Đồ án Nguyên lý chi tiết máy đề 1 full_SPKT

Đồ án chi tiết máy đề 1 SPKT TP.HCM NHẬN XÉT CỦA GVHD .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. TP.HCM, ngày 11 tháng 12 năm 2019 Chữ ký GVHDGiảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Văn Hữu Thịnh Đồ án Nguyên lý – chi tiết máy SVTH: Đỗ Quang Sang MSSV: 17144135 LỜI NÓI ĐẦU Ngành cơ khí là một ngành ra đời sớm so với các ngành khác, nó được xem là ông tổ của nên công nghiệp. Ngày nay, nó đóng vai trò rất quan trọng trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung. Lần đầu tiên thiết kế các chi tiết má và bộ phận máy, đây là một công việc hoàn toàn mới mẻ đòi hỏi người thực hiện phải vận dụng những kiến thức đã và đang học vào thức tế. Công việc này đã đem lại những giá trị bổ ích cho sinh viên, riêng em qua đồ án này em đã rút ra được nhiều kinh nghiệm và bài học quý giá. Em chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy Văn Hữu Thịnh là giảng viên hướng dẫn em thực hiện đồ án này. Về những đóng góp quý báu trong quá trình em thực hiện đồ án. Ngoài ra, để hoàn thành đồ án này, em có tham khảo một số sách như Chi tiết máy của Nguyễn Trọng Hiệp, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển tập I và tập II cùng nhiều tài liệu khác lưu hành nội bộ trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh như Dung sai kỹ thuật đo, Vật liệu học, Sức bền vật liệu,… Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy để việc học của em ngày một tốt hơn. Chân thành cảm ơnGiảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Văn Hữu Thịnh Đồ án Nguyên lý – chi tiết máy SVTH: Đỗ Quang Sang MSSV: 17144135 Mục lục Phần 1: TÍNH ĐỘNG HỌC ..................................................................................................... 1 1.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO: .................................................................................................... 1 1.1.2 Sơ đồ hệ thống và tải trọng ...................................................................................... 1 1.1.3 Số liệu thiết kế:......................................................................................................... 1 1.2 CHỌN ĐỘNG CƠ: ......................................................................................................... 1 1.2.1 Công suất tính toán trên trục công tác: .................................................................... 1 1.2.2 Hiệu suất hệ thống:................................................................................................... 2 1.2.3 Tính số vòng quay sơ bộ: ......................................................................................... 2 1.2.4 Chọn động cơ: .......................................................................................................... 3 1.3 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: ................................................................................... 4 1.3.1 Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống: ............................................................... 4 1.3.2 Phân phối tỷ số truyền: ............................................................................................. 4 1.4 TÍNH THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC: ........................................................................ 5 1.4.1 Số vòng quay trên các trục ....................................................................................... 5 1.4.2 Tính công suất trên các trục: .................................................................................... 5 1.4.3 Tính moment xoắn trên các trục: ............................................................................. 5 1.5 BẢNG THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC .................................................................................. 6 Phần 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI ................................................................................... 7 2.1 CHỌN LOẠI ĐAI VÀ XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN ĐAI: ................................................. 7 2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐAI VÀ BỘ TRUYỀN: ..................................... 7 2.3 XÁC ĐỊNH LỰC CĂNG BAN ĐẦU: ........................................................................... 9 2.4 XÁC ĐỊNH LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC: ................................................................ 9 2.5 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN ĐAI ............................... 10 Phần 3: BỘ TRUYỀN CẤP NHANH ................................................................................... 11Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Văn Hữu Thịnh Đồ án Nguyên lý – chi tiết máy SVTH: Đỗ Quang Sang MSSV: 17144135 3.1 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO:.............................................................................................. 11 3.2 CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÁNH RĂNG: ........................................................... 11 3.3 ỨNG SUẤT CHO PHÉP: ............................................................................................ 11 3.3.1 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép: ........................................................ 11 3.3.2 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn khi quá tải: ...................................................... 13 3.4 TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG: ....................................... 14 3.4.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền: ............................................................... 14 3.4.2 Xác định các thông số ăn khớp: ............................................................................. 14 3.5 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC: .................................................... 15 3.6 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN: .............................................................. 17 3.7 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI: ...................................................................... 18 3.8 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP NHANH: ............. 19 Phần 4: BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM ...................................................................................... 20 4.1 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO:.............................................................................................. 20 4.2 CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÁNH RĂNG: ........................................................... 20 4.3 ỨNG SUẤT CHO PHÉP: ............................................................................................ 20 4.3.1 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép: ........................................................ 20 4.3.2 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn khi quá tải: ...................................................... 22 4.4 TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG: ....................................... 23 4.4.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền: ............................................................... 23 4.4.2 Xác định các thông số ăn khớp: ............................................................................. 23 4.5 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC: .................................................... 24 4.6 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN: .............................................................. 26 4.7 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI: ...................................................................... 27 4.8 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM: ................ 28Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Văn Hữu Thịnh Đồ án Nguyên lý – chi tiết máy SVTH: Đỗ Quang Sang MSSV: 17144135 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU ............................................................ 29 Phần 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN ............................................... 30 5.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC: ................................................................................. 30 5.1.1 Thông số đầu vào: .................................................................................................. 30 5.1.2 Chọn vật liệu chế tạo trục và tính sơ bộ đường kính trục : .................................... 30 5.1.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực : ...................................... 31 5.1.4 Tải trọng tác dụng lên trục : ................................................................................... 33 5.1.6 Biểu đồ nội lực và tính chọn đường kính trên các đoạn trục: ................................ 35 5.2 KIỂM NGHIỆM TRỤC VÀ THEN: ............................................................................ 44 5.2.1 Kiểm nghiệm về độ bền trục: ................................................................................. 44 5.2.2 Kiểm nghiệm về độ bền then: ................................................................................ 46 Phần 6: CHỌN Ổ LĂN .......................................................................................................... 48 6.1 CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC 1: .................................................................................... 48 6.1.1 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:.................................................................. 48 6.1.2 Kiểm tra khả năng tải tĩnh: ..................................................................................... 50 6.2 CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC 2: .................................................................................... 50 6.2.1 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:.................................................................. 50 6.2.2 Kiểm tra khả năng tải tĩnh: ..................................................................................... 52 6.3 CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC 3: .................................................................................... 52 6.3.1 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:.................................................................. 53 6.3.2 Kiểm tra khả năng tải tĩnh: ..................................................................................... 54 Phần 7: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC KẾT CẤU CHI TIẾT KHÁC ............ 55 7.1 THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC ĐÚC: ..................................................................... 55 7.1.1 Nhiệm vụ: ............................................................................................................... 55 7.1.2 Yêu cầu: ................................................................................................................. 55Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Văn Hữu Thịnh Đồ án Nguyên lý – chi tiết máy SVTH: Đỗ Quang Sang MSSV: 17144135 7.1.3 Kích thước vỏ hộp .................................................................................................. 55 7.2 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC: ............................................................................ 57 7.2.1 Kết cấu trục: ........................................................................................................... 57 7.2.2 Kết cấu bánh răng: ................................................................................................. 57 7.2.3 Vòng chắn dầu: ..................................................................................................... 59 7.2.4 Ống lót, nắp ổ và vòng phớt: .................................................................................. 59 7.2.5 Bulông vòng: .......................................................................................................... 60 7.2.6 Que thăm dầu: ........................................................................................................ 61 7.2.7 Chốt định vị hình côn: ............................................................................................ 61 7.2.9. Nút thông hơi. ....................................................................................................... 62 7.2.10. Nút tháo dầu. ....................................................................................................... 62 Phần 8: CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP ........................................... 63 8.1 DẦU BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC: ........................................................................... 63 8.2 LẮP BÁNH RĂNG LÊN TRỤC VÀ ĐIỀU CHỈNH SỰ ĂN KHỚP: ....................... 63 8.2.1 Lắp bánh răng lên trục ........................................................................................... 63 8.2.2 Điều chỉnh bánh răng theo phương dọc trục: ......................................................... 65 8.3 DUNG SAI LẮP GHÉP: .............................................................................................. 66 8.3.1 Phương pháp chọn kiểu lắp .................................................................................... 66 8.3.2 Bảng dung sai lắp ghép bánh răng: ........................................................................ 67 8.3.3 Dung sai lắp ghép then: .......................................................................................... 67Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Văn Hữu Thịnh Đồ án Nguyên lý – chi tiết máy SVTH: Đỗ Quang Sang MSSV: 17144135 Trang 1 Phần 1: TÍNH ĐỘNG HỌC 1.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO: 1.1.2 Sơ đồ hệ thống và tải trọng Sơ đồ hệ thống Sơ đồ tải trọng 1.1.3 Số liệu thiết kế:  Lực vòng trên xích tải (2F) : 2900 (N)  Vận tốc xích tải (v) : 1.6 (ms)  Số răng đĩa xích tải (Z) : 9 (răng)  Bước xích tải (p) : 110 (mm)  Số năm làm việc : 5 (năm) 1.2 CHỌN ĐỘNG CƠ: 1.2.1 Công suất tính toán trên trục công tác: Công suất tính toán trên trục công tác:

Trang 1

NHẬN XÉT CỦA GVHD

TP.HCM, ngày 11 tháng 12 năm 2019

Chữ ký GVHD

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành cơ khí là một ngành ra đời sớm so với các ngành khác, nó được xem là

ông tổ của nên công nghiệp Ngày nay, nó đóng vai trò rất quan trọng trong tiến trình

công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung

Lần đầu tiên thiết kế các chi tiết máy và bộ phận máy, đây là một công việc hoàn

toàn mới mẻ đòi hỏi người thực hiện phải vận dụng những kiến thức đã và đang học

vào thức tế Công việc này đã đem lại những giá trị bổ ích cho sinh viên, riêng em qua

đồ án này em đã rút ra được nhiều kinh nghiệm và bài học quý giá Em chân thành gửi

lời cảm ơn đến Thầy Văn Hữu Thịnh là giảng viên hướng dẫn em thực hiện đồ án này

Về những đóng góp quý báu trong quá trình em thực hiện đồ án Ngoài ra, để hoàn

thành đồ án này, em có tham khảo một số sách như Chi tiết máy của Nguyễn Trọng

Hiệp, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển tập

I và tập II cùng nhiều tài liệu khác lưu hành nội bộ trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

Tp Hồ Chí Minh như Dung sai kỹ thuật đo, Vật liệu học, Sức bền vật liệu,… Rất

mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy để việc học của em ngày một tốt hơn

Chân thành cảm ơn!

Trang 3

MỤC LỤC

Phần 1: TÍNH ĐỘNG HỌC

1.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO:

1.2 CHỌN ĐỘNG CƠ:

1.3 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:

1.4 TÍNH THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC:

1.5 BẢNG THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC

Phần 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

2.1 CHỌN LOẠI ĐAI VÀ XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN ĐAI:

2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐAI VÀ BỘ TRUYỀN:

2.3 XÁC ĐỊNH LỰC CĂNG BAN ĐẦU:

2.4 XÁC ĐỊNH LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC:

2.5 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN ĐAI

Phần 3: BỘ TRUYỀN CẤP NHANH

3.1 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO:

3.2 CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÁNH RĂNG:

3.3 ỨNG SUẤT CHO PHÉP:

3.4 TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG:

3.5 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC:

3.6 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN:

3.7 KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI:

3.8 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP NHANH:

Phần 4: BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM

Trang 4

4.8 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM:

KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU

Phần 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN

5.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC:

5.2 KIỂM NGHIỆM TRỤC VÀ THEN:

Phần 6: CHỌN Ổ LĂN

6.1 CHỌN Ổ LĂN CHO TRỤC 1:

Phần 7: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC KẾT CẤU CHI TIẾT KHÁC

7.1 THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC ĐÚC:

7.2 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC:

Phần 8: CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP

8.1 DẦU BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC:

8.2 LẮP BÁNH RĂNG LÊN TRỤC VÀ ĐIỀU CHỈNH SỰ ĂN KHỚP:

8.3 DUNG SAI LẮP GHÉP:

BẢNG TÓM TẮT CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Trang 5

1.2.1 Công suất tính toán trên trục công tác:

- Công suất tính toán trên trục công tác:

Trang 6

1.2.2 Hiệu suất hệ thống:

η=η01⋅ η12⋅η23⋅ η34

- Trong đó:

η01: Hiệu suất từ trục động cơ truyền sang trục I (η01=η d ⋅η ol)

η12: Hiệu suất từ trục I truyền sang trục II (η12=η ol ⋅ η BR)

η23: Hiệu suất từ trục II truyền sang trục III (η23=η ol ⋅ η BR)

η34: Hiệu suất từ trục III truyền sang trục công tác (η34=η ol ⋅η nt)

- Tra bảng 2.3 tài liệu [1] trang 19, ta có:

Hiệu suất truyền động bộ truyền đai :η d=0,96

Hiệu suất nối trục : η nt=1

Hiệu suất 1 cặp ổ : η ol=0,99

Hiệu suất 1 cặp bánh răng trụ : η BR=0,98 (Bộ truyền được che kín)

Vậy, hiệu suất của hệ thống sẽ là: η=η01⋅ η12⋅η23⋅ η34=η ol4⋅η d ⋅ η BR2 ⋅η nt

+ u d¿ là tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền đai thang, chọn u d¿=2

- Số vòng quay sơ bộ của trục động cơ: n sb =u sb ⋅n ct=96,97.8 2=1551,52 ¿

Trang 7

1.2.4 Chọn động cơ:

- Chọn động cơ: động cơ được chọn phải thỏa mãn { ¿P cth=4,45(kW)≤ P dc

¿n sb=1551,52(v / ph)≈ n dc

- Kết quả:

+ Số hiệu động cơ : 4A112M4Y3

+ Công suất danh nghĩa : 5,5 (kW)

+ Số vòng quay trục động cơ : 1425 (vòng/phút)

+ Hệ số công suất (cos φ) : 0,85

+ Hệ số liên quan đến mômen khởi động động cơ (T k /T dn): 2,0

+ Hệ số liên quan đến khả năng quá tải của động cơ (Tdn max): 2,2

Trang 8

1.3 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:

1.3.1 Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:

u c=n dc

n ct= 1425 96,97=14,7

1.3.2 Phân phối tỷ số truyền:

Chọn u đ =2⇒ u h =7,7 ⇒{¿u n=3,02

¿u c=2,43

Δu=|u c −u d ⋅u hgt|

u c ⋅100=|14,7−2.3,02.2,43|

14,7 ⋅100=0,136% (Thỏa yêu cầu về sai số chophép tỉ số truyền)

Trục1Trục2

Trang 9

- Số vòng quay trên trục số 3: n3=n2

u2 = 235,93 2,43 =97,1(v/ ph)

- Số vòng quay trên trục công tác: n ct =n3=97,1(v/ ph)

1.4.2 Tính công suất trên các trục:

- Công suất trên trục 3: P3=P ct

1.4.3 Tính moment xoắn trên các trục:

- Moment trên trục động cơ: T dc=9,55 ⋅10

Trang 11

Phần 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

2.1 CHỌN LOẠI ĐAI VÀ XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN ĐAI:

- Dựa vào hình 4.1 (trang 59), ta chọn loại tiết diện là: Β ( số vòng quay bánh

nhỏ: n=n dc=1425vòng/phút, công suất cần truyền: P=P dc=5,24 (Kw)

2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐAI VÀ BỘ TRUYỀN:

- Đường kính bánh đai nhỏ: d1=125 mm (bảng 4.13, trang 59)

Kiểm tra điều kiện khoảng cách trục: 0,55 ⋅¿ (trị số h lấy theo bảng 4.13 trang 59)

⇔0,55⋅(125+250)+10,5 ≤ a≤ 2⋅(125+250)

⇔216,75≤ 297,5 ≤750 (thỏa điều kiện)

- Chiều dài đai: l=2⋅a+ π ⋅(d1+d2)

Dựa vào bảng 4.13 (trang 59), ta chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn :l=1250(mm)

- Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ:

Số lần uốn của đai trong 1 giây: i= v1

l = 9,321,250=7,456 (lần)

⇒i <i max (thỏa yêu cầu về tuổi thọ)

Trang 12

α2=180 °+ (d2−d1)⋅57 °

a =180 °+(250−125)⋅57 °325 =202°>120 ° (thỏa điềukiện về góc ôm)

- Số đai:z= P1⋅k d

[P0]⋅C α ⋅ C l ⋅C u ⋅C z

Trong đó:

 Công suất trên trục bánh đai chủ động: P dc =5,24 (Kw);

 Hệ số tải trọng động: K d=1,1 (bảng 4.7,trang 55 (Tải trọng tĩnh, động cơ

nhóm II));

 Công suất cho phép: [P0]=2,105 (Kw) (bảng 4.19, trang 62);

 Hệ số ảnh hưởng đến góc ôm α1: C α=0,944 (bảng 4.10, trang 57);

 Hệ số ảnh hưởng đến chiều dài đai: C l=0,877 (bảng 4.16, trang 61 ,với tỷ

số l l

0

= 1250

2240=0,558);

 Hệ số ảnh hưởng đến tỉ số truyền: C u=1,126 (bảng 4.17, trang 61);

 Hệ số ảnh hưởng đến sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai:

C z=0,9 (bảng 4.18, trang 61, với z sơ bộ bằng 4);

Trang 13

⇒ z= P dc ⋅k d

[P0]⋅C α ⋅C l ⋅C u ⋅C z

=2,105 ⋅0,944 ⋅0,877 ⋅1,125 ⋅0,9 5,24 ⋅1,1 =3,26

⇒Chọn z=4 (đai)

- Chiều rộng bánh đai: B=(z−1)⋅t +2⋅ e=(4−1)⋅19+2⋅12,5=82mm ( hệ số t ,e

được chọn theo bảng 4.21, trang 63)

2.3 XÁC ĐỊNH LỰC CĂNG BAN ĐẦU:

- Lực căng trên một đai: F0=780⋅ P1⋅ K d

v⋅C α ⋅ z +F v

Trong đó:

+ Công suất trên trục bánh đai chủ động: P1=5,24(kW )

+ Hệ số tải trọng động k d=1,1 (bảng 4.7, trang 55 (tải trọng tĩnh, động cơ

Trang 14

2.5 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN ĐAI

Trang 15

Phần 3: BỘ TRUYỀN CẤP NHANH

- Công suất trên trục 1 : P1 = 4,98 (kW)

- Moment xoắn của trục 1 : T1 = 66749,47 (N.mm)

- Số vòng quay trục 1 : n1 = 712,5(vòng/phút)

-Công suất trên trục 2 : P2 = 4,83 (kw)

- Số vòng quay trục 2 : n2 = 235,93 (vòng/phút)

- Tỷ số truyền cấp nhanh : u1 = 3,02

- Tổng thời gian làm việc : 24000 (giờ)

- Theo bảng 6.1 [1, trang 92], ta chọn:

+ Bánh răng nhỏ: thép C45 (mác thép chất lượng tốt, chứa khoảng 0,45% Cacbon, hàm

lượng tạp chất P, S≤0,040%), tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 285

Giới hạn bền kéo : σ b1=850(MPa); Giới hạn bền chảy : σ ch1=580(MPa), chọn độ cứng

250HB

+ Bánh răng lớn: thép C45 (mác thép chất lượng tốt, chứa khoảng 0,45% Cacbon, hàm

Giới hạn bền kéo :σ b2=750(MPa); Giới hạn bền chảy σ ch2=450(MPa), chọn độ cứng

235HB

3.3.1 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] và ứng suất uốn cho phép [L] :

Trang 16

- Ứng suất kéo cho phép ứng với số chu kì cơ sở :

+ Bánh răng nhỏ:σ H lim 10 =2⋅ H B1+70=2⋅250+70=570(MPa)

+ Bánh răng lớn: σ H lim 20 =2⋅ H B2+70=2⋅235+70=540(MPa)

- Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:σ Flim0

+ Bánh răng nhỏ: σ F lim 10 =1,8⋅ H B1=1,8⋅250=450( MPa)

+ Bánh răng lớn: σ F lim 20 =1,8⋅ H B2=1,8⋅235=423 (MPa)

- Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: SH = 1,1

- Hệ số an toàn khi tính về uốn: SF = 1,75

- Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải: KFC = 1 (bộ truyền quay 1 chiều)

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: N HO =30⋅ H2,4HB

+ Bánh nhỏ: N HO1 =30⋅ H HB12,4 =30⋅2502,4 =1,7 10 7

+ Bánh lớn: N HO2 =30⋅ H HB22,4 =30⋅ 2352,4=1,47 107

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn: N FO =4⋅106 đối với tất cả các loại

thép

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:

+ ni; Ti; ti lần lượt là moment xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i

của bánh răng đang xét

+ c số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c = 1

+ mH; mF: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn m H =m F=6 (độ rắn mặt

răng HB < 350) [1, trang 93]

- Bánh răng nhỏ:

Trang 17

2 = 518+4912 =504,5( MPa)<1,25[σ H]min (Bánh răng trụ răng nghiêng)

3.3.2 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn khi quá tải:

- Với bánh răng tôi cải thiện: [σ H]max=2,8⋅ σ ch =2,8⋅ 450=1260

- Với HB < 350: [σ F]max=0,8⋅σ ch

+ Bánh răng nhỏ: [σ F]1max=0,8⋅ σ ch1 =0,8⋅580=464 (MPa)

+ Bánh răng lớn: [σ F]2max=0,8⋅ σ ch2 =0,8⋅ 450=360(MPa)

Trang 18

3.4.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền:

- Đối với hộp giảm tốc, thông số cơ bản là khoảng cách trục aw Nó được xác định

bằng công thức: a w =K a ⋅(u±1)3

√ T1⋅ K Hβ

[σ H]2

⋅u⋅ψ ba

+ Ka: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng K a=43: bánh răng

trụ răng nghiêng, vật liệu làm bánh nhỏ và bánh lớn đều là thép (Theo bảng 6.5 [1,

trang 96])

+ [H]: Ứng suất tiếp xúc cho phép: [H] = 504,5 (MPa)

+ ψ ba=0,3 (bộ truyền không đối xứng, tải trọng thay đổi, độ rắn mặt răng làm việc của

cặp bánh răng <350 HB)⇒ψ bd =0,53 ⋅ψ ba ⋅(u± 1)=0,53 ⋅0,3⋅(3,02+1)=0,64

+ KHβ : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính

về tiếp xúc KHβ = 1,08 (Theo bảng 6.7 [1, trang 98])

- Khoảng cách trục được tính lại theo công thức:

a w =0,5⋅ mcosβ⋅(Z1+Z2)=0,5⋅ m cos β ⋅Z1(1+u)

- Chọn trước góc nghiêng β=10°

- Số răng bánh nhỏ Z1=2⋅a w ⋅cos β

m⋅(u+1) =2⋅117⋅cos

( ¿10°) 2⋅(3,02+1)=28,662¿ chọn Z1 = 28 răng

- Số răng bánh lớn: Z2=u⋅ Z1=3,02 ⋅28=84,56 chọn Z2 = 84 răng

- Tính lại góc nghiêng cos β=m⋅¿¿

Trang 19

- Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện sau:

+ Bánh răng trụ răng nghiêng không dịch chỉnh:

α tw =α t =arctg( tgα cos β )=ar ctg¿+ β b: góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

Trang 20

- KH: hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:

K H =K Hβ ⋅ K Hα ⋅ K Hv

+ K Hβ: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

Trang 21

[σ H]t=[σ H]⋅ Z v ⋅ Z R ⋅ K xH =504,5 ⋅0,95=479,275 (MPa) (CT 6.1 [1, trang 91])

Z V=1

⇒ σ H =427,4 (MPa)<[σ H]t=479,275(MPa)

Vậy bộ truyền thỏa điều kiện về độ bề tiếp xúc

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt

quá một giá trị cho phép:

- Số răng tương đương: ¿

- KF: Hệ số tải trọng khi tính về uốn: K F =K Fβ ⋅ K Fα ⋅ K Fv

+ K Fβ: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính

về uốn K Fβ=1,18 ứng với sơ đồ 3 (Theo bảng 6.7 [1, trang 98])

+ K Fα: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi

tính về uốn, K Fα=1,37: cấp chính xác 9 (theo bảng 6.14 [1, trang 107])

+ K Fv: Hệ số kể đến tải trọng động xuât hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn:

Trang 22

Vậy bộ truyền thỏa điều kiện bền uốn.

- Hệ số quá tải:K qt=T max

T dn =2,2(Theo bảng P1.3 [1, trang 237])

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

σ Hmax =σ H√K qt=427,4√2,2=633,94<1260 MPa=[σ H]max

Vậy bộ truyền thỏa điều kiện quá tải về ứng suất tiếp xúc

- Đề phòng biến dạng dư hay phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại

thỏa:

σ F1 max =σ F1√K qt=111,66√2,2=165,62<464 MPa=[σ F 1]max

σ F2max =σ F 2√K qt=106,4√2,2=157,82<360 MPa=[σ F2]max

Vậy bộ truyền thỏa điều kiện quá tải về ứng suất uốn

Trang 23

3.8 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP NHANH:

Trang 24

Phần 4: BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM

- Công suất trên trục 2 : P2 = 4,83 (kW)

- Số vòng quay trục 2 : n2 = 235,93 (vòng/phút)

-Công suất trên trục 3 : P3 = 4,69 (kw)

- Moment xoắn của trục 3 : T3 = 461271,88(N.mm)

- Số vòng quay trục 3 : n3 =97,1 (vòng/phút)

- Tỷ số truyền cấp chậm : u2 = 2,43

- Tổng thời gian làm việc : 24000 (giờ)

- Theo bảng 6.1 [1, trang 92], ta chọn:

+ Bánh răng nhỏ: thép C45 (mác thép chất lượng tốt, chứa khoảng 0,45% Cacbon, hàm

Giới hạn bền kéo : σ b1=850(MPa); Giới hạn bền chảy : σ ch1=580(MPa), chọn độ cứng

250HB

+ Bánh răng lớn: thép C45 (mác thép chất lượng tốt, chứa khoảng 0,45% Cacbon, hàm

Giới hạn bền kéo :σ b2=750(MPa); Giới hạn bền chảy σ ch2=450(MPa), chọn độ cứng

235HB

4.3.1 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] và ứng suất uốn cho phép [L] :

Trang 25

- Ứng suất kéo cho phép ứng với số chu kì cơ sở :

+ Bánh răng nhỏ:σ H lim 10 =2⋅ H B1+70=2⋅250+70=570(MPa)

+ Bánh răng lớn: σ H lim 20 =2⋅ H B2+70=2⋅235+70=540(MPa)

- Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:σ Flim0

+ Bánh răng nhỏ: σ F lim 10 =1,8⋅ H B1=1,8⋅250=450( MPa)

+ Bánh răng lớn: σ F lim 20 =1,8⋅ H B2=1,8⋅235=423 (MPa)

- Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: SH = 1,1

- Hệ số an toàn khi tính về uốn: SF = 1,75

- Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải: KFC = 1 (bộ truyền quay 1 chiều)

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: N HO =30⋅ H2,4HB

+ Bánh nhỏ: N HO1 =30⋅ H HB12,4 =30⋅2502,4 =1,7 10 7

+ Bánh lớn: N HO2 =30⋅ H HB22,4 =30⋅ 2352,4=1,47 107

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn: N FO =4⋅106 đối với tất cả các loại

thép

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:

+ ni; Ti; ti lần lượt là moment xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i

của bánh răng đang xét

+ c số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c = 1

+ mH; mF: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn m H =m F=6 (độ rắn mặt

răng HB < 350) [1, trang 93]

- Bánh răng nhỏ:

Trang 26

2 =518+4912 =504,5(MPa)<1,25[σ H]min (Bánh răng trụ răng nghiêng)

4 3.2 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn khi quá tải:

- Với bánh răng tôi cải thiện: [σ H]max=2,8⋅ σ ch

[σ H]max=2,8⋅ σ ch3 =2,8 ⋅ 450=1260( MPa)

- Với HB < 350: [σ F]max=0,8⋅σ ch

+ Bánh răng nhỏ: [σ ] =0,8⋅ σ =0,8⋅580=464(MPa)

Trang 27

+ Bánh răng lớn: [σ F]4max=0,8⋅σ ch 4 =0,8⋅ 450=360 (MPa)

4 4.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền:

- Đối với hộp giảm tốc, thông số cơ bản là khoảng cách trục aw Nó được xác định

bằng công thức: a w =K a ⋅(u±1)3

√ T1⋅ K Hβ

[σ H]2

⋅u⋅ψ ba

+ Ka: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng K a=43: bánh răng

trụ răng nghiêng, vật liệu làm bánh nhỏ và bánh lớn đều là thép (Theo bảng 6.5 [1,

trang 96])

+ [H]: Ứng suất tiếp xúc cho phép: [H] = 504,5 (MPa)

+ ψ ba=0,4 (bộ truyền không đối xứng, tải trọng thay đổi, độ rắn mặt răng làm việc của

cặp bánh răng <350 HB)⇒ψ bd =0,53 ⋅ψ ba ⋅(u± 1)=0,53 ⋅0,4⋅(2,43+1)=0,727

+ KHβ : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính

về tiếp xúc KHβ = 1,043 (Theo bảng 6.7 [1, trang 98])

- Khoảng cách trục được tính lại theo công thức:

a w =0,5⋅ mcosβ ⋅(Z3+Z4)=0,5⋅ m cos β ⋅ Z3(1+u)

Trang 28

- Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện sau:

+ Bánh răng trụ răng nghiêng không dịch chỉnh:Góc profin răng = góc ăn khớp

α tw =α t =arctg( tgα cos β )=ar ctg¿

+ β b: góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

tan β b =cosα t ⋅tan β=cos(20,27 0)⋅ tan(9,73 0)=0,1609 ⇒ β b=9,13 0

Trang 29

+ K Hβ: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

K Hβ=1,043: sơ đồ 5 (Theo bảng 6.7 [1, trang 98],)

