Đồ án Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................... 3
1.1. Chọn động cơ điện ....................................................................................... 4
1.1.1. Chọn kiểu động cơ .................................................................................... 4
1.1.2. Xác định công suất động cơ...................................................................... 4
1.1.4. Chọn động cơ thực tế ................................................................................ 5
1.2. Phân phối tỷ số truyền.................................................................................. 5
1.2.3. Tính toán các thông số trên trục................................................................ 6
2.1. Thiết kế bộ truyền đai................................................................................... 7
2.1.1. Chọn loại đai ............................................................................................. 7
2.1.3. Xác định số đai.......................................................................................... 9
2.1.5. Bảng kết quả tính toán............................................................................. 11
2.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng ..................................................................... 11
2.2.1. Chọn vật liệu chế tạo............................................................................... 11
2.2.2. Xác định ứng suất cho phép.................................................................... 12
2.2.5. Kiểm tra sai số vận tốc............................................................................ 28
2.2.6. Kiểm tra điều kiện bôi trơn ..................................................................... 28
3.1. Chọn vật liệu .............................................................................................. 29
1
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
3.2. Tải trọng tác dụng lên trục ......................................................................... 29
3.3. Tính toán thiết kế trục ................................................................................ 29
3.3.1. Tính sơ bộ trục ........................................................................................ 29
3.3.5. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh............................................................ 39
3.3.6. Kiểm nghiệm trục về độ cứng................................................................. 39
3.4. Tính chọn ổ lăn........................................................................................... 41
3.4.1. Tính chọn ổ lăn cho trục 1....................................................................... 41
3.4.2. Chọn ổ cho trục 2 .................................................................................... 43
3.4.3. Chọn ổ cho trục 3 .................................................................................... 45
ĐỘ LẮP TRONG HỘP..................................................................................... 47
4.1. Thiết kế các kích thước của vỏ hộp............................................................ 47
4.1.1. Chọn bề mặt ghép nắp và thân................................................................ 47
4.1.3. Một số chi tiết phụ................................................................................... 48
KẾT LUẬN....................................................................................................... 52
Page 2
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
LỜI NÓI ĐẦU
Trong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp những hệ thống truyền động ở
khắp nơi và có thể nói nó đóng vai trò nhất định trong cuộc sống cũng như sản
xuất. Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì có thể nói hộp giảm tốc
là một bộ phận không thể thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp củng cố lại kiến thức đã
học trong các môn Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật,...và giúp sinh
viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Công việc thiết kế hộp giảm
tốc giúp chúng ta hiểu hơn và có cái nhìn cụ thể hơn về cấu tạo cũng như chức
năng của các chi tiết cơ bản như bảnh răng, ổ lăn,...Thêm vào đó trong quá
trình thực hiện sinh vieenc ó thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ hình chiếu
với công cụ Autocad, điều rát cần thiết với một kỹ sư cơ khí.
Với kiến thức còn hạn hẹp, do đó thiếu xót là điều không thể tránh khỏi,
em mong nhận được ý kiến từ thầy (cô) và các bạn để đồ án này được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn!
Ngày 28/02/2017
Sinh viên thực hiện
Đào Thanh Tuyển
Page 3
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
1.1. Chọn động cơ điện
1.1.1. Chọn kiểu động cơ
Chọn loại động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc.
1.1.2. Xác định công suất động cơ
Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức:
Pct = Pt /η
trong đó: Pct – công suất cần thiết trên trục động cơ, kW
Pt – công suất trên trục máy công tác, kW
P P F.v /103 3000.1,4 /103 4,2 (kW)
t
lv
t
η – hiệu suât của các bộ phận trong hệ dẫn động
1.2.3.4.....
trong đó:
: là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ
,2,3,4,.....
1
trong hệ thống dẫn động.
