Xem mẫu
- Đồ án thiết kế máy -
trường điện lực Hà Nội
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
MỤC LỤC
Lời nói đầu trang 1
trang 2
Phần I
Chọn đông cơ điện và tính các thông số
trang 2
I – Chọn động cơ điện
II – Phân phối tỷ số truyền trang 4
Phần II trang 7
Thiế kế các bộ truyền
I – Thiết kế bộ truyền xích trang 7
II – Thiết kế bộ truyền cấp nhanh trang 10
III – Thiết kế bộ truyền cấp chậm trang 19
IV - K iểm tra bối trơn và chạm trục trang 28
Phần III trang 31
Thiết kế các chi tiết đỡ nối
I – Thiết kế trục trang 31
II - Tính chọn then trang 54
III – Tính chọn ổ lăn trang 58
IV – Chọn khớp nối trang 64
Phầnn IV trang 64
Thiết kế vỏ hộp giảm tốc
I – Chọn mặt ghép vỏ hộp trang 66
II – Xác định các kích thước cơ b ản của vỏ hộp trang 66
SVTH: Lê Văn Nam
trang -2-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
Lời nói đầu
Đ ất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định
hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan
trọng. Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi con người
chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là một sinh viên ngành Chế Tạo Máy em
luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thấy
cô, giáo. Thiết kế đồ án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó
giúp cho người sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ và đúc kết được những kiến thức cơ bản
của môn học. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về
p hương pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung từ đó giúp
sinh viên có những kiến thức cơ b ản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp
tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vaò việc thiết kế máy.
Sau quá trình học tập em đã được giao đề tài thiết kế giao cho là thiết kế trạm dẫn
động băng tải. Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cùng với sự
giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã
hoàn thành được đồ án này.
Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều
nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo
của các thầy trong bộ môn Cơ sở thiết kế máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn
cũng như kiến thức về môn học này .
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đ ã tận tình giúp đỡ em
Hà Nội, Ngày 01 tháng 05 năm 2011
Sinh viên :
Lê Văn Nam
SVTH: Lê Văn Nam
trang -3-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
PHẦN I
CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ
I - CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN.
1 – Chọn kiểu loại động cơ:
Theo yêu cầu thiết kế và tính ưu việt của động cơ điện cần chọn do đó ta chọn
động cơ điện 3 pha không đồng bộ Rôto lồng sóc. Vì động cơ này có nhiều ưu điểm
như: K ết cấu đ ơn giản, giá thành hạ,dễ bảo quản,làm việc tin cậy và có thể lắp trợc
tiếp vào lưới điện 3 pha m à kgông cần biến đổi dòng.
2 – chọn công suất động:
Chọn theo điều kiện nhiệt độ. Khi làm việc thì nhiệt độ sinh ra không đ ược quá mức
cho phép.
V ì tải trọng không đổi nên ta có: Pdm Plvc
dc d
dc
Trong đó Pdm Công suất định mức của động cơ.
Plvc Công suất làm việc của trục động cơ.
d
dc ct
với Plv Plv /η
h H iệu suất truyềng động từ trục động cơ tới trục công tác.
n
i = hk .ho4 .hnon .htru.hxich
h =
i 1
Tra bảng ta có:
hk = 1; hnon = 0 .96 ; htru = 0,97 ; hxich = 0,91 ; hô = 0,99 .
=> h = 1.0,994.0,96.0,97.0,91 = 0,814
Ft .v 6600.1,35
ct
Plv 8,91 KW
mà
1000 1000
ct
Plv 8,91
dc
P 10,946 KW
V ậy lv
η 0,814
SVTH: Lê Văn Nam
trang -4-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
Theo điều kiện Pdm Plvc và lấy theo tiêu chuẩn ta được công suất định mức trên
dc d
dc
trục động cơ là Pdm = 15 KW.
3 – Số vòng quay đồng bộ.
a) Chọn số vòng quay của trục công tác nct.
V ới trạm dẫn động băng tải nên ta chọn
60.103.v 60.103.1,35
49,608 v/ph
nct =
πD 3,14.520
b ) Số vòng quay đồng bộ nđb.
