Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

Nguyên lí làm việc Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn động sang trục bị dẫn nhờ vào sự ăn khớp giữa các mắc xích với răng của đĩa xích.. Các trục của bộ truyền xích song so

- Thời gian phục vụ L, năm : 10

- Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ :

- 01 bản vẽ lắp A0 cho hộp giảm tốc và 02 bản vẽ chi tiết (dùng Autocad).

- Tính toán – Mô phỏng (Inventor hay Solidworks, có thể dùng ANSYS)

- Có thể in 3D hộp số (nếu có khả năng về kinh phí)

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 1

1.1 Tổng quan về hệ thống bộ truyền xích 1

1.1.1 Nguyên lí làm việc 1

1.1.2 Phân loại 1

1.1.3 Ưu điểm, nhược điểm và phạm vi sử dụng 2

1.2 Các loại băng tải xích 3

1.2.1 Băng tải xích inox 3

1.2.2 Băng tải xích nhựa 4

CHƯƠNG 2 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 5

2.1 Xác định công suất cần thiết, số vòng quay sơ bộ của động cơ điện, chọn quy cách động cơ 5

2.1.1 Chọn kiểu loại động cơ 5

2.1.2 Xác định công suất của động cơ 5

2.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ 6

2.1.4 Chọn quy cách động cơ 6

2.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đã chọn 7

2.2 Phân phối tỷ số truyền 7

2.3 Xác định các thông số động học và lực của các trục 9

2.3.1 Tính tốc độ quay trên các trục 9

2.3.2 Tính công suất trên các trục 9

2.3.3 Tính momen xoắn trên các trục 9

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 11

3.1.1 Chọn loại đai và tiết diện đai 11

3.1.2 Xác định kích thước và thông số bộ truyền 11

3.1.3 Xác định lực trong bộ truyền 14

3.2 Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít 16

3.2.1 Số liệu ban đầu: 16

3.2.2 Dự đoán vận tốc trượt 16

3.2.3 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép của bánh vít 17

3.2.4 Chọn số mối ren 17

3.2.5 Chọn hiệu suất sơ bộ của bộ truyền trục vít 17

3.2.6 Tính khoảng cách trục theo độ bền tiếp xúc 17

3.2.7 Xác định kích thước chính của bộ truyền 18

3.2.8 Vận tốc trượt xác định 19

3.2.9 Tính toán lại ứng suất tiếp xúc cho phép 19

3.2.10 Xác định số răng tương đương bánh vít 19

3.2.11 Tính toán nhiệt 20

3.2.12 Kiểm tra độ cứng của trục vít 20

3.3 Thiết kế răng trụ thẳng 20

3.3.1 Chọn vật liệu 20

3.3.2 Xác định ứng suất cho phép 21

3.3.3 Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền 24

3.3.4 Xác định thông số ăn khớp 25

3.3.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 27

3.3.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 29

3.3.7 Kiểm nghiệm độ bền quá tải 31

3.4 Nối trục đàn hồi 31

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN 33

4.1 Chọn vật liệu 33

4.4 Tải trọng tác dụng lên trục 37

4.5 Xác định các lực lên các trục 39

4.6 Biểu đồ moment trên từng trục 40

4.6.1 Trục I 40

4.6.2 Trục II 43

4.6.3 Trục III 47

4.7 Xác định đường kính các đoạn trục 50

4.7.1 Tính Moment uốn tổng M kj và moment tương đương M tdkj tại các tiết diện j 51

4.7.2 Đường kính tại các tiết diện j trên mỗi trục 52

4.8 Kiểm nghiệm trục và độ bền của then 54

4.8.1 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 54