Theo sơ đồ đề bài thì : brt.brc.3ol.d.k
: hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ: brt = 0,98
brt
brc
: hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn: brc = 0,97
ol : hiệu suất một cặp ổ lăn: ol =0,995
: hiệu suất của bộ truyền xích: = 0,96
d
d
k
: hiệu suất của khớp nối:
= 1
k
3
0,98.0,97.0,995 .0,96.1 0,899
P 4,2 / 0,899 4,67 (kW)
ct
Page 4
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
1.1.3. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ
Số vòng quay của trục máy công tác:
60.103.v 60.103.1,4
nlv
89,13 (v / ph)
.D
.300
Tỷ số truyền toàn bộ của hệ thống ut: ut = uh.ud
với: uh – tỷ số truyền của hộp giảm tốc côn trụ hai cấp
ud – tỷ số truyền của bộ tuyền đai
tra bảng 2.4 [1] ta chọn như sau: uh = 10 ud = 3
vậy ut = 30
Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nlv . ut = 89,13.30 = 2673,9
1.1.4. Chọn động cơ thực tế
Tra bảng P1.2 [1] ta chọn động cơ 4A100L2Y3 với các thông số:
Công suất: 5,5 kW
Số vòng quay: n = 2880 (vg/ph)
Tk / Tdn = 2,0 Tmax / Tdn = 2,2
1.1.5. 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 5,5 P 4,67
dc
ct
ndc 2880 nsb 2673,9
Tmm Tk
T
T
dn
thỏa mãn điều kiện mở máy và điều kiện quá tải của động cơ.
1.2. Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:
Page 5
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ndc 2880
u
32,31
nlv 89,13
1.2.1. 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 3; ung 3
1.2.2. Tỷ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc
u uh.ung
u
32,31
3
uh
10,77
ung
u 3,47
1
uh 10,77
u2 3,1
với u1: tỷ số truyền cấp nhanh
u2: tỷ số truyền cấp chậm
1.2.3. Tính toán các thông số trên trục
Trục
Động cơ
I
II
III
Công tác
Thông số
Công suất (kW)
4,67
4,65
4,49
4,38
4,2
Tỷ số truyền (-)
1
3,47
3,1
3
Số vòng quay (v/ph)
2880
2880
829,97
267,73
89,24
Momen (Nmm)
15485,59 15419,27
51663,92 156235,76 449447,02
Page 6
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
2.1. Thiết kế bộ truyền đai
2.1.1. Chọn loại đai
Chọn tiết diện đai hình thang thường
Ta có: PIII = 4,38 (kW) – công suất trên trục bánh đai chủ động
n3 = 267,73 (v/ph) số vòng quay trên trục bánh đai chủ động
u = 3 – 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:
Kích thước tiết diện (mm)
Đường
kính bánh
đai nhỏ d1
(mm)
Diện tích
tiết diện A
(mm2)
Chiều dài
giới hạn l
(mm)
Kí
hiệu
bt
b
h
yo
B
19
22
13,5 4,8
230
200-400
1800-10600
2.1.2. Các kích thước và thông số của bộ truyền đai
Đường kính bánh đai nhỏ ta chọn d1 = 315 (mm)
vận tốc của đai:
.d1.n3 .315.267,73
v
4,42 (m/s)
60000
60000
mà v 4,42 vmax 25 (m/s)
(thỏa mãn điều kiện)
d2 d1.u.(1) 315.3.(10,02) 926,1 (mm)
vì đường kính bánh đai được tiêu chuẩn hóa nên theo bảng 4.21 [1]
Page 7
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ta chọn d2 = 900 (mm)
tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai:
d2
900
ud
2,92
d1.(1 ) 315.(10,02)
3 2,92
sai lệch tỷ số truyền:
u
100 2,67%
3
(nằm trong phạm vi cho phép về sai lệch tỷ số truyền).
Khoảng cách trục (a):
Chọn a/d2 = 1 suy ra a = 1.d2 = 1.900 = 900 (mm)
Ta có:
0,55.(d1 d2) h a 2.(d1 d2)
0,55.(315 900) 13,5 900 2.(315 900)
681,75 900 2430
(thỏa mãn điều kiện chọn a)
Chiều dài đai (l):
(d1 d2 )2
l 2.a 0,5.(d d )
Ta có:
1
2
4.a
(315 900)2
l 2.900 0,5.(315 900)
3803,58 (mm)
4.900
Chiều dài đai được quy tròn theo tiêu chuẩn nên ta chọn chiều dài đai:
l = 4000 (mm).