+ K Hα=1,13: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

Trang 30

Ứng suất tiếp xúc cho phép thực tế:

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt

quá một giá trị cho phép:

{¿σ F3=2 ⋅T2⋅ K F ⋅Y ε ⋅Y β ⋅Y F3

- KF: Hệ số tải trọng khi tính về uốn: K F =K Fβ ⋅ K Fα ⋅ K Fv

+ K Fβ: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính

về uốn K Fβ=1,105 ứng với sơ đồ 5 (Theo bảng 6.7 [1, trang 98])

+ K Fα: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi

tính về uốn, K Fα=1,37: cấp chính xác 9 (theo bảng 6.14 [1, trang 107])

+ K Fv: Hệ số kể đến tải trọng động xuât hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn:

K Fv=1+2⋅T v F ⋅b w ⋅d w 1

Trang 31

Vậy bộ truyền thỏa điều kiện bền uốn.

- Hệ số quá tải:K qt=T max

T dn=2,2 (Theo bảng P1.3 [1, trang 237])

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

σ Hmax =σ H√K qt=484,876√2,2=719,19<1260 MPa=[σ H]max

Vậy bộ truyền thỏa điều kiện quá tải về ứng suất tiếp xúc

- Đề phòng biến dạng dư hay phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại

thỏa:

σ F1max =σ F1√K qt=109,22√2,2=162<464 MPa=[σ F 1]max

σ F2max =σ F 2√K qt=106,556√2,2=158,05<360 MPa=[σ F2]max

Vậy bộ truyền thỏa điều kiện quá tải về ứng suất uốn

Trang 32

4.8 CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM:

Trang 33

KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU

Tính từ tâm thì mức dầu phải cách tâm lớn hơn 2R/3 của bánh răng lớn nhất (điều

này đảm bảo mức dầu sẽ thấp hơn 2R/3 của tất cả bánh răng)

Mức dầu phải cao hơn đỉnh phía dưới của bánh lớn là 10mm

Ta có điều kiện:

179,5/2 – 10 > (200,83/2)(2/3)79,75mm > 66,943mm

 Vậy điều kiện bôi trơn ngâm dầu được thỏa mãn.

Trang 34

Phần 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN

5.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC:

5

1 1 Thông số đầu vào:

5.1.2 Chọn vật liệu chế tạo trục và tính sơ bộ đường kính trục :

- Chọn vật liệu chế tạo trục : Thép C45 thường hóa hoặc tôi cải thiện

Trang 35

5.1.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực :

- Theo bảng 10.3 [1, trang 189], ta có :

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp

hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

k1 = 10

Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp k2 = 6

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3 = 10

Trang 36

Theo biểu đồ tính, ta có khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực (bảng 10.4 [1,

trang 191], loại hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp) :

- Trục 2 :

Khoảng cách giữa ổ và bánh răng trụ răng

nghiêng cấp nhanh trên trục II

nghiêng cấp nhanh trên trục I

l13=l22=58,5(mm)

Khoảng cách giữa 2 ổ l12=−l c 12=−75,5(mm)

Khoảng cách của bánh đai trên trục I đến ổ lăn l11=183

- Trục 3 :

nghiêng cấp chậm trên trục III

l32=−l c 23=−89,5(mm)

Trang 37

Sơ đồ tính khoảng cách trục đố với bánh răng trụ 2 cấp5.1.4 Tải trọng tác dụng lên trục :

5.1.4.1 Lực từ bộ truyền cấp nhanh của bánh răng trụ răng nghiêng 1 trên trục I và

bánh răng nghiêng 1 trên trục II ;

Trang 38

5.1.4.2 Lực từ bộ truyền cấp chậm của bánh răng trụ răng nghiêng 2 trên trục II và

bánh răng trụ răng nghiêng 1 trên trục III:

Lực dọc trục: F a23 =F a32 =F t23 ⋅ tan(β)=4817,3⋅ tan(9,73°)=826,32(N)

5.1.4.3 Các giá trị moment và tải trọng phụ:

Mômen uốn do các lực dọc trục gây ra:

- Tải trọng phụ của nối trục: F r nt =2000(N )

- Tải trọng phụ của đai: Fđ = 1124,63 (N)

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	5,83 MB