Đồ án chi tiết máy" Cơ sở thiết kế máy và rôbot

Chia sẻ: Vũ Văn Vương Vương | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

232
lượt xem 66
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết Kế Đồ Án Chi Tiết Máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí. Môn học này không những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối với các kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên ngành sẽ được học sau này. Đề tài sinh viên được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh răng côn trụ răng thẳng và bộ truyền xích....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án chi tiết máy" Cơ sở thiết kế máy và rôbot

Bé m«n c¬ së thiÕt kÕ m¸y vµ r«b«t ®å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y ************ Gi¸o viªn híng dÉn : Lª V¨n UyÓn Sinh viªn : GiÇn H¶i Anh Líp : CTM1- K49 Hµ Néi : 5-2006 0
Môc lôc phÇn I : ®éng häc hÖ b¨ng t¶i I, Chän ®éng c¬ 2 II, Ph©n phèi tû sè truyÒn 3 III, X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè trªn c¸c trôc 4 IV, B¶ng tæng kÕt 5 PhÇn II : TÝNH TO¸N THIÕT KÕ CHI TIÕT M¸Y I, TÝnh bé truyÒn b¸nh r¨ng trong hép gi¶m tèc 6 A, TÝnh thiÕt kÕ bé truyÒn cÊp nhanh (b¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng) 6 B, TÝnh bé truyÒn cÊp chËm (b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng) 13 II, TÝnh bé truyÒn xÝch 19 III, ThiÕt kÕ trôc 23 A, Chän vµ kiÓm tra khíp nèi 23 B, ThiÕt kÕ trôc 24 1, S¬ ®å ®Æt lùc 24 2, X¸c ®Þnh s¬ bé ®êng kÝnh trôc 25 3, X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc 25 4, TÝnh kiÓm nghiÖm kÕt cÊu trôc 27 a, Trôc I 27 b, Trôc trung gian II 31 c, Trôc ra III 37 IV, Chän vµ tÝnh to¸n æ l¨n 41 1, Chän vµ tÝnh æ l¨n cho trôc I 41 2, Chän vµ tÝnh æ l¨n cho trôc II 42 3, Chän vµ tÝnh æ l¨n cho trôc III 44 V, ThiÕt kÕ vá hép gi¶m tèc 45 VI, B«i tr¬n vµ ®iÒu chØnh ¨n khíp 51 VII, B¶ng thèng kª c¸c kiÓu l¾p 52 1
Lêi nãi ®Çu ThiÕt KÕ §å ¸n Chi TiÕt M¸y lµ mét m«n häc c¬ b¶n cña ngµnh c¬ khÝ. M«n häc nµy kh«ng nh÷ng gióp cho sinh viªn cã mét c¸i nh×n cô thÓ h¬n thùc tÕ h¬n ®èi víi c¸c kiÕn thøc ®· ®îc häc, mµ nã cßn lµ c¬ së rÊt quan träng cña c¸c m«n chuyªn ngµnh sÏ ®îc häc sau nµy. §Ò tµi sinh viªn ®îc giao lµ thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i gåm cã hép gi¶m tèc hai cÊp b¸nh r¨ng c«n trô r¨ng th¼ng vµ bé truyÒn xÝch . HÖ thèng ®îc dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn th«ng qua khíp nèi, hép gi¶m tèc vµ bé truyÒn xÝch sÏ truyÒn chuyÓn ®éng tíi b¨ng t¶i. Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ c¸c chi tiÕt m¸y cho hép gi¶m tèc sinh viªn ®· sö dông vµ tra cøu c¸c tµi liÖu sau: TËp 1 vµ 2 chi tiÕt m¸y cña GS.TS-nguyÔn träng hiÖp. TËp 1 vµ 2 TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng dÉn ®éng c¬ khÝ cña PGS.TS TrÞnh chÊt vµ TS lª v¨n uyÓn. Dung sai vµ l¾p ghÐp cña GS.TS ninh ®øc tèn. Do lµ lÇn ®Çu lµm quen víi c«ng viÖc thiÕt kÕ chi tiÕt m¸y,cïng víi sù hiÓu biÕt cßn h¹n chÕ cho nªn dï ®· rÊt cè g¾ng tham kh¶o c¸c tµi liÖu vµ bµi gi¶ng cña c¸c m«n cã liªn quan song bµi lµm cña sinh viªn kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt. KÝnh mong ®îc sù híng dÉn vµ chØ b¶o nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy c« trong bé m«n gióp cho sinh viªn ngµy cµng tiÕn bé. Cuèi cïng sinh viªn xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy trong bé m«n, ®Æc biÖt lµ thÇy Lª V¨n UyÓn ®· trùc tiÕp híng dÉn, chØ b¶o tËn t×nh ®Ó sinh viªn hoµn thµnh tèt nhiÖm vô ®îc giao . Sinh viªn : GiÇn H¶i Anh 2
tÝnh to¸n ®éng häc hÖ dÉn ®éng phÇn I : ®éng häc hÖ b¨ng t¶i I, Chän ®éng c¬ 1, X¸c ®Þnh c«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ P C«ng suÊt t¬ng ®¬ng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : P =   Trong ®ã : +,C«ng suÊt c«ng t¸c Pct : 2.F.v 6000.0,51 Pct    3,84 KW 1000 1000 Víi : v =0,58 m/s - vËn tèc b¨ng t¶i; 2F =6000 N - lùc kÐo b¨ng t¶i; +, HiÖu suÊt hÖ dÉn ®éng  :  =  nib . Theo s¬ ®å ®Ò bµi th× :  =k.5«l.brc«n. brtrô.x; Tra b¶ng( 2.3) Ttttkhd®ck tËp1 , ta ®îc c¸c hiÖu suÊt: k = 0,99 - hiÖu suÊt nèi trôc. ol = 0,992 - hiÖu suÊt mét cÆp æ l¨n; brc«n= 0,96 - hiÖu suÊt mét cÆp b¸nh r¨ng c«n; brtrô = 0,96 - hiÖu suÊt mét cÆp b¸nh r¨ng trô; x = 0,90 - hiÖu suÊt bé truyÒn xÝch ®Ó hë ;  = 0,99. 0,9925. 0,96.0,96. 0,902 = 0,703 ; +, HÖ sè xÐt ®Õn sù ph©n bè t¶i kh«ng ®Òu  : 2 T  t 5 3  =   i  . i  12.  0,9 2.  0,96  T1  t ck 8 8  C«ng suÊt t¬ng ®¬ng Pt® ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: .P 0,96.3,48 Ptd  ct   4,772 KW  0,703 2, X¸c ®Þnh tèc ®é ®ång bé cña ®éng c¬ ®iÖn 3
Chän s¬ bé tØ sè truyÒn cña toµn bé hÖ thèng lµ uc .Theo b¶ng 2.4, truyÒn ®éng b¸nh r¨ng trô hép gi¶m tèc ®ång trôc2 cÊp, truyÒn ®éng xÝch (bé truyÒn ngoµi): Uc= usbh. usbx; usbh: tØ sè truyÒn s¬ bé hép gi¶m tèc ; usbh =(12..20); usbx: tØ sè truyÒn s¬ bé cña xÝch ; usbx =(2.5..3);  Uc=(12..20).(2.5..3)= 30..60 ; +, Sè vßng quay cña trôc m¸y c«ng t¸c lµ nlv : 60000.v 60000.0, 58 nlv = = 34,616 vg/ph  D 3,14.320 Trong ®ã : v : vËn tèc b¨ng t¶i; v = 0,58 m/s ; D : ®êng kÝnh b¨ng t¶i ; D=320 mm ; Sè vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ nsb®c:  nsb®c = nlv . usb = 31,42(30..60) = (942,6..1885,2) vg/ph ;  Ta chän sè vßng quay ®ång bé : n®b=1500 v/ph ; 3, Chän ®éng c¬ Chän ®éng c¬ ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn : P®c  Pt® , n®c  nsb T vµ K  k  1,6 - hÖ sè qu¸ t¶i; Tdn Tõ kÕt qu¶ : Pct  4,772kW ; Tmm  1,6 n sb  (942.6..1885).vg / ph ; T Ta chän ®éng c¬ ký hiÖu : 4A112M4Y3 (theo b¶ng P 1.3 tËp 1) C¸c th«ng sè kÜ thuËt cña ®éng c¬ 4A112M4Y3 nh sau : P®c = 5,5 kw ; n®c = 1425 vg/ph ; cos = 0,85 ; n % = 85.5 ; TK  2  k  1,6 ; Tdn Theo b¶ng P 1.7 tËp 1 Tttkhd®ck cã: §êng kÝnh trôc ®éng c¬ : d T=32 mm ; Khèi lîng : m=56 kg; KÕt luËn ®éng c¬ 4A112M4Y3 cã kÝch thíc phï hîp víi yªu cÇu thiÕt kÕ. II, PH¢N PhèI Tû Sè TRUYÒN 4
