Đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn công suất trên trục thùng trộn, p = 3,6 KW

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Gv Hướng Dẫn : Th.S Nguyễn Văn Nang Năm 2021 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................5 PHẦN MỞ ĐẦU : TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG.......................................6 PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN..................................................................................................................... 1.1. Công suất cần thiết.............................................................................................8 1.2. Hiệu suất chung của hệ thống truyền động........................................................8 1.3. Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống...................................................................8 1.4. Chọn động cơ......................................................................................................8 1.5. Phân phối lại tỳ số truyền cho hệ thống.............................................................9 1.6. Công suất động cơ ở trên các trục......................................................................9 1.7. Tốc độ quay trên các trục.................................................................................10 1.8. Tính momen xoắn trên trục..............................................................................10 PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY...................................12 2.1. Chọn loại đai.....................................................................................................12 2.2. Xác định thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai....................................13 2.2.1. Xác định đường kính bánh đai nhỏ................................................................13 2.2.2. Xác định đường kính bánh đai lớn................................................................13 2.3. Khoảng cách trục nhỏ nhất...............................................................................13 2.4. Tính chiều dài sơ bộ khoảng cách trục a và tuổi thọ đai..................................14 2.5 Xác định chính xác khoảng cách trục a theo L = 3550 mm..............................14 2.6. Kiểm nghiệm góc ôm.......................................................................................14 2.7. Xác định số đai cần thiết..................................................................................14 2.8. Định kích thước chủ yếu của bánh đai.............................................................15 2.9. Lực căng ban đầu..............................................................................................15 PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.............................................17 3.1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của cấp nhanh......................17 3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện.................................................................17 3.1.2. Xác định ứng suất tiếp, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh....17 3.1.3. Xác định khoảng cách trục............................................................................19 3.1.4. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.19 3.1.5. Định chính xác hệ số tải trọng K...................................................................20 3.1.6. Xác định mô đun, số bánh răng và chiều rộng bánh răng.............................21 3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng..............................................................22 3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu tải trọng đột ngột...........................23 3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm...............................................25 3.2.1. Chọn vật liệu và cắt nhiệt luyện....................................................................25 3.2.2. Xác định các thông số ăn khớp.....................................................................26 3.2.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...........................................................26 3.2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn..............................................................28 3.2.5. Kiểm nghiệm răng về quá tải........................................................................29 PHẦN IV: TÍNH TOÁN TRỤC VÀ CHỌN THEN...............................................31 4.1. Chọn vật liệu cho trục.......................................................................................31 4.1.2. Tải trọng tác dụng lên trục.............................................................................31 4.2. Tính sức bền trục..............................................................................................31 4.2.1.Tính đường kính sơ bộ của trục.....................................................................31 4.2.2.Tính gần đúng trục.........................................................................................33 PHẦN V: CHỌN Ổ LĂN.......................................................................................61 5.1. trên trục I..........................................................................................................61 5.2. trên trục II........................................................................................................62 5.3. trên trục III........................................................................................................64 PHẦN VI : NỐI TRỤC...........................................................................................66 6.1.Tính toán nối trục vòng đàn hồi........................................................................66 PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.......................................................69 PHẦN VIII : DUNG SAI LẮP GHÉP....................................................................71 8.1. Dung sai và lắp ghép bánh răng......................................................................71 8.2. Dung sai lắp ghép ổ lăn....................................................................................71 8.3. Dung sai khi lắp vòng trắng đầu.......................................................................71 8.4. Dung sai khi lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trên trục tùy động............................71 8.5. Dung sai lắp ghép then lên trục........................................................................71 8.6 Cố định trục theo phương pháp dọc trục...........................................................74 8.7. Che kính ổ lăn...................................................................................................74 8.8. Bôi trơn ổ lăn....................................................................................................74 PHẦN IX: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC..............................................................75 PHẦN X: CÁC CHI TIẾT PHỤ.............................................................................76 10.1. Vòng chặn dầu................................................................................................76 10.2. Chốt định vị....................................................................................................76 10.3. Nắp quan sát...................................................................................................76 10.4. Nút thông hơi..................................................................................................77 10.5. Nút tháo dầu...................................................................................................78 10.6. Que thăm dầu..................................................................................................78 LỜI KẾT.................................................................................................................... TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................   LỜI MỞ ĐẦU Đất nước ta đang trên đà phát triển, do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động, thay thế sức lao động của người lao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho người lao động trong quá trình làm việc. Để tạo nền tảng tốt cho bước phát triển trong tương lai, chúng ta cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kĩ thuật một cách nghiêm túc ngay từ trong các trường đại học. Đồ án môn học Chi Tiết Máy là một môn học giúp sinh viên ngành Chế Tạo Máy có bước đi chập chững, làm quen với công việc thiết kế mà mỗi người kĩ sư cơ khí sẽ gắn cuộc đời mình vào đó. Học tốt môn học này sẽ giúp cho sinh viên mường tượng ra được công việc tương lai, qua đó có cách nhìn đúng đắn hơn về con đường học tập đồng thời tăng thêm lòng nhiệt huyết, yêu nghề cho mỗi sinh viên. Không những thế quá trình thực hiện đồ án sẽ là thử thách thực sự đối với những kĩ năng mà sinh viên đã được học từ những năm trước như vẽ cơ khí, kĩ năng sử dụng phần mềm: Autocad, Autocad Mechanical, Autodesk Inventor… cùng với những kiến thức trong những môn học nền tảng: Nguyên lí máy, Chi tiết máy, Dung sai và Kĩ thuật đo… Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, em nhận được sự chỉ dẫn rất tận tình của thầy TH.S Nguyễn Văn Nang. Sự giúp đỡ của thầy là nguồn động lực lớn lao cỗ vũ tinh thần cho em trên con đường học tập, rèn luyện đầy gian lao vất vả. Do đây là bản thiết kế kĩ thuật đầu tiên mà em thực hiện nên chắc chắn sẽ mắc phải những thiếu xót, sai lầm. Em rất mong nhận được sự góp ý chân thành từ phía các thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

KHOA: CƠ KHÍ – ĐIỆN, ĐIỆN TỬ - Ô TÔ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 5

PHẦN MỞ ĐẦU : TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG 6

PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1 Công suất cần thiết 8

1.2 Hiệu suất chung của hệ thống truyền động 8

1.3 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống 8

1.4 Chọn động cơ 8

1.5 Phân phối lại tỳ số truyền cho hệ thống 9

1.6 Công suất động cơ ở trên các trục 9

1.7 Tốc độ quay trên các trục 10

1.8 Tính momen xoắn trên trục 10

PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 12

2.1 Chọn loại đai 12

2.2 Xác định thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai 13

2.2.1 Xác định đường kính bánh đai nhỏ 13

2.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớn 13

2.3 Khoảng cách trục nhỏ nhất 13

2.4 Tính chiều dài sơ bộ khoảng cách trục a và tuổi thọ đai 14

2.5 Xác định chính xác khoảng cách trục a theo L = 3550 mm 14

2.6 Kiểm nghiệm góc ôm 14

2.7 Xác định số đai cần thiết 14

2.8 Định kích thước chủ yếu của bánh đai 15

2.9 Lực căng ban đầu 15

PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 17

3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của cấp nhanh 17

3.1.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện 17

3.1.2 Xác định ứng suất tiếp, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh 17

3.1.3 Xác định khoảng cách trục 19

3.1.4 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.19

3.1.5 Định chính xác hệ số tải trọng K 20

3.1.6 Xác định mô đun, số bánh răng và chiều rộng bánh răng 21

3.1.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 22

3.1.8 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu tải trọng đột ngột 23

3.2 Tính toán bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm 25

3.2.1 Chọn vật liệu và cắt nhiệt luyện 25

3.2.2 Xác định các thông số ăn khớp 26

3.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 26

3.2.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 28

3.2.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải 29

PHẦN IV: TÍNH TOÁN TRỤC VÀ CHỌN THEN 31

4.1 Chọn vật liệu cho trục 31

4.1.2 Tải trọng tác dụng lên trục 31

4.2 Tính sức bền trục 31

4.2.1.Tính đường kính sơ bộ của trục 31

4.2.2.Tính gần đúng trục 33

PHẦN V: CHỌN Ổ LĂN 61

5.1 trên trục I 61

5.2 trên trục II 62

5.3 trên trục III 64

PHẦN VI : NỐI TRỤC 66

6.1.Tính toán nối trục vòng đàn hồi 66

PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC 69

PHẦN VIII : DUNG SAI LẮP GHÉP 71

8.1 Dung sai và lắp ghép bánh răng 71

8.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn 71

8.3 Dung sai khi lắp vòng trắng đầu 71

8.4 Dung sai khi lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trên trục tùy động 71

8.5 Dung sai lắp ghép then lên trục 71

8.6 Cố định trục theo phương pháp dọc trục 74

8.7 Che kính ổ lăn 74

8.8 Bôi trơn ổ lăn 74

PHẦN IX: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC 75

PHẦN X: CÁC CHI TIẾT PHỤ 76

10.1 Vòng chặn dầu 76

10.2 Chốt định vị 76

10.3 Nắp quan sát 76

10.4 Nút thông hơi 77

10.5 Nút tháo dầu 78

10.6 Que thăm dầu 78

LỜI KẾT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển, do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai tròquan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Việc áp dụngkhoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động, thay thế sức lao động củangười lao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho người lao độngtrong quá trình làm việc Để tạo nền tảng tốt cho bước phát triển trong tương lai,chúng ta cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kĩ thuật một cáchnghiêm túc ngay từ trong các trường đại học

Đồ án môn học Chi Tiết Máy là một môn học giúp sinh viên ngành Chế TạoMáy có bước đi chập chững, làm quen với công việc thiết kế mà mỗi người kĩ sư

cơ khí sẽ gắn cuộc đời mình vào đó Học tốt môn học này sẽ giúp cho sinh viênmường tượng ra được công việc tương lai, qua đó có cách nhìn đúng đắn hơn vềcon đường học tập đồng thời tăng thêm lòng nhiệt huyết, yêu nghề cho mỗi sinhviên Không những thế quá trình thực hiện đồ án sẽ là thử thách thực sự đối vớinhững kĩ năng mà sinh viên đã được học từ những năm trước như vẽ cơ khí, kĩnăng sử dụng phần mềm: Autocad, Autocad Mechanical, Autodesk Inventor…cùng với những kiến thức trong những môn học nền tảng: Nguyên lí máy, Chi tiếtmáy, Dung sai và Kĩ thuật đo…

Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, em nhận được sự chỉ dẫn rất tận tình củathầy

TH.S Nguyễn Văn Nang Sự giúp đỡ của thầy là nguồn động lực lớn lao cỗ vũ

tinh thần cho em trên con đường học tập, rèn luyện đầy gian lao vất vả

Do đây là bản thiết kế kĩ thuật đầu tiên mà em thực hiện nên chắc chắn sẽmắc phải những thiếu xót, sai lầm Em rất mong nhận được sự góp ý chân thành từphía các thầy cô Em xin chân thành cảm ơn

 Đặc điểm của hộp giảm tốc hai cấp đồng trục

+ Ưu điểm: kích thước theo chiều dài nhỏ nên giảm trọng lượng, do đó cókích thước nhỏ gọn hơn so với các loại hộp giảm tốc hai cấp khác

+ Nhược điểm:

- Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết, vì tải trọng tác dụng vào cấp chậmlớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh trong khi đó khoảng cách trục của haicấp lại bằng nhau

- Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí do chỉ có một trục đầu vào vàmột trục đầu ra

-Kết cấu ổ phức tạp do có ổ đỡ bên trong vỏ hộp

-Trục trung gian lớn do khoảng cách giữa các ổ lớn

-Kích thước chiều rộng lớn

Ứng dụng của thùng trộn

Máy trộn hay còn gọi là thùng trộn, bồn trộn nguyên vật liệu từ thiên nhiên làthiết bị chính để gia công trộn nguyên vật liệu cho công nghiệp thực phẩm, ngànhchế biến thức ăn và trộn thực phẩm, Các Bồn trộn được cấu tạo đặc biệt bằng inoxhoặc thép không gỉ, bên trong có các cánh trộn có khả năng đảo đều và đồng nhấthỗn hợp nguyên liệu trộn trong thời gian ngắn nhất đặc biệt dùng thích hợp trongchế biến dược liệu do khả năng trộn đều nhanh và không làm biến tính vật liệu.Máy được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như công nghiệp sảnxuất thuốc, hóa chất, phân bón, vật liệu xây dựng, hóa chất, ngành mỹ phẩm

Máy trộn được phân loại sau:

+ Phân loại theo nghành:

- Máy trộn ngành thực phẩm : máy trộn bột mì, máy trộn thức ăn công nghiệp,máy trộn cà phê, máy trộn hạt điều , máy trộn thức ăn gia súc vvv

- Máy trộn ngành hóa mỹ phẩm: dùng để trộn các hương liệu hóa chất, trộn phụgia

- Ngành Xây Dựng: máy trộn bê tông , máy trộn xi măng

- Ngành Dược: máy trộn dược phẩm, máy trộn thuốc , máy trộn bột thuốc

+ Phân theo kết cấu và nguyên liệu trộn vào :

- Máy trộn bột khô, máy trộn bột ước, máy trộn trục vít, Máy khuấy trộn nhũ hóachân không trong ngành thực phẩm

- Máy trộn lập phương là một máy trộn nhào lộn trong đó bao gồm hình thức khốilập phương

- Máy trộn thùng quay: dùng cho ngành hóa mỹ phẩm

- Máy trộn chữ U và Máy trộn chữ V

Máy trộn gia vị trong công nghiệp

PHẦN I : XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ

❑br= 0,98 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng đai

d= 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đai

k= 0,99 : Hiệu suất nối đàn hồi

❑ol= 0,99 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn

Suy ra : η = 0,96 0,99 0,994 0,982= ¿ 0,88

Vậy công suất cần thiết của động cơ là : P ct = P td

❑ = 0,883,3 = 5,75 (Kw) (CT 2.8/19/1)

1.3 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống

+ Hiệu suất của động cơ = 84%

1.5 Phân phối lại tỉ số truyền cho hệ thống

Tỉ số truyền thực : u = n dc

n = 142042 = 33,8 (CT 3.23/48/1)

Chọn tỉ số truyền đai u = 3,5

Suy ra tỉ số truyền của hộp giảm tốc là : u h = 33,83,5 =9,657

Gọi u n : là tỉ số truyền bánh răng cấp nhanh

u c : là tỉ số tuyền bánh răng cấp chậm

Thỏa với điều kiện : u h = u n u c

Theo yêu cầu bôi trơn hộp giảm tốc theo phương pháp ngâm dầu áp dụng côngthức thực nghiệm u n = ( 1,2 ÷ 1,3 )u c = 1,3 u c (CT 3.11/43/1)

Vậy phân phối tỉ số truyền như sau :

- Tỉ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc : u n=3,536

- Tỉ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc : u c=2,72

- Tỉ số truyền của bộ truyền đai : u d = 3,5

1.6 Công suất động cơ trên các trục

- Theo công thức trang 49/[1] ta có :

+ Công suất động cơ trên trục công tác là :

P4 = P ct

❑kn .❑ol = 0,99.0,995,75 = 3,826 (kw) + Công suất động cơ của trục III là :

P3 = P4

❑ol .❑br = 0,99.0,983 ,826 = 3,94 (kw) + Công suất động cơ của trục II là :

- Tốc độ quay trên trục công tác = trục III = 42 ( vòng/phút )

1.8 Tính momen xoắn trên trục

T1 = 9,55 10

6 P1

n1 = 9,55 106 4,18

406 = 98322 ( N.mm )

+ Momen xoắn trên trục II là :

T4 = 9,55 10

6 P4

n4 = 9,55 106 3,826

42 = 869959 ( N.mm ) Trục

PHẦN II : TÍNH TOÁN CÁC THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

d1

a

ß/2 ß

- Theo bảng 4.1/52/[1] ta chọn : Đai thang loại ƃ , được làm từ vật liệu tổng hợp

Các thông số đai hình thang loại ƃ :

Khoảng cách từ mặt trung hòa đến thớ

ngoài

200-400

Kích thước mặt cắt ngang của dây đai :

2.2 Xác định thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai

2.2.1 Xác định đường kính bánh đai nhỏ d1

Ta có : d1 = (5,2 6,4).3

√T1 = 240 ( CT 4.1/53/[1] ) Theo tiêu chuẩn chuẩn chọn d1 =240 (mm)

Vận tốc của đai :

V1= π d1.n1

60 1000 = 3,14.240.142060000 = 17,8352 (m/s) Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép : V max = 25 (m/s) nên thỏa điều kiện.

2.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớnd2

Theo công thức (4.2/53/1) ta có đường kính bánh đai lớn :

d2 = u d d1.( 1 - ε¿

Trong đó :

u=¿ 3,5 : Hiệu suất truyền động đai

ε= 0,02 : Hệ số trượt bộ truyền đai

d2 = 3,5 240 ( 1-0,02 ) = 823,2 (mm)

Lấy d2 theo tiêu chuẩn = 800 (mm)

Xác định lại tỷ số truyền đai là :

u = d2

d1∗(1−ε) = 240∗(1−0,02)800 = 3,401 Sai số của bộ truyền là :

Kiểm nghiệm về tuổi thọ theo số vòng quay của dai trong 1 giây :

i = V1

L = 17,83523,55 = 5,024 < [i] = 10Tuổi thọ đai

2 = 800−2402 = 280

a = 1916+√19162−8 2802

Giá trị a vẫn thỏa mãn trong giá trị cho phép

2.6 Kiểm nghiệm góc ôm

2.7 Xác định số đai cần thiết

Số đai được xác định theo điều kiện tránh xa trượt trơn giữa hai đai và bánh đai

Hệ số ảnh hưởng đến góc ôm đai : (Theo CT trang 57/[1] )

Theo bảng 4.7/55/[1] ta có K d = 1,25

Z ≥ P K d[P o].C α C u C l C z=

4,18.1,25 9,23.0,89.1,14 1 1 = 0,5 Chọn Z= 1 đai

2.8 Định kích thước chủ yếu của bánh đai

Chiều rộng bánh đai : B = (z-1)t+2e ( CT 4.17/63/[1] )

Đường kính ngoài : {d n 1=d1+2 ho

d n 2=d2+2 ho ( CT 4.18/63/[1] ) Trong đó : z = 1; t = 19 ; e = 12,5 ; h o= 4,2

=> B = 25 mm ; d n 1 = 248,4mm ; d n 2=808,4

2.9 Lực căng ban đầu

F0=780 P1 K đ/ ¿.z ) + F v

= 780.4,18.1,2518,58.0,898.1 + 67,66 = 311,9 (N) Lực căng do lực li tâm sinh ra :

F v = qm v2 = 0,196.18,582 = 67,66 (N)

Đường kính ngoài bánh đai 258,4(mm) 808,4(mm)

PHẦN III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh

3.1.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện

Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vật liệu làm bánh răng

có độ rắn bề mặt răng HB < 350 Đồng thời khả năng chạy mòn của răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25 … 50 HB

HB1= HB2 + ( 25… 50 )HB

Theo bảng 6.1/92/[1] ta chọn :

Nhãn hiệu thép

Nhiệt luyện Độ rắn

(HB)

σ b (MPa) σ ch

(MPa) Bánh dẫn

động

C45 Tôi cải thiện 241÷285 850 580

Bánh bị

động

C45 Tôi cải thiện 192÷240 750 450

3.1.2 Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh.

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép :

Theo bảng 6.2/94/[1] Thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180 350 ta có :

N FO 1 = N FO 2 = 4.106 (chu kỳ)

Số chu kỳ tương đương của bánh bị động

N HE 1 = 60.c.∑¿¿.n i t i (6.7/93/[1])

Với c,n i , t i lần lượt là :

c :số lần ăn khớp bánh răng trong 1 vòng,

n i:số vòng quay bánh răng trong 1 phút

t i :thời gian làm việc của báng răng = 7.2.300.8 = 33600 ( giờ )

> ¿ chu kỳ(Với c=1 : hệ số ăn khớp )

Do : N HE 1 > N HO 1, N HE 2 > N HO 2

Theo trang 94 chọn : N HE = N HO

=> K HL1= K HL2 = 1

Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép :

Theo công thức 6.1a/93/[1] ta có :

S H = 550.1,11 = 500 MPa

Vì phôi rèn, thép thường hóa nên lấy hệ số an toàn n = 1,1 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K = 1,8 ( Bảng 6.2/94/[1] )

Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động nên ta có ứng suất uốn cho phépVới cấp nhanh sử dụng răng trụ răng nghiêng, do đó theo (công thức 6.12/95/[1])

[σ Htb] = [σ H 1]+[σ H1]

2 = 518+5002 = 509 MPa < 1,25[σ Hmin¿ = 1,25.509 = 625 MPa

=> Thỏa điều kiện ứng suất tiếp cho phép

Ứng suất tiếp cho phép khi quá tải ( công thức 6.13/95/[1] )

[σ H¿max = 2,8 σ ch = 2,8.450 = 1260 MPa

Ứng suất uốn cho phép :

Theo công thức 6.2/93/[1] ta có K FC =1 (do quay 1 chiều ), S F = 1,75; K FL: Hệ số

K a=43 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng vàloại răng ¿bảng 6.5/96/[1] )

T1 = 8924187 N/mm, momen xoắn trên trục bánh chủ động

ψ ba = 0,3; ψ bd = 0,5 ψ ba( u d+ 1 ¿= 0,5.0,3.(3,5+1) =0,675 (bảng 6.6/97/[1])

K Hβ = 1,07 : trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

v = 63.406 3,1460000 = 1,33 (m/s)

d w 1 = 2 a u w 1

d+ 1 = 3,5+12.141 =63 mmVới vận tốc này ta tra bảng 6.13/106/[1] có thể cấp chính xác bằng 9

Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9 và v ≤ 2,5 m/s ta chọn K Hα = 1,13

+ Theo công thức 6.42/107/[1] ta có :

v H = δ H g o v √a w

d = 0,002.73.1,36.√1413,5 = 1,26 Với δ H = 0,002 hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng

=> K H=K α K Hβ K Hv = 1,07.1,13.1,01 = 1,22

Thay các giá trị vừa tính vào [6.33]

Với v =1,29 m/s => 0,85.v0,1 = 0,85 1,290,1 =0,87

Với cấp chính xác là 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám R a = 1,25 0,63 μmm, do đó

Z r = 1; với d a <700mm, K xH = 1 Do đó theo 6.1 và 6.1a ta có :

α t là góc profin răng và α tw là góc ăn khớp :

α t = α tw = arctg(tg α/cosβ)=arctg(cos ⁡(17) tg(20) ) = 20,8

3.1.7 Kiểm nghiêm sức bền uốn của bánh răng

Để đảm bảo bánh răng trong quá trình làm việc không bị gãy thì ứng suất uốn tác dụng lên bánh răng trong quá trình làm việc không bị gãy thì ứng suất uốn tác dụnglên bánh răng σ F ≤[σ F]

Với số răng Z1= ¿ 33 và ta có trị số x1 = 0 Vậy Y F 1= 3,80

Với số răng Z2= ¿ 116 và ta có trị số x s = 0 Vậy Y F 2= 3,60

-K F: Hệ số tải trọng khi tính về uốn tính theo CT6.45/109/[1]

-K F = K Fα K Fβ K Fv = 1,37.1,17.1,12 = 1,8

-K Fβ : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.

-ψ bd = 0,6 chọn K Fβ = 1,17

-K Fα = 1,37 Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng

thời ăn khớp khi tính về uốn ( tra bảng 6.14/107/[1] )

-K Fα : Hệ số kể đến tải trọng động cuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn.

-K Fv = 1+ v F b w 1 d w 1

2T1K Fα K Fβ = 1 + 2.98322.1,37 1,173,53.42,3.63 =1,02 (công thức 6.46/109/[1] )

v F = δ F g o v √a w

u m = 0,006.73.1,29.√1413,5 = 3,6

-δ F: 0,006 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp

-g o : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng (bảng 6.16/107/[1]

=> Thỏa điều kiện

3.1.8 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng khi chịu tải trọng đột ngột

Ta có hệ số quá tải : K qt = T max

+ Chiều cao răng :

h = 2,25.m = 2,2.2 = 4,4 (mm) + Độ hở tâm :

C = 0,25.m = 0,25.2 = 0,5 (mm) + Đường kính vòng chia đỉnh răng :

a w 2 = K a( μm +1¿3√T2. K Hβ

ψ ba¿ ¿ ¿

-K a=49,5 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng ¿bảng 6.5/96/[1] )

T2 =341040 N/mm, momen xoắn trên trục bánh chủ động

Do sử dụng cặp bánh răng thẳng nên gốc nghiêng β = 0

Theo 6.36c ta có hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :

Z ε = √4−ε α

3 = √4−1,73 = 0,87 ( CT 6.36/105/[1] )Trong đó 6.38b :

ε α = [1,88-3,2( Z1

3 + Z1

4)].cosβ = [1,88-3,2.(371 + 1301 )] = 1,76

K H=K α K Hβ K Hv ( CT 6.39/106/[1] )

+ K H : Hệ số tải trọng khi tiếp xúc

+ K Hβ = 1,03 : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành

răng

( bảng 6.7/98/[1] )

Thay các giá trị vừa tính vào 6.33

Khi tôi cải thiện S H == 1,1

3.2.4 Kiểm nghiệm bánh răng về độ bền uốn

-δ F = 0,011: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp ( bảng 6.15/107/[1] )

-g o = 73 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng (bảng 6.16/107/[1]

=> K Fv = 1+ v F b w 2 d w 2

2.T2.K Fα K Fβ = 1+2.341040.1 1,0815,8.74 110 = 1,17

=> K F = K Fα K Fβ K Fv = 1.1,08.1,17 = 1,26

Vậy ta có :

3.2.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Ta có hệ số quá tải : K qt = T max

h = 2,25.m = 2,25.3 = 6,75 (mm) + Độ hở tâm

C = 0,25.m = 0,25.3 = 0,75 (mm) + Đường kính vòng chia đỉnh răng

4.1 Chọn vật liệu cho trục

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít tập trung ứng suất, có thể nhiệt luyệnđược và dễ gia công Thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục Vì hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên ta chọn loại thép 45 (thường hóa) có giới hạn bền :  b 600( /N mm2)

4.1.2 Tải trọng tác dụng lên trục

Lực tác dụng từ đai lên trục đầu vào F r = 646,72 N

Lực tác dụng lên 1 và 2 từ bộ truyền ở cấp nhanh tính theo công thức 10.1/184/[1]

T : momen xoắn (N/mm)

[τ] : ứng suất xoắn cho phép, MPa, với vật liệu trục là thép CT5, thép 45,40X, [τ]

= 15 30MPa

[τ] = 15MPa đối với trục đầu vào d1

[τ] = 20MPa đối với trục trung gian d2

[τ] = 25MPa đối với trục đầu ra d3

+ Đối với trục III:

Theo bảng 10.2/189/[1] ta chọn :

Chọn chiều dài mayơ của bánh đai là :l m 1 = 60 mm

Chiều dài mayơ bánh răng nhỏ cấp nhanh :

l m 13 = (1 1,5) d1 = (1 1,5) 35 = 35 52,5mm

Chọn chiều dài mayơ bánh răng là :l m 13 = 50 mm

Chọn chiều dài mayơ bánh răng lớn cấp nhanh :

l m 22 = (1 1,5) d2 = (1 1,5).45 = 45 67,5 mm

Chọn chiều dài mayơ bánh răng là : l m 22 = 55mm

Chọn chiều dài mayơ bánh răng nhỏ cấp chậm :

l m 23 = (1 1,5) d2 = (1 1,5).45 = 45 67,5 mm

Chọn chiều dài mayơ bánh răng là : : l m 23 = 60 mm

Chọn chiều dài mayơ bánh răng lớn cấp chậm :

l m 32 = (1 1,5) d3 = (1 1,5).55 = 55 82,5 mm

Chọn chiều dài bánh răng là :l m 3 = 70 mm

Chiều dài mayơ khớp nối,chọn trục vòng đàn hồi (CT 10.13/187/[1] )

l13 = l22 = 60 mm

Lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục

→ R yA = - 783,8 (ngược với chiều giả định ban đầu)

Theo phương xoz