4.8.2 Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 60

4.8.3 Kiểm nghiệm độ bền của then 61

CHƯƠNG 5 Ổ LĂN 63

5.1 Trục I 63

5.2 Trục II 65

5.3 Trục III 68

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC 70

6.1 Chọn thân máy 70

6.1.1 Yêu cầu 70

6.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp 70

6.2 Các chi tiết có liên quan tới kết cấu của vỏ hộp 71

6.2.1 Chốt định vị 71

6.2.2 Nắp ổ 72

6.2.3 Cửa thăm 72

6.2.4 Nút thông hơi 73

6.2.5 Nút tháo dầu 74

6.2.8 Vòng phớt 75

6.2.9 Vòng chắn dầu 75

6.2.10 Bánh răng trụ 76

6.2.11 Vòng móc 78

6.3 Bôi trơn 78

6.3.1 Bôi trơn các bộ truyền trong hộp 78

6.3.2 Bôi trơn ổ lăn 78

6.4 Dung sai lắp ghép 79

6.4.1 Dung sai ổ lăn 79

6.4.2 Lắp ghép bánh răng trên trục 79

6.4.3 Lắp ghép then 80

CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG VỎ HỘP GIẢM TỐC 82

Hình 1 Bộ truyền xích 1

Hình 2 Các loại xích 2

Hình 3 Băng tải xích inox 3

Hình 4 Băng tải xích nhựa 4

Hình 5 Đai thang thường 11

Hình 6 Trục I 35

Hình 7 Trục II 36

Hình 8 Trục III 37

Hình 9 Phân tích lực trên các trục 40

Hình 10 Biểu đồ moment của trục I 41

Hình 11 Phản lực tại A và C của trục I 41

Hình 12 Biểu đồ Moment My của trục I 42

Hình 13 Biểu đồ Moment Mz trục I 43

Hình 14 Biểu đồ moment của trục II 45

Hình 15 Phản lực tại A và D của trục II 46

Hình 16 Biểu đồ Moment My trục II 46

Hình 17 Biểu đồ moment Mx trục II 47

Hình 18 Biểu đồ moment trục III 48

Hình 19 Phản lực tại A và C của trục III 49

Hình 20 Biểu đồ moment My trục III 49

Hình 21 Biểu đồ moment Mx trục III 50

Hình 22 Chốt định vị 72

Hình 23 Cửa thăm 73

Hình 24 Nút thông hơi 73

Hình 25 Nút tháo dầu 74

Hình 26 Que thăm dầu 74

Hình 27 Vòng phớt 75

Hình 28 Bánh răng trụ 76

Bảng 1 Bảng thông số động học, momen và tỷ sô truyền hộp giảm tốc 10

Bảng 2 Thông số bộ truyền đai thang 16

Bảng 3 Thông số hình học cảu bánh vít và trục vít 19

Bảng 4 Thông số hình học của bánh răng trụ nhỏ và bánh răng trụ lớn 27

Bảng 5 Bảng thông số ren của các trục I, II và III 60

Bảng 6 Kết cấu nắp ổ trong hộp giảm tốc 72

Bảng 7 Dung sai ổ lăn của 3 trục I, II và III 79

Bảng 8 Dung sai lắp ghép trục II và bánh vít, bánh răng trụ nhỏ 80

Bảng 9 Dung sai lắp ghép trục III với bánh răng trụ lớn 80

Bảng 10 Sai lệch giới hạn của chiều rộng và chiều sâu rãnh then 81

Trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành kinh tếnói chung và ngành kỹ thuật nói riêng đòi hỏi các kỷ sư và cán bộ kỹ thuật nắmđược kiến thức tương đối rộng và phải biết vận dụng sáng tạo những kiến thức

đã học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế

Đồ án môn học – Thiết kế kỹ thuật là một trong những bước cơ bản đầutiên giúp cho sinh viên có một cái nhìn thực tế cụ thể hơn với các kiến thức nămnhất năm hai đã học, nó còn là một môn cơ sở rất quan trọng để sinh viên chuẩn

bị tiếp cho môn Đồ án Mô phỏng Cơ kỹ thuật và hoàn thiện Luận văn tốt nghiệpmột cách tốt nhất Trong quá trình thực hiện nhóm sinh viên có thể bổ sung vàhoàn thiện kỹ năng vẽ cơ khí cũng như cách tính toán một cách hợp lí và chínhxác, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên Ngành Cơ kỹ thuật

Đề tài của nhóm sinh viên được giao là Thiết kế hệ thống dẫn động xíchtải Đồ án thiết kế truyền động này giúp chúng em được tìm hiểu và thiết kế hộpgiảm tốc, qua đó có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn như Cơ

lý thuyết, Vẽ kỹ thuật, Cơ học vật răn biến dạng

Cuối cùng nhóm sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn,

các ban trong Ngành Cơ kỹ thuật, đặc biệt là Thầy NGUYỄN TƯỜNG LONG

đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo một cách tận tình giúp nhóm sinh hoàn thành tốtnhiệm vụ được giao

Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máycùng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu

và bài giảng của các môn học có liên quan song bài làm của nhóm không thểtránh được những thiếu sót Vì vậy nhóm rất mong nhận được sự góp ý của cácthầy cô và các bạn để đồ án này được tốt hơn

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH

TẢI1.1 Tổng quan về hệ thống bộ truyền xích

Vào năm 225 trước Công nguyên, Philo đã mô tả hệ thống lấy nước bằng bộtruyền xích Leonardo da Vinci phác thảo bản thiết kế xích vào những năm1500

Hệ thống băng tải, xích tải là hệ thống mang lại hiệu quả cao trong việc vậnchuyển hàng hóa, nguyên vật liệu sản xuất Hiện nay có rất nhiều loại xích tảiđang được ứng dụng, dựa theo điều kiện và tính chất công việc của các doanhnghiệp, xí nghiệp, nhà máy cần lựa chọn loại xích tải phù hợp với doanh nghiệpcủa mình

1.1.1 Nguyên lí làm việc

Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn động sang trục bị dẫn nhờ vào

sự ăn khớp giữa các mắc xích với răng của đĩa xích Bộ truyền xích bao gồmxích 1 và các đĩa xích dẫn 2, bị dẫn 3 Các trục của bộ truyền xích song songnhau, có thể trong bộ truyền có nhiều bánh xích bị dẫn Ngoài ra, trong bộtruyền xích có thể có bộ phận căng xích, các bộ phận che chắn và bộ phận bôitrơn

Hình 1 Bộ truyền xích

1.1.2 Phân loại

Theo công dụng chung, người ta chia xích làm ba nhóm: xích kéo, xích tải vàxích truyền động Trong đồ án này chúng ta khảo sát về bộ truyền xích tải

Hình 2 Các loại xích

a) Xích tải tròn; b) Xích tải bản; c) Xích tải kéo ống;

d) Xích truyền động một dãy; e) Xích truyền động hai dãy;

f) Xích truyền động má cong; g) Xích truyền động ống;

h, i) Xích răng có má dẫn hướng trong và ngoài

j, k) Xích ống truyền động có mắc xích định hình

1.1.3 Ưu điểm, nhược điểm và phạm vi sử dụng

So với bộ truyền đai, bộ truyền xích có các ưu điểm sau:

- Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quátải đột ngột

- Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn

- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và

số vòng quay

- Bộ truyên xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánhxích, do đó góc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và

do đó có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn

Các nhược điểm của bộ truyền xích là do sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa

khớp, các mắc xích xoay tương đối với nhau và bản kề xích bị mòn, gây nên tảitrọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tứcthời của xích và bánh bị dẫn thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có

bộ phận điều chỉnh xích

Phạm vi sử dụng: bộ truyền xích được sử dụng khi truyền chuyển động và công

suất giữa các trục có khoảng cách xa (đến 8m) cho nhiều đĩa xích bị dẫn cùngmột lúc Sử dụng trong trường hợp có vận tốc thấp và trung bình v < 15 m/s và

số vong quay n < 500 vg/ph Thông thường đặt bộ truyền xích sau hộp giảm tốc

1.2 Các loại băng tải xích

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại băng tải xích như: Băng tải xích inox,băng tải xích nhựa, băng tải xích tấm, băng tải xích cào, băng tải xích treo, băngtải xích đan lưới… Tuy nhiên 2 loại băng tải xích inox và băng tải xích nhựa làđược sử dụng nhiều nhất với các tính năng ưu việt hơn so với loại khác

1.2.1 Băng tải xích inox

Hình 3 Băng tải xích inox

- Được chế tạo bằng inox, chịu sự mài mòn cao, có độ bền cao, chống gỉ tốtnên thường được sử dụng trong các môi trường khác nghiệt

- Băng tải có nhiệm vụ di chuyển các vật thể có kích thước lớn, trọng lượngnhiều , điều này con người khó có thể di chuyển được hoặc cần lượngnhân công rất lớn

- Kết cấu gồm những tấm thép bắt ngang thường được sử dụng trong cácngành sản xuất tải gỗ, đất, xi măng, đá…

- Băng tải xích inox còn có loại lưới inox tạo thành băng tải lưới inox cóchốt ngang Sử dụng trong các môi trường tải thực phẩm, thủy sản, haytrong các môi trường ngâm nước …

1.2.2 Băng tải xích nhựa

- Có trọng lượng nhẹ, kết cấu đơn giản, nhưng độ thẩm mỹ cao, phù hợpvới mọi địa hình như cong, ngang…

Hình 4 Băng tải xích nhựa

CHƯƠNG 2 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI

TỶ SỐ TRUYỀN2.1 Xác định công suất cần thiết, số vòng quay sơ bộ của động cơ điện, chọn quy cách động cơ

2.1.1 Chọn kiểu loại động cơ

Hiện nay có hai loại động cơ điện là động cơ điện một chiều và động cơ xoaychiều Để thuận tiện phù hợp cho lưới điện hiện nay ta chọn động cơ điện xoaychiều Trong các loại động cơ điện xoay chiều nhóm chọn động cơ điện ba phakhông đồng bộ roto ngắn mạch Vì động cơ này có các ưu điểm: kết cấu đơngiản, giá thành tương đối thấp, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trựctiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện.[1] trang 21

2.1.2 Xác định công suất của động cơ

Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức 3.11[2] trang 96

Trong đó:

– Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW)

– Công suất tính toán trên trục máy công tác (kW)

– Hiệu suất chung của cả hệ thống

Theo công thức 3.4[2] trang 94

Theo công thức 3.10[2] trang 96

Hiệu suất truyền động theo công thức 2.9[1] trang 19

Theo bảng 3.3 [2] trang 96 ta chọn:

= 0,99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn

= 0,85: Hiệu suất của bộ truyền trục vít

= 0,96: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ

= 0,94: Hiệu suất của bộ truyền đai

= 0,98: Hiệu suất của khớp nối

Thay vào (1.1) ta được:

Vậy

2.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ

Số vòng quay sơ bộ của động cơ theo công thức 2.18 [1] trang 21

Trong đó:

: Số vòng quay sơ bộ của động cơ

: Số vòng quay của trục máy công tác, ở bài toán này là đĩa xích

: Tỷ số truyền cho toàn hệ thống

Tra theo bảng 2.4 [1] trang 21, ta chọn:

= 3 Tỷ số truyền của bộ truyền đai thang

= 12 Tỷ số truyền của bộ truyền trục vít

= 5 Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ

= 1 Tỷ số truyền của khớp nối

Vận tốcquay(vg/ph)

Cos

2.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đã chọn

2.1.5.1 Kiểm tra điều kiện mở máy

Khi mở máy momen tải không được vượt quá momen khởi động của động cơ (T

< Tk nếu không động cơ sẽ không chạy Trong các catalog của động cơ đều cho

tỷ số , đó cũng là một số liệu cần để tham khảo khi chọn nhãn hiệu động cơ, vớiđiều kiện:

Trong đó Tmm – Momen mở máy của thiết bị dẫn động

(theo bảng 1.1 ở trên)

Theo lược đồ phân bố tải trọng tác động như đã cho trong đề bài

Vậy động cơ thỏa mãn điều kiện mở máy

2.2 Phân phối tỷ số truyền

Xác định tỷ số truyền ut của hệ dẫn động

Theo công thức 3.8 trang 95 [2]

Trong đó:

: Số vòng quay của động cơ

: Số vòng quay của đĩa xích

Do trục vít – bánh răng có răng nghiêng và nằm trong khoảng từ 40 đến 120nên ta chon c = 2,4, sau đó tra bảng 2.4 [1] trang 47

Với ta tìm được , do đó tỷ số truyền của bánh răng trụ thẳng sẽ là:

Kiểm tra lại:

Ta có:

Sự chênh lệch giữa và không đáng kể

Vậy ta có kết quả tỷ số truyền của các bộ truyền trong hệ thống

2.3.2 Tính công suất trên các trục

Gọi công suất các trục I, II, III lần lượt là PI, PII, PIII

Công suất danh nghĩa trên trục I:

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN3.1 Thiết kế bộ truyền đai

3.1.1 Chọn loại đai và tiết diện đai

Ở đây ta chọn đai được chế tạo từ vật liệu tổng hợp với vật liệu nên là nhựapolyamide liên kết với các sợi capron Các loại này có độ bền tĩnh và mỏi rấtcao, bộ truyền đai có thể truyền công suất đến 15kW, có thể làm việc với tốc độcao (80100 m/s)

Dựa vào (kW) và (vg/ph), ta tra đồ thị hình 4.22 [2] trang 167 chọn loại đai là đaithang thường loại A:

Các thông số của đai thang thường loại A bảng 4.3 [2] trang 137:

(mm); (mm); (mm); (mm)

Diện tích tiết diện: 81 (mm2)

Đường kính bánh đai nhỏ nhỏ nhất: (mm)

Với đường kính bánh đai nhỏ (công thức trang 166 )

Chiều dài đai: L = 5604000 (mm)

Hình 5 Đai thang thường

3.1.2 Xác định kích thước và thông số bộ truyền

3.1.2.1 Đường kính đai nhỏ

Chọn đường kính bánh đai nhỏ theo tiêu chuẩn, ta chọn (mm) (dãy số chọnđường kính trang 166 [2])

Vận tốc đai: (công thức 4.6 [2])

Vậy thỏa mãn điều kiện: ta có thể giữ nguyên các thông số đã chọn

3.1.2.3 Khoảng cách trục a và chiều dài đai L

Chọn sơ bộ khoảng cách trục là:

Chiều dài sơ bộ của đai: (công thức 4.4 trang 141 [2])

Theo tiêu chuẩn chiều dài L trang 136 [2], ta chon L = 1800 (mm)

Tính số vòng chạy của đai trong một giây:

Do đó điều kiện được thỏa

Tính chính xác khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn: (công thức 4.5a trang

141 [2])

Với

Kiểm nghiệm điều kiện (công thức trang 166 [2]), khoảng cách trục cần thỏamãn:

Vậy khoảng cách trục thỏa mãn điều kiện

Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai:

Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền u:

Vì u = 3,12 > 2,5

Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài L:

Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng giữa các dâyđai:

Ta chọn sơ bộ

Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của chế độ tải trọng:

Theo bảng 4.8 [2] trang 162, ta chọn kW, khi d1 = 112mm, L0 = 1700mm, v =17,17 m/s và đai loại A

Số dây đai được xác định theo công thức:

Ta chọn z = 5 đai

3.1.2.5 Chiều rộng bánh đai và đường kính bánh đai

Tính chiều rộng bánh đai theo công thức 4.17 trang 63 [1]

Với và tra trong bảng 4.21 trang 63[1]

Trong đó: là khối lượng 1 mét chiều dài đai

Tra bảng 4.22 trang 64 - [ CITATION Trị \l 1066 ] ta được = 0,105 kg/m

Suy ra

3.1.3.2 Xác định lực căng ban đầu

Theo công thức 4.19 [1] trang 63

Lực căng mỗi dây đai 28,39 N

3.1.3.3 Lực tác dụng lên trục

Theo công thức 4.21 [1] trang 64

3.1.3.4 Lực vòng có ích

Theo công thức 3.4 [2] trang 94

Lực vòng trên mỗi dây đai 110,31 N

3.1.3.5 Ứng suất lớn trong dây đai

Với E = 100 MPa, module vật liệu đai (E = 100350 MPa), suy ra:

3.1.3.6 Tuổi thọ của đai

Xác định theo công thức 4.37 [2] trang 156

Theo công thức (7.8) [2] trang 312

Tương ứng, vận tốc trượt vs = 3,8 (m/s) ta chọn cấp chính xác 8 theo bảng 7.4 [2]trang 312

Vì vs < 5 (m/s), ta chọn đồng thanh không thiết BrAlFe9-4 đúc trong khuôn cát

Chọn vật liệu cho trục vít là thép 45C được tôi rắn với độ rắn > 45 HRC,sau đó được mài và đánh bóng ren vít (bảng 7.8 [2])

3.2.3 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép của

3.2.5 Chọn hiệu suất sơ bộ của bộ truyền trục vít

Theo công thức 7.11 [2] trang 314:

3.2.6 Tính khoảng cách trục theo độ bền tiếp xúc

Theo công thức 7.42a [2] trang 326

Trong đó hệ số tải trọng tính với và theo bảng 7.6 [2] trang 316

Tính mô-đun

Ta chọn m = 6,3 theo tiêu chuẩn

Vậy khoảng cách trục

Do không thể chọn hệ số dịch chỉnh để khoảng cách trục tiêu chuẩn nên ta cóthể lấy giá trị khoảng cách trục này.

3.2.7 Xác định kích thước chính của bộ truyền

Hệ số tải trọng tính tra theo bảng 7.6 [ CITATION Ngu16 \l 1066 ] và

Hiệu suất theo công thức 7.9 [2]:

Với

3.2.9 Tính toán lại ứng suất tiếp xúc cho phép

Vậy trị này phù hợp với giá trị đã chọn

3.2.10 Xác định số răng tương đương bánh vít

Chọn hệ số YF2 = 1,45 theo bảng 7.10 [2] trang 327

Kiểm nghiệm độ bền uốn của bánh vít theo công thức 7.43 [2] trang 327

3.2.11 Tính toán nhiệt

Theo công thức 7.47 [2] trang 328

Nhiệt độ nằm trong phạm vi cho phép

3.2.12 Kiểm tra độ cứng của trục vít

Theo công thức 7.50 trang 329 [2]

Với – Moment quá tính tương đương mặt cắt trục vít

3.3 Thiết kế răng trụ thẳng

3.3.1 Chọn vật liệu

Chọn vật liệu nào tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể: tải trọng lớn hay nhỏ, khả năngcông nghệ và thiết bị chế tạo cũng như vật tư cung cấp,… Đối với hộp giảm tốcchịu công suất trung bình và nhỏ chỉ cần chọn vật liệu nhóm I có độ rắn HB ,bánh răng được thường hóa hoặc tôi cải thiện Nhờ độ rắn thấp nên có thể cắtrăng chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mòn

Do không có yêu cầu đặc biệt và quan điểm thống nhất trong thiết kế, thuận tiệnviệc gia công chế tạo, ở đây ta chọn vật liệu làm các bánh răng như nhau, cụ thể

là thép 45 tôi cải thiện, với

Kl : hệ số xét đến ảnh hưởng điều kiện bôi trơn, thông thường chọn Kl =1.

