intTypePromotion=4

Đồ án Chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục và bộ truyền xích

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

0
29
lượt xem
4
download

Đồ án Chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục và bộ truyền xích

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của đồ án bao gồm: tính toán chọn động cơ và phân bố tỉ số truyền; thiết kế bộ truyền bánh răng; thiết kế bộ truyền xích; thiết kế trục; tính chọn ổ đỡ; thiết kế vỏ hộp giảm tốc; bảng dung sai lắp ghép. Mời các bạn cùng tham khảo đồ án để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án Chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục và bộ truyền xích

  1. BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GDHD: TRẦN TIẾN ĐẠT SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN MSSV: 1651020150
  2. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................... 5 A. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN ........................... 6 I. CHỌN ĐỘNG CƠ ................................................................................................... 7 1. Xác định hiệu suất hệ thống. ................................................................................ 7 2. Công suất tính toán .............................................................................................. 7 3. Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện: ................................................. 8 4. Phân bố tỉ số truyền: ............................................................................................ 8 II. Lập bảng đặc tính: ................................................................................................ 10 1. Tính toán công suất trên các trục. ....................................................................... 10 2. Tính toán số vòng quay trên các trục. ................................................................. 10 3. Tính moment xoắn trên các trục. ........................................................................ 10 Bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động: ..................................................... 11 B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH.............................................................................. 12 Thông số kĩ thuật để thiết kế: .................................................................................... 12 I. CHỌN DẠNG XÍCH: ............................................................................................ 12 1. Các thông số của bộ truyền xích: ....................................................................... 12 2. Kiểm tra xích theo hệ số an toàn: ....................................................................... 14 Thông số của bộ truyền: ............................................................................................ 14 C. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG. ............................................................... 15 I. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP NHANH RĂNG THẲNG ................................... 15 1. Số chu kỳ làm việc tương đương:....................................................................... 15 2. Số chu kỳ làm việc cơ sở: .................................................................................. 15 3. Ứng suất tiếp xúc cho phép: ............................................................................... 15 4. Ứng suất uốn cho phép: ..................................................................................... 16 5. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: ...................................................................... 16 6. Chọn modun răng: ............................................................................................. 16 7. Xác định góc nghiêng răng và số răng: .............................................................. 16 8. Tính lại khoảng cách trục: .................................................................................. 17 9. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng: .................................................... 17 10. Vận tốc vòng và cấp chính xác của bộ truyền bánh răng: ................................. 17 11. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền: ................................................................ 18 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 2
  3. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 12. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: ............................................................. 18 13. Kiểm nghiệm độ bền uốn: ................................................................................ 19 II. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP CHẬM RĂNG NGHIÊNG: ............................... 20 1. Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh răng: ..................................................... 20 2. Số chu kỳ làm việc cơ sở: .................................................................................. 21 3. Số chu kỳ làm việc tương đương:....................................................................... 21 4. Ứng suất tiếp xúc cho phép: ............................................................................... 21 5. Ứng suất uốn cho phép: ..................................................................................... 22 6. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: ...................................................................... 22 7. Chọn modun răng: ............................................................................................. 22 8. Xác định góc nghiêng răng và số răng: .............................................................. 23 9. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:.................................................... 23 10. Vận tốc vòng và cấp chính xác của bộ truyền bánh răng: ................................. 24 11. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền: ................................................................ 24 12. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc .............................................................. 24 13. Kiểm nghiệm về độ bền uốn: ........................................................................... 25 Bảng kết quả tính: ..................................................................................................... 27 Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu: ............................................................... 28 C. THIẾT KẾ TRỤC.................................................................................................... 29 Sơ đồ lực phân bố trên cơ cấu: .................................................................................. 29 1. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực: ............................... 31 2. Xác định phản lực tại các gối đỡ: ....................................................................... 33 3. Kiểm nghiệm độ bền trục theo độ bền mỏi: ........................................................ 42 4. Tính kiểm nghiệm độ bền then: .......................................................................... 47 D. TÍNH CHỌN Ổ ĐỠ................................................................................................. 48 I. Trục I:.................................................................................................................... 48 1. Số liệu thiết kế đã tính toán và chọn loại ổ đỡ: ................................................... 48 2. Tải trọng hướng tâm tại các ổ : .......................................................................... 48 3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: .............................................................. 48 4. Chọn ổ lăn: ........................................................................................................ 49 5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ: ................................................................ 49 II. Trục 2 ................................................................................................................... 49 1. Số liệu thiết kế đã tính toán và chọn loại ổ đỡ: ................................................... 49 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 3
  4. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 2. Tải trọng hướng tâm tại các ổ: ........................................................................... 50 3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: .............................................................. 50 4. Chọn ổ lăn: ........................................................................................................ 50 5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ: ................................................................ 51 II. Trục III ................................................................................................................. 51 1. Số liệu thiết kế đã tính toán và chọn loại ổ đỡ: ................................................... 51 2. Tải trọng hướng tâm tại các ổ: ........................................................................... 51 3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: .............................................................. 51 4. Chọn ổ lăn: ........................................................................................................ 52 5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ: ................................................................ 52 E. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC ............................................................................ 54 Tính kết cấu của vỏ hộp: ........................................................................................... 54 Các kích thước cơ bản của vỏ hộp:............................................................................ 54 Kích thước gối đỡ trục tra bảng 18-2 TL[2]: ............................................................. 56 Một số chi tiết khác :................................................................................................. 56 1. Nắp ổ ................................................................................................................. 56 2. Bulông vòng: ..................................................................................................... 57 3. Chốt định vị: ...................................................................................................... 57 4. Cửa thăm: .......................................................................................................... 57 5. Nút thông hơi:.................................................................................................... 58 6. Nút tháo dầu: ..................................................................................................... 58 7. Que thăm dầu và dầu bôi trơn: ........................................................................... 59 F. BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP ............................................................................... 60 I. Bảng dung sai lắp ghép trục và ổ lăn:..................................................................... 60 II. Bảng dung sai lắp ghép then: ................................................................................ 61 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 4
  5. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT LỜI NÓI ĐẦU Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy. Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc , thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy , chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác. Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy ...từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình. Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục và bộ truyền xích. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đến thùng trộn. Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu song khi thực hiện đồ án, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót. Em mong được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Tiến Đạt đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này... TPHCM, 20/08/2020 Sinh viên thực hiện Tuấn Huỳnh Phạm Minh Tuấn SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 5
  6. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT A. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Công suất: P = 17,3 (KW) Số vòng quay: n = 29 Vòng/phút Thời gian phục vụ: a = 5 năm Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ. (1 năm làm việc 300 ngày, ngày làm 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ). Chế độ tải: t1= 0,7tCK , t2= 0,3tCK , T1=T, T2=0.8T SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 6
  7. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT I. CHỌN ĐỘNG CƠ 1. Xác định hiệu suất hệ thống. • Hiệu suất truyền động 2 4 𝜂 = 𝜂𝑘𝑛 . 𝜂𝑏𝑟 . 𝜂𝑥 . 𝜂𝑜𝑙 Trong đó: 𝜂𝑘𝑛 = 0,99 : Hiệu suất khớp nối. 𝜂𝑏𝑟 = 0,96 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng. 𝜂𝑥 = 0,93 : Hiệu suất bộ truyền xích. 𝜂𝑜𝑙 = 0,99 : Hiệu suất ổ lăn. 2 4 ➔ 𝜂 = 𝜂𝑘𝑛 . 𝜂𝑏𝑟 . 𝜂𝑑 . 𝜂𝑜𝑙 = 0,99. 0,962 . 0,93. 0,994 = 0,815 2. Công suất tính toán Công suất tính toán: 𝑇 2 𝑇 2 ( 1) . 𝑡1 + ( 2) . 𝑡2 𝑃𝑡 = 𝑃𝑡𝑑 = 𝑃. √ 𝑇 𝑇 𝑡1 + 𝑡2 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 7
  8. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 𝑇 2 0,8𝑇 2 ( ) . 0,7 + ( ) . 0,3 √ = 17,3 𝑇 𝑇 0,7 + 0,3 = 16,34 (KW) Công suất cần thiết trên trục động cơ: 𝑃𝑡 16,34 𝑃𝑐𝑡 = = = 20,05 (𝐾𝑊) 𝜂 0,815 Tỉ số truyền chung của bộ truyền: 𝑢𝑡 = 𝑢ℎ . 𝑢𝑥 = 8.3 = 24 Trong đó: uh = 8 là tỉ số truyền của hộp giảm tốc hai cấp phân đôi (8- 40) ux = 3 là tỉ số truyền của bộ truyền xích Số vòng quay sơ bộ động cơ: 𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣 . 𝑢𝑡 = 29.24 = 696 (𝑣ò𝑛𝑔) 3. Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện: Động cơ điện được chọn phải có công suất Pdcvà số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện: Pdc ≥ Pct= 20,05 (KW) • nđb ≈ nsb Dựa vào bảng P1.3 [1] ta chọn động cơ: Tmax Tk Kiểu động cơ Công suất(kW) Vận tốc quay(v/p) cos  % Tnd Tnd 4A200L8Y8 22 730 0,84 88,5 2,0 1,2 4. Phân bố tỉ số truyền: Chọn tỉ số truyền của hệ thống dẫn động: 𝑛𝑑𝑐 730 𝑢𝑡 = = = 25,17 𝑛𝑙𝑣 29 Ta chọn uh = 8 (Tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi; ta chọn: u1 = 3,08; u2 = 2,6 6 theo bảng 3.1 trang 43 tập 1). Tỷ số truyền của bộ truyền xích: SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 8
  9. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 𝑢𝑡 25,17 𝑢𝑥 = = = 3,15 𝑢ℎ 8 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 9
  10. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT II. Lập bảng đặc tính: 1. Tính toán công suất trên các trục. • 𝑃𝑙𝑣 = 𝑃4 = 17,3 (𝐾𝑊) 𝑃𝑙𝑣 17,3 • 𝑃3 = = = 18,79 (𝐾𝑊 ) 𝜂𝑜𝑙 .𝜂𝑥 0,99.0,93 𝑃3 18,79 • 𝑃2 = = = 19,77 (𝐾𝑊) 𝜂𝑏𝑟 .𝜂𝑜𝑙 0,96.0,99 𝑃2 19,77 • 𝑃1 = = = 20,8 (𝐾𝑊) 𝜂𝑏𝑟 .𝜂𝑜𝑙 0,96.0,99 𝑃1 20,8 • 𝑃𝑑𝑐 = = = 21,22 (𝐾𝑊) 𝜂𝑜𝑙 .𝜂𝑘𝑛 0,99.0,99 2. Tính toán số vòng quay trên các trục. 𝑣ò𝑛𝑔 • 𝑛1 = 𝑛𝑑𝑐 = 730 ( ) 𝑝ℎú𝑡 𝑛1 730 𝑣ò𝑛𝑔 • 𝑛2 = = = 237,01 ( ) 𝑢1 3,08 𝑝ℎú𝑡 𝑛2 237,01 𝑣ò𝑛𝑔 • 𝑛3 = = = 91,16 ( ) 𝑢2 2,6 𝑝ℎú𝑡 𝑛3 91,16 𝑣ò𝑛𝑔 • 𝑛4 = = = 28,94 ( ) 𝑢𝑥 3,15 𝑝ℎú𝑡 3. Tính moment xoắn trên các trục. 𝑃1 20,8 • 𝑇1 = 9,55. 106 . = 9,55. 106 . = 272109,6 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛1 730 𝑃 19,77 • 𝑇2 = 9,55. 106 . 2 = 9,55. 106 . = 796605,63 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛2 237,01 6 𝑃3 6 18,79 • 𝑇3 = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 1968456,6 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛3 91,16 𝑃 17,3 • 𝑇4 = 9,55. 106 . 4 = 9,55. 106 . = 5708880,44 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛4 28,94 6 𝑃𝑑𝑐 6 22 • 𝑇𝑑𝑐 = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 287808,22 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛𝑑𝑐 730 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 10
  11. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT Bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động: Trục động cơ Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4 Công Suất (KW) 22 20,8 19,77 18,79 17,3 Tỉ số truyền u 1 3,08 2,6 3,15 Số vòng quay n 730 730 237,01 91.96 28.94 (Vòng/phút) Momen xoắn T 287808,22 272109,6 796605,63 1968456,6 5708880,44 (Nmm) SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 11
  12. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Thông số kĩ thuật để thiết kế: Công suất: P3 = 18,79 KW Số vòng quay động cơ: 𝑛3 = 91,16 (Vòng/phút) Tỉ số truyền: 𝑢𝑥 = 3,15 Điều kiện làm việc: quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giot, đĩa xích điều chỉnh được. I. CHỌN DẠNG XÍCH: Chọn loại xích ống-con lăn: nhờ có lắp thêm con lăn nên độ bền mòn cao hơn, chế tạo không phức tạp, phổ biến. 1. Các thông số của bộ truyền xích: Chọn số răng của dĩa xích dẫn: z1 = 29 – 2.ux ≥ 19 (theo thiết kế xích [TL2- NHL]) z1 = 29 – 2.3,15 = 22,7 Chọn z1 theo tiêu chuẩn z1 = 25 răng (bảng 5.4/80 sách tập 1 TC) Chọn số răng đĩa xích lớn: z2 = ux .z1 = 120 = 3,15.25= 78,75
  13. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT Hệ số vòng quay: Với n3 = 91,16 v/p, chọn n01 = 200 v/p theo bảng 5.4 Hệ số Kn = n01/n3 = 200/91,16 = 2,19 Hệ số răng đĩa xích: Hệ số Kz = 25/z1 = 25/25 = 1 Hệ số xét đến dãy xích: Ứng với xích 1 dãy Kx = 1 (theo sách NHL/179) Công suất tính toán: Pt = P.K.Kz.Kn/Kx = 18,79.1,344.1.2,19/1,7 = 32,5 KW Theo bảng 5.4/81-TC ta có: Với n01 = 200 vg/ph, ta chọn bước xích pc=38,1 Theo bảng 5.2 TL NHL số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích pc=38,1 là nth = 500 vg/ph, nên điều kiện n1 < nth thỏa mãn. Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc (theo công thức 5.26-TL2) với áp suất cho phép [po] chọn theo bảng 5.3 là 29 MPa: 3 Pc ≥600√𝑃. 𝐾/(𝑛. 𝑧. 𝑃𝑜. 𝐾𝑥)= 36,5 mm  Pc = 38,1 nên điều kiện được thỏa mãn Vận tốc trung bình v của xích: 𝑛.𝑧.𝑝𝑐 91,16.25.38,1 𝑚 v= = = 1,45( ) 60000 60000 𝑠 1000.𝑝 Lực vòng có ích: Ft= = 12958,62 N 𝑣 Khoảng cách trục a: Chọn sơ bộ khoảng cách trục: a = (30-50).pc = 40.38,1 = 1524 mm Số mắc xích X theo công thức 5.8 TL2 2𝑎 𝑧1+𝑧2 (𝑧2−𝑧1)^2 𝑝𝑐 X= + + . = 143,6 𝑝𝑐 2 2.3,14 𝑎 Chọn X= 144 mắt xích Chiều dài L= pc. X= 38,1.144= 5486,4 mm Tính chính xác khoảng cách trục (theo công thức 5.13 sách tập 1 TC), ta có: SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 13
  14. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 2 2 𝑧2−𝑧1 a= 0,25.pc [ X- 0,5( z2 +z1) + √( 𝑋 − 0,5(𝑧2 − 𝑧1)) − 2( )^2 ] = 1721,46 mm 2.3,14 Ta chọn a = 1718 mm [giảm khoảng cách trục (0,002-0,004).a] để xích không chịu lực căng quá lớn. Số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây: 4.𝑛3.𝑧1.𝑝𝑐 𝑖= = 1,055 < [𝑖 ] = 20 𝑝𝑐.𝑋.60 (theo bảng 5.6/182-NHL với pc = 38,1, ta chọn [𝑖] = 14) 2. Kiểm tra xích theo hệ số an toàn: Theo công thức 5.28 TL2, ta có: s= Q/ F1 +Fv + F0 = 127000/12958,62+11,5+556,25= 9,4 ≥ [s]= 7,6- 8,9 Tải trọng phá hủy Q tra theo bảng 5.2 TL1/78 NHL với bước xích pc=38,1 thì Q= 127 KN, qm= 5,5 Lực trên nhánh căng F1=Ft = 12958,62 N Lực căng do lực ly tâm gây nên xác định theo công thức 5.16-NHL Fv = qm.v2 = 5,5 . 1,452 = 11,5 N Lực căng ban đầu của xích F0 xác định theo công thức 5.17-NHL F0 = Kf.a.qm.g = 6.1,72.5,5.9,8 = 556,25 N Lực tác dụng lên trục xác định theo công thức 5.19 NHL Fr = Km.Ft = 1,15 . 12958,62 = 14902,4 N Thông số của bộ truyền: d1= pc.z1/ 3,14= 303,3 mm d01 = d1 + 0,7.pc = 330 mm d2 = pc. z2/ 3,14= 958,6 mm d02 = d2 + 0,7.pc = 985,3 mm SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 14
  15. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT C. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG. Đây là bộ truyền kín, ta tính toán theo độ bền mỏi tiếp xúc để tránh hiện tượng bong tróc rỗ bề mặt và kiểm nghiệm lại theo điều kiện bền uốn. I. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP NHANH RĂNG THẲNG Momen xoắn trên trục bánh dẫn T1=272109,6 . Tí số truyền u1 = 3,08 Vòng quay n1=730 Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13, tài liệu [3], ta chọn độ cứng bánh dẫn HB1 = 250 và độ cứng bánh bị dẫn HB2 = 230. Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt. 1. Số chu kỳ làm việc tương đương: 𝑇𝑖 ❖ NHE1 = 60c∑( )3 niti 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 60.1.730.[(1)3 . 0,7 + (0,8)3 . 0,3].24000 = 8,97.108 chu kỳ 𝑁𝐻𝐸1 8,97 . 108 ❖ NHE2 = = = 2,91.108 chu kỳ 𝑢 3,08 𝑇𝑖 ❖ NFE1 = 60c∑( )6 niti 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 60.1.730.[(1)6 . 0,7 + (0,8)6 . 0,3].24000 = 8,2.108chu kỳ 𝑁𝐹𝐸1 8,2 .108 ❖ NFE2 = = = 2,66.108 chu kỳ 2,97 3,08 2. Số chu kỳ làm việc cơ sở: NHO1 = 30.HB1 2,4= 30.2502,4 = 1.71.107 chu kì NHO2 = 30.HB2 2,4 = 30.2302,4 = 1.39.107 chu kì NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kì (Trang 226 Nguyễn Hữu Lộc) ❖ Vì: NHE1 > NHO1, NHE2 > NHO2, NFE1 > NFO1, NFE2 > NFO2 ⇨ chọn KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1 3. Ứng suất tiếp xúc cho phép: 0.9.𝐾𝐻𝐿1 0.9.1 ❖ [σH1] = σOHlim1 = 570. = 466.36 Mpa 𝑠𝐻1 1.1 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 15
  16. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 0.9∗𝐾𝐻𝐿2 0.9∗1 ❖ [σH2] = σOhlim2 = 530. = 433,63 Mpa 𝑠𝐻2 1.1 ❖ Ta có: [𝜎𝐻 ] = 0.5. (𝜎𝐻1 + 𝜎𝐻2) = 450 𝑀𝑃𝑎 So sánh với điều kiện (6.41) NHL:  H min = 433 ,63   H  = 450  1,25 . H min = 542 ,0375 MPa (1,25 đối với truyền động bánh răng trụ, còn 1,15 đối với truyền động bánh răng côn nghiêng hoặc răng cung tròn) Thỏa mãn điều kiện, nên ta chọn:  H  = 450MPa 4. Ứng suất uốn cho phép: 𝜎𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1 𝐾𝐹𝐶 450.1 ❖ [σF1] = KFL1 = . 1 = 257.14 Mpa 𝑠𝐹1 1.75 𝜎𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚2 𝐾𝐹𝐶 414.1 ❖ [σF2] = KFL2 = . 1 = 236,57 Mpa 𝑠𝐹2 1.75 5. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: 3 𝑇1 𝐾𝐻𝛽 aw = Ka(u+1) √ trang 95/ TL 1 𝜓𝑏𝑎 [𝜎𝐻 ]2 𝑢1 Theo bảng 6.5 TL1 Ka = 50 ứng với bánh răng trụ thẳng Theo bảng 6.15 TL2 chọn 𝜓𝑏𝑎 = 0,4 (do bánh răng nằm đối xứng so với các ổ trục) 𝜓𝑏𝛼 (𝑢+1) 0.4.(3,08+1) ⇨ ψbd = = = 0,816 2 2 Theo bảng 6.4 TL2, với ψbd = 0,816 tra được 𝐾𝐻𝛽 = 1,06 3 272109,6.1,06 ⇨ 50. (3,08+1) √ = 214,1 mm 0,4.4502 .3,08 Chọn aw1 = 220 mm 6. Chọn modun răng: m= (0.01÷0.02) aw = (0,01÷0,02).220= 2,2÷4,4 Theo tiêu chuẩn thống nhất với cấp nhanh ta chọn m = 3 7. Xác định góc nghiêng răng và số răng: Số răng bánh dẫn là: SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 16
  17. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 2𝑎𝑤 2.220 𝑧1 = = = 35,9 (𝑟ă𝑛𝑔) 𝑚. (𝑢 + 1) 3(3,08 + 1) Chọn z1 = 36 răng suy ra z2 = 36.3,08 = 110,88 răng Chọn z2 = 111 răng Tính lại tỉ số truyền: 𝑧2 111 u= = = 3,0833 𝑧1 36 Δu=0,11% < 2% (Thỏa mãn) 8. Tính lại khoảng cách trục: 𝑚𝑛 (𝑧1 +𝑧2 ) 3 . (36+111) aω = = = 220,5 mm 2 2 Vậy chọn aω = 220,5 mm 9. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng: Đường kính vòng chia: dω1 = 𝑚𝑛 𝑧1 = 3.36 = 108 mm dω2 = 𝑚𝑛 𝑧2 = 3.111= 333 mm Đường kính vòng đỉnh: da1 = dω1 + 2mn = 114 mm da1 = dω2 + 2mn =339 mm Đường kính vòng đáy: df1 = d1 – 2,5mn = 100,5 mm df2 = d2– 2,5mn = 325,5 mm Chiều rộng vành răng: bw2 = ψbd dω = 0,816.108 = 88,128 mm Chọn bw2 = 88 mm bw1 = 92 10. Vận tốc vòng và cấp chính xác của bộ truyền bánh răng: 𝜋𝑑𝜔1 𝑛 𝜋.108.730 v= = = 4,1 m/s 60000 60000 Tra bảng 6.13 Trịnh Chất ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 8, Theo bảng 6.14 ta chọn 𝐾𝐻𝛼 =1,09; 𝐾𝐹𝛼 = 1,27 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 17
  18. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT 11. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền: ❖ Lực vòng Ft 2 . 𝑇1 2 . 272109,6 Ft1 = = = 5039,1 N 𝑑𝑤1 108 ❖ Lực hướng tâm Fr1 = Fr2 = 𝐹𝑡1 𝑡𝑔20 = 1834,1 N ❖ Lực pháp tuyến: 𝐹𝑡1 Fa1 = Fa2 = = 5362,5 (N) 𝑐𝑜𝑠𝛼𝑡𝑤 12. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: ❖ ZM = 275 MPa1/2 ( Các bánh răng bằng thép) 2𝑐𝑜𝑠𝛽 ❖ ZH = √𝑠𝑖𝑛2𝛼 𝑡𝜔 atw = 20 (Do là bánh răng trụ thẳng) 𝛽 = 0 (Do là bánh răng trụ thẳng) 2. 1 ⇨ ZH = √ = 1,764 𝑠𝑖𝑛2 . 20 ❖ Theo 6.36a TL1 ta có: Zε = √(4 − 𝜀𝑎 )/3 1 1 εα = [1,88 − 3,2 ( + )] 𝑐𝑜𝑠β 𝑧1 𝑧2 1 1 = [1,88 − 3,2 ( + )] . 1 36 111 = 1,762 ⇨ Zε = √(4 − 1,762)/3 = 0,86 𝑉𝐻 𝑏𝜔 𝑑𝜔1 ❖ Hệ số KHV được tính theo công thức: KHV = 1 + 2𝑇1 𝐾𝐻𝛼 𝐾𝐻𝛽 𝑎𝜔 220,5 vH = 𝛿𝐻 𝑔0 𝑣√ = 0,006 . 56 . 4,1 . √ = 11,6 𝑢 3,0833 (Theo bảng 6.15 và 6.16 Trịnh Chất 𝛿𝐻 = 0,006; go = 56) SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 18
  19. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT ( 𝐾𝐻𝛽 = 1,06 bảng 6.7 Trịnh Chất) 11,6 . 88 . 108 ⇨ KHV = 1 + = 1,17 2 . 272109,6 . 1,09 . 1,06 ⇨ KH= KHV. 𝐾𝐻𝛼 . 𝑘𝐻𝛽 =1,17.1,09.1,06 = 1,35 Ta được : 𝑍𝑀 𝑍𝐻 𝑍𝜀 2.𝑇1 𝐾𝐻 (𝑢+1) σH = √ 𝑑𝜔1 𝑏.𝑢 275 . 1,764 . 0,86 2 .272109,6 . 1,35.(3,0833+1) = 108 √ 88. 3,0833 = 356,36 N Tính lại [𝝈𝑯 ]: [𝜎𝐻 ] = [𝜎𝐻 ].Zv. Zr KxH ( Zv = 1, hệ số ảnh hưởng bởi vận tốc vòng– Trường hợp v< 5m/s) ( Zr = 0,9 . hệ số ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt) (KxH = 1) ⇨ [𝜎𝐻 ] = 450 . 0,9 . 1 . 1 = 405 N Vậy σH < [𝜎𝐻 ] nên thỏa điều kiện tiếp xúc. 13. Kiểm nghiệm độ bền uốn: ❖ Số răng tương đương: 13.2 ⇨ YF1 = 3.47+ = 3,8 36 13.2 ⇨ YF2 = 3.47+ = 3,6 111 2 𝑇1 𝐾𝐹 𝑌𝐹 𝑌𝜀 ❖ Ứng suất uốn tính toán: 𝜎𝐹1 = 𝑏𝑤 𝑚𝑛 .𝑑𝑤 Theo bảng 6.4 TL2 và bảng 6.14 Trịnh Chất: KFβ = 1,11 KFα = 1,27 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 19
  20. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT Theo bảng 6.15TL1, 𝛿𝐹 = 0,016 , g0 = 56 𝑎𝜔 220,5 vF = 𝛿𝐹 𝑔0 𝑣√ = 0,016.56. 4,1. √ = 31,06 𝑢 3,0833 𝑉𝐹 𝑏𝜔 𝑑𝜔1 KFV = 1 + 2𝑇1 𝐾𝐹𝛼 𝐾𝐹𝛽 ⇨ KFV = 1,38 ⇨ KF = KFβ KFα KFV = 1,38.1,27.1,1 = 1,9 𝑌𝜀 = 1/εα = 1/1,9 = 0,526 2 . 272109,6 . 1,9 . 3,8 .0,526 Suy ra : 𝜎𝐹1= = 72,49 < [σF1] = 257,11 88 . 108 . 3 𝑌𝐹2 ⇨ 𝜎𝐹2 = 𝜎𝐹1. = 68,67 < [σF2] = 236,57 𝑌𝐹1 Vậy thỏa mãn điều kiện bền uốn. II. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP CHẬM RĂNG NGHIÊNG: Momen xoắn trên trục bánh dẫn T2= 796605,63/2= 398302,815. Tỉ số truyền u2 = 2,6 n2 = 237,01 Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn: Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13, tài liệu [3], ta chọn độ cứng bánh dẫn HB1 = 250 và độ cứng bánh bị dẫn HB2 = 230. Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt. 1. Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh răng: Đối với bánh dẫn: HB1 = 250 σOHlim1 = 2HB1 + 70 = 2.250+70 = 570 Mpa sH1 = 1,1 σOFlim1 = 1,8HB1 =1,8.250 = 450 Mpa sF1 = 1,75 SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2