Đồ án Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trục vít
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ
--------------------
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG TRỤC VÍT
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
GVHD: Hồ Thị Mỹ Nữ
SVTH: Phạm Quang Kiên
MSSV: 2003100006`
LỚP: 01DHCK
NĂM HỌC: 2010-2014
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2013
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 1
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
ĐIỂM:
Tp.HCM, Ngày……tháng……năm 2013
KÝ TÊN
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 2
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG
______
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 3
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................5
Yêu cầu đồ án ...........................................................................................................6
I. TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG.................................................................7
1. Chọn động cơ.....................................................................................................7
2. Phân phối tỉ số truyền........................................................................................8
3. Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục ..............................9
II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ........................................................10
1. Thiết kế bộ truyền bánh răng...........................................................................10
2. Thiết kế bộ truyền trục vít................................................................................22
3. Thiết kế bộ truyền ngoài..................................................................................27
1. Sơ đồ phân tích lực chung ...............................................................................31
2. Thiết kế trục.....................................................................................................32
3. Chọn then.........................................................................................................50
4. Chọn ổ lăn .......................................................................................................51
5. Chọn khớp nối .................................................................................................58
KHÁC......................................................................................................................59
1. Các kích thước của vỏ hộp giảm tốc.................................................................59
2. Một số chi tiết khác..........................................................................................61
1. Bôi trơn các bộ truyền trong hộp ....................................................................63
2. Bôi trơn ổ lăn...................................................................................................63
3. Điều chỉnh ăn khớp..........................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................66
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 4
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
LỜI CẢM ƠN
Trong nền kinh tế hiện nay ngành công nghiệp phát triền mạnh.Công nghiệp
hóa hiện đại hóa nền kinh tế.Trong đó ngành cơ khí được xem là ngành chủ lực của
nền công nghiệp.
Đối với sinh ngành cơ khí sau khi ra trường được trang bị đầy đủ kiến thức
để góp phần vào xây dựng nền kinh tế nước nhà ngày càng phát triển mạnh.Nhất là
ngành công nghiệp, trong xu thế công nghiệp hóa hiện đại hóa như hiện nay.
Đối với em là sinh viên khoa cơ khí trường Đại Học Công Nghiệp Thực
Phẩm TP.Hồ Chí Minh. Đã và đang học tập tại trường. Được sự tận tình chỉ bảo của
các thầy cô giáo trong khoa,cung cấp cho em nhiều kiến thức để khi ra trường có
thể áp dụng vào công việc thực tiễn góp một phần vào sự phát triển của nền công
nghiệp nước ta.
Trong quá trình học tập tại trường, em được nghiên cứu nhiều môn học, từ lý
thuyết đến thực hành.Trong đó có môn ‘Đồ Án Chi Tiết Máy’.Là một môn quan
trọng của ngành cơ khí mà mỗi sinh viên cơ khí ai cũng phải làm.
Đối với riêng cá nhân em, khi nhận được đề tài đồ án chi tiết máy:
“ Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trục vít ”. Còn gặp rất nhiều khó khăn
bước đầu nhưng được sự tận tình chỉ bảo của các thầy cô trong khoa, giúp em tự tin
hơn để hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.Trong đó có cô Hồ Thị Mỹ Nữ là giáo
viên hướng dẫn cho em làm đồ án chi tiết máy. Được sự hướng dẫn tận tình của cô
đã giúp em có được vốn kiến thức để hoàn thành đồ án một cách tốt nhât.
Qua thời gian làm việc cùng cô Hồ Thị Mỹ Nữ em thấy kiến thức chuyên
ngành cơ khí của mình được cải thiện lên rất nhiều.
Tuy nhiên đây là lần đầu được tính toán thiết kế nên vẫn còn những điểm
thiếu sót, em mong được sự giúp đỡ và góp ý của các thầy cô để kiến thức của em
được cải thiện tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự tận tình giúp đỡ của cô Hồ Thị Mỹ Nữ để em được
hoàn thành tốt môn học này.
Phạm Quang Kiên
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 5
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
Yêu cầu đồ án:
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
I.
Thiết kế một hệ thống truyền động dựa trên các kiến thức đã học:
- Tính toán công suất, số vòng quay, tỉ số truyền
- Tính toán các bộ truyền
- Phân tích lực, tính toán độ bền trục, then, lựa chọn dạng ổ thích hợp
Tập thuyết minh, 1 bản vẽ A0 + 1 bản vẽ A3 thực hiện trên AutoCAD.
II.
Thời gian làm việc 3 ca, tải trọng như hình vẽ
Các thông số đã cho: P = 4,3(kW)
n = 27(v/p)
Thời gian làm việc : Lh= 16000h
Làm việc : 3 ca
Sơ đồ phân bố tải trọng
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 6
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
I . TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
1.Chọn động cơ
a. Chọn hiệu suất của hệ thống
Hiệu suất truyền động :
4
표푙
4
휂 = 휂 휂 휂 휂 휂 = 0,99.0,96.0,82.0.9.0,99 = 0,67
푘푛 푏푟 푡푣 푥
+ Với
: Hiệu suất nối trục đàn hồi
휂 = 0,99
푘푛
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng
휂 = 0,96
푏푟
: Hiệu suất bộ truyền trục vít ( z =2 )
휂 = 0,82
푡푣
1
: Hiệu suất bộ truyền xích để hở
휂 = 0,9
푥
: Hiệu suất một cặp ổ lăn
휂 = 0,99
표푙
b. Tính công suất cần thiết
✓ Công suất tính toán
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 7
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
푃
푡
2
2
2
푇
푇
푇
푇
푇
3
푇
1
2
푡 +
1
푡 +
2
푡
3
= 4.3
= 푃 = 푃
푡푑
푡 + 푡 + 푡
1
2
3
2
2
2
푇
푇
0,9푇
푇
0,7푇
푇
0,2푡 +
0,5푡 +
0,3푡
= 3,73(푘푊)
0,2푡 + 0,5푡 + 0,3푡
✓ Công suất cần thiết
푃
3.73
0,67
푡
푃 =
푐푡
=
= 5,57 (푘푊)
휂
c. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ
✓ Số vòng quay trên trục công tác (vòng/phút)
푛 = 27
푐푡
✓ Chọn sơ bộ tỷ số của hệ thống (tra bảng 2.4, trang 21,sách (1))
60. 2= 120
푢 = 푢 푢 =
푐ℎ
ℎ 푥
uh là tỉ số truyền của HGT bánh răng trục vít uh=6090
-ux là tỉ số truyền của bộ truyền xích : ux=25
✓ Số vòng quay sơ bộ của động cơ
(vòng/phút)
푛 = 푛 .푢 = 27.120 = 3240
푠푏
푐푡 푠푏
- Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ
d. Chọn động cơ điện
( vòng/ phút )
푛 = 3000
푠푏
✓ Động cơ điện có thông số phải thỏa mãn :
푃 ≥ 푃 = 5,57 (kW)
đ푐
푐푡
푛 ≈ 푛 = 3000(vòng/phút)
đ푐
푠푏
✓ Tra bảng P.13 trang 236, Tài liệu (1) ta chọn
푃 = 7,5 (kW)
푛 = 2922 (vòng/phút)
đ푐
đ푐
✓ Động cơ 4A112M2Y3
2. Phân phối tỉ số truyền
✓ Tỷ số truyền chung của hệ chuyển động
푛
2922
27
đ푐
푢 =
푐ℎ
=
= 108
푛
푐푡
- Ta có : uch = uh . ux ( 1)
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 8
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
- Tỉ số truyền của bộ truyền xích chọn sơ bộ:
(tra bảng 2.4, trang
푢 = 2,5
푥
21,sách [1] )
푢
108
2,5
푐ℎ
푢 =
푏푟
=
= 43,2
푢
푥
푢
108
푐ℎ
푢 =
푏푟
=
= 2,16
푢 푢
푥 푡푣
2,5.20
- Mà u u .u (2)
tv
h
br
Để chọn ubr ta dựa vào hình 3.25[1] ( trang 48) . Vì là cặp bánh răng thẳng nên ta
chọn C = 0,9. Dựa vào uh = 43,2 , gióng lên ta có ubr = 2 . Thay lại công thức ( 2) ta
được:
푢
43,2
2
ℎ
푢 =
푡푣
=
= 21,6
푢
푏푟
-
Ta chọn utv = 22, uh = 45
- Thay vào công thức (1) ta có tỉ số truyền của xích
108
푢 =
푥
= 2,4
45
3. Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục
a. Phân phối công suất trên các trục
푃
4,3
푙푣
푃 =
3
=
= 4,826(푘푊)
휂 휂
표푙 푥
0,99.0,9
푃
4,826
3
푃 =
2
=
= 5,945(푘푊)
휂 휂
표푙 푡푣
0,99.0,82
푃
5,945
2
푃 =
=
= 6,255(푘푊)
= 6,382(푘푊)
1
휂 휂
표푙 푏푟
0,99.0,96
푃
5,425
1
푃 =
đ푐
=
휂 휂
표푙 푘푛
0,99.0,99
b. Tính toán số vòng quay trên các trục
푛 = 푛 = 2922 (vòng/phút)
1
đ푐
푛
2922
2,16
1
푛 =
2
=
= 1352,778 (vòng/phút)
푢
푏푟
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 9
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
푛
1352,778
22
2
푛 =
3
=
= 61,49 (vòng/phút)
푢
푡푣
푛
푢
61,49
3
푛 =
4
=
= 25,62 (vòng/phút)
2,4
푥
c. Tính toán Momen xoắn trên các trục
푃
đ푐
푛
đ푐
6,382
2922
6
6
푇 = 9,55.10
đ푐
= 9,55.10
= 20858,35(푁푚푚)
푃
6,255
2922
1
6
6
6
6
6
6
푇 = 9,55.10
= 9,55.10
= 9,55.10
= 9,55.10
= 20443,28 (푁푚푚)
1
푛
1
푃
푛
5,945
2
푇 = 9,55.10
2
= 41969 (푁푚푚)
1352,778
4,826
2
푃
3
푛
3
푇 = 9,55.10
3
= 1385506,48 (푁푚푚)
30,062
푃
4,3
푙푣
6
6
푇 = 9,55.10
푐푡
= 9,55.10
= 1512962,96 (푁푚푚)
푛
푙푣
27
d. Bảng thông số kĩ thuật
Trục
Động cơ
I
II
III
Công tác
4,3
Thông số
Công suất
P (kW)
Tỷ
truyền u
Số
quay
(vòng/phút)
Momen
xoắn
6,382
6,255
5,945
4,826
2,4
61,49
số
1
2
22
vòng
n 2922
2922
1352,778
41969
25,62
T
20858,35
20443,28
1385506,48 1512962,96
(Nmm)
II. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY.
1. Thiết kế bộ truyền bánh răng
Các thông số bộ truyền bánh răng
u1 = 2
P1 = 6,255 kW
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 10
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
P2 = 5,945 kW
n1 = 2922 vòng/phút, n2 = 1352,778 vòng/phút
T1 = 20443,28 N.mm, T2 = 41969 N.mm
a. Chọn vật liệu:
- Vì công suất trên bánh dẫn P1 = 6,255 không quá lớn . Do không có yêu cầu gì
đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, thuận tiện trong việc gia
công chế tạo , ở đây ta chọn vật liệu làm các bánh răng như nhau
Với
HB1 HB2 (10 15)
Cụ thể chọn vật liệu là thép 45 tôi cải thiện
Bánh răng nhỏ ( bánh 1 ) : HB1 = 241…285 có
휎 = 850 푀푃푎
푏
휎
푐ℎ1
= 580 푀푃푎
Chọn HB1=250
Bánh răng lớn ( bánh 2 ) : HB2 = 192…240
휎 = 750 푀푃푎
푏
휎
푐ℎ2
= 450 푀푃푎
Chọn HB2=235
b. Ứng suất cho phép
.Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] và ứng suất uốn cho phép [σF]
Theo công thức 6.1 và 6.2[1]
[ H ] ( 0
[F ] ( 0
SH ).ZR .Zv .KxH .KHL
SF ).YR.Ys .KxF .KFC KFL
H lim
F lim
Trong đó:
ZR -hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề 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 bề mặt răng
YS –hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập chung ứng suất
KxF –hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 11
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Trong tính thiết kế, ta lấy sơ bộ
ZR .ZV .KxH 1
YR .YS .KxF 1
KFC – hệ số xét đến ảnh hưởng của đặt tải, do tải một chiều nên KFC=1
Vậy các công thức trên trở thành .
[σH]= (σHlim0 /sH). KHL
[σF]=( σFlim0/sF). KFL
(6.1)
(6.2)
SH, SF –hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. Tra bảng 6.2 [1] ta có :
σHlim0 = 2.HB+70 , sH = 1,1
σFlim0 =1,8.HB
, sF =1,75
0 H lim ; 0
F lim
-Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ứng với chu
kì cơ sở
Ta có
0
0
2.HB1 70 2.250 70 570 (MPa )
H1 lim
H 3 lim
0
0
1,8.HB1 1,8.250 450(MPa)
F lim
F3 lim
1
0
0
2.HB2 70 2.235 70 540(MPa )
H 2 lim
H 4 lim
0
0
1,8.HB 1,8.235 423(MPa)
F2 lim
F4 lim
.
2
KHL, KFL - hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ
tải trọng của bộ truyền, xác định theo công thức 6.3 và 6.4[1]:
NHO
mH
KHL
NHE
NFO
mF
KFL
NFE
mH, mF - bậc của đường cong mỏi khi thử về độ bền tiếp xúc và uốn.
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 12
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Vì HB < 350: mH = 6, mF = 6.
NHO, NFO – số chu kì ứng suất khi thử về độ bền tiếp xúc và uