Đồ án môn Chi tiết máy - Mai Văn Tú

LỜI NÓI ĐẦU  
Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào  
tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và  
phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các cụm chi tiết nằm trong các thiết  
bị máy móc phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp và giao thông vận tải...  
Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết vào  
thực tiễn. Lý thuyết tính toán các chi tiết máy được dựa trên cơ sở những kiến  
thức về toán học, vật lý, cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu,  
v.v..., được chứng minh và hoàn thiện qua quá trình thí nghiệm và thực tiễn sản  
xuất. Đồ án môn học chi tiết máy là một đồ án có tầm rất quan trọng đối với  
một sinh viên khoa cơ khí, nó giúp cho sinh viên hiểu sâu những kiến thức cơ  
bản về cấu tạo, đặc điểm, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế  
các chi tiết máy có công dụng chung, bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải  
quyết những vấn đề nảy sinh khi tính toán và thiết kế chi tiết máy, từ đó làm cơ  
sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau này.  
Hộp giảm tốc là một cơ cấu truyền động phổ biến trong ngành cơ khí và  
có vài trò rất quan trọng trong ngành cơ khí, vì vậy thiết kế hộp giảm tốc không  
chỉ giúp sinh viên nắm chắc kiến thức của các môn đã được học mà còn giúp  
sinh viên quen dần với thực tiễn sản xuất, với thực tiễn làm việc đặc thù của  
ngành cơ khí. Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi  
tiết máy cùng 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 sinh viên  
không thể tránh được những thiếu sót. Sinh viên kính mong được sự hướng dẫn  
và chỉ bảo nhiệt tình của các Thầy cô bộ môn giúp cho sinh viên ngày càng tiến  
bộ.  
Cuối cùng sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy (Cô) bộ môn, đặc biệt  
là Thầy Trần Văn Hiếu đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo một cách tận tình giúp  
sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.  
Hà Nội ngày 2 tháng 10 năm 2015  
Sinh viên thực hiện  
Mai Văn Tú  
Page 4  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ  
1. Chọn loại động cơ.  
1.1. Chọn kiểu động cơ điện:  
Chọn loại động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc. Loại  
này dùng phổ biến trong các ngành công nghiệp, với hệ dẫn động cơ khí (hệ dẫn  
động băng tải, xích tải, vít tải,... dùng với các hộp giảm tốc).  
1.2. Chọn công suất động cơ:  
Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ nhằm đảm bảo  
cho nhiệt độ của động cơ khi làm việc không lớn hơn giá trị cho phép. Để đảm  
bảo điều kiện đó cần thỏa mãn yêu cầu sau:  
Pdc Pdc  
(kW)  
dm  
dt  
trong đó: Pddmc : công suất định mức của động cơ  
dc : công suất đẳng trị trên trục động cơ  
P
dt  
  
2  
ct  
i
P
ti  
Pdc Pdc  
.
ta có:  
với:  
dt  
lv  
Pct  
tck  
lv  
ct  
lv  
: giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác  
P
P
dc : công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ  
lv  
Pdc Pct /   
lv  
lv  
Pct : công suất phụ tải ở chế độ thứ i trên trục công tác  
i
, ck : thời gian làm việc ở chế độ thứ i và thời gian cả chu kì  
ti t  
Pct F.v /103 4600.1,4 /103 6,44 (kW)  
lv  
t
v
: vận tốc của băng tải,  
v 1,4 (m/ s)  
F
t : lực tác dụng lên trục công tác F 4600(N)  
t
: hiệu suất chung của toàn bộ hệ thống  
 1.2.3.4.....  
trong đó:  
1,2 ,3,4 ,.....: là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ  
trong hệ thống dẫn động.  
2
3
Theo sơ đồ đề bài thì :  
  .ol.d.k  
br  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 5  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
br : hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ:  
br =0,98  
ol : hiệu suất một cặp ổ lăn:  
ol =0,995  
d =0,96  
d : hiệu suất của bộ truyền đai:  
k : hiệu suất của khớp nối: =0,99  
k  
  0,982.0,9953.0,96.0,99 0,899  
Pdc 6,44 / 0,899 7,2 (kW)  
lv  
Hệ số xét đến sự thay đổi tải không đều β :  
 2  
 2  
 2  
 2  
T
ti  
T
t1  
T2  
t2  
T
t3  
i
   
T
1
   
T
3
   
T
   
.
.
.
.
   
tck  
tck  
T
tck  
tck  
1
1
1
1
15  
45  
20  
80  
2
12. 0,9 . (0,7)2.  
0,765625  
80  
80  
Pdc 7,2.  7,2.0,765625 5,5125 (kW)  
dt  
1.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ  
Số vòng quay đồng bộ của động cơ (còn gọi là tốc độ từ trường quay)  
được xác định theo công thức:  
60f  
ndb   
p
Trong đó: f – tần số dòng điện xoay chiều (Hz) (f=50Hz);  
p – số đôi cực từ; p=1;2;3;4;5;6.  
Số vòng quay của trục công tác:  
60.103.v 60.103.1,4  
nct   
89,13 (v / ph)  
.D  
3,14.300  
Với: D: đường kính tang dẫn của băng tải: D=300(mm)  
Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống : ut  
ut uh .ud  
trong đó: ud là tỉ số truyền của bộ truyền đai  
uh là tỉ số truyền của hộp giảm tốc .  
Theo bảng 1.2 ta có  
+, Truyền động bánh răng trụ , HGT bánh răng trụ 2 cấp uh=(8…40)  
+, Truyển động đai ud=(3…5)  
ut uh.ud.uk 10.3 30  
chọn uh= 10; ud =3;  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 6  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
Số vòng quay trên trục động cơ nsb  
nsb nct .ut 89,13.30 2673,9 (v / ph)  
1.4. Chọn động cơ thực tế  
Tra bảng P1.3[1]  
Ta chọn động cơ: 4A112M2Y3  
có: P 7,5 (kW)  
;
ndc 2922 (v / ph)  
dc  
Tmax  
Tk  
2,2;  
2  
T
T
dn  
dn  
1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ  
Kiểm ta điều kiện mở máy và điều kiện quá tải của động cơ vừa chọn:  
P 7,5 Pdc 5,5125  
dc  
dt  
ndc 2922 nsb 2673,9  
Tmm  
T
T
k
T
dn  
thỏa mãn điều kiện mở máy và điều kiện quá tải của động cơ.  
2. Phân phối tỷ số truyền  
Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:  
ndc  
2922  
u  
32,78  
nct 89,13  
2.1. Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc  
Ký hiệu: uh là tỷ số truyền của hộp giảm tốc  
ung là tỷ số truyền ngoài hộp giảm tốc  
Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài:  
ung ud  
Ta chọn ud 2,4; ung 2,4  
2.2. Tỷ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc  
uuh.ung  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 7  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
u  
32,78  
2,4  
uh   
13,66  
ung  
u 4,71  
1
uh 13,66   
u2 2,9  
với u1: tỷ số truyền cấp nhanh  
u2: tỷ số truyền cấp chậm  
3. Tính toán các thông số trên trục  
3.1. Tính công suất trên các trục  
Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:  
Pct  
P Pdc   
7,2 (kW)  
lv  
dc  
lv  
  
Công suất danh nghĩa trên trục I:  
P Pdc.k.ol 7,2.0,99.0,995 7,1 (kW)  
I
lc  
Công suất danh nghĩa trên trục II:  
P P .br .ol 7,1.0,98.0,995 6,92 (kW)  
II  
I
Công suất danh nghĩa trên trục III:  
P P .br .ol 6,92.0,98.0,995 6,75 (kW)  
III  
II  
3.2. Tính số vòng quay của các trục  
Số vòng quay của trục I:  
ndc  
2922  
1
nI   
2922 (v/ph)  
udcI  
Số vòng quay của trục II:  
nI  
2922  
nII   
620,38 (v/ph)  
uIII 4,71  
Số vòng quay của trục III:  
nII  
620,38  
2,9  
nIII   
213,93 (v/ph)  
uIIIII  
Số vòng quay của trục công tác:  
nIII  
213,93  
2,4  
nct   
89,1375 (v/ph)  
uIIIct  
3.3. Tính momen xoắn trên các trục  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 8  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
Momen xoắn trên các trục được tính theo công thức:  
9,55.106.Pk  
Tk   
nk  
Momen xoắn trên trục động cơ:  
9,55.106.Pdc  
9,55.106.7,2  
Tdc   
23531,83  
ndc  
2922  
Momen xoắn trên trục I:  
9,55.106.7,1  
T   
23180,02 (Nmm)  
I
2922  
Momen xoắn trên trục II:  
9,55.106.6,92  
T   
106525,033 (Nmm)  
II  
620,38  
Momen xoắn trên trục III:  
9,55.106.6,75  
T   
301325,1998 (Nmm)  
III  
213,93  
Momen xoắn trên trục công tác:  
9,55.106.6,44  
T   
689967,7465 (Nmm)  
ct  
89,1375  
3.4. Bảng kết quả tính toán  
Trục  
Công tác  
Đ/cơ  
I
II  
III  
Thông số  
Công suất  
6,44  
7,2  
7,1  
6,92  
6,75  
(kW)  
Tỷ số truyền  
1
4,71  
2,9  
2,4  
(-)  
Số vòng quay  
(v/ph)  
89,1375  
2922  
2922  
620,38  
213,93  
Momen  
(Nmm)  
689967,7465  
23531,83 23180,02 106525,033 301325,1998  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 9  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG  
1. Thiết kế bộ truyền đai  
1.1. Chọn loại đai  
Chọn tiết diện đai hình thang thường  
Ta có: PIII = 6,75 (kW) – công suất trên trục bánh đai chủ động  
n3 = 213,93(v/ph) số vòng quay trên trục bánh đai chủ động  
u = 2,4 – tỷ số truyền của bộ truyền đai  
  0,02- hệ số trượt của bộ truyền đai  
Từ bảng 4.13[1] các thông số của đai hình thang ta chọn loại đai B với các  
thông số:  
Đường  
Chiều dài  
giới hạn l  
(mm)  
Kích thước tiết diện (mm)  
Diện tích  
tiết diện A  
(mm2)  
Kí  
hiệu  
kính bánh  
đai nhỏ d1  
(mm)  
bt  
b
h
yo  
1800-10600  
B
19  
22  
13,5 4,8  
230  
200-400  
1.2. Các kích thước và thông số của bộ truyền đai  
Đường kính bánh đai nhỏ ta chọn d1=250 (mm)  
vận tốc của đai:  
.d1.n3  
60000  
.250.213,93  
v   
2,8 (m/s)  
60000  
mà v 2,8 vmax 25 (m/s)  
(thỏa mãn điều kiện)  
d2 d1.u.(1) 250.2,4.(10,02) 588 (mm)  
vì đường kính bánh đai được tiêu chuẩn hóa nên theo bảng 4.21 [1]  
ta chọn d2=600 (mm)  
tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai:  
d2  
d1.(1) 250.(10,02)  
2,452,4  
600  
ud   
2,45  
u   
sai lệch tỷ số truyền:  
100 2,083%  
2,4  
(nằm trong phạm vi cho phép về sai lệch tỷ số truyền).  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 10  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
Khoảng cách trục (a):  
Chọn a/d2=1,2 suy ra a = 1,2.d2 = 1,2.600=720 (mm)  
Ta có: 0,55.(d1 d2 ) h a 2.(d1 d2 )  
0,55.(250600) 13,5 720 2.(250600)  
467,5 720 1700  
(thỏa mãn điều kiện chọn a)  
Chiều dài đai (l):  
(d1 d2 )2  
Ta có:  
l 2.a 0,5.(d1 d2 )   
4.a  
(250 600)2  
4.720  
l 2.720 0,5.(250 600)   
2817,71 (mm)  
Chiều dài đai được quy tròn theo tiêu chuẩn nên ta chọn chiều dài đai  
l=2800 (mm).  
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ:  
i v / l 2,8/ 2,8 1imax 10 (thỏa mãn)  
Khoảng cách trục (a) theo chiều dài tiêu chuẩn (l): l=2800 (mm)  
  2 8.2  
a   
4
d d  
250 600  
2   
1
Trong đó:   l    
2800   
1464,823  
2
2
d2 d1 600 250  
   
175  
2
2
1464,828(1464,828)2 8.(175)2  
a   
710,87 (mm)  
4
Góc ôm (α1):  
57o (d2 d1)  
57o.(600250)  
1 180o   
180o   
156,3o 120o  
a
842  
1.3. Xác định số đai.  
Số đai z được tính theo công thức:  
P .Kd  
III  
z   
[P ].CClCuCz  
o
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 11  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
trong đó:  
PIII - công suất trên trục bánh đai chủ động: PIII=6,75 (kW)  
[Po] - công suất cho phép,  
tra bảng 4.19[1] ta được [Po]=2,3 (kW)  
Kd - hệ số tải trọng động,  
tra bảng 4.7[1] ta được Kd=1,1  
Cα - hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm α1,  
C10,0025(1801) 10,0025(180156,3) 0,941  
Cl – hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai,  
ta có lo=3750, l=2800 nên l/lo=2800/3750=0,75  
tra bảng 4.16  
Cu – hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền  
u=2,45 tra bảng 4.17 Cu=1,135  
Cl=0,935  
Cz – hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho  
các dây đai, ta có PIII/[Po]=6,75/2,3=2,935  
Cz=0,95  
6,75.1,1  
z   
3,4  
2,3.0,941.0,935.1,135.0,95  
chọn z =4  
Chiều rộng bánh đai B  
B (z 1).t 2e (41).25,52.17 110,5 (mm)  
Đường kính ngoài của bánh đai da  
da1 d1 2ho 2502.5,7 261,4 (mm)  
da2 d2 2ho 6002.5,7 611,4 (mm)  
1.4. Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.  
Lực căng đai được xác định theo công thức:  
780P .K  
III  
d
F   
F  
0
v
v.C.z  
trong đó: Fv – lực căng do lực ly tâm sinh ra  
Fv=qmv2 trong đó: qm – khối lượng 1 mét chiều dài  
đai, tra bảng 4.22  
v – vận tốc vòng, m/s  
PIII – công suất trên trục bánh đai chủ động, kW  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 12  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
780.6,75.1,1  
Phương án số 39  
0,3.(3,136)2 552,47 (N)  
F   
0
2,8.0,941.4  
Lực tác dụng lên trục:  
o
2
156,3  
1   
F 2F .z.sin  
2.552,47.4.sin  
4325,57 (N)  
r
0
2
1.5. Bảng kết quả tính toán  
Kí  
hiệu  
Thông số  
Giá trị  
Đơn vị  
Đường kính bánh đai nhỏ  
Đường kính bánh đai lớn  
Tỷ số truyền  
d1  
d2  
ud  
250  
600  
mm  
mm  
-
2,45  
0,02  
710,87  
156,3  
2800  
4
Hệ số trượt  
-
Khoảng cách trục  
Góc ôm  
a
mm  
độ(o)  
mm  
-
α1  
l
Chiều dài đai  
Số đai  
z
Chiều rộng bánh đai  
β
110,5  
mm  
da1  
da2  
F0  
261,4  
611,4  
Đường kính ngoài bánh  
đai  
mm  
Lực căng đai  
552,47  
4325,57  
N
N
Lực tác dụng lên trục  
Fr  
2. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh  
Các thông số đầu vào:  
P P 7,1 (kW), T T 23180,02 (Nmm)  
I
I
n nI 2922 (v/ph), u u1 4,71  
Thời gian sử dụng: 300.8.8.1=19200 (giờ)  
Tải trọng thay đổi: T1=T; T2=0,9T; T3=0,7T  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 13  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
2.1. Chọn vật liệu làm bánh răng  
Tra bảng 6.1[1] ta chọn:  
Vật liệu làm bánh răng nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt  
HB 241…285, có giới hạn bền b1 850 (MPa), giới hạn chảy  
ch1 580 (MPa) . Ta chọn độ rắn bề mặt là HB1 = 245.  
Vật liệu làm bánh răng lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt  
HB 192…240, có giới hạn bền b2 750 (MPa), giới hạn chảy  
ch2 450 (MPa) , vì tốc độ quay và cường độ làm việc của bánh  
răng lớn nhỏ hơn tốc độ quay và cường độ làm việc của bánh răng nhỏ  
nên ta chọn độ rắn bề mặt bánh răng lớn nhỏ hơn bánh răng nhỏ 15  
đơn vị.  
ta chọn HB2 = 230.  
2.2. Xác định ứng suất cho phép  
Ứng suât tiếp xúc cho phép [H ] và ứng suất uốn cho phép[F ]  
được xác định theo công thức:  
o
Hlim  
[]   
.Z .Z .K .K  
H
R
V
xH  
HL  
FL  
SH  
o
Flim  
[]   
.Y .Y .K .K  
F
R
S
xF  
SF  
trong đó:  
ZR – hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc  
ZV – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng  
KxH – hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng  
YR – hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng  
YS – hệ số xét đến độ nhám của vật liệu đối với tập trung ứng suất  
Y 1,080,0695.ln(m)  
s
KxF – hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn  
vì lúc đầu là tính toán thiết kế sơ bộ nên ta lấy:  
o
Z .Z .K 1  
[]   .K / S  
R
V
xH  
H
Hlim  
HL  
H
[]  o .K / S  
YR .Y .KxF 1  
S
F
Flim  
FL  
F
trong đó:  
oHlim - ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở, được tính  
theo công thức: oHlim 2HB70 (tra bảng 6.1[1])  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 14  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
 oHlim1 2HB1 70 2.24570 560 (MPa)  
oHlim2 2HB2 70 2.23070 530 (MPa)  
o
- ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở, được tính theo  
Flim  
o
công thức:  
Flim 1,8HB  
 oFlim1 1,8HB1 1,8.245 441 (MPa)  
oFlim2 1,8HB2 1,8.230 414 (MPa)  
SH – hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc,  
tra bảng 6.2[1] ta được SH=1,1  
SF – hệ số an toàn khi tính về uốn,  
tra bảng 6.2[1] ta được SF=1,75  
KFC - hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải trọng, vì bộ truyền quay 1  
chiều nên KFC=1  
KHL, KFL – hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và  
chế độ tải trọng của bộ truyền, được xác định theo công thức:  
KHL mH NHO / NHE  
KFL mF NFO / NFE  
trong đó :  
mH, mF – bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn  
mH=6, mF=6  
NHO – số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc  
2,4  
HB  
NHO 30H , với HHB – độ rắn Brinen.  
2,4  
NHO1 30H 30.2452,4 1,6.107  
HB1  
2,4  
NHO2 30H 30.2302,4 1,39.107  
HB2  
NFO – số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn  
vì bánh răng làm bằng thép nên NFO=4.106  
NFO1 NFO2 4.106  
NHE, NFE – số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương, vì bộ  
truyền làm việc với tải trọng thay đổi nên ta có:  
N 60.c. (T / T )3.n .t  
HE  
i
max  
i
i
N 60.c. (T / T )mF .n .t  
FE  
i
max  
i
i
trong đó:  
c – số lần ăn khớp trong một vòng quay, c=1  
ni – số vòng quay ở chế độ thứ i  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 15  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
ti – thời gian làm việc ở chế độ thứ i nên ta có:  
NHE1 60.c.n . (T / T )3.t  
i   
i
max  
i
15  
45  
20  
60.1.2922.19200.(13. 0,93. 0,73. ) 2,3.109  
80  
80  
80  
NHE1 2,3.109  
NHE2  
0,5.109  
u1  
N 60.c.n  
4,71  
(T / T )6.t  
1   
FE1  
i
max  
i
15  
45  
20  
=60.1.2922.19200.(16. 0,96. 0,76. )=1,74.109  
80  
80  
80  
NFE1 1,74.109  
NFE2  
0,37.109  
u1  
4,71  
N
N
HE1 NHO1 KHL1 1  
NHO2 KHL2 1  
HE2  
Ta có:  
NFE1 NFO1 KFL1 1  
NFE2 NFO2 KFL2 1  
Như vậy ta có:  
[H ]1  oHlim1.KHL1 / SH  
=560.1/1,1=509,1 (MPa)  
[H ]2  oHlim2.KHL2 / SH  
=530.1/1,1=481,82 (MPa)  
[F ]1  oFlim1.KFL1 / SF  
=441.1/1,75=250 (MPa)  
[F ]2  oFlim2.KFL2 / SF  
=414.1/1,75=236,57 (MPa)  
Vì là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên ta có:  
[H ]1 [H ]2 509,1481,82  
[H ]=  
2
2
=495,46 (MPa) <1,25.[H ]2 602,275 (MPa)  
Ứng suất tải cho phép:  
[H ]max 2,8.ch2 2,8.450 1260 (MPa)  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 16  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
[F1]max 0,8.ch1 0,8.580 464 (MPa)  
Phương án số 39  
[F2 ]max 0,8.ch2 0,8.450 360 (MPa)  
2.3. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền  
Xác định sơ bộ khoảng cách trục:  
T .KH  
1
3 [H ]2.u1.ba  
a K .(u 1).  
ta có:  
w1  
a
1
trong đó: Ka - hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng  
tra bảng 6.5[1] ta có: a =43  
K
T1 – momen xoắn trên trục bánh răng chủ động,  
T1=23180,02 (Nmm)  
[H ] - ứng suất tiếp xúc cho phép, [H ]=495,46 (MPa)  
u1 – tỷ số truyền của bộ truyền đang tính, u1=4,71  
ba - hệ số, tra bảng 6.6[1] ta được ba =0,3  
H- hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên  
K
chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, phụ thuộc  
vào vị trí của bánh răng dối với các ổ và hệ số bd  
bd 0,53ba .(u1 1)  
,
0,53.0,3.(4,711) 0,9 1  
tra bảng 6.7[1] ta được H=1,15  
K
23180,02.1,15  
495,462.4,71.0,3  
3
aw1 43.(4,711).  
Chọn aw1=104 (mm)  
104,4 (mm)  
2.4. Xác định các thông số ăn khớp  
2.4.1 Môđun (m)  
m (0,010,02)aw1  
=(0,010,02).104 1,04 2,08  
Vì trị số môđun được tiêu chuẩn hoá nên theo bảng 6.8[1] ta chọn  
giá trị của môđun m=1,5.  
2.4.2. Xác định số răng, góc nghiêng β và hệ số dịch chỉnh x.  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 17  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
Số răng :  
Vì là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng có β=8…20o, nên ta  
chọn sơ bộ β=10o  
2.104.cos10o  
2aw1.cos  
m(u1 1) 1,5.(4,711)  
Số răng nhỏ Z1 : Z1   
23,9  
vì số răng nguyên nên ta lấy Z1=24  
số răng bánh răng lớn Z2 : Z2 Z1.u1 24.4,71113,04  
ta lấy số răng bánh răng lớn: Z2=113  
tỷ số truyền thực tế của bộ truyền là :  
113  
ut1   
4,7  
24  
Sai lệch tỷ số truyền :  
ut1 u1  
u   
.100%  
u1  
4,7 4,71  
.100% 0,2123% < 4% (thoả mãn điều kiện)  
4,71  
Góc nghiêng β :  
m(Z1 Z2 ) 1,5.(24113)  
Ta có :  
cos   
  8,885o 8o53'6"  
0,988  
2aw1  
2.104  
Nhờ có góc nghiêng β của răng nên ở đây không cần phải dịch chỉnh  
để đảm bảo khoảng cách trục đã tính.  