Chọn số đôi cực từ p = 1 ta sẽ có.
nđb = 60.f/p = 60.50/2 =1500 v/ph
Từ đó tính ra tỷ số truyền sơ bộ usb
usb = nđb/nct = 1500/49,608 = 30,237
So sánh usb = 30,137 với khoảng tỷ số truyền nên dùng của Côn- tru ta thấy 8 _ 31,5
. Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ la: nsb = 1500 v/ph.
Từ đó kiểuđộng cơ 4A được chọn có các thông số như trong bảng.
Kiểu ĐC Công suất V ận tốc Cosj Tmax/Tmin Tk/Tdn
%
KW quay v/ph
4 A160S4X3 15 1460 0,88 89 2,2 1 ,4
5- Kiểm tra quá tải mở máy.
a) Kiểm tra mở máy:
Để thắng lực ì của hệ thống thì động cơ phải thoả mãn điều kiện sau
dc dc
Pmm Plbd
SVTH: Lê Văn Nam
trang -5-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
dc
X ác định công suất mở máy Pdm
Tk
dc dc
Pmm Pdm 15.1.4 21 KW
Tdn
X ác định công suất cản ban đầu trên trục. Pbdc
d
dc dc
Pbd Pdm .k bd 10,496.1,6 17,514 KW
V ậy điều kiện Pmm Pbdc được thoả mãn.
dc d
b ) Kiểm tra quá tải.
Với sơ đồ tảI trọng không đổi ta không cần kiểm tra quá tải.
II – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.
1 – Tỷ số truyền tổng n
n đ ược xách định theo công thức
u = nđc/nct = 1460/49,608 = 29,431
2 – Tỷ số truyền ngoài hộp.
Tỷ số truyền ngoài hộp được xác định theo công thức:
ung = (0,15 0,1).u 0,15.29,431 2,1
Từ đó ta có: uh= u/ung = 29,431/2,1 =14,015
3 – Tỷ số truyền trong hộp.
V ới hộp gảm tốc côn trụ ta có uh = u1.u2 trong đó u1 Tỷ số truyền cấp nhanh
u2 Tỷ số truyền cấp chậm
u2 =1,323 u h 1,323 14,015 3,183
Ta có
=> u1 = uh/u2 = 14,015/3,183 = 4,403
III – XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC.
1- Tốc độ quay trên các trục:
SVTH: Lê Văn Nam
trang -6-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
a) Trục I nI = nđc = 1460 v/ph
b ) Trục II nII = nI/uI = 1460/4/403 = 331,592 v/ph
c) Trục III nIII = nII/uII = 331,592/3,183 = 104,176 v/ph
d ) Trục IV nIV = nIII/u ng =104,176/2,1 = 49,608 v/ph
2 – Tính công suất trên các trục.
a) Trục I
PI = Plvđc.hk.hô = 10,946.1.0,99 = 10,836 KW
b ) Trục II
PII = PI.hô.hcôn = 10,836.0,99.0,96 = 10,3 KW
b ) Trục III
PIII =PII.hô.htrụ = 10,3.0,99.0,97 = 9,89 KW
b) Trục IV
PIV = PIII.hô.hxích = 9,89.0,99.0,91 = 8,91 KW
3- Tính mômen xoắn trên các trục.
a) Mômen xoắn trên trục động cơ:
9,55.106. Plv 9,55.106.10,946
dc
Tđc= 71598,836 K W
n dc 1460
b ) Trục I
9,55.106. PI 9,55.106.10,836
70879,315 K W
TI =
nI 1460
c) Trục II
9,55.106. PI I 9,55.106.10,3
296644,672
TII = KW
nII 331,592
d ) Trục I
9,55.106. PIII 9,55.106.9,89
906633,966 K W
TII =
n II 104,176
SVTH: Lê Văn Nam
trang -7-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
e) Trục IV
9,55.106. PIV 9,55.106.8,91
TIV = 1715257,62 K W
n IV 49,608
SVTH: Lê Văn Nam
trang -8-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
4- Lập bảng thông số.