Nh ®· biÕt tû sè truyÒn chung : uc = usbh. usbx n 1425 u c  dc   41,166 mÆt kh¸c: n lv 34,616 Do ®ã : 41,166  uhép = +, Chän uxÝch = 2,5  16,429 ; 2,5 mµ uh= u1. u2 Trong ®ã : u 1 : TØ sè truyÒn cÊp nhanh cÆp b¸nh r¨ng c«n ; u2 : TØ sè truyÒn cÊp chËm cÆp b¸nh r¨ng trô ; Theo kinh nghiÖm bé truyÒn c«n trô : u1=(0,25..0,28). Uh; vµ u1  1,25.u2 ( hoÆc cã thÓ lÊy u2  uh /1  u1) ,25 +, Chän : u1 =115/25 = 4,600; u2 =225/35 = 3,571; III, X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè trªn c¸c trôc 1, C«ng suÊt t¸c dông lªn c¸c trôc F.v 3000.0,51 +, Trôc c«ng t¸c : P’ct=  = 1,74 kw 1000 1000 ' Pct 1,74 ' +, Trôc III : P3  2 3 = = 2,201 kw x ol 0,90 2.0,992 3 2.P3' 2.2,201 +, Trôc II : P2= = = 4,621 kw br  ol 0,97.0,992 P2 4,621 +, Trôc I : P1= = = 5,011 kw  brc  ol 0,97.0,992 2, Sè vßng quay trªn c¸c trôc +, Tèc ®é quay cña trôc I : n1 = n®c = 1425 vg/ph n 1425 n2 = 1 = +, Tèc ®é quay cña trôc II : = 309,78 vg/ph u1 4,6 n 309,78 n3 = 2 = +, Tèc ®é quay cña trôc III : = 86,74 vg/ph u2 3,571 n 86,74 nct = 3 = +, Tèc ®é quay cña trôc c«ng t¸c : =34,62 vg/ph u x 2,506 5
Pi 6. 3, M« men xo¾n trªn c¸c trôc Ti = 9,55.10 n i P1 5,011 Trôc I : T1  9,55.10 6.  9,55.10 6.  33584 N.mm n1 1425 P 4,621 Trôc II : T2 = 9,55. 10 6 . 2  9,55.10 6.  142470 N.mm n2 309,78 P3' 2,201 Trôc III : T3 = 9,55. 10 .  9,55.10 6. 6  242280 N.mm n3 86,74 Trôc c«ng t¸c: ' 6 Pct 1,740  9,55. 10 6 .  480035 N.mm Tct = 9,55. 10 . n ct 34,62 IV, b¶ng tæng kÕt Trôc §éng c¬ I II III C«ng t¸c Th«ng sè Khíp = 1 U1 = 4,60 U2 = 3,57 Ux =2,51 C«ng suÊt: P(kW) 4,724 5,011 4,621 2,201 1,740 Sè v/quay:n(vg/ph) 1425 1425 309,78 86,74 34,62 M«men: T(N.mm) 31659 33584 142470 242280 480035 6
PhÇn II : TÝNH TO¸N THIÕT KÕ CHI TIÕT M¸Y I, thiÕt kÕ Bé TRUYÒN B¸NH R¡NG cña HéP GI¶M TèC A, TÝnh thiÕt kÕ bé truyÒn cÊp nhanh (b¸nh r¨ng c«n) 1, Chän vËt liÖu. §Ó thèng nhÊt ho¸ vËt liÖu , chän vËt liÖu hai cÊp (cÊp nhanh vµ cÊp chËm) nh nhau ; theo b¶ng (6.1) tttkhd®ck tËp 1; víi chÕ ®é lµm viÖc ªm, ta chän vËt liÖu: B¸nh nhá : ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB 192 . . . 240 Cã : b1 = 750 MPa ; ch 1 = 450 MPa. B¸nh lín : ThÐp 45, thêng hãa ®é r¾n HB 170 . . 217 Cã : b2 = 600 Mpa ; ch 2 = 340 MPa. 2, X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp +, øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp :   H   H lim S H Z R Z V K xH K HL ; +, øng suÊt uèn cho phÐp :   F   F lim S F YR YS K xF K FC K FL ; TÝnh s¬ bé chän : H   H lim K HL ZRZVKxH = 1  SH ; F   F lim .K FL YRYSKxH = 1 vµ KFC =1 (do ®Æt t¶i mét chiÒu)  SF ; +, Dùa vµo b¶ng (6.2) tttkhd®ck tËp 1 ,víi thÐp 45 t«i c¶i thiÖn vµ thêng ho¸ ta chän ®é r¾n bÒ mÆt : B¸nh nhá HB = 230 B¸nh lín HB = 210  oHlim1 = 2.HB1+ 70 = 2. 230 + 70 = 530 Mpa ; oFlim1 = 1,8.HB1 = 1,8 . 230 = 414 Mpa ;  oHlim2 = 2.HB2 + 70 = 2. 210 + 70 = 490 Mpa ; oFlim2 = 1,8. HB2 = 1,8 . 210 = 378 Mpa ; +, KHL, KFL : lµ hÖ sè tuæi thä x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : 7