KxH : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước răng

K : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước răng đến độ bền uốn

: ứng suất tiếp xúc cho phép

: ứng suất uốn cho phép

: hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, tra bảng 6.2 [1]

FC

K : hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải, K FC 1 (bộ truyền quay 1 chiều)

Trong thiết kế sơ bộ lấyZ Z K R V xH  , 1 Y Y K R S XF 1, khi đó công thức tính và

  

Trong đó trị số và theo bảng 6.2 trang 94 [1]: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB

0

2 lim2 2 70 2 220 70 510

0

1 lim1 1,8 1,8 250 450

0

2 lim2 1,8 1,8 220 396

3 max 1

i i HE

6 max 1

i i FE

Trong đó: c : số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, c=1

ni : số vòng quay của bánh răng, nII = 76 v/p, nIII = 17 v/p

ti : tổng số giờ làm việc, ti = 48000 giờ

Ti : moment xoắn 1.3.108

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải với bánh răng tôi cải thiện được xác địnhbởi công thức (6.13) trang 95 [1]:

T : moment xoắn trên trục bánh chủ động T1995294,82Nmm

 H : Ứng suất tiếp xúc cho phép � �H 463,64MPa

� �

1

u : tỷ số truyền u14,5

Các hệ số  ba, bd tra từ bảng 6.6 [1] với độ cứng HB 350� và được xác định

bởi công thức (6.16) trang 97 [1]:

Chọn ba 0,25 ; bd 0,53.bau1 1 0,53.0,25 4,5 1   0,7288

K  : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

khi tính về tiếp xúc, dựa vào bảng 6.7 [1] chọnK H 1,05

Thay các giá trị vào ta được:

463,64 4,5.0, 25

.1,0549,5 4,5 1 995294, 28

3.3.4.3 Các thông số cơ bản của bộ truyền răng trụ

Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền răng trụ dựa vào bảng 6.2 trang

mz d

mz d

Bảng 4 Thông số hình học của bánh răng trụ nhỏ và bánh răng trụ lớn

3.3.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng xác định theo công thức 6.33 trang 105 [1]:

1 2 1

K  : hệ số kể đến sự phân bố tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp.

Đối với bánh răng thẳng K H= 1

Vận tốc vòng v được xác định theo công thức (6.40) [1]:

1 2 H w w

Hv

H H

V b d K

3.3.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không đượcvượt quá giá trị cho phép, tính theo công thức (6.43), (6.44) [1]:

2 F

Fv

F F

v b d K

v b d K

3.3.7 Kiểm nghiệm độ bền quá tải

Để tránh biến dạng dư hoặc gẫy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại

10 M8 15 42 20 10 15 1,5Kiểm tra điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi

Vậy điều kiện bền dập của vòng đàn hồi thỏa

Kiểm tra điều kiện bền của chốt: u 0,1 c3 o o u

: ứng suất cho phép của chốt

Thay các giá trị ta được: 3

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN

Trục dùng để đỡ các chi tiết quay, bao gồm trục tâm và trục truyền Trục tâm cóthể quay cùng với các chi tiết lắp ráp trên nó hoặc không quay, chỉ chịu được lựcngang, moment uốn và moment xoắn

4.1 Chọn vật liệu

Ta chọn vật liệu chế tạo thép 45 thường hóa hoặc tôi cải thiện có  b 600MPa ,

ứng suất xoắn cho phép   15 30MPa

T d





Trong đó : T - moment xoắn của trục k k

  - ứng suất xoắn cho phép,   15 30MPa, thông thường lấy trị số

nhỏ đối với trục đầu vào, và trị số lớn ở trục đầu ra hộp giảm tốc

Trục I : chọn   15MPa, 1 3 1  3 31,60[ ] 1 30[ ]

0,2 0

94,2

676,2915

995294,82

62,9[ ] 60[ ]0,2 0, 2 20

4254610,78

89,17[ ] 90[ ]0,2 0,2 30