T.SÔ u n (v/ph) P (KW) T (Nmm)
Trục
Động cơ 1460 10,946 71598,836
1
I 1460 10,836 70879,315
4,403
II 331,592 10,3 296644,67
3,183
III 104,176 9 ,89 96633,966
2,1
IV 49,608 8 ,91 1715257,62
SVTH: Lê Văn Nam
trang -9-
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
PHẦN II
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
I – THẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH.
1 – Chọn loại xích.
H ệ thống có công suất nhỏ và tảI trọng nhỏ nên ta chọn loại xích là xích ống con lăn,
m ột dãy.
2 – Xác định các thông số của bộ truyền.
+) Chọn số răng đĩa xích:
Theo bảng 5-4 (I) với TST u = 2,1 ta chọn số răng đ ĩa nhỏ là Z1 = 27
Suy ra số răng đĩa lớn Z2 =u.Z1 = 2,1.27 = 56,7
Số răng đĩa lơn nên chọn là số lẻ nên ta có Z 2 = 57 < Zmax = 120
=> TST thực là: u= Z2/Z1 = 57/27 =2,111
+) Xác định bước xích p:
Bước xích p được xác định theo điều kiện đảm bảo về độ bền mòn của bộ truyền
đ ược viết dưới dạng: Pt =P.k.kz.kn [ P ]
Trong đó Pt, P, [P] lần lướt là cống suất tính toán, công suất cần truyền, và cống suất
cho phép của bộ truyền.
V ới P = PIII = 9,89 KW
kz Hệ số răng kz = Z01/Z1 = 25/27 = 0,926
Theo công thức 5.4 và bảng 5-6 (I) ta có:
ko.ka.kdc.kd.kc.kbt
k0 Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ tuyền. K0 = 1
ka Hệ số kể đến ảnh hưởng của khoảng cách trục, vì chọn a= 40p nên ka= 1
kđ/c H ệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng. Vì không điều chỉnh nên
kđ/c = 1,25
kbt H ệ số kể đến ảnh hưởng của việc bôI trơn ( đạt yêu cầu) nên kbt= 1,3
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 10 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
kđ Hệ số tảI trọng động. Vì tảI trọng không đổi làm việc êm nên kđ = 1
kc Hệ số kể đến ảnh hưởng của chế độ làm việc. V ì làm việc 1 ca nên kc= 1
=> k = 1.1.1.1,25.1,3.1.1 = 1,625
V ậy ta có Pt = 1,625.0,926.1,92.9,89 = 28,573 KW
Theo bảng 5-5 (I) với n01 = 200 v/ph thì bộ truyền xích 1 d ãy có p = 38,1 mm sẽ
thoả mãn điều kiện bền mòn Pt = 28,573 [P] = 34,8 KW.
Theo bảng 5-5 (I) thì p = 38,1 < pmax =50,8 mm. V ậy chọn p = 38,1 mm.
+) Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
- K hoảng cách trục a = 40p = 40.38,1 = 1524 mm
- Số mắt xích sơ bộ tính theo công thức:
2 a (Z1 Z 2 ) (Z 2 Z1 ) 2 p
x= 122,57
4 π2a
p 2
Ta nên chọn số mắt xích là số chẵn là x = 122
- Tính lại khoảng cách trục theo công thức:
a = 0,25 p .[x 0,5(Z1 Z1 )] [x 0,5(Z1 Z1 )]2 2[(Z1 Z1 ) /ππ2 1513,053 mm
Đ ể xích không bị căng quá ta giảm khoảng cách đó đI một lượng là:
a = 0,002a = 0,002.1513,053 = 3,026 mm
=> a = 1513,053 – 3,026 = 1510,027 mm
+) Số lần va đập:
Z1.n III 27.104,176
1,537 < [i] = 20
i=
15. x 15.122
3 - Kiểm nghiệm xích về độ bền:
V ới bộ truyền xích khả năng bị quá tải lớn nhất khi mở máy. Vậy ta phảI kiểm
nghiệm độ bền của xích theo hệ số an toàn.
