Đồ án tổng hợp máy uốn ống 3 trục (máy lốc tôn) 0987395409 vietchau96@gmail.com

đồ án thiết kế máy cán uốn ống là 1 trong những đề tài rất mới hiện nay, sinh viên khi làm đề tài này không cần phải làm mô hình đở tốn kém chi phí. đồ án bao gồm tất cả các bản vẽ, các bản vẽ gồm: vẽ chi tiết trục (A4), bản vẽ sơ đồ động(A2), bản vẽ nguyên công trục, các cụm máy và bản vẽ toàn bộ máy là A0, các em cần bản vẽ liên hệ gmail vietchau96@gmail.com để được cung cấp bản vẽ cụ thể

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM I Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực 4

1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo 4

2 Định luật ứng suất dư 4

3 Định luật thể tích không đổi 4

4 Định luật trở lực bé nhất 5

5 Định luật đồng dạng 5

II Kỹ thuật cán uốn thép tấm 5

1 Khái niệm uốn 5

2 Quá trình uốn 6

3 Tính toán phôi uốn 7

3.1 Xác định vị trí lớp trung hòa 7

3.2 Tính chiều dài phôi 8

3.3 Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất 8

3.4 Công thức tính lực uốn 9

3.5 Tính đàn hồi khi uốn 9

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÁC LOẠI MÁY LỐC THÉP HIỆN CÓ I Giới thiệu sản phẩm 11

II Tìm hiểu về các loại máy lốc thép hiện có 13

1.1 Máy lốc 3 trục 14

1.2 Máy lốc 4 trục 17

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ I Tính toán lực uốn và lực đàn hồi sau khi uốn 20

II Tính chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền trên các trục của hộp giảm tốc 22

1 Chọn công suất động cơ 22

2 Chọn tỷ số truyền 23

3 Tính chọn động học của bộ phận ép 24

III Cách bố trí các trục 26

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN I Tính toán hộp giảm tốc 27

II Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 27

III Thiết kế bộ truyền cấp chậm 35

IV Thiết kế bộ truyền bánh răng ngoài 42

V Thiết kế trục và then hộp tốc độ 49

4 1 Thiết kế trục 49

4.2 Thiết kế gối đỡ trục và tính then 57

VI Thiết kế bộ truyền trục vít bánh vít 61

VII Thiết kế vít me đai ốc cơ cấu nâng 66

VIII Thiết kế trục uốn chủ động I 69

IX Thiết kế hệ thống phanh hãm 74

X Tính chọn khớp nối và trục nối 76

CHƯƠNG V: NỘI DUNG CÁC NGUYÊN CÔNG I Yêu cấu kỹ thuật khi chế tạo trục 79

II Lập tiến trình công nghệ 79

III Thiết kế nguyên công 79

1) Nguyên công 1: khỏa mặt đầu, khoan lỗ tâm 79

2) Nguyên công 2: tiện thô và tiện tinh các bậc trục bên trái Φ40, Φ45 81

3) Nguyên công 3: tiện bề mặt Φ50, Φ45, Φ40, Φ35 83

4) Nguyên công 4: Phay 2 rãnh then 84

5) Nguyên công 5: Mài bề mặt các bậc trục 86

6) Nguyên công 6: Kiểm tra 88

CHƯƠNG VI: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG MÁY I Cách lắp đặt 89

II Vận hành 90

III Bảo dưỡng 91

IV Sự cố máy 91

V Khắc phục sự cố 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… ………… 92

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay nhu cầu về việc sử dụng các loại đường ống lớn ngày càng phổ biến đối với các ngành công nghiệp như: Dầu khí, thủy điện, vận chuyển hóa chất, chất đốt … là những ngành có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân

Để chế tạo ra các loại đường ống không chỉ có phương pháp uốn hàn mà còn có những phương pháp khác nhau như: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên các

phương pháp này chỉ thích hợp với việc sản xuất các đường ống cỡ nhỏ, còn đối với ống có đường kính lớn phương pháp uốn hàn tỏ ra có nhiều tính năng vượt trội so với các phương pháp khác và nó đáp ứng được nhu cầu về việc sản xuất các đường ống cỡ lớn