mH N Ho N HE KHL= mF N Fo N FE KFL= Víi : mH , mF : lµ bËc ®êng cong mái khi thö vÒ tiÕp xóc vµ uèn, do HB < 350  mH = mF = 6; +, NHo: Sè chu k× thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ tiÕp xóc. NHo1 =30 . HB1 ,4  30.2302,4  13972305 2 NHo2 =30 . HB 2,4  30.2102,4  11231753,5 2 +, NFo : sè chu k× øng suÊt c¬ së khi thö vÒ uèn : NFO = 4.106 ; +, NHE , NFE : sè chu k× thay ®æi øng suÊt t¬ng ®¬ng : 3 N HE  60.c.n i .  t i .   Ti / T1  .t i / t CK 5 3 N HE2  60.1.309,78.13500.  13.  (0,9)3 .   22,54.107 ; 8 8 8 N HE1  u1 N HE2  10,37.10 ;  NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1 NHE2 > NHO2 => KHL2 = 1 m N FE  60.c.(n i / u i ).  t i .   Ti / T1  F .t i / t ck 5 3 N FE2  60.1.309,78.13500.  16  (0,9)6 .   20,68.10 7 ; 8 8 8 N FE1  u1 .N FE2  9,514.10 ;  NFE1 > NFO => KFL1 = 1 NFE2 > NFO => KFL2 = 1 +, SH , SF : HÖ sè an toµn khi tÝnh vÒ tiÕp xóc vµ uèn, tra b¶ng (6.2), ta cã SH =1,1. SF =1,75. Thay vµo ta ®îc : +,   H    lim K HL S H ; H 530.1  H  1   481,818(MPa)  1,1  H  = 445,455   (PMa)  490.1  H  2  1,1  445, 455(MPa)   +,   F    lim .K FL S F ; F 8
414.1  [F]1 =  236,571(MPa) ; 1,75 378.1 [F]2 =  216(MPa) ; 1,75 +, øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp : [H]max=2,8.ch  [H]max1=2,8.450=1600 Mpa ; [H]max2=2,8.340 = 952 Mpa [F]max=0,8.ch  [F]max1= 0,8.450 =360 Mpa ; [F]max2=0,8.340 = 272 Mpa 3, TÝnh thiÕt kÕ c¸c th«ng sè cña bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n V× bé truyÒn lµ bé truyÒn b¸nh c«n r¨ng th¼ng nªn :   H   min  H 1 , H 2  445,455 MPa a, X¸c ®Þnh s¬ bé chiÒu dµi c«n ngoµi Re vµ ®êng kÝnh chia ngoµi de  , §êng kÝnh chia ngoµi cña b¸nh chñ ®éng theo c«ng thøc (6.52a) : 2 Re = K R . u 2  1. 3 T1 .K H /[(1  K be ).K be .u.  H  ] ; Trong ®ã: +, KR : hÖ sè phô thuéc b¸nh r¨ng vµ lo¹i r¨ng,víi bé truyÒn b¸nh c«n r¨ng th¼ng b»ng thÐp; KR = 0,5.Kd = 0,5. 100 = 50 MPa1/3 (do Kd=100 Mpa1/3 ) ; +, Kbe : hÖ sè chiÒu réng vµnh r¨ng , b = 0,25…0,3 ,do u1 = 4,2 > 3  Kbe = 0,25 ; Kbe= Re +, KH : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng b¸nh r¨ng c«n. Theo b¶ng 6.21 , víi: Kbe.u1/( 2 - Kbe) = 0,25.4,6/(2 – 0,25) = 0,657 ; víi æ ®òa  ta ®îc : KH = 1,144 ; +, T1 =33584 Mpa - m«men xo¾n trªn trôc I ; +, [H]=445,455 Mpa ; VËy : chiÒu dµi c«n ngoµi s¬ bé R 'e lµ: 33584.1,144 R 'e  50. 4,6 2  1. 3  143,062(mm) 1  0,25  .0,25.4,6.445,4552  , §êng kÝnh chia ngoµi s¬ bé d'e1 cña b¸nh r¨ng c«n chñ ®éng lµ : 2.R e 2.134,683 d' e1    60,781(mm) 2 4,62  1 u1  1 b, X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp 9