Theo công thức 5.15 có S = Q /( kđ.Ft +Fo +Fv )
Q = 127.103N
tra bảng 5 -2 có: Tải trọng phá hỏng
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 11 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
Khối lượng 1 mét xích q =5,5 kg
Tải trọng động kđ= 1,7
Lực vòng Ft =1000.PIII/ v
với v = Z1.p.nIII/60.103 = 27.38,1.140,176.60.10 3 = 1,786 m/s
=> Ft = 100.9,89 /1,786 = 5537,212 N
Lực căng phụ Fv = q.v2 = 5.5.1,7862 = 17,544 N
Lực căng do nhánh bị động sinh ra Fo = 9,81.kf.q.a
kf Hệ số phụ thuộc vào đ ộ võng f và vị trí bộ truyền.(Vì bộ truyền nằm ngang) nên
kf = 14 = > Fo = 9,81.4.5,5.1510,027.10-3 = 325,894 N
=> S = 127.103 /(1,7.5537,514 + 325,894 + 17,544) = 13,06
theo b ảng 5-10(I) vói n01 = 200 v/ph => [S] = 8,2
V ậy S < [S] thoả mãn đ iều kiện bên.
4 - Kiểm nghiệm độ bèn tiếp xúc của đía xích:
Theo công thức 5.18 ta có ứng suất tiếp xúc H trên bề mặt đĩa xích là.
k r (Ft . k d Fvd )
σ H 0,47 [σ H ]
A.k d
V ới vật liệu là thép 45 tôi cải thiện => [H] = 600 Mpa
Lực vòng Ft = 5537,514 N
H ệ số kr = 0 ,42
Fvd Lực va đập tính theo công thức Fvd = 13.1-7.nIII/p3.m
Fvd = 13.10-7.104,176.38.13 .1 =7,49 N
kd Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các dãy kd = 1
kđ Hệ số tải trọng động theo bảng 5-6(I) kđ = 1
Theo bảng 5-12(I) ta có A = 395 mm và E = 2,1.105 Mpa
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 12 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
0,42(5537,514.1 7,49).2,1.105
σ H 0,47 523 Mpa
=>
395.1
V ậy H < [H] bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp xúc
5- Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng nên trục.
- Đ ường kính đĩa xích: theo công thức 5.17 ta có:
d1 = p/sin( p/Z1) = 328,185 mm
d 2 = p/sin( p/Z2) = 691,624 mm
da1 = p[0,5 + cotg(p/Z1) = 345,016 mm
d a2 = p[0,5 + cotg(p/Z2) = 709,016 mm
d f1 = d1 – 2r với d1 = 22,23 mm và r = 0,5025d1 +0,05 =11,22 mm
=> df1 = 328,185 – 2 .11,22 = 305,745 mm
Các kích thước khác tra theo bảng 13-4
-Xác lức tác dụng lên trục theo công thức:
Fr = kx.Ft
kx Hệ số kể đến ảnh hưởng của trọng lượng xích kx = 1,115 (vì bộ truyền nằm
ngang)
=> Fr = 5537,514.1,155 = 6368,141 N
II – THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH .
1 -Chọn vật liệu.
Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu như sau:
- Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 285
có b1= 850 MPa, ch1 = 580 MPa
- Bánh lớn : Thép 45 tôI cảI thiện đạt độ răn: HB192 140
có b2 = 750 MPa, ch2 = 450 Mpa
2- Xác định ứng suất cho phép.
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 13 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
a) Ứng suất cho phép:
σ o lim
H
Ta có công thức [H] = Z R . Z v . k xh . k HL
SH
σ o lim
H
ở bước tính sơ bộ ta chọn ZR.Zv.kxh = 1 vậy ta có : [H] = . k HL
SH
Trong đó SH Là hệ số an to àn,tra bảng 6-2(I) ta có SH = 1,1
σ o lim ứng suất tiếp xúc ứng với chu kì cơ sở.
F
σ o lim = 2HB + 70 HB là độ cứng Brinen.
F
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB1 = 245 , bánh răng lớn là HB2 = 220
σ o 1lim = 2.245 + 70 = 560 Mpa
=> H
σ o 2 lim = 2.220 + 70 = 510 Mpa
H
N HO
- kHL hệ số tuổi thọ kHL = mH
N HE
- NHO Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về độ bền tiếp xúc.