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ:
(thỏa mãn)
i v / l 4,42 / 4,0 1,105 imax 10
Khoảng cách trục (a) theo chiều dài tiêu chuẩn (l): l = 4000 (mm)
2 8.2
a
4
Page 8
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
d d
315 900
2
1
Trong đó: l
4000
2091,48
2
2
d2 d1 900 315
292,5
2
2
2091,48 (2091,48)2 8.(292,5)2
a
1003 (mm)
4
Góc ôm (α1):
57o (d2 d1)
57o.(900 315)
1 180o
180o
146,75o 120o
a
1003
2.1.3. Xác định số đai
Số đai z được tính theo công thức:
P .Kd
III
z
[P ].CClCuCz
o
trong đó:
PIII - công suất trên trục bánh đai chủ động: PIII = 4,38 (kW)
[Po] - công suất cho phép,
tra bảng 4.19[1] ta được [Po] = 3,88 (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,
C 10,0025(1801) 10,0025(180146,75) 0,917
Cl – hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai,
ta có lo = 3750, l = 4000 nên l/lo = 4000/3750 = 1,07
tra bảng 4.16
Cl = 1,01
Cu – hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền
Page 9
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
u = 3 tra bảng 4.17
Cu = 1,14
Cz – hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho
các dây đai, ta có PIII/[Po] = 4,38/3,88 = 1,13
Cz = 1
4,38.1,1
z
1,176
3,88.0,917.1,01.1,14.1
chọn z = 2
Chiều rộng bánh đai B
B (z 1).t 2e (2 1).25,5 2.17 59,5 (mm)
Đường kính ngoài của bánh đai da
da1 d1 2ho 315 2.5,7 326,4 (mm)
da2 d2 2ho 900 2.5,7 911,4 (mm)
2.1.4. 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 qm = 0,3
v – vận tốc vòng, m/s
PIII – công suất trên trục bánh đai chủ động, kW
780.4,38.1,1
F
0,3.(4,42)2 469,46 (N)
0
4,42.0,917.2
Lực tác dụng lên trục:
Page 10
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
o
2
146,75
2
1
F 2F .z.sin
2.469,46.2.sin
1799 (N)
r
0
2.1.5. Bảng kết quả tính toán
Kí
hiệu
Thông số
Giá trị
Đơn vị
Đường kính bánh đai
d1
315
mm
nhỏ
Đường kính bánh đai lớn
Tỷ số truyền
d2
ud
ε
900
3
mm
-
Hệ số trượt
0,02
1003
146,75
4000
2
-
Khoảng cách trục
Góc ôm
a
mm
độ(o)
mm
-
α1
l
Chiều dài đai
Số đai
z
Chiều rộng bánh đai
B
59,5
mm
da1
da2
F0
326,4
911,4
469,46
1799
Đường kính ngoài bánh
đai
mm
Lực căng đai
N
N
Lực tác dụng lên trục
Fr
2.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng
2.2.1. Chọn vật liệu chế tạo
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 , giới hạn chảy
.
ch1 580 (MPa)
b1 850 (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 , giới hạn chảy
,
ch2 450 (MPa)
b2 750 (MPa)
vì tốc độ quay và cường độ làm việc của bánh răng lớn nhỏ hơn tốc độ quay và
Page 11
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
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.
2.2.2. Xác định ứng suất cho phép
ta chọn HB2 = 230.
Ứng suât tiếp xúc cho phép
và ứng suất uốn cho phép
được xác
[F]
[H ]
định theo công thức:
o
Hlim
[ ]
.Z .Z .K .K
R V xH
H
HL
SH
o
Flim
[ ]
.Y .Y .K .K
R S xF
F
FL
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
oH lim
trong đó:
- ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở, được tính
o 2HB 70
theo công thức:
(tra bảng 6.1[1])
Hlim
oHlim1 2HB1 70 2.245 70 560 (MPa)
oHlim2 2HB2 70 2.230 70 530 (MPa)
Page 12
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
oFlim
- ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở, được tính theo
o 1,8HB
công thức:
Flim
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.
NHO1 30H2,4 30.2452,4 1,6.107
HB1
NHO2 30H2,4 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:
Page 13
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
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
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
4,71
N 60.c.n (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)
Page 14
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng và bộ truyền bánh răng côn răng
thẳng ta có:
[H ]=[H]2 =481,82 (MPa)
Ứng suất tải cho phép:
[H]max 2,8.ch2 2,8.450 1260 (MPa)
[F1]max 0,8.ch1 0,8.580 464 (MPa)
[F2]max 0,8.ch2 0,8.450 360 (MPa)
2.2.3. Thiết kế bộ truyền cấp nhanh (bộ truyền bánh răng côn răng thẳng)
a) Xác định chiều dài côn ngoài hoặc đường kính chia ngoài
Chiều dài côn ngoài của bánh chủ động được xác định theo độ bền tiếp
xúc, công thức có dạng:
2
2
3
R K u 1. TK / (1 K )K u
H
e
R
1
H
be
be
trong đó:
KR = 0,5.Kd – hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh răng và loại răng
KR = 0,5.100 = 50 (MPa1/3)
Kbe – hệ số chiều rộng vành răng, Kbe = 0,3
KHβ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng bánh răng côn, tra bảng 6.21[1] ta được KHβ = 1,265
T1 – momen xoắn trên trục bánh chủ động, T1 = 15419,27 (Nmm)
[σH] - ứng suất tiếp xúc cho phép, [σH] = 481,82 (MPa)
Do đó:
Re 50. 3,472 1.3 15419,27.1,265 /[(1 0,3).0,3.3,47.481,822 ] 87,88
Hoặc de1 = 48,67
Page 15
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
b) Xác định các thông số ăn khớp
Vì là bánh răng côn răng thẳng, tra bảng 6.22[1] ta có: Z1p = 17
Độ rắn mặt răng ≤ HB350 nên Z1 = 1,6.Z1p = 1,6.17 = 27,2 ta lấy 27
Đường kính trung bình:
dm1 = (1- 0,5.Kbe).de1 = (1 – 0,5.0,3).48,67 = 41,37 (mm)
mtm = dm1/Z1 = 41,37/27 = 1,53
Xác định mô đun
Với bánh răng côn răng thẳng:
ta lấy m = 2
mte mtm / (10,5Kbe) 1,53/ (10,5.0,3) 1,8
Tính lại mtm và dm1:
te
mtm mte.(10,5.Kbe) 2.(10,5.0,3) 1,7
dm1 mtm.Z1 1,53.27 41,31
Xác định số răng bánh 2 và góc côn chia
Z2 = u.Z1 = 3,47.27 = 93,69 ta lấy 94
Tỷ số truyền thực tế của bộ truyền: u = 94/27 = 3,48
Góc côn chia:
= 16o1’33’’
1 arctg(Z1 / Z2) arctg(27 / 94) 16,026
2 90o 1 90o 16o1'33'' 73o58'27''
c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh răng côn phải thoả mãn
điều kiện sau:
2TKH u2 1
2
1
H ZM.ZH.Z
Z .Z .K
H
H
R
V
XH
0,85bd2m1u
trong đó: ZM – hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp, tra
bảng 6.5[1] ta được ZM = 274 (MPa)1/3
Page 16
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ZH – hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc,
tra bảng 6.12[1] ta được ZH = 1,76 (khi x1 = x2 = 0)
Zε – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, được xác định như sau:
Z (4 ) / 3
với
[1,883,2(1/ Z 1/ Z2 )].cosm
1
[1,88 3,2(1/ 27 1/ 94).cos0=1,73
Z (4 1,73) / 3 0,87
Do đó:
K K .K .K
KH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc,
H
H
H
Hv
với: KHβ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng, tra bảng 6.21[1] ta được KHβ = 1,265
KHα – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp, ta có KHα = 1 với bánh răng côn răng thẳng
KHv – hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, tính
theo công thức:
KHv 1 Hbdm1 / (2TKHKH )
1
g v d (u 1) / u
trong đó:
H
H
o
m1
với dm1 – đường kính trung bình của bánh côn nhỏ, dm1 = 41,31 (mm)
v dm1n1 / 60000 .41,31.2880 / 60000 6,23
Tra bảng 6.15 và 6.16 ta được δH = 0,004 và go = 56
0,004.56.6,23 41,31(3,48 1) / 3,48 10,18
Nên
H
Hmax
10,18.26,364.41,31
KHv 1
1,284
2.15419,27.1,265.1
KH 1.1,265.1,284 1,625
T1 – momen xoắn trên trục bánh chủ động, T1 = 15419,27 (Nmm)
Page 17
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
b = Kbe.Re = 0,3.87,88 = 26,364 (mm) – chiều rộng vành răng
- ứng suất tiếp xúc cho phép,
= 481,82 (MPa)
[H ]
[H ]
2.15419,27.1,625. 3,482 1
H 274.1,76.0,87.
489,89 (MPa)
0,85.26,364.41,312.3,48
Mức chênh lệch
[H ]
:
[H ]
489,89 481,82
.100% 1,675% 4%
481,82
Tính lại chiều rộng vành răng:
b Kbe.Re (H /[H ])2 0,3.87,88.(489,89 / 481,82)2 27,25 (mm)
d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Điều kiện bền uốn:
2TK Y Y Y / (0,85bm d )
F1
F1
1
F
F1
nm m1
Y / Y
F2
F2
F1 F2
F1
trong đó:
T1 – momen xoắn trên bánh chủ động
mnm – modun pháp trung bình, mnm = mtm = 1,7
b – chiều rộng vành răng
dm1 – đường kính trung bình của bánh chủ động
Yβ = 1 – hệ số kể đến độ nghiêng của răng
YF1, YF2 – hệ số dạng răng, YF1 = 4,08; YF2 = 3,61
KF – hệ số tải trọng khi tính về uốn, KF = KFβ.KFα.KFv
với KFβ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng
trên vành răng, KFβ= 1,23
KFα – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng
Page 18
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, KFα = 1
KFv – hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong
vùng ăn khớp tính theo công thức:
Fgov. dm1(u 1) / u.b.dm1
Fbdm1
KFV 1
1
1
2TKFKF
2TKFKF
1
1
0,011.56.6,23. 41,31(3,48 1) / 3,48.26,364.41,31
1,8
2.15419,27.1,23.1
KF 1,23.1.1,8 2,214
2.15419,27.2,214.0,585.1.4,08
103,55 250
Do đó:
F1
F1
0,85.26,364.1,7.41,31
103,55.3,61
4,08
F2
91,62(MPa) 236,57(MPa)
F2
Vậy răng đảm bảo điều kiện về độ bền uốn
e) Kiểm nghiệm răng về quá tải
Tmm
Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kq t =
=1,3
T
1
để tránh biến dạng dư hoặc gẫy giòn lớp bề mặt
Hmax k 489,89 1,3 558,56(MPa)
1260(MPa)
464(MPa)
360(MPa)
Hmax
H
qt
σF1max σ .K 103,55.1,3134,615(MPa) σ
F1
qt
F1
max
σF2max σ .K 91,62.1,3 119,106(MPa) σ
F2
F2
qt
max
Như vậy răng thỏa mãn điều kiện về quá tải.
f) Kích thước hình học của bộ truyền
Thông số
Ký hiệu
Giá trị
97,8
26,364
Chiều dài côn ngoài
Chiều rộng vành răng
Chiều dài côn trung bình
Đường kính chia ngoài
Re
b
Rm
de
84,618
de1 = 54; de2 = 188
Page 19
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Góc côn chia
δ
he
hae
hfe
δ1 = 16; δ2 = 74
4,4
hae1 = 8,8; hae2 = 8,8
hfe1 = hfe2 = 4,4
Chiều cao răng ngoài
Chiều cao đầu răng ngoài
Chiều cao chân răng ngoài
dae1 = 70,92;
dae2 = 192,85
Đường kính đỉnh răng ngoài
dae
Góc chân răng
Góc côn đỉnh
Góc côn đáy
θf
δa
δf
θf1 = 2,58; θf2 = 2,58
δa1 = 18,58; δa2 = 76,58
δf1 = 13,42; δf2 = 71,42
2.2.4. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
a) Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền
Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
T2.KH
3 [H ]2.u2.ba
ta có: aw2 Ka.(u2 1).
trong đó:
- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng
Ka
tra bảng 6.5[1] ta có:
= 49,5
Ka
T2 – momen xoắn trên trục bánh răng chủ động,
T2 = 51663,92 (Nmm)
- ứng suất tiếp xúc cho phép,
=481,82 (MPa)
[H ]
[H ]
U2 – tỷ số truyền của bộ truyền đang tính, u2 = 3,1
- hệ số, tra bảng 6.6[1] ta được ba =0,4
ba
K
H - hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
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.(u2 1)
0,53.0,4.(3,11) 0,9328
KH
tra bảng 6.7[1] sơ đồ 5 ta được
=1,05; KFβ=1,12
Page 20
Tải về để xem bản đầy đủ
52 trang
25980
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_he_thong_truyen_dong_co_khi.pdf