2.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc  
ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :  
H ZM.ZH.Z2T .KH .(ut1 1)(bw1.ut1.d2w1)  
1
trong đó :  
ZM – hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp, tra  
bảng 6.5[1] ta có ZM 274 (MPa)1/3  
ZH – hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc  
ZH 2cosb / sin2tw  
ở đây : b - góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở  
tgb cost .tg  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 18  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
mà :t  tw arctg(tg/ cos)  
Phương án số 39  
=arctg(tg20o / cos(8,885o )) 20,22o  
tgb cos(20,22o ).tg(8,885o ) 0,147  
b 8,345o  
ZH 2cos8,345o / sin(2.20,22o ) 1,75  
Z- hệ số kể đến sự trùng khớp của răng  
Ta có : - hệ số trùng khớp dọc  
  
bw1.sin  
  
m.  
ở đây : bw1 - chiều rộng vành răng  
bw1  ba .aw1 0,3.104 31,2 (mm)  
31,2.sin(8,885o )  
   
1,023 >1  
1,5.  
1
Z  
với - hệ số trùng khớp ngang  
  
1
1
[1,883,2  
.cos]  
Z1 Z2  
1
1
=[1,883,2  
0,767  
].cos(8,885o ) 1,698  
24 113.  
1
Z  
1,698  
dw1 – đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ,  
dw1 2aw1 / (ut1 1)  
2.104/ (4,7 1) 36,5 (mm)  
KH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc  
KH KH.KH.KHv  
với: KHα – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các  
đôi răng đồng thời ăn khớp, ta có vận tốc vòng của  
bánh răng:  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 19  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
dw1.n1  
Phương án số 39  
.36,5.2922  
v   
5,58 (m/s)  
60000  
60000  
với v=5,58 (m/s) tra bảng 6.13[1] ta chọn cấp chính  
xác là cấp 8  
tra bảng 6.14[1] với cấp chính xác là cấp 8, v=5,58  
(m/s) ta được:  
KH1,095  
KF1,282  
KHβ – đã tra ở trên, KHβ = 1,15  
KHv – hệ số kể đến tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp  
vH.bw1.dw1  
KHv 1  
2T .KH.KH  
1
trong đó:  
vH  H.go.v. aw1 / ut1  
  0,002;  
H
tra bảng 6.15[1] và 6.16[1] ta được  
go 56  
vH 0,002.56.5,58. 104 / 4,7 2,94  
2,94.31,2.36,5  
KHv 1  
1,057  
2.23180,02.1,15.1,095  
KH 1,15.1,095.1,057 1,33  
2.23180,02.1,33(4,7 1)  
 H 274.1,75.0,767.  
31,2.4,7.36,52  
=493,3 (MPa) < [H ] 495,96 (MPa)  
Xác định lại chính xác chiều rộng vành răng :  
2  
2  
H  
[H ]  
493,3  
b   .a .  
0,3.104.  
30,93 31 (mm)  
w1  
ba w1  
495,46  
2.6 . Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn  
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng thì ứng suất uốn sinh ra tại chân  
răng không được vượt quá một giá trị cho phép.  
2T .KF .Y .Y .YF1  
1
F1   
[F1]  
bw1.dw1.m  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 20  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
F1.YF2  
F2   
[F2 ]  
YF1  
trong đó : T1 – momen xoắn trên trục bánh răng chủ động  
m – môđun pháp  
bw – chiều rộng vành răng  
dw1 – đường kính vòng lăn  
Y- hệ số kể đến sự trùng khớp của răng  
Y 1/ với  
- hệ số trùng khớp ngang đã tính  
ở trên  
Y 1/1,698 0,59  
- hệ số kể đến sự trùng khớp của răng  
Y
Y 1o /140 18,885/140 0,9365  
YF1, YF2 – hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2, phụ thuộc  
vào số răng tương đương và hệ số dịch chỉnh  
Z1  
24  
cos3 cos3 8,885  
Z2  
113  
cos3 cos3 8,885  
Zv1   
Zv2   
24,885  
117,17  
ta có :  
tra bảng 6.18[1] ta được :  
YF1 3,9  
YF2 3,6  
KF – hệ số tải trọng khi tính về uốn,  
KF KF.KF.KFv  
trong đó :  
K
F- 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[1] ta được KF1,27  
F- hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên  
K
chiều rộng vành răng khi tính về uốn tra bảng 6.7[1] ta  
được  
KF1,32  
K
Fv - hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn  
vF.bw1.dw1  
KFv 1  
2T .KF.KF  
1
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 21  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
vF  F.go.v. aw1 / ut1  
với:  
tra bảng 6.15[1] ta được  
tra bảng 6.16[1] ta được  
F =0,006  
o =56  
g
v 0,006.56.5,58. 104 / 4,7 8,82  
nên  
F
8,82.30,93.36,5  
KFv 1  
1,128  
2.23180,02.1,33.1,27  
KF 1,32.1,27.1,128 1,89  
2.23180,02.1,89.0,59.0,9635.3,9  
 F1   
114,712 (MPa)  
30,93.36,5.1,5  
114,712.3,6  
 F2   
105,888 (MPa)  
3,9  
Ta có: [F1] [F ]1.YR .Y .KxF  
s
[F2 ] [F ]2.YR .Y .KxF  
s
Ys = 1,08-0,0695.ln(m)  
=1,08-0,0695.ln(1,5)=1,0518  
YR = 1(bánh răng phay), KxF =1 (vì da <400 mm)  
[F1 ] 252.1.1,0518.1266,6412 (MPa)  
[F2 ] 236,57.1.1,0518.1248,824 (MPa)  
114,712 []=266,6412 (MPa)  
F1  
F1  
Ta có:  
F2 105,888 [F1]=248,824 (MPa)  
thoả mãn điều kiện về độ bền uốn của răng.  
2.7. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải  
Ta có:  
=2,2  
Kqt Tmax / T  
trong đó:  
Kqt – hệ số quá tải  
Tmax – momen xoắn quá tải  
T - momen xoắn danh nghĩa  
Để tránh biến dạng dư hoặc gẫy giòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực  
đại không được vượt quá một quá trị cho phép tức là :  
Hmax  H . Kqt [H ]max  
Hmax 493,3. 2,2 731,68 1260 (MPa)  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 22  
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  
Phương án số 39  
Để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng  
suất uốn cực đại tại mặt lượn chân răng không được vượt quá một giá  
trị cho phép tức là:  
Fmax  F.Kqt [F ]max  
F1max 114,712.2,2 252,3664 464 (MPa)  
F2max 105,888.2,2 232,9536 360 (MPa)  
Thoả mãn điều kiện quá tải  
2.8. Xác định một vài thông số và kích thước của bộ truyền  
Đường kính vòng chia:  
d1 mz1 / cos1,5.24 / cos(8,885o ) 36,44 (mm)  
d2 mz2 / cos1,5.113/ cos(8,885o ) 171,56 (mm)  
Đường kính vòng lăn:  
dw1 2aw1 / (u1 1) 2.104 / (4,7 1) 36,5 (mm)  
dw2 dw1.u1 36,5.4,7 171,5 (mm)  
Khoảng cách trục chia:  
a1 0,5m.(Z2 Z1) / cos  
0,5.1,5.(24 113) / cos(8,885o) 104 (mm)  
Đường kính đỉnh răng:  
da1 d1 2(1x1  y1)m  
=36,44+2(1+0-0).1,5=39,44 (mm)  
da2 d2 2(1x2  y1)m  
=171,56+2(1+0-0).1,5=174,56 (mm)  
Đường kính đáy răng :  
df1 d1 (2,5 2x1)m  
=36,44 (2,5 2.0).1,5 32,69 (mm)  
df 2 d2 (2,5 2x2 )m  
=171,56 (2,5 2.0).1,5 167,81 (mm)  
Đường kính cơ sở:  
db1 d1.cos  36,44.cos20o 34,242 (mm)  
db2 d2.cos 171,55.cos20o 161,204 (mm)  
o
Góc prôfin gốc:  
  20  
GVHD: Trần Văn Hiếu  
SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01  
Page 23  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 76 trang yennguyen 27000 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án môn Chi tiết máy - Mai Văn Tú", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_mon_chi_tiet_may_mai_van_tu.pdf