NHO1 = 30.(HHB1)2,4 = 30.2452,4 = 1,6.107
NHO2 = 30.(HHB2)2,4 = 30.2202,4 = 1,26.107
- NHE Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.
V ì tải trọng không đổi quay 1 chiều nên ta có NHE = 60.c.n.t
- c : Là số lần ăn khớp trong một vòng quay c = 1
- n : Số vòng quay n=nI = 1460 v/ph n = nII = 331,592 v/ph.
- t: Là tổng số giờ làm việc t = 7 .12.30.2/3.1/3.24 = 13440 giờ.
NHE1 = 30.1.1460.13440 = 1,8.109
V ậy
NHE2 = 30.1.331,592.13440 = 2,67.108
Do đó ta thấy NHE1 > NHO1 Vậy chọn NHE1 = NHO1
NHE2 > NHO2 NHE2 = NHO2
=> kHL = 1
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 14 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
σ o 1lim 550.1
[H1] = H . k HL
V ậy 509,09 Mpa
SH 1,1
σ o 2 lim 510.1
H
. k HL 463,64 Mpa
[H2] =
SH 1,1
Cấp nhanh là bánh răng côn nên chọn [H]sb= [H2] = 463,64 MPa
σo
Flim
b ) Ứng uốn cho phép: Ta có công thức [F] = YR . Ys . k XF . k FC . k FL
SF
σo
ở bước tính sơ bộ ta chọn YR.Y S.kXF = 1 vậy ta có : [H] = Flim . k .FC k HL
SF
Trong đó SF Là hệ số an toàn,tra bảng 6-2(I) ta có Sf = 1,75
σ o lim ứng suất uốn ứng với chu kì cơ sở.
F
σ o lim = 1,8HB .
F
σ o 1lim = 1,8.245 = 441 Mpa
=> H
σ o 2 lim = 1,8.220 = 396 Mpa
H
- kFC Hệ số xét đến ảnh hưởng của việc đặt tải, vì đặt tảI một phía nên kFC = 1
NFO
- kFL hệ số tuổi thọ kFL = mF
NF E
- N FO Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về độ bền uốn với mọi loại thép ta
đ ều có NFO = 4.106.
NFE = NHO => NFE1 = NHO1 =1,18.109 > NFO
- Lại có
NFE2 = NHO2 = 2,67.10 8 > NFO
NHE2 > NHO2
=> kFL = 1
σ o 1lim 441.1.1
F
V ậy [F1] = 252 Mpa
. k FC . k HL
SF 1,75
σ o 2 lim 396.1.1
[H2] = F . k FC . k HL 226,3 Mpa
SF 1,75
c) Ứng suất quá tải.
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 15 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
+) ứng suất tiếp xúc khi quá tải. [H]max = 2 ,8ch
vậy ta có [H1]max = 2,8.580 = 1624 MPa
[H2]max = 2,8.450 = 1260 MPa
+) ứng suất uốn khi quá tải. [F]max = 0,86ch
vậy ta có [F1]max = 0,86.580 = 498,8 MPa
[F2]max = 0,86.450 = 387 Mpa
3- Xác định các thông số của bộ truyền.
a) Xác định chiều dài côn ngoài:
T1 . k Fβ
Ta có công thức : Re = k R u 2 1.3
(1 k be ). k be . u .[σ H ]2
sb
- kR H ệ số phụ thuộc vào vật liệu răng và loại răng kR = 0,5.kd . với bánh răng côn
răng thẳng băng thép nên kd = 100Mpa1/3 => kR = 50Mpa1/3
- kbe: Hệ số chiều rộng vành răng lấy kbe = 0,25
- kHb: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tảI trọng trên chiều rộng vành răng. Với
k be . u 0,25.4,403
0,629
b ánh răng côn
2 k be 2 0,25
Theo bảng 6-21(I) với sơ đồ I , H B < 350 => kHb = 1,15
- T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T1 = 70879,315 Nmm
- [H]sb ứng suất tiếp xúc cho phép tính sơ bộ. [H]sb= 463,64 Mpa
70879,315.1,15
=> Re = 50 4,4032 1.3 174,187 mm
(1 0,25).0,25.4,403.463,64 2
4- Xác định các thông số ăn khớp.
