
u2 4,03
-trục IV:
nIII 47,3
nIV= 12.1 vg/ph.
u xich 3,9
2. công suất trên các trục động cơ:
- công suất trên trục IV:
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 10
- P4=Plv=Ptd=2,158 kw.
-công suất trên trục III:
PIII=PIV/(nol.nbr2)= 2,158/(0,97.0,99)= 2,247 kw
-công suất trên trục II:
PII=PIII/(nbr1.nol)= 2,247/(0,972.0,99)=2,412 kw
-công suất trên trục I:
PI= PII/(nbr.nol.nkn)=2,412/(0,97.0,99.1)=2,511 kw.
3. tính toán mônem xoắn trên trục đông cơ:
-trục I:
pI 2,511
TI= 9,55.106. 9,55.106. 16887,3 Nm
nI 1420
-trục II:
PII 2,412
TII= 9,55.106. 9,55.106. 120853,09 Nm.
nII 190,6
-trục III:
PIII 2,247
TIII= 9,55.106 9,55.106. 453675,47 Nm
nIII 47,3
Ta có bảng động học , lực trên các trục của hệ thống dẫn động như
sau:
Thông Tỷ số truyền Tốc độ quay Công suất Mômen xoắn
trục số vg/ph kw Nm
Truc đc 1420 3
Trục I Un =7,45 1420 2,511 16887,3
Trục II Uc=4,03 190,6 2,412 120853,09
Trục III Ux=4 47,3 2,247 453675,47
Chương 2 :Tính toán thiết kế các bộ truyền
I. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
1. chọ n vật liệu:
Tên Vật liệu b ch HB
Bánh 1 Thép tôi 45 750 450 200
cải thiện
Bánh 2 Thép tôi 45 600 340 170
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 11
- cải thiện
2. xác định ứng suất cho phép:
theo bảng 6.2 (94/ hdđ ck). Thép tô i cải thiện đạt chế độ rắn H B 180…350 ta
có.
0
H lim 2 HB 70
Sh=1,1.
SF=1,75
0
F lim 1,8HB .
Chọn bánh răng nhỏ : H B=241
0
H lim 1 2.200 70 470Mpa
0
F lim 1 1,8.200 360Mpa
Bánh răng lớn 2 : có HB=240
0
H lim 2 2.170 70 410Mpa
0
F lim 2 1,8.170 305Mpa
Theo bảng 6.5 (93 / hdđck).
NHO= 30.HHB2,4
2 ,4 7
NHO1= 30. 200 = 0,99.10 .
- số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử uố n .
N FO=4.106
- khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh:
NHE=NFE=N=60 .c.n.tΣ (6 .6/93 / hdđck).
NHE,NFE: là số chu kỳ thay đổi ứng suất tác dụng
C: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
n số vòng quay trong 1 phut
tΣ: tổng số giờ làm việc của bánh răng đang x ét
tΣ= 5 năm .12 tháng.292 ngày.8h.1ca
8
NHE=NFE=60.1.1420.292.5.8=9,95.10
NHE>NHO2 do vậy KHL2=1
Suy ra ta có : NHE1>NHO1 do đó KHL1=1
KHL1=1 ;K FL1=1
KHL2=1 ; K FL2=1
Các ứng suất cho phép theo công thức (6.1). [ 93].TL1.
h lim 1 470
[σH]1 = 427,27 Mpa
s h1 1,1
h lim 2 410
[σH]2 = = =372,72 MPa
sh 2 1,1
Vậy ứng suất tiếp cho phép:
[бH]= ( бH1)+ (бH2)/ 2 = (427,27 +372,72)/2 = 399,9 Mpa.
ứng suất pháp cho phép:
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 12
- [σF]= (σ0Flim1 .K FC .K FL1 / SF) (6.2a).[93] .TL1.
Vì bộ truyền quay một chiều lên KFC =1 .
[σF1]= (σ0Flim1 .1.1/ SF). =360.1.1/1,75 =205,71 Mpa
[σF2] = (σ0Flim2 . K FC .K FL1 / SF) = 306/1,75 = 174,85 Mpa
ứng suất tải cho phép theo (6.14) [93]. TL1.