Sau thời gian học tập và nguyên cứu tại trường CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ,

em được giao đề tài: Thiết kế máy cuốn ống 3 trục làm đồ án tốt nghiệp

Bằng những kiến thức đã học cùng với quá trình tìm hiểu máy tại xưởng trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp, cùng với sự hướng tận tình của thầy HUỲNH VĂN SANH và các thầy cô trong khoa Cơ khí, em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao Tuy nhiên, do thời gian có hạn đồng thời vốn kiến thức còn nhiều hạn chế nên việc tính toán thiết kế máy không tránh khỏi những thiếu sót Em mong được các thầy cô góp ý và sửa chữa để em ngày càng hoàn thiện hơn trong quá trình thiết kế sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy cô trong khoa

đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng, ngày 5 tháng 6 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đỗ Viết Châu Mai Đăng Hậu

CHƯƠNG I:

LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ

KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM

I Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực

1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo

Biến dạng dẻo kim loại, đồng thời với biến dạng dẻo có xảy ra biến dạng đàn hồi Quan hệ giữa lực và biến dạng khi biến dạng đàn hồi tuân theo định luật Húc

2 Định luật ứng suất dư

Trong bất cứ một kim loại biến dạng nào cũng được sinh ra một ứng suất dư cân bằng nhau Ứng suất dư này tồn tại bên trong vật thể đến khi biến dạng làm giảm tính dẻo, độ bền và độ giai va chạm làm cho vật thể biến dạng hoặc phá hủy Khi phân tích ứng suất chính cần tính đến ứng suất dư và khắc phục hậu quả

do nó sinh ra

3 Định luật thể tích không đổi

Thể tích của vật thể trước và sau khi cán không đổi Định luật này có ý

nghĩa thực tiễn nó cho biết chiều dài sau khi biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực

Xét một vật thể có kích thước trước biến dạng và sau khi biến dạng là: L0,

Trên đây là phương trình điều kiện thể tích không đổi

Khi tồn tại bằng ứng biến chính đầu của ứng biến phải trái dấu với hai ứng biến kia và có trị số bằng tổng hai ứng biến kia

Nếu gọi a1, b1, c1, F1, v1 là kích thước, diện tích và thể tích của vật thể 1; a2,

b2, c2, F2, v2 là kích thước , diện tích và thể tích của vật thể 2

Gọi P1, P2, A1, A2 là lực và công biến dạng tác dụng lên vật thể 1 và 2

2

1 2

1 2

1

c

c b

b a

II Kỹ thuật cán uốn thép tấm

1 Khái niệm uốn

Uốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo cho phôi hoặc một phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, dải, thanh định hình và được uốn ở trạng thái nguội hoặc nóng Trong quá trình uốn phôi bị biến dạng dẻo từng phần để tạo thành hình dáng cần thiết

Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng đàn hồi xảy ra khác nhau ở hai mặt của phôi uốn

2 Quá trình uốn

Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo Uốn làm thay đổi hướng thớ kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước

Trong quá trình uốn, kim loại phía trong phía góc uốn bị nén lại và co ngắn

ở hướng dọc, đồng thời bị kéo ở hướng ngang Còn phần kim loại phía ngoài góc uốn bị giãn ra bởi lực kéo, giữ lớp co ngắn và dãn dài là lớp kim loại không bị ảnh hưởng bởi lực kéo và nén khi uốn và tại đây vẫn giữ được trạng thái ban đầu của kim loại và đây gọi là lớp trung hòa Sử dụng lớp trung hòa này để tính sức bền của vật liệu khi uốn

Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giả chiều dày chổ uốn, sai lệch hình dạng về tiết diện ngang, lớp trung hòa bị lệch về phía bán kính nhỏ

Khi uốn những dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến dạng mỏng vật liêu nhưng không có sai lệch tiết diện ngang, vì trở kháng của vật liệu có cùng chiều rộng lớn sẻ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang

Khi uốn phôi với bán kính có khối lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn

và ngược lại

Hình 1.1: Biến dạng của phôi thép trước và sau khi uốn

3 Tính toán phôi uốn

3.1 Xác định vị trí lớp trung hòa

Vị trí của lớp trung hòa được xác định bởi bán kính lớp trung hòa ρ Trong quá trình uốn bề mặt lớp kim loại phía trong và phía ngoài của phôi bị biến dạng nén và kéo, ở giữa các lớp này là lớp trung hòa hầu như không bị biến dạng và để tính toán phôi ra tiến hành xác định vị trí lớp trung hòa và tính toán phôi ra tại đây

Bán kính lớp trung hòa có thể được xác định theo công thức:

B – chiều rộng của phôi ban đầu (mm)

r – bán kính uốn phía trong (mm)

S1 – chiều dày vật liệu sau khi uốn

Trong thực tế bán kính lớp trung hòa có thể xác định theo công thức gần đúng:

ρ = r + x.S [3]

Trong đó: - r là bán kính uốn phía trong

- X là hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính uốn phía trong

Hình 1.2: Bán kính uốn phôi thép

3.2 Tính chiều dài phôi

Chiều dài phôi được tính theo công thức:

 Bán kính uốn được xác định theo công thức:

rngoài = rtrong – S [3]

Trong đó: E=2,15.105

(N.mm2) môđun đàn hồi của vật liệu

S chiều dài vật uốn (mm)

σ giới hạn chảy của vật liệu (N/mm2

Theo thực nghiệm ta có:

rmin = K.S Với: K hệ số phụ thuộc góc nhấn α

3.4 Công thức tính lực uốn

Lực uốn bao gồm: uốn tự do liên tục và lực làm cho phôi chuyển động

quanh trục

F= F1 + F2 Trong đó: F1: lực biến dạng dẻo kim loại

F2: lực làm cho phôi quay quanh trục + Lực uốn làm biến dạng dẻo kim loại

F1 = = k1 B.S [3]

Ở đây: K1 =

3.5 Tính đàn hồi khi uốn

Trong quá trình uốn không phải toàn bộ kim loại phần không uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn lại ở biến dạng đàn hồi Vì vậy khi không còn lực tác dụng của các trục uốn thì vật uốn hoàn toàn như hình dáng kích thước như đã lựa chọn ban đầu, đó là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

Hình 1.3: Tính đàn hồi trước và sau khi uốn

Tính đàn hồi được biểu hiện khi uốn với bán kính nhỏ (r < 10S) bằng góc đàn hồi β Còn khi uốn với bán kính lớn (r > 10S) thì cần phải tính đến sự thay đổi bán kính cong của vật uốn

Góc đàn hồi được xác lập bởi hệ số giữa góc của vật uốn sau khi dập và góc uốn theo tính toán

= – Thông thường bằng khoảng 100

Mức độ đàn hồi khi uốn phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, góc uốn, tỉ số giữa bán kính uốn với chiều dài vật liệu, hình dáng kết cấu

 Trong nông nghiệp: ống được dùng để dẫn nước của máy bơm, máy kéo

 Trong các ngành công nghiệp ống đóng vai trò chủ chốt trong mọi hoạt động Ở các xí nghiệp ống được dùng để chứa các khí (O2, CO2, C2H2… ) Dẫn nước, dầu cho máy móc có sử dụng ống

 Một số công trình thủy lợi, sản phẩm ống được lắp đặt để dẫn nước tới nơi cần được cung cấp

 Trong đời sống sinh hoạt, ống là phương tiện dẫn nước cho mọi người dân, bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm bẩn

 Tại các công ty xăng dầu ống được sử dụng rất cần thiết, là chỗ chứa quan trọng để đảm bảo cung cấp cho các phương tiện đi lại như (xe ô tô, xe gắn

Tuy nhiên việc sử dụng ống cho nhiều hình thức khác nhau, có những dạng kích thước của ống khác nhau Vì vậy sản phẩm ống là nhu cầu không thể thiếu được trong sản xuất và đời sống

Trong quá trình thực tập tại xưởng và qua sự tìm hiểu, học tập quy trình sản xuất ông dẫn nước chịu áp lực phục vụ cho các công trình thủy lợi_thủy điện, phần nào cũng khẳng định thêm tầm quan trọng của các đường ống