a) Số răng bánh răng nhỏ:
Ta có de1 = 2.Re/ 1 u 2 = 2.174,187/ 1 4,4032 = 77,157 mm
Từ đó tra bảng 6-22 (I) => Z1p = 17
V ới HB < 350 => Z1 = 1,6.Z1p = 1,6.17 = 27,2 vậy lấy Z 1 = 27
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 16 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
b ) Đường kính trung bình & môđun trung bình:
dm1 = (1-0,5.kbe)de1 =(1-0,5.0,25)77,157 = 67,512 mm
mtm = d m1/Z1 = 67,512/27 = 2,52 mm
c) Xác điịnh môđuntiêu chuẩn:
Ta có công thức: mte = mtm/(1- 0,5.kbe) = 2,857 mm
Theo bảng 6-8(I) chọn môđun tiêu chuẩn mte = 3 mm
Do đó mtm =mte(1- 0,5.kbe) = 2,625 mm
=> d m1 = Z1.mtm = 27.2,625 = 70,875 mm
d ) Xác định số răng bánh 2 và góc côn chia.
Ta có: Z2 = u.Z1 = 4,403. 27 = 118,881 chọn Z1 = 119
V ậy ta có TST mới um = Z2/Z1 = 119/27 = 4,4074
Góc côn chia d1 = arctg(Z1/Z2) = 12,783o
d 2 = 90o - d1 = 90o – 12,783o = 77,217o
e) Chọn hệ số dịch dao:
Theo b ảng 6-20 với Z1 = 27 chọn hệ số dịch dao dịch chỉnh đều
x1 = 0,4 và x2 = - 0,4
- X ác định lại chiều dài côn ngoài.
Re = 0,5.mte. Z1 Z 2 0,5.3. 27 2 119 2 = 183,037 mm
2
2
5 - kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc.
Ứ ng suất tiếp xúc phải thoả mãn điều kiện sau:
2.T1 . k H . u 2 1
m
[σ H ] Trong đó
σ H Z M .ZH .Zε . 2
(0,85.b . d m1 ). u m
- ZM: H ệ số kể đến cơ tính của các vật liệu của các bánh răng ăn khớp.
Theo bảng 6-5 (I) ta có ZM = 270 Mpa1/3
- ZH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dáng b ề mặt tiếp xúc.
Theo 6 -12 (I) với x1 + x2 = 0 => ZH = 1,76.
- Ze: H ệ số kể đến sự trùng khớp của răng được xác địnhnhư sau:
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 17 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
V ới bánh răng côn răng thẳng Ze = (4 ε α ) / 3
- ea : Hệ số trùng khớp ngang ea = [1,88 – 3 ,2.(1/Z1 +1/Z2)] =1,735
(4 1,735) / 3 =0,869
=> Ze =
- kH: Hệ số tảI trọng kH = kHb.kHa.kHV
- kHb : H ệ số phân bố không đều tảI trọng trên chiều dài vành răng.
Tra bảng 6-21 (I) ta có kHb= 1,15
- kHa : H ệ số phân bố tải trọng cho các đôI răng ăn khớp kHa = 1
- kHV: H ệ số tảI trọng đông xuất hiện trongvùng ăn khớp.
ν H . b . d m1
kHV = 1 +
2.T1 . k Hβ . k Hα
V ới b là bề rộng vành răng b = kbe.Re = 0,25.183,037 = 45,759 mm
nH = δ H . g o . v . d m1 .(u m 1) /u m
v = p.dm1.nI.60.10-3 = 3,14.70,875..1460.60.10 -3 = 5,415 m/s
Tra bảng 6-13 (I) ta được cấp chính xác là . Với bánh răng thẳng không vát đầu có
H B < 350 => tra bảng 6-15 (I) ta được
- dH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp là dH = 0,006
- go: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch các bước răng bánh 1&2 và
cấp chinhd xác 7 => go = 47
m = 3 < 3 ,55
=> nH = 0,006.47.5,415. 70,875.( 4,4074 1) / 4,4074 14,24
14,24.45,759.70,875
V ậy kHV = 1 + 1,283
2.70879,315.1,15.1
Suy ra kH = 1,15.1,283.1 = 1,476
Thay các giá trị vừa tính được vào biểu thức tính H ta được:
2.70879,315.1,476. 4,40742 1
439,15 Mpa
σ H 274.176.0,869.
