Đồ án chi tiết máy tính toán thiết kế trạm dẫn đọng băng tải

Chia sẻ: Vu Hoang Duy Giang | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

879
lượt xem 312
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đồ án chi tiết máy tính toán thiết kế trạm dẫn đọng băng tải', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án chi tiết máy tính toán thiết kế trạm dẫn đọng băng tải

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 abcd 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 abc 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  8,3.7,104 )  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.Cosb 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.Cosb 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  13 .  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