Hiện nay với nhu cầu xây dựng các nhà máy thủy điện vừa và nhỏ nhằm cung cấp điện cho điện lới quốc gia Xưởng đã hợp đồng sản xuất ống dẫn nước

và ống dẫn chịu áp lực cho các công trình thủy lợi _thủy điện mà điển hình là công trình thủy điện Khe Diên ở Quảng Nam và công trình thủy lợi_thủy điện Quảng Trị

Sản phẩm ống dẫn được sản xuất tại xưởng hiện nay có các thông số kỹ thuật sau: Tính cho một đoạn ống

II Tìm hiểu về các loại máy lốc thép hiện có

Cùng với nhu cầu về các thiết bị đường ống ngày càng cao và đòi hỏi kích thước lớn mà trong khi đó các phương pháp các ống chưa thể đáp ứng được

Để đáp ứng được việc sản xuất chế tạo các đường ông có kích thước lớn cần phải được thực hiện trên các máy lốc thép

Qua quá trình học tập và tìm hiểu hiện nay có hai loại máy lốc thép là máy lốc 3 trục và máy lốc 4 trục

2.1 Máy lốc 3 trục

Đối với máy lốc 3 trục ta có thể có nhiều phương án cuốn ống khác nhau Ở đây ta có 3 phương án điển hình

2.1.1 Phương án 1: Hai trục ép đặt phía dưới

Hình 2.4: Hai trục ép đặt phía dưới

 Ưu điểm: kiểu máy cuốn hai trục ép đặt phía dưới này dùng để cuốn

những vật liệu dày có kết cấu phức tạp, cho năng suất cao

 Nhược điểm: không cuốn được những vật liệu quá nhỏ và khó chế tạo, giá thành cao

2.1.2 Phương án 2: trục ép đặt về phía sau trục cuốn

Hình 2.5: Trục ép đặt về phía sau trục cuốn

 Ưu điểm: phương án này có khả năng cuốn được các sản phẩm có kích thước khác nhau, cuốn được những vật liệu dày

 Nhược điểm: Năng suất không cao vì tính linh hoạt của máy thấp

2.1.3 Phương án 3: trục ép được bố trí ở giữa trục đỡ

Hình 2.6: Trục ép được bố trí ở giữa trục đỡ Trên đây là các phương án để cuốn ống từ máy lốc 3 trục Từ đó phương án

3 là phương án có hiệu quả và đảm bảo tính kinh tế cho việc chế tạo vì:

+ kết cấu máy đơn giản, làm việc có năng suất cao

+ Dụng cụ chi tiết dễ chế tạo, dễ mua

+ Đảm bảo tính kinh tế cao, dễ sửa chữa

Ta có sơ đồ động của máy như sau:

Hình 2.7: Sơ đồ động máy cuốn ống 3 trục Trong đó:

1-Phanh 2- Động cơ 3-Bộ truyền đai 4-Hộp giảm tốc 5-Bộ truyền bánh răng

6-Vít me – Đai ốc 7-Trục vít – bánh vít 8- Khớp nối

9- Ổ trượt 10- Trục cuốn

 Nguyên lý hoạt động:

Sau khi chuẩn bị xong vật liệu ta tiến hành cuốn Phôi được đưa vào khe hở giữa hai trục dưới và trên và bắt đầu khởi động máy để cuốn Khởi động động cơ

để ép hai trục dưới lên tọa độ cong cho phôi và trục trên chuyển động quay tròn

để cuốn phôi Trục cuốn có thể cuốn phôi chạy hai chiều để cuốn phôi chạy tới chạy lui cho đến khi sản phẩm ống được hình thành thì kết thúc một quá trình cuốn

2.2 Máy lốc 4 trục

Hình 2.8 Cũng dựa trên nguyên tắc phôi được ép nhờ hai trục III và IV, động thời được cuốn sang phải và trái thông qua chuyển động quay của trục cuốn I

