Đồ án Thiết kế sản phẩm với CAD

Chia sẻ: Nguyễn Văn Phổ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

217
lượt xem 85
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khoa học kỹ thuật và công nghệ không ngừng cải tiến, phát triển đã nhanh chóng làm thay đổi bộ mặt thế giới. Ngành công nghiệp thế giới nói chung và ngành công nghiệp ở nước ta nói riêng đã và đang phát triển nhanh chóng, tạo ra các sản phẩm thiết yếu phục vụ cho đời sống con người. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra mục tiêu đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp phát triển, trở...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án Thiết kế sản phẩm với CAD

Thuyết minh đồ án NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 1
Thuyết minh đồ án Mục Lục 1.1 Chọn loại động cơ điện..............................................................................................5 1.1.1 Chọn động cơ....................................................................................................... 5 1.1.2 Chọn công suất động cơ động cơ........................................................................5 1.1.3 Chọn số vòng quay của động cơ......................................................................... 6 1.1.4 Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ...........................................................7 1.2 Phân phối tỉ số truyền................................................................................................. 7 1.3 Xác định các thông số trên trục...................................................................................8 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 2
Thuyết minh đồ án Lời nói đầu Khoa học kỹ thuật và công nghệ không ngừng cải tiến, phát triển đã nhanh chóng làm thay đổi bộ mặt thế giới. Ngành công nghiệp thế gi ới nói chung và ngành công nghiệp ở nước ta nói riêng đã và đang phát triển nhanh chóng, tạo ra các sản phẩm thiết yếu phục vụ cho đời sống con người. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra mục tiêu đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghi ệp phát tri ển, trở thành một nền kinh tế vững mạnh trong khu vực, có tiếng nói lớn hơn trong các diễn đàn kinh tế thế giới. Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công c ụ cho m ọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công ngh ệ t ự động hoá theo dây truyền trong sản xuất . Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng em là sinh viên trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp – Đại Học Thái Nguyên luôn cố gắng phấn đ ấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã được dạy trong trường để sau khi ra trường có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới của đất nước trong thế kỷ mới . Qua đồ án Thiết kế sản phẩm với CAD chúng em là: Vũ Đình Thiên, Đinh Xuân Kỷ và Nguyễn Duy Trung đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp chúng em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những thi ếu sót. Chúng em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Kỹ Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 3
Thuyết minh đồ án thuật cơ khí và các Thầy Cô giáo trong khoa để đồ án của chúng em đ ược hoàn thiện hơn . Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy Cô trong khoa và bộ môn Kỹ thuật cơ khí trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp-Đại Học Thái Nguyên và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thày Lê Văn Nhất và thầy Nguyễn Hoàng Nghị. Ngày tháng năm 2011 Nhóm sinh viên: Đinh Xuân Kỷ Vũ Đình Thiên Nguyễn Duy Trung Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 4
Thuyết minh đồ án Phần I Tính Toán Động Học 1.1 Chọn loại động cơ điện 1.1.1 Chọn động cơ Trong thực tế có nhiều loại động cơ khác nhau, mỗi loại động c ơ đều có ưu nhược điểm riêng. Cho nên khi chọn động cơ ta cần ch ọn loại động cơ tối ưu và phù hợp nhất.  Đối với động cơ một chiều có ưu điểm là khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, nhưng nhược điểm của nó là đắt tiền và khó kiếm.  Đối với động cơ xoay chiều thì có Động cơ xoay chiều một pha và động cơ xoay chiều ba pha . Đối với động cơ xoay chiều một pha có công suất nh ỏ và th ường dùng trong sinh hoạt, nó có hiệu suất thấp và ít được dùng trong công nghiệp. Đối với động cơ ba pha cũng có hai loại là : Động cơ ba pha đồng bộ và động cơ ba pha không đồng bộ.  Động cơ ba pha đồng bộ có vận tốc góc không đổi, không ph ụ thu ộc vào trị số của tải trọng và thực tế là không điều chỉnh được, nó có ưu điểm là hiệu suất cao, hệ số quá tải lớn nhưng nó lại có nhược điểm là thiết bị phức tạp và khá đắt tiền  Còn động cơ ba pha không đồng bộ có kết c ấu đ ơn gi ản, d ễ b ảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lưới điện công nghiệp.Giá thành rẻ, dễ kiếm và không cần điều chỉnh tốc độ. Từ các ưu và nhược điểm trên thì ta nên chọn động cơ ba pha không đồng bộ để sử dụng cho hộp giảm tốc cần tính. 1.1.2 Chọn công suất động cơ động cơ Công suất làm việc trên trục công tác. Plvct = Ft .V = 5.10−3.1,2 = 6 ( kw ) Trong đó: Ft : Là lực vòng trên băng tải. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 5
Thuyết minh đồ án V : Là vận tốc vòng băng tải. Do ma sát, hao mòn của các bộ truyền ta có hiệu suất chung của h ệ dẫn động là: ηΣ = η k .ηbr1.ηbr 2 .η k .ηôl = 1.(0,97) 2 .(0,995) 4 .1 = 0,9362 Trong đó: η k : Là hiệu suất của khớp nối. ηôl : Là hiệu suất của ổ lăn. ηbr1 : Là hiệu suất từ trục I đến trục II. ηbr 2 : Là hiệu suất từ trục II đến trục III. Công suất làm việc trên trục động cơ: Plvct 6 = 6,41 ( kw ) P= = đc ηΣ 0,9362 lv 1.1.3 Chọn số vòng quay của động cơ Số vòng quay của trục công tác: 60.103.V 6.103.1,2 = 51 ( v p ) nct = = π .D 3,14.350 Trong đó: D : Là đường kính tang dẫn băng tải. V : Vận tốc vòng của băng tải. Xác định số vòng quay đồng bộ nên dùng cho động cơ: Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ là n đb=1450 (v/p). Khi đó tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống Usb được xác định: nđb 1450 U sb = = = 28,43 nct 51 Ta có Usb nằm trong khoảng U = 8 40 . Chọn động cơ thực tế: Kiểu động Công suất Vận tốc quay TMax/Tdn GD2 TK/Tdn cơ (KW) (V/P) DK 52-4 7 1440 2 1,5 0,28 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 6
Thuyết minh đồ án 1.1.4 Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để hệ thống có thể làm việc được. Kiểm tra diều kiện mở máy cho động cơ theo công thức. đc Pbđc Pmm đ TK đc .P = 1,5.7 = 10,5 ( kw ) = đc Pmmđm Tdn Pbđc = K bd .Plvđc = 1,5.6,41 = 9,615 ( kw ) đ Trong đó: đc Pmm : Công suất mở máy của động cơ Pbđc : Công suất cản ban đầu trên trục động cơ. đ Vậy ta có: Pmm > Pbđ thỏa mãn được điều kiện mở máy và làm việc. đc đc 1.2 Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền chung của hệ thống U Σ được xác định theo công thức: nđc UΣ = nct Trong đó: nđc : Số vòng quay của động cơ. nct : Số vòng quay của trục công tác. Vì các hệ dẫn động nối tiếp với nhau nên ta có: U Σ = U h .U n Trong đó: U h : Tỉ số truyền của hộp giảm tốc. U n : Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài. Do hệ dẫn động không có bộ truyền ngoài nên U n = 1 . Thay số ta có: 1440 = 28,2 � U1.U 2 = 28,2 UΣ = Uh. = 51 Trong đó: U1 : Là tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 7
Thuyết minh đồ án U 2 : Là tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm. Tỉ số truyền của hộp có thể phân theo chỉ tiêu tiết diện ngang của hộp nhỏ nhất. Khi này tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm sẽ được tính theo công thức: K c 2 .Ψ ba 2 U 2 = 1,2776. 3 .U h Ψ ba1 Trong đó: Ψ ba1 ; Ψ ba 2 là hệ số chiều rộng bánh răng cấp nhanh và cấp chậm. Ψ ba1 = 1,3 Thực tế ta chọn Ψ ba 2 Hệ số K c 2 = 1 1,3 . Ta chọn K c 2 = 1,2 Thay số vào ta có: U 2 = 1,2776. 3 1,2.1,3.28,2 = 4,5 U h 28,2 � U1 = = = 6,3 U 2 4,5 1.3 Xác định các thông số trên trục Ký hiệu các trục I, II, III là thứ tự các trục trong hộp giảm tốc.  Tính công suất trên các trục. Công suất danh nghĩa trên trục động cơ: Plvct 6 = 6,41 ( kw ) Pđc = P = = đc lv nΣ 0,9362 Công suất danh nghĩa trên các trục I, II, III: .η0 = 6,41.1.0,995 = 6,48 ( kw ) PIđc=I P đc .η + PII = PI .η I + II .η0 = 6,48.0,97.0,995 = 6,25 ( kw ) PIII = PII .η II + III .η0 = 6,25.0,97.0,995 = 6 ( kw )  Tỷ số vòng quay của các trục. nđc 1440 = 1440 ( v p ) nI = = nđc + I 1 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 8
Thuyết minh đồ án nI 1440 = 229 ( v p ) nII = = nI + II 6,3 nII 229 nIII = = = 51 (v / p) nII + III 4,5  Tính mômen xoắn trên các trục 9,55.106.PK TK = nK 9,55.106.PI 9,55.106.6,48 = 42975 ( N .mm ) TI = = nI 1440 9,55.106.PII 9,55.106.6,25 = 260682 ( N .mm ) TII = = nII 229 9,55.106.PIII 9,55.106.6 = 1,1.106 ( N .mm ) TIII = = nIII 51  Bảng kết quả tính toán: Trục Động cơ I II III Công tác Thông số Công suất 6,51 6,48 6,25 6 6 (kw) Tỷ số truyền 1 6,3 4,5 1 Số vòng quay 1440 1440 229 51 51 (v/p) 1,11.106 1,11.106 Mômen 42975 42975 260682 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 9
Thuyết minh đồ án Phần II Thiết Kế Các Bộ Truyền Hộp giảm tốc đang thiết kế là hộp giảm tốc phân đôi cấp ch ậm vì vậy để tránh hiện tượng lực dọc trục trên các trục c ủa h ộp gi ảm t ốc ta s ẽ chọn bộ truyền bánh răng cấp nhanh là bánh răng trụ răng th ẳng, cấp ch ậm là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng (đối xứng). 3.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 2.1.1 Chọn vật liệu Hộp giảm tốc làm việc chịu tải trung bình. Ta chọn vật liệu có HB 350 ( Mpa ) . Vậy ta chọn thép 45 thường σ b = 600 ( Mpa ) ; σ ch = 340 ( Mpa ) HB = 170 217 ; hóa có: Chọn độ cứng của bánh răng nhỏ: HB1 = 180 Để tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị. Chọn độ cứng của bánh răng lớn: HB 2 = 170 2.1.2 Xác định ứng suất cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép a. σ H lim 0 [σH ] = .K HL .Z R .ZV . K XH SH Trong đó: σ H lim : Giới hạn mỏi tiếp xúc của mặt răng ứng số chu kỳ cơ 0 sở. Tra 6.2 [ I ] � σ Hlim = 2 HB + 70 0 σ Hlim1 = 2.180 + 70 = 430 ( Mpa ) 0 σ Hlim 2 = 2.170 + 70 = 410 ( Mpa ) 0 S H : Hệ số an toàn, tra bảng 6.2 [ I ] � S H = 1,1 Z R : Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt răng. ZV : Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng. K XH : Hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước răng. Do thiết kế sơ bộ nên: Z R .ZV .K XH = 1 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 10
Thuyết minh đồ án N HO K HL : Hệ số tuổi thọ K HL = m H N HE Trong đó: mH : Bậc đường công mỏi tiếp xúc mH = 6 N HO : Số chu kỳ chịu tải khi tính về độ bền tiếp xúc. N HO = 30.HB 2,4 N HO1 = 30.1802,4 = 7,75.106 N HO 2 = 30.1702,4 = 6,76.106 N HE : Số chu kỳ chịu tải của răng đang xét N HE = 60.c.n.tΣ Trong đó: c : Số lần ăn khớp của răng khi bánh quay 1 vòng. n : Số vòng quay trong 1 phút n1 = 1440 (v / p); n2 = 229 (v / p ) tΣ : Tổng số giờ làm việc của bánh răng. N HE1 = 60.1.1440.8.365.8.0,9 = 1,81.109 N HE 2 = 60.1.229.8.365.8.0,9 = 0,3.109 Do N HE1 > N HO1; N HE 2 > N HO 2 � K HL = 1 σ H lim1 430 0 [ σ H1 ] = = 390,9 ( Mpa ) = Vậy: SH 1,1 σ H lim 2 410 0 [σH2] = = 372,72 ( Mpa ) = SH 1,1 Ứng suất tiếp xúc cho phép đối với bộ truyền cấp nhanh. [ σ ] = Min ( [ σ ] ;[ σ ] ) = 372,72 ( Mpa ) H H1 H2 Ứng suất tiếp xúc cho phép đối với bộ truyền cấp chậm. ( [ σ ] + [ σ ] ) = 390,9 + 372,72 = 382 ( Mpa ) [σ ] = H1 H2 H 2 2 Ứng suất uốn cho phép b. σ F lim 0 [σF ] = .K FL .YR .YS .K FE .K XF SF Trong đó: σ F lim : Giới hạn mỏi uốn của răng ứng với số chu kỳ cơ sở. 0 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 11
Thuyết minh đồ án Tra 6.2 [ I ] � σ F lim = 1,8.HB 0 σ F lim1 = 1,8.HB1 = 1,8.180 = 324 ( Mpa ) 0 σ F lim 2 = 1,8.HB 2 = 1,8.170 = 306 ( Mpa ) 0 S F : Hệ số an toàn. Tra 6.2 [ I ] � S F = 1,75 YR : Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng. Ys : Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất. K XF : Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng Do tính sơ bộ nên: YR .YS .K XF = 1 N FO K FL : Hệ số tuổi thọ K FL = m F N FE Trong đó: mF : Bậc đường cong mỏi uốn mF = 6 N FE : Số chu kỳ chịu tải N FE1 = N HE1 = 1,82.109 N FE 2 = N HE 2 = 0,3.109 N FO : Số chu kỳ cơ sở về uốn. Đối với thép N FO1 = N FO 2 = 4.106 Do N FE1 > N FO1 ; N FE 2 > N FO 2 � K FL = 1 σ F lim1 324 0 [ σ F1 ] = = 185,14 ( Mpa ) = Vậy: SF 1,75 σ F lim 2 300 0 [σF2] = = 171,42 ( Mpa ) = SF 1,75 Ứng suất quá tải cho phép c. Bánh răng thường hóa nên: [σ ] = 2,8.σ ch = 2,8.340 = 952 ( Mpa ) H Max [σ ] = 0,8.σ ch = 0,8.340 = 272 ( Mpa ) F Max Tính toán bộ truyền cấp nhanh 2.1.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục a. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 12
Thuyết minh đồ án T1.K H β aW1 = K a .( U1 + 1) . 3 U1.ψ ba .( [ σ H ] ) 2 Trong đó: K a : Hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng và loại răng. Tra bảng 6.5[ I ] � K a = 49,5 ( Mpa ) 1/3 U1 : Tỉ số truyền từ trục I sang trục II: U1 = 6,3 T1 : Mômen xoắn trên trục I: T1 = 42975 ( N .mm ) ψ ba : Hệ số chiều rộng vành răng. Tra 6.6 [ I ] �ψ ba = 0,4 Hệ số ψ bd = 0,53ψ ba ( U1 + 1) = 0,53.0,4.( 6,3 + 1) = 1,54 K H β : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Tra 6.7[ I ] � K H β = 1,05 Thay số vào biểu thức trên ta có : T1.K H β 42975.1,05 aW1 = K a .( U1 + 1) . 3 = 49,5.(6,3 + 1). 3 U1.ψ ba .( [ σ H ] ) 6,3.0,4.( 372,72 ) 2 2 � aW1 = 182,53 (mm) Chọn aW1 = 180 (mm) Xác định các thông số ăn khớp b. Môđun: m = ( 0,01 0,02 ) .aW1 = ( 0,01 0,02 ) .180 = 1,8 3,6 Tra 6.8[ I ] � m1 = 2 Số răng bánh răng nhỏ là 2.aW1 2.180 Z1 = = = 24,66 Chọn Z1 = 25 (Răng) m1.( U1 + 1) 2.( 6,3 + 1) Số răng bánh răng lớn là Z 2 = U1.Z1 = 6,3.25 = 157,5 Chọn Z 2 = 157 (Răng) Tỉ số truyền thực là Z 2 157 U th1 = = = 6,28 Z1 25 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 2.1.4  Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 13
Thuyết minh đồ án 2.T1.K H .( U1 + 1) σ H = Z M .Z H .Z ε . 2 bW1.U1.d W1 Trong đó: Z M : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp Tra 6.5[ I ] � Z M = 274 ( Mpa ) 1/3 Z H : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. Bánh răng dịch chỉnh hay không dịch chỉnh thì Z H = 1,76; ε α = 1,6 Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng bW1.Sinβ Do hệ số trùng khớp dọc ε β = = 0 ta có : m1.π � � � 1� 1 ε α = � − 3,2.� + �.Cosβ 1.88 � � 3 Z4 � Z � � � � 1 1� � = � − 3,2.� + 1.88 �.Cos(0)=1,7 � 25 175 � � � � 4 − εα 4 − 1,7 � Zε = = = 0,86 3 3 T1 : Mômen xoắn trên trục I: T1 = 42975 ( N .mm ) U th1 : Tỉ số truyền từ trục I sang trục II: U th1 = 6,28 d W1 : Đường kính vòng lăn 2.aW1 2.180 = 49,31 ( mm ) d W1 = = U th1 6,28 + 1 bW1 : Hệ số chiều rộng vành răng bW1 = ψ ba .aW1 = 0,4.180 = 72 ( mm ) K H : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. K H = K H β .K Hα .K HV Trong đó: K H β : Hệ số kể đến sư phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Tra bảng 6.7 [ I ] � K H β = 1,05 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 14
Thuyết minh đồ án K Hα : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp tra theo vận tốc vòng V1 π .d W1.n1 3,14.49,31.1440 = 3,71( m s ) < 6 ( m s ) V1 = = 60000 60000 n1 : Số vòng quay trên trục Tra bảng 6.13[ I ] Cấp chính xác 8 Tra bảng 6.14 [ I ] � K Hα = 1,09 K HV : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vòng ăn khớp VH .bW1.d W1 K HV = 1 + 2.T1.K H β .K H α aW1 VH = δ H .g 0 .V . U th1 Trong đó: δ H : Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp. Tra bảng 6.15[ I ] � δ H = 0,004 g 0 : Hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch các bước răng bánh 1 và 2 Tra bảng 6.16 [ I ] � g 0 = 56 aW1 180 � VH = δ H .g 0 .V . = 0,004.56.3,71. = 4,44 U th1 6,28 VH .bW1.d W1 4,44.72.49,31 � K HV = 1 + =1+ = 1,16 2.T1.K H β .K Hα 2.42975.1,05.1,09 � K H = K H β .K Hα .K HV = 1,05.1,09.1,16 = 1,32 Vậy: 2.T1.K H .( U1 + 1) σ H = Z M .Z H .Z ε . bW1.U1.d W1 2 2.42975.1,32.( 6,3 + 1) = 359,4 ( Mpa ) = 274.1,76.0,86. 72.6,3.( 49.31) 2  Tính giá trị cho phép thực tế. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 15
Thuyết minh đồ án Với V < 3,7 ( m s ) < 5 ( m s ) chọn cấp chính xác động học là 8. Khi đó cần gia công bánh răng để đạt độ nhám Ra = 2,5 1,25 ( µ m ) do đó Z R = 0,95 Với V < 3,7 ( m s ) < 5 ( m s ) chọn ZV = 1 Vì d W1 < 700 � K XH = 1 [ σ ] = [ σ ] .Z .Z .K = 372,72.0,95.1.1 = 354 th H V R XH [ σ ] − σ .100% = 354 − 359,4 .100% = 1,5% th H Ta có: [σ ] 354 th Vậy răng thỏa mãn độ bền tiếp xúc. Để đảm bảo độ bền ta tính lại chiều rộng vành răng 2 �H� 2 σ 359,4 � � �= 75 ( mm ) bW1 = ψ ba .aW1.� �= 0,4.180.� [ σ th ] � �354 � � Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 2.1.5 2.T .Y .Y .Y σ F1 = 1 ε β F1 [ σ F1 ] d W1.bW1.m1 YF 2 [σ ] σ F 2 = σ F1 F2 YF 1 Trong đó: Yε : Hệ số kể đến sư trùng khớp của răng. 1 1 Yε = = = 0,625 ε α 1,6 Yβ : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng. Bánh răng thẳng � Yβ = 1 YF 1 ;YF 2 : Hệ số dạng răng của bánh 1 và 2. Tra bảng 6.18[ I ] � YF 1 = 3,9;YF 2 = 3,6 K F : Hệ số tải trọng khi tính về uốn. K F = K F β .K Fα .K FV Trong đó: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 16
Thuyết minh đồ án K F β : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn. Tra bảng 6.7 [ I ] � K F β = 1,15 YFα : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn. Với bánh răng thẳng K Fα = 1 K FV : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp tính về uốn. VF .bW1.d W1 K FV = 1 + 2.T1.K F β .K Fα Trong đó: aW1 VF = δ F .g 0 .V . U th Tra bảng 6.15[ I ] ;6.16 [ I ] � δ F = 0,001; g 0 = 56 aW1 180 � VF = δ F .g 0 .V . = 0,001.56.3,71. = 1,11 U th 6,3 VF .bW1.d W1 1,11.79.49,31 � K FV = 1 + =1+ = 1,043 2.T1.K F β .K Fα 2.42975.1,15.1 2.T1.Yε .Yβ .YF 1 2.42975.1,043.0,625.1.3,9 = 28,046 ( Mpa ) Vậy: σ F 1 = = d W1.bW1.m1 49,31.79.2 YF 2 28,046.3,6 = 25,88 ( Mpa ) σ F 2 = σ F1 = YF 1 3,9  Với m1 = 2 Hệ số xét đến độ nhám của vật liệu là YS = 1,05 − 0,0695.ln 2 = 1,059 Hệ số ảnh hưởng đến độ nhám YR = 1 Hệ số ảnh hưởng đến kích thước bánh răng K XF = 1 vì d W1 < 400 Ta có [σ ] = [ σ F 1 ] .YR .YS .K XF = 185,14.1.1,059.1 = 196,06 ( Mpa ) F 1 th Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 17
Thuyết minh đồ án [σ ] = [ σ F 2 ] .YR .YS .K XF = 171,42.1.1,059.1 = 181,53 ( Mpa ) F 2 th [σ ] < [σ ] F1 F 1 th [σ ] < [σ ] F2 F 2 th Vậy răng thỏa mãn độ bền uốn. 2.1.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải  Ứng suất tiếp xúc σ HMax = σ H . nqt = 359,4. 1,5 = 454,28 ( Mpa ) σ HMax < [ σ H ] Max = 952 ( Mpa ) Vậy  Ứng suất uốn cực đại σ F 1Max = σ F 1.K qt = 28,046.1,5 = 42,069 ( Mpa ) σ F 2 Max = σ F 2 .K qt = 25,88.1,5 = 38,82 ( Mpa ) σ F 1Max < [ σ F ] Max = 272 ( Mpa ) Vậy σ F 2 Max < [ σ F ] Max = ( Mpa ) Răng thỏa mãn độ bền quá tải. 2.1.7 Các thông số bộ truyền cấp nhanh aW1 = 180 ( mm ) Khoảng cách trục m=2 Môdun bW1 = 72 ( mm ) Chiều rộng vành răng U th1 = 6,28 Tỉ số truyền β =0 Góc nghiêng của răng Z1 = 25; Z 2 = 157 (răng) Số răng bánh 1 và 2 d1 = 49,31; d 2 = 310,65 ( mm ) Đường kính vòng chia d W1 = 49,31; d W 2 = 310,65 ( mm ) Đường kính vòng lăn 3.2 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 2.2.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục T2 .K H β 2 = K a ( U 2 + 1) . aW2 3 ( [ σ H ] ) .U 2 .ψ ba 2 Trong đó: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 18
Thuyết minh đồ án K a : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Tra 6.5[ I ] � K a = 43 U 2 : Tỉ số truyền từ trục II sang trục III U 2 = 4,5 T2 : Mômen xoắn trên trục II T2 = 260682 ( N .mm ) K H β : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Tra bảng 6.7 [ I ] � K H β = 1,28 Tra 6.6 [ I ] �ψ ba = 0,4 T2 .K H β 2 = K a ( U 2 + 1) . 3 � aW2 ( [ σ H ] ) .U 2 .ψ ba 2 260682 .1,28 2 = 43.( 4,5 + 1) . 2 = 206,65 ( mm) 3 4,5.0,4.( 372,72 ) Chọn aW2 = 200 ( mm ) 2.2.2 Xác định các thông số ăn khớp Môdun pháp: m2 = ( 0,01 0,02 ) .aW 2 = 2 4 Chọn m2 = 3 Chọn sơ bộ β = 350 Số răng bánh nhỏ là 2.aW 2 .Cosβ 2.200.Cos35O Z3 = = 19,8 Chọn Z 3 = 20 (răng) m.( U 2 + 1) 3.( 4,5 + 1) Số răng bánh lớn là Z 4 = Z 3 .U 2 = 20.4,5 = 90 Chọn Z 4 = 90 (răng) Tỉ số truyền thực là: Z 90 U th 2 = 4 = = 4,5 Z 3 20 Góc nghiêng β chính xác là m.( Z + Z 4 ) 3.( 90 + 20 ) 33 Cosβ � = =3 β 34,40 2.aW 2 2.200 40 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 2.2.3 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 19
Thuyết minh đồ án  Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc T2 .K H .( U th 2 + 1) 2. 2 σ H = Z M .Z H .Z ε . 2 bW 2 .U th 2 .d W3 Trong đó: Z M : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Tra bảng 6.5[ I ] � Z M = 274 ( Mpa ) 1/3 Z H : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. 2.Cosβ b ZH = Sin ( 2.α tw ) Trong đó: β b : Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở α t : Góc profin α tw : Góc ăn khớp Với bánh răng không dịch chỉnh nên � tg 20 � � 20 � tg α tw = α t = arctg � � arctg � os(34,4) � α tw = α t = 23,8 = � 0 � osβ � C C � � tg βb = Cosα t .tg β = Cos(23,8).tg (34,4) = 0,63 � β b = 32,1O 2.Cosβ b 2.Cos(32,1) � ZH = = = 1,5 Sin ( 2.α tw ) Sin ( 2.23,1) Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng 1 ( ε α : Hệ số trùng khớp ngang) Zε = εα � � � 1� � � 1 �1 1� ε α = � − 3,2.� + �.Cosβ = � − 3,2.� + �.Cos(34,4)=1,4 1.88 1.88 � � � 3 Z4 � Z 20 90 � � � � � � 1 1 � Zε = = = 0,84 εα 1,4 T2 : Mômen xoắn trên trục T2 = 260682 ( N .mm ) d W3 : Đường kính vòng lăn bánh nhỏ Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 20