(0,85.45,759.70,875 2 ).4,4074
+) Xác định chính ứng suất cho phép: [sH]cx
[sH]cx = [sH]sb.Zv.ZR.kXH
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 18 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
- Zv: H ệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng, với v = 5,415 m/s >5 m/s , bánh
răng có HB < 350 => Zv = 1
- ZR: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt răng làm việc. Với cấp chính xác 7,
cấp chính xác động học 6 cần gia công bề mắt đạt độ nhám Ra = 2,5 1,25 mm
=> ZR = 0,95
- kXH :H ệ số kể đến sự ảnh hưởng của kích thước bánh răng phụ thuộc vào kích thước
vòng đ ỉnh bánh răng vì dae < 700 mm => kXH = 1.
Suy ra [sH]cx =463,63.1.0.95.1 = 443,28 Mpa
V ậy H = 439,15 < [sH]cx = 443,28 Mpa
[ H ] H 443,28 439,15
% = 100 0,93%
[ H ] 443,28
6- Kiểm nghiệm độ bền uốn.
Đ iều kiện bền uốn của bánh răng côn được viết như sau:
2.T1 . k F1 . Yε Yβ YF YF 2
v à σ F 2 σ F1
σ F1
YF1
0,85.b . m tm . d m1
Trong đó
- Y b: Hệ số kể đến độ nghiên của răng. V ới răng thẳng ta có Yb = 1
- Y F1, YF2 : Hệ số dạng răng được tra theo bảng 6-18 (I) theo số răng tương đương
Zv1 = Z1/cosd1 = 27/ cos 12,783 = 27,69 => Y F1 = 3,45
Zv2 = Z2/cosd2 = 119/ cos 77,217 = 537,831 => Y F2 = 3,63
- Y e : Hệ số kể đến sự trùng khớp răng.
Y e = 1/ea = 1 /1,735 = 0,5764
- kF: H ệ số tải trọng tinhd về uốn. KF = kFb.kFa.kFV
- kFb : Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều dài vành răng.
Tra bảng 6-21 (I) ta có kFb= 1,25
- kFa : Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp kFa = 1
- kFV: Hệ số tải trọng đông xuất hiện trongvùng ăn khớp khi tính về uôn.
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 19 -
- ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY
ν F . b . d m1
kFV = 1 +
2.T1 . k F β . k F α
nH = δ F . g o . v . d m1 .(u m 1) /u m
Tra bảng 6-15 (I) ta được
- dF: Độ rắn mặt răng dF = 0,016 và go = 47
=> nF = 0,016.47.5,415. 70,875.(4,4074 1) / 4,4074 37,97
37,97.45,759.70,875
V ậy kFV = 1 + 1,695
2.70879,315.1,25.1
Suy ra kF = 1 ,25.1,695.1 = 2,12
Thay các giá trị vừa tính được vào biểu thức tính H ta được:
2.70879,315.2,12.0,5764.1.3,45
82,6 Mpa
σ F1
0,85.45,759.2,625.70,875
YF 2 3,63
σ F 2 σ F1 82,6. 86,9 Mpa
YF1 3,45
+) Xác định chính ứng suất cho phép: [sF]cx
[sF]cx = [sF]sb.YR.YS.kXF
- YR: H ệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng YR = 1
- Y S: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhạy của vật liệu đối với trnạg thái ứng suất
Y S = 1,08 – 0,0695.ln3 = 1,00365
- kXF :Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền uốn
với dae2 < 400 mm => kXF = 1.
Suy ra [sF1]cx =252.1. 1,00365.1 = 252,91 Mpa
[sF2]cx =236,5.1. 1,00365.1 = 237,35 Mpa
V ậy F1 = 82,6 < [sF1]cx và F2 = 86,9 < [sF2]cx
Thoả mãn điều kiện bền uốn.
7- kiểm nghiệm độ bền quá tải.
SVTH: Lê Văn Nam
trang - 20 -
nguon tai.lieu . vn