So với máy cuốn 3 trục, ở đây ta có thể lốc được các ống có chiều dày khác nhau qua khe hở giữa hai trục cuốn I và II Ngoài ra so với máy cuốn 3 trục

không thể uốn cong đoạn đầu của phôi trong khi máy lốc 4 trục có thể làm được

và làm biến dạng đều trên toàn bộ bề mặt của phôi thông qua điều chỉnh lực ép của hai trục bên lên phôi

Tuy nhiên máy lốc 4 trục có nhiều hạn chế như:

+ Hệ thống điều khiển phức tạp, cơ cấu không gọn do vừa điều khiển bằng

cơ khí, vừa điều khiển bằng thủy lực

+ Giá thành chế tạo cao

+ Chiếm nhiều không gian trong nhà xưởng

Mặc dù vậy, máy cũng có những ưu điểm vượt trội:

+ Năng suất hoạt động lớn vì tính linh hoạt của máy cao

+ Có thể uốn được những ống có đường kính lớn và chiều dày khác nhau

 Nguyên lý hoạt động:

Sau khi phôi thép tấm được đưa vào máy ta khởi động trục ép để ép cong phôi đồng thời nâng trục II để ép phôi theo chiều dày của phôi Sau đó ta khởi động động cơ chính để cuốn ống cho đến khi ống được cuốn xong

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU

MÁY HỢP LÝ

I Tính toán lực uốn và lực đàn hồi sau khi uốn

Phôi có các thông số sau:

- Các thông số kỹ thuật của phôi:

Trong đó: Q: Trọng lượng chi tiết (Kg)

V: Thể tích của chi tiết (dm3)

γ : Trọng lượng riêng của vật liệu ( Kg/dm3

) Vật liệu là thép nên γ = 7,825 (Kg/dm3)

Hay F > F1 + F2 + 3.fms + Q

+ lực tác dụng biến dạng kim loại

F1 + F2 = = K1BSσb

Ở đây: K1 =

Trong đó: B - chiều rộng của phôi tấm (mm)

S – chiều dày phôi (mm)

σb – giới hạn bền của vật liệu (N/mm2

II Tính chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền trên các trục của hộp giảm tốc

Sơ đồ động của hộp giảm tốc

Hình 3.2: Sơ đồ hộp giảm tốc

1 Chọn công suất động cơ

- Để chọn công suất động cơ ta tính công suất cần thiết

Nct = ( 2.1)[7]

Trong đó: µ - hiệu suất chung

Nct – công suất cần thiết

N = =

( chọn V = 5 m/ ph)

µ = µ1 µ2 µ3 µ4 (2.9)[7]

Trong đó: µb = 0,97 – hiệu suất bộ truyền bánh răng

µo = 0,99 – hiệu suất của ổ lăn

µd = 0,95 – hiệu suất của bộ truyền đai

µk = 1 – hiệu suất của khớp nối

Đối với hộp giảm tốc khai triển để tạo điều kiện bôi trơn cấp nhanh và cấp chậm bằng phương pháp ngâm dầu như nhau

- Momen xoắn trên các trục hộp tốc độ:

Theo công thức 2-4 TKCTM ta có momen xoắn trên các trục hộp tốc độ:

Mx = 9,55.103

n

N

i i

a) Mô hình cơ cấu

Để tạo cho quá trình ép cho quá trình uốn được ống ta phải thiết kế sao cho quá trình cuốn ống lực ép để tạo ra biến dạng tấm kim loại được ổn định có hiệu quả

Hình 3.3: Sơ đồ động bộ phận ép

+ Trong đó:

1- Trục bánh răng 2- Vít me đai ốc 3- Động cơ

4- Trục vít bánh vít 5- Khớp nối

6- Ổ lăn Lực ép được tạo bởi động cơ truyền động trực tiếp qua bộ trục vít bánh vít

và truyền đến vít me đai ốc tạo lực ép

b) Đặc tính cho bộ truyền

- Đặc tính cho bộ truyền này làm cho cơ cấu- vít me đai ốc quay chậm lại,

vít me đai ốc chịu được lực ép (lực dọc trục) rất lớn, vận tốc trược chuyển động thấp

c) Chọn công suất động cơ

- Để chọn công suất cơ điện ta tính công suất cần thiết



N

(TKCTM – Nguyễn Trọng Hiệp)

Trong đó: µ - Hiệu suất chung

Nct – công suất cần thiết

µ = µ1 µ2 µ3 µ4

Trong đó: µ1 = 0,89 – hiệu suất bộ truyền trục vít bánh vít

µ2 = 0,99 – hiệu suất của ổ lăn

µ3 = 1– hiệu suất khớp nối trục

µ4 = 0,6 – hiệu suất của trục vít tự hãm

che kín, quạt gió (bảng 2p) TKCTM Ký hiệu động cơ A02 – 81 – 4

Công suất định mức 18,5 (Kw), số vòng quay 1460 (vg/ph)

d) Phân phối tỷ số truyền

Chọn số vòng quay của vít me: nv = 40 (vg/ph)

Gọi ic = itv = ibv

ic = =

= 36,5 chọn ibr = 2 iv = 18

e) Chọn bộ truyền

 Chọn bộ truyền trục vít có số vòng quay n = 80 (vg/ph), tỷ số truyền I =

18, làm việc hai chiều tải trọng thay đổi Thời gian sử dụng 8 năm, mỗi năm làm việc 300 giờ, một ngày làm việc 8 giờ

 Chọn vít me đai ốc: Vít me ép chia làm 3 giai đoạn, đoạn đầu tham gia lắp ráp với bánh vít, đoạn cuối áp chặt vào gối trục Quan trọng là ở giữa có ren và được lắp với đai ốc để điều chỉnh hành trình

Ren dùng trong vít me đai ốc là loại ren hình thang đỡ chặn một phía để chống rơ và lỏng khi làm việc

Chọn vật liệu làm vít me là thép 40X tôi cải thiện có σk = 800 (N/mm2),

σch = 500 (N/mm2), HB = 230

III Cách bố trí các trục

Hình 3.4

Trong đó: [ ]tx: Ứng suất tiếp xúc cho phép (N/mm2)

K’N: Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp

K’N = √

Trong đó: N0: Số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn

Ntđ: Số chu kỳ tương đương Xem bánh răng chịu tải trọng không đổi nên:

Ntđ = N =600.u.n.T (3.3)[7]

Trong đó: n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng

T: Tổng số giờ làm việc u: Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng

T = 8.300.8 = 19200 (giờ) Vậy số chu kỳ tương đương:

+ Bánh lớn: Ntđ2 = 600.1.141,9.19200 = 163,46x107

+ Bánh nhỏ: Ntđ1 = i Ntđ2 = 2,96 163,46x107=483,8.107

Theo bảng 3_9 TKCTM_ Nguyễn Trọng Hiệp, ta có N0 = 107

Vậy Ntđ1, Ntđ2 đều lớn hơn N0 nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ

[ ]tx1 = [ ]NotxK’N = 2,6.1.240 = 624 (N/mm2)

b Ứng suất uốn cho phép

Răng làm việc hai mặt (răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều)

[ ]u =

K”N (3.6)[7]

Trong đó: -1 : Giới hạn mỏi trong chu kỳ đối xứng

n: Hệ số an toàn Bánh răng bằng thép, thường hóa, tôi cải thiện: n= 1,5

: Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng

Bánh răng bằng thép, tôi cải thiện, thường hóa: = 1,8

K”N: Hệ số chu kỳ ứng suất uốn

Cả Ntđ1, Ntđ2 đều lớn hơn No nên lấy K”N = 1

Giới hạn mỏi uốn của thép:

+ 45 tôi cải thiện: 1 = 0,43 b = 0,43.750 = 322,5 (N/mm2) + 40 thường hóa: 1 = 0,43 b = 0,43.540 =232,2 (N/mm2)

 [ ]u1 =

= 179,2 (N/mm2) [ ]u2 =

6 Tính vận tốc của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Với d = 0,59 theo bảng 3-12 TKCTM ta tìm được Kttbảng = 1,32

Tính hệ số tập trung tải trọng thực tế theo công thức 3-20 TKCTM

1 1, 32 1

1,16

ttb tt

K

Theo bảng 3-13 TKCTM ta tìm được hệ số tải trọng động Kđ = 1,45

Hệ số tải trọng động:

8 Xác định moduyn, số răng, chiều rộng bánh răng

- Moduyn được chọn theo khoảng cách trục

A Z

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng hay kiểm nghiệm ứng suất uốn sinh ra trong chân răng theo công thức

u =

[ ]uTrong đó: m_Moduyn pháp của bánh răng, m = 5

y_Hệ số dạng răng, chọn theo số răng tương đương

Ztđ1 = Z1 = 25 => y1 = 0,476

Ztđ2 = Z2 = 74 => y2 = 0,517 + Đối với bánh răng nhỏ:

u1 =

= 78,56 (N/mm2) + Đối với bánh răng lớn:

u2 = u1 = 78,56

= 72,33 (N/mm2) Với ứng suất uốn cho phép: [ ]u = 129 (N/mm2)

Ta thấy: u1 , u2 đều nhỏ hơn [ ]u

10 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột

Trường hợp bánh răng chịu quá tải với hệ số quá tải

Kqt = Trong đó: Mqt : Momen xoắn quá tải

M: Momen xoắn danh nghĩa Cần kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc lớn nhất sinh ra khi quá tải theo công thức

txqt = tx √ [ ]txqt

Trong đó: tx: ứng suất tiếp xúc

a ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải

= 562,7 (N/mm2)

 txqt = tx √ = 562,7√ = 711,7 (N/mm2

) Trong đó: Hệ số quá tải Kqt = 1,6

Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối với bánh nhỏ và bánh lớn

d Kiểm nghiệm sức bền uốn

11 Định các thông số chủ yếu của bộ truyền

Các thông số chủ yếu của bộ truyền được tính theo các công thức trong bảng 3-3 TKCTM

III Thiết kế bộ truyền cấp chậm

N

K : Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp

6 0

td N

N

N

K 

Trong đó: N0: Số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn

Ntđ: Số chu kỳ tương đương

Xem bánh răng chịu tải trọng không đổi nên

+ Bánh nhỏ: Ntđ1 = i.Ntđ2 = 163,46.107.2,37 = 387,4.107

Theo bảng 3_9 TKCTM_Nguyễn trọng Hiệp, ta có No = 107

Vậy, Ntđ1, Ntđ2 đều lớn hơn N0 nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ

b, Ứng suất uốn cho phép

Răng làm việc hai mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi đổi chiều )

K : Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng

Bánh răng bằng thép, tôi cải thiện, thường hóa: K = 1,8

N

K : hệ số chu kỳ ứng suất uốn

m td N

Cả Ntđ1, Ntđ2 đều lớn hơn N0 nên lấy K N = 1

Giới hạn mỏi uốn của thép:

5,1.5,322

mm N

5,1.2,232

mm N

.

.

10 05 , 1 1

n

N K i

i A

b d

Với ψd = 0,51 theo bảng 3-12 TKCTM ta tìm được Kttbảng = 1,16

Tính hệ số tập trung tải trọngthực tế theo công thức 3-20 TKCTM

1 , 08

2

1 16 , 1 2

8 Xác định moduyn, số răng, chiều rộng bánh răng

- Moduyn được chọn theo khoảng cách trục

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng hay kiểm nghiệm ứng suất uốn sinh ra trong chân răng theo công thức:

  .

.

10 1 , 19

2 6

u u

b n Z m y

N

Trong đó: m_Moduyn pháp của bánh răng, m = 4

y_Hệ số dạng răng, chọn theo số răng tương đương

Ta thấy:  1 ,  2 đểu nhỏ hơn   u

10 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột

Trường hợp bánh răng chịu quá tải với hệ số quá tải

M

M

K qt  qt Trong đó: Mqt_Momen xoắn quá tải

M_Momen xoắn danh nghĩa

Cần kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc lớn nhất sinh ra khi quá tải theo công thức

txqt  tx K qt   txqt

Trong đó: tx _ứng suất tiếp xúc

a ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải

 txqt tx K qt 353,5 1,8 474, 27 (N/mm2)

Trong đó: Hệ số quá tải Kqt = 1,8

Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối với bánh nhỏ và bánh lớn

d kiểm nghiệm sứ bền uốn