+, Sè r¨ng b¸nh nhá Z1 : Tõ d'e1 = 60,781 mm vµ tØ sè truyÒn u1 = 4,6 ,tra b¶ng (6.22) ,ta cã :z1p =15 ; Víi: HB1, HB2 < HB 350  Z1 = 1,6.z1p = 1,6.15 = 24,8  chän Z1 = 25 r¨ng dùa vµo b¶ng (6.20) tttkhd®ck tËp 1, chän hÖ sè dÞch chØnh ®èi xøng : x1 =0,4 ; x2 =- 0,4 ; +, §êng kÝnh trung b×nh vµ m« ®un trung b×nh s¬ bé : d'm1  (1- 0,5.K be ).d'e1 = (1- 0,5.0,25).60,781 = 53,183 (mm) m'tm  d'm1 /Z1 = 53,183/25 = 2,127 (mm) +, M« ®un vßng ngoµi mte : Theo (6.56) : m'te  m'tm /(1 - 0,5.K be ) = 2,127/(1 - 0,5.0,25) = 2,431 (mm) Theo b¶ng (6.8) tttkhd®ck tËp 1, lÊy theo trÞ sè tiªu chuÈn: mte = 2,5 mm Do ®ã : M« ®un trung b×nh tÝnh l¹i lµ: mtm = mte.(1 – 0,5.Kbe) = 2,5.(1- 0,5.0,25) = 2,188 (mm) §êng kÝnh trung b×nh b¸nh nhá tÝnh l¹i lµ: dm1 = mtm .Z1 = 2,188.25 = 54,688 (mm) ; §êng kÝnh chia ngoµi b¸nh nhá de1 : de1 = mte .Z1 = 2,5.25 = 62,5 (mm) ; +, Sè r¨ng b¸nh lín Z2 : Z2 = u1.Z1 = 4,6. 25 = 115  Z2 = 115 r¨ng Tû sè truyÒn thùc lµ : u1 = Z2/Z1 = 115/25 = 4,6 +, Gãc c«n chia  : 1 = arctg(Z1/Z2) = arctg(25/115) = 12015’53,19’’ 2 = 90 - 1 = 77044’6,81’’ +, ChiÒu dµi c«n ngoµi Re : R e = 0,5.m te . Z1 + Z 2 = 0,5.2,5. 252 + 1152 = 147,108 (mm) 2 2 +, §êng kÝnh chia ngoµi cña b¸nh r¨ng c«n lín de2 : d e2 = Z2.mte = 115. 2,5 = 287,5 (mm) +, ChiÒu réng vµnh r¨ng b : b’ = Re . Kbe = 147,108 . 0,25 = 35,765 (mm) lÊy b = 40 (mm) 4, TÝnh kiÓm nghiÖm bé truyÒn r¨ng c«n a, KiÓm ngiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc Theo c«ng thøc (6.58) : 10
2 2.T1K H u m  1 H  Z M .Z H .Z  .  [ H ] (1) 0,85.b.d 2 u m1 Trong ®ã : +, ZM : hÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh cña vËt liÖu b¸nh r¨ng ¨n khíp, vËt liÖu thÐp- thÐp , tra b¶ng (6.5 ), ta cã : ZM =274 MPa1/3 +, ZH : hÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc, tra b¶ng (6.12) ; ta cã : ZH =1,76 (víi =0 vµ x1 + x2 =0 ); +, Z : hÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng : Theo (6.59a) , b¸nh r¨ng c«n th¼ng : Z  = (4   ) / 3 = (4  1,724)/3 = 0,871 trong ®ã theo (6.60) cã (do   0 )  = 1,88 – 3,2.(1/Z1 + 1/Z2) = 1,88 – 3,2(1/25 + 1/115) = 1,724 +, KH : hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc ; Theo (6.61) : KH = KH.KH.KH Víi : KH : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng ; tra b¶ng (6.21), ta ®îc : KH =1,144 ; KH : hÖ kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c ®«i r¨ng ®éng thêi ¨n khíp; b¸nh r¨ng c«n th¼ng KH = 1; KHV : hÖ sè kÓ ®Õn t¶i träng xuÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp ; KHV =1 + H .b.dm1 /(2.T1 . KH . KH) ; Trong ®ã : VËn tèc vßng : v = .dm1.n1/60.1000 = 3,14.54,688.1425/60.1000 = 4,080 (m/s) Theo b¶ng (6.13) dïng cÊp chÝnh x¸c 8 . Theo b¶ng (6.15) H =0,006 (r¨ng th¼ng kh«ng v¸t ®Çu r¨ng ), Theo b¶ng (6.16) víi cÊp chÝnh x¸c 8, tra ®îc g0 = 56 ; Theo c«ng thøc (6.64), ta cã:  H = H .g o .v. d m1 (u  1) / u  0,006.56.4, 080 54,688.(4,6  1) / 4,6 = 11,187 tra b¶ng (6.17) cã : H < max ; +, b : chiÒu réng vµnh r¨ng ; b = 40 (mm) ; Theo c«ng thøc (6.63): KH =1+H.b.dm1/(2.T1.KH.KH) = 1 + 11,187. 40. 54,688/(2.33584.1,144.1) = 1,318 ; Do ®ã : KH = 1,144. 1. 1,178 = 1,509 Thay c¸c gi¸ trÞ võa tÝnh vµo (1) ta cã : 11
2. 33584. 1,509. 4,62  1 H  274.1,76.0,871.  424,159 (MPa) 0,85. 40. 54,6882. 4,6 +, TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt cho phÐp   H  H    H lim  H   'H  .Z R .Z V .K xH S H .Z R .Z V .K xH .K HL hay  Do: v < 5 m/s nªn : Zv = 1; Ra = 2,5…1,25 m nªn : ZR = 0,95 da < 700 mm nªn : KXH = 1  [H] = 445,455. 0,95. 1. 1 = 423,182 (MPa) ; [H]  H Ta cã: [ H ]   H  0,002  0,1  ®ñ bÒn . [ H ] VËy cÆp b¸nh r¨ng c«n tháa m·n bÒn tiÕp xóc ; b, KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn Theo c«ng thøc ( 6.65) : 2.T1K F .Y .Y .YF1 F1  ; 0,85.b.m tm .dm1 trong ®ã : +, T1 = 33584 Nmm : m«mem xo¾n trªn trôc chñ ®éng ; +, mtm = 2,188 mm : m«®un ph¸p trung b×nh ; +, b = 40 mm : chiÒu réng vµnh r¨ng ; +,dm1 = 54,688 mm : ®êng kÝnh trung b×nh cña b¸nh chñ ®éng ; +,Y : hÖ sè kÓ ®Õn ®é nghiªng cña r¨ng ; Y =1(do r¨ng th¼ng) ; +,víi  =1,724  Y =1/ =0,58 ; +,YF1 : hÖ sè d¹ng r¨ng, tra b¶ng (6.18) ta cã : YF1 =3,48 ; YF2=3,65 (víi x1 = 0,4); +, KF : hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ uèn : KF = KF .KF .KFv ; KF : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng, KF =1,536 KF: hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña t¶i träng cho c¸c ®«i r¨ng ®ång thêi ¨n khíp, tra b¶ng (6.14) tttkhd®ck tËp 1, ta ®îc: KF = 1 KFV: hÖ sè t¶i träng ®éng suÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp : 12
KF =1+F.b.dm1/(2.T1.KFKF ) Theo 6.64 :  F   F .g 0 .v. d m1 (u  1) / u F = 0,016 b¶ng (6.15) Trong ®ã : g0 = 56 b¶ng (6.16)   F  0,016.56.4, 080. 54,688.(4,6  1) / 4,6  11,187 ; Do ®ã :  KFv = 1 + 11,187. 40. 54,688/(2. 33584. 1,536. 1) =1,237 ;  KF = 1,536. 1. 1,237 = 1,90 ; 2.33584.1,90.0,58.1.3, 480  F 1   63,326 (MPa)
Fr1 = Fa2 = Ft1.tg.cos1 = 1228,233.tg20o.cos12015’53,19’’ = 437 (N) Fa1 = Fr2 = Ft1.tg.sin1 = 1228,233.tg20o.sin12015’53,19’’ = 95 (N) B, TÝnh bé truyÒn cÊp chËm (b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng) 1, Chän vËt liÖu : Do thèng nhÊt ho¸ vËt liÖu nªn chän vËt liÖu cÊp chËm nh ®èi víi cÊp nhanh : thÐp 45. B¸nh lín : ThÐp 45, thêng hãa ®¹t ®é r¾n HB 170 . . .217 Cã : b2 = 600 Mpa ; ch 2 = 340 MPa. B¸nh nhá : ThÐp 45, thêng ho¸ ®¹t ®é r¾n HB 170 . . .217 Cã : b1 = 600 MPa ; ch 1 = 340 MPa. 2, X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp +, øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp :   H   H lim S H Z R Z V K xH K HL ; +,øng suÊt uèn cho phÐp :   F   F lim S F YR YS K xF K FC K FL ; TÝnh s¬ bé chän : H   H lim K HL ZRZVKxH = 1  SH ; YRYSKxH = 1 vµ KFC =1 (do ®Æt t¶i mét chiÒu)    F    lim .K FL S F ; F V× cïng vËt liÖu vµ sè vßng quay b¸nh trô nhá b»ng sè vßng quay b¸nh c«n lín (v× cïng l¾p trªn trôc). Do ®ã ta cã: NFo = 4.107 NHo3 = 111231753 ; NHo4 = 6763923 ; NHE3 = NHE2 = 22,54.107  NHE4 = NHE3/u2= 6,312.107  KHL3 = 1 KHL4 = 1 NFE3 = NFE2 = 20,68.107  NFE4 = NFE3/u2= 5,791.107  KFL3 = 1 KFL4 = 1 +, øng suÊt tiÕp xóc vµ uèn cho phÐp : [H]3 = 445,455 MPa [F]3 = 216,000 M Pa [H]4 = 372,727 MPa [F]4 =174,857 Mpa +, øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp : [H]max3 = 952,000 Mpa [F]max3 = 272,000 MPa [H]max4 = 952,000 Mpa [H]max4 = 272,000 MPa 14
3, TÝnh thiÕt kÕ c¸c th«ng sè cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô V× bé truyÒn lµ bé truyÒn b¸nh trô r¨ng th¼ng nªn :   H   min  H 1 , H 2  372,727 (MPa) a, X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc TII .K H a 'w 2  K a .(u 2  1). 3 2  H  .u1 . ba Víi: T2: M«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng, N.mm ; T2 = 142470 N.mm Ka: HÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu cÆp b¸nh r¨ng vµ lo¹i r¨ng ; K a= 49,5 KH : HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng ; KH = 1,026 ba = bw/aw lµ hÖ sè chiÒu réng b¸nh r¨ng theo b¶ng 6.6 do bé truyÒn ®Æt ®èi xøng nªn chän ba = 0,3 ; bd = 0,53.ba.(u2+1) = 0,53.0,3.(3,571 +1 ) = 0,727 (c«ng thøc 6.16) Tra b¶ng(6.7) tttkhd®ck tËp 1 , ta cã: KH = 1,026 142470. 1,026 a 'w2 = 49,5.(3,571+1). 3  224,947 (mm) 372,7272. 3,571. 0,3 LÊy a 'w2 = 200 (mm) b, X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp +, M« ®un ph¸p : m = ( 0,01  0,02 ) a2 = 2  4 (mm) Theo d·y tiªu chuÈn b¶ng 6.8, chän m = 2,5 (mm) +, Sè r¨ng b¸nh nhá (b¸nh 3) : Z3 = 2 aw2/ m(u2+1) = 2.200/ 2,5.(3,571 + 1) = 35 r¨ng ta lÊy Z3 = 35 r¨ng +, Sè r¨ng b¸nh lín (b¸nh 4) : Z4 = u2.Z3 = 3,571. 35 = 125 r¨ng lÊy Z4 = 125 r¨ng  Do vËy tû sè truyÒn thùc : um = Z4/ Z3 = 125/35 = 3,571 +, TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc : aw2= m(Z3+Z4)/ 2 = 2,5.(125+35)/ 2= 200 (mm)  aw2 = 200 (mm) Do kho¶ng c¸ch trôc khi tÝnh s¬ bé vµ khi tÝnh kiÓm nghiÖm lµ gièng nhau nªn cÆp b¸nh r¨ng nµy kh«ng cÇn dÞch chØnh. 15
+, ChiÒu réng b¸nh r¨ng : bw = ba .aw = 0,3. 200 = 60 (mm) ; chän bw = 60 (mm) +, ChiÒu réng vµnh r¨ng : dw3 = m. Z3 = 2,5. 35 = 87,5 (mm) dw4 = m .Z4 = 2,5. 125 = 312,5 (mm) 4, TÝnh kiÓm nghiÖm bé truyÒn b¸nh r¨ng trô a, KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc Yªu cÇu cÇn ph¶i ®¶m b¶o H  [H] 2.T2 .K H .(u  1) Theo c«ng thøc (6.33) : H = ZM ZH Z b w .u.d 2 3  Trong ®ã : ZM : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng c¬ tÝnh vËt liÖu ; ZM =274 Mp1/3 ZH : HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc; 2.cos 0 0 2 cos b  ZH = = = 1,414 sin(2.20 0 ) sin 2 tw Z : HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng;  = [1,88 – 3,2(1/z3 + 1/z4)].cos  = 1,88 – 3,2(1/35 + 1/125) = 1,781 4   4  1,781  Z = = = 0,860 3 3 KH : HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc; KH = KH. KHVKH ; KH : hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc; (b¶ng 6.7) KH = 1,03; KH : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c ®«i r¨ng ®ång thêi ¨n khíp; KH = 1; KHV : hÖ sè t¶i träng ®éng trong vïng ¨n khíp  .b .d K Hv  1  H w w3 2.T3K H .K H víi : .d w 3 .n 2 .87,5.309,783 v   1,419 m/s 60000 60000 v× v < 4 m/s tra b¶ng 6.13 (trang 106) chän cÊp chÝnh x¸c 9 a 200  H  H .g o .v. w 2  0,006.73.1,419.  4,652 u 3,571 (tra b¶ng 6.15 r¨ng th¼ng kh«ng v¸t ®Çu ®îc :H =0,006 ) (tra b¶ng 6.16 cÊp chÝnh x¸c lµ cÊp 9 ®îc :go =73 ) 16
4,652.60.87,5  K Hv  1   1,084 2.142470.1, 026.1  KH =1,03. 1 . 1,076 = 1,108 bw : ChiÒu réng vµnh r¨ng; b = 60 mm dw3 : §êng kÝnh vßng chia cña b¸nh chñ ®éng; dw3 = 87,5 mm TII = 142470 N.mm 2.142470.1,108.(3,571  1)  H = 274. 1,414. 0,860. = 313,148 MPa ; 60.3,571.(87,5)2 +, TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt cho phÐp   H  H    H lim  H   'H  .Z R .Z V .K xH S H .Z R .Z V .K xH .K HL hay  Do: v < 5 m/s nªn : Zv = 1; Ra = 2,5…1,25 m nªn : ZR = 0,95 da < 700 mm nªn : KXH = 1  [H] = 372,727. 0,95. 1. 1 = 354,091 MPa ; [H]  H Ta cã: [ H ]   H  0,116  0,1  ®ñ bÒn . [ H ] VËy cÆp b¸nh r¨ng trô tháa m·n bÒn tiÕp xóc ; b, KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn Theo c«ng thøc ( 6.33) : 2.T2 .K F .Y .Y .YF3 F3  ; b w .m.d w 3 trong ®ã : +, T1 = 142470 Nmm : m«mem xo¾n trªn trôc chñ ®éng ; +, m = 2,5 mm : m«®un ph¸p ; +, b = 60 mm : chiÒu réng vµnh r¨ng ; +,dw3 = 87,5 mm : ®êng kÝnh vßng l¨n cña b¸nh chñ ®éng ; +,Y : hÖ sè kÓ ®Õn ®é nghiªng cña r¨ng ; Y =1(do r¨ng th¼ng) ; +,víi  =1,724  Y =1/ =0,58 ; +,YF1 : hÖ sè d¹ng r¨ng, tra b¶ng (6.18) ta cã : YF1 =3,750 ; YF2=3,600 (víi x1 = x2 = 0); +, KF : hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ uèn : KF = KF .KF .KFv ; KF : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng, KF =1,056 17
KF: hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña t¶i träng cho c¸c ®«i r¨ng ®ång thêi ¨n khíp, tra b¶ng (6.14) tttkhd®ck tËp 1, ta ®îc: KF = 1 KFV: hÖ sè t¶i träng ®éng suÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp : KF =1+F.b.dm1/(2.T1.KFKF ) Theo 6.64 :  F   F .g 0 .v. a w / u F = 0,016 b¶ng (6.15) Trong ®ã : g0= 73 b¶ng (6.16)   F  0,016.73.1,419. 200 / 3,751  12,405 ; Do ®ã :  KFv = 1 + 12,405. 60. 87,5/(2. 142470. 1,056. 1) =1,216 ;  KF = 1,056. 1. 1,216 = 1,285 ; 2.142470.1,216.0,562.1.3,750  F 1   58,736 (MPa) < [F1] ; 60.2,5.87,5 F2 = F1 .YF2/YF1 = 58,736.3,600/ 3,750 = 56,387 (MPa)
Fr3 = Fr4 = Ft3. tgtw /cos = 2793,8. tg20o/ cos0o = 1185,251 (N) 7, KiÓm tra ®iÒu kiÖn b«i tr¬n vµ kÕt cÊu cña hép gi¶m tèc  KiÓm tra ®iÒu kiÖn b«i tr¬n cña hép gi¶m tèc §iÒu kiÖn b«i tr¬n: +, dae2: §êng kÝnh cña b¸nh bÞ dÉn cña bé truyÒn cÊp nhanh; dae2 = 288,562 mm; +, da4 : §êng kÝnh cña b¸nh bÞ dÉn cña bé truyÒn cÊp chËm; da4 = 317,5 mm; da 4 = 1,1  1,1  1,3 c= d ae2 VËy bé truyÒn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn b«i tr¬n.  KiÓm tra ®iÒu kiÖn kÕt cÊu cña hép gi¶m tèc d d ta cã : aw= ae2 + 3 +  2 2 trong ®ã d3 lµ ®êng kÝnh trôc III;  lµ khe hë gi÷a b¸nh r¨ng c«n lín vµ trôc III T 242280    12  20 chän   = 12 khi ®ã d3= 3 0,23  = 3 = 46,562 mm  0,2.12   = 200 – 288,562/ 2- 46,562/ 2 = 17,969 mm VËy hép gi¶m tèc tháa m·n ®iÒu kiÖn kÕt cÊu. 19