[σH]max1 = 2,8 . σch1 = 2,8.450 = 1125 Mpa.
[σH]max2 = 2,8 . σch2 = 2,8 .340 = 952 Mpa.
[σF]max1 = 0,8 . σch1 = 0,8.340 = 272 Mpa.
[σF]max2 = 0,8 . σch2 = 0,8. 450 =360 MPa
3. tính toán cấp nhanh bộ truyền bánh răng trục răng nghiêng.
a. xác định khoảng cách trục:
aw1 = (u 1)3
T .K
1 H
K a
.u.
2
H ba
Trong đó:
Ka =43: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng
(theo bảng 6.5)
T1 = 16887,3 Nm.
[σH] = 399,9 MPa
u = u1 =7,45 : Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc.
ψba = 0,33 theo bảng (6. 6). [93].TL1.
KHB = 1,24 ứng với sơ đồ 3 theo bảng (6-7) .[98] /[TL1].
ψbd = 0,5 ψba (u1 ± 1) = 1,4 .
16887,32.1,24
aw1 = 43.(7,45 1)3 136,7 mm.
399,9 2.0,33.7,96
Lấy aw = 136,7 mm.
b. xác định các thông số ăn khớp:
theo (6.17).[93]/ TL1. ta có modun ăn khớp
m=(0,01÷0,02) 136,7 = 1,37÷2,74 .
chọn m= 2.
Chọn sơ bộ β= 100 . cosβ = 0,9848
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 13
- Số răng bánh nhỏ:
Z1 = 2a w1
=
2.137.0,9848
= 15,96 răng. Lấy Z1=16
m1 (u1 1) 2.(7,45 1)
- Số bánh răng lớn (theo công thức (6-20) trang 99/[TL1]
Z2= Z 1 .u1 = 16.7,45 = 119.
Do đó tỷ số truyền thực sự:
Um= 119/17 = 7,44 .
m(Z1 Z 2 ) 2(16 119)
Cosβ = 0,9854 .
2 aw 2.137
0 `
β = 9 48 .
c. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc:
2 T 1 . K H .(u1 1)
σH = ZM.ZH.Zε 2
.
bw.u1 . d w1
trong đó: ZM = 274 (MPa)
Chiều rộng bánh răng nhỏ:
bw1 ba .aw1 0,3.137 mm.
0
αt=αtw= arc(tg / cos )= arc (tg 20 / 0,9745)= 20,272.
Theo (6.35).[105] / TL1.
Có tgβb=cos at.tgβ = cos 20,272. Tg9,8
βb= 9,2.
2.Cosb 2. cos 9,2
Do vậy ta có: ZH = =1,742.
Sin 2 tw sim( 2.20,272)
Hệ số trùng khớp dọc:
.Sin 24,6.sim9,8
bw 1,225
m .2
1 1
= 1,88 3,2.
. cos = 1,629
z1 z 2
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 14
- Z = 1 =
1
=0,783.
a 1,620
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
dw1= 2.aw / (u1+1) = 2.137 / (7,45+1) = 32,42 mm
.d w1.n1 .32,42.1420
v= 2,4m / s .
60000 60000
Với v= 2,4 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta có cấp chính xác là 9 .
KHα=1,13
VH = H .g 0v. aw / u 0,02.73.1,2,4. 137 / 7,45 1,5
Có σH=0,02; g0= 73
Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp:
KHV= 1+ VH. bw. dw1/ (2.T1.KHβ.KHα)= 1+ 1,5 . 0,33.137.32,42 /(16887,3
.1,24.1.13)=1,046 Ta có : KH = K H . K H . K HV 1,24.1.13.1,046 1,465
Từ các tính toán trên ta được:
2 T 1 . K H .(u1 1)
σH = ZM.ZH.Zε 2
=
bw.u1 . d w1
2.16887,3(7,45 1).1,465
274.1,742.0,783 =405,6
0,33.137.7,45.32,462
σH =405,6 Mpa
ta có ZV= 1,1
ZR= 0,95
KXH= 1
Do đó ta có: [σH]= [σH] .ZV.ZR.KXH= 399,9.1,.0,95.1 = 379, 9 Mpa
Nhận thấy rằng [σH]
- Số răng bánh nhỏ:
Z1 = 2a w1
=
2.150.0,9848
= 17,48 răng. Lấy Z1=17
m1 (u1 1) 2.(7,45 1)
- Số bánh răng lớn (theo công thức (6-20) trang 99/[TL1]
Z2= Z 1 .u1 = 17.7,45 = 127.
Do đó tỷ số truyền thực sự:
Um= 127/17 = 7,47 .
m( Z1 Z 2 ) 2(17 127)
Cosβ = 0,96 .
2aw 2.150
0 `
β = 16 15 =16,26
d. kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc:
2 T 1 . K H .(u1 1)
σH = ZM.ZH.Zε 2
.
bw.u1 . d w1
trong đó: ZM = 274 (MPa)
Chiều rộng bánh răng nhỏ:
bw1 ba .aw1 0,333.150 mm.
0
αt=αtw= arc(tg / cos )= arc (tg 20 / 0,96)= 20,763.
Theo (6.35).[105] / TL1.
Có tgβb=cos at.tgβ = cos 20,763. Tg9,6
βb= 15,254.
2.Cosb 2. cos15,254
Do vậy ta có: ZH = =1,7.
Sin 2 tw sim( 2.20,763)
Hệ số trùng khớp dọc:
.Sin 0,33.150.sim9,6
bw 2,2
m .2
1 1
= 1,88 3,2.
. cos = 1,599
z1 z 2
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 16
- Z = 1 =
1
=0,79.
a 1,599
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
dw1= 2.aw / (u1+1) = 2.150 / (7,45+1) = 35,42 mm
.d w1.n1 .35,42.1420
v= 2,632m / s .
60000 60000
Với v= 2,4 m/s . theo bảng (6.13).[106] TL1. ta có cấp chính xác là 9 .
KHα=1,13
VH = H .g 0v. aw / u 0,02.73.1,2,632. 150 / 7,45 1,723
Có σH=0,02; g0= 73
Hệ số tải trọng xuất hiện trong vung ăn khớp:
KHV=1+VH.bw.dw1/(2.T1.KHβ.KHα)=1+1,723.0,33.150.35,42/(16887,3.1,24.1,13)=
1,046 Ta có : KH = K H . K H . K HV 1,24.1.13.1,063 1,488
Từ các tính toán trên ta được:
2 T 1 . K H .(u1 1) 2.16887,3(7,45 1).1,488
σH = ZM.ZH.Zε = 274.1,7.0,79 =357,06
2 0,33.150.7,45.35,422
b .u . d
w 1 w1
σH =357,06 Mpa
ta có ZV= 1,1
ZR= 0,95
KXH= 1
Do đó ta có: [σH]= [σH] .ZV.ZR.KXH= 399,9.1,.0,95.1 = 379, 9 Mpa
Nhận thấy rằng [σH] >σH.
e: kiểm nghiệm răng về độ bền uốn;
ứng suất uốn:
2.T1 .K F .Y .Y .YF1
F1 F theo công thức(6-43) .[98]/ TL1.
bw1 .d w1 .m
Ta có:
K F 1 ,4
Theo bảng (6.14) [107]/ TL1.có được KHα=1,37
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 17
- Theo (6.47) [109] TL1.
VF= F .g 0v. aw / u 0,006.73.2,632 150 / 7.45 5,17
F = 0.006 . g0 =73.
KFv=1+VH.bw.dw1/(2.T1.KHβ.KHα)=1+5,17.49,5.35,42 /(2.16887,3 .1,5.1,37)=1,13
K F K F .K F .K F 1,24.1,4.1,057 1,835
1,599 hệ số trùng khớp bánh răng.
1 1
Y 0,625
1,599
Với β = 420 11` Yβ= 1+ (16,26/ 140) = 0,88
Số răng tương đương là:
ZV1= Z1./ cos3β= 19,2
ZV2= Z2/ cos3β = 143,5
Theo bảng (6.18).[109] TL1. có
Y F1= 4,05 ; Y F2= 3,6
Với m= 1,5 Ys= 1,08- 0,695.ln( 2)= 1,032
YR=1. K XF =1
Theo các công thức (6-43) và (6-44) trang 108/[1] ta có:
2.T1.K F .Y .Y .YF 1 2.16887,3.2,32.0,625.0,88.4,05
F1 49,77 Mpa
bw1.d w1.m 49,5.35,42.2
F1.YF 2 107.3,6
F2 44,24MPa
YF1 4,05
Vậy: σF1 = 44,77 < [σF1] = 212,3 MPa
σF2 = 99MPa < [σF2] = 180,4MPa
KL: Răng thỏa mãn điều kiện bền uốn.
f. kiểm nghiệm về các giá trị quá tải:
ứng suất tiếp xúc cực đại:
Hệ số quá tải :
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 18
- Tmax
kqt = 1,3
Tdn
[σH1]max = σH. k qt = 379,9.1,14=433,15 MPa
Ta có : [σH1]max >[σH]1.
Theo (6.49).[110]/ TL1. ta có
F 1max F 1.kqt 49,77.1,3 64,70 F 1 max 360(MPA)
F 2 max F 2 .kqt 44,24.1,3 57,51 F 2 max 272( MPA)
Bảng Thông Số Hình Học của bộ Truyền Bánh Răng Cấp Nhanh:
Bảng 3:Các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số Giá trị
Môdum m1 = 2
Tỷ số truyền cấp nhanh u1 = 7,45
Góc nghiêng β = 16015`
Z1 = 17 răng Z2 = 127răng
Số răng
Khoảng cách trục aw1 = 150 mm
Chiều rộng răng bw1 = 49,5 mm
Góc Profin gốc α = 20°
Góc ăn khớp αtw = 20,763°
d1 = 35, 42 mm
Đường kính vòng chia
d2 = 264,58 mm
Hệ số dịch chỉnh x1 = 0; x2 = 0
da1 = 42,42mm
Đường kính vòng đỉnh răng
da2 = 268,58mm
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 19
- df1 = d1 -(2,5-2. x1)m =30,42 mm
Đường kính vòng chân răng
df2 = d2 -(2,5-2. x2) m=259,58 mm
4 . tính bộ truyền cấp chậm:
a. xác định khoảng cách trục:
T2 .K H
a w 2 k a .u 2 13 .
H 2 .u 2 . ba
Tra bảng (6-5) với vật liệu 2 bánh là :
Thép – Thép ta được :
ka = 43
Tra bảng (6-6) trang 97 /[1]
ta được ψba = 0,39 (lấy hơn bộ cấp nhanh 20 ÷ 30% )
ψbd = 0,5. ψba.(u2 + 1) = 0,5.0,39.(4,03+ 1) =1
Do vậy theo bảng (6.7) có KHβ=1,15
T2= 120853,09 N.mm ; U 2=4,03 T’2=T2/2=60426,545 N.mm
60426,545.1,03
[σH]= 399,9 Mpa. aw2 = 43.(3,77+ 1). 3 =140,9 mm
399,9 2.4,03.0,39
b. xác định thông số ăn khớp:
Xác định mô dun ăn khớp :
m2 = (0,01 ÷ 0,02).aw2 = (0,01 ÷ 0,02).141=(1,41÷2,82) .
chọn m= 2.5
Số răng bánh nhỏ theo công thức (6-31) trang 103 /[1] :
Z1=2. aw2 / [ m (u+1)] = 2.141. / [ 3(4,03+1)] = 22,08 Lấy Z2=22
Số răng bánh lớn :
Z2 = u2.Z1 =4,03.22= 88,66 lấy Z2=89
Tỷ số truyền thực sự: Um = 89/ 22 = 4,04
Cos β= m(Z1+ Z2)/ [ 2. aw2] = 3.(22+889) / [2.141] = 0,9840
0
β = 10 14`=10,249.
GVHD: PGS-TS Ngô Văn Quyết
SVTH: PHạm Anh Vũ; Lớp: CTK5 20
nguon tai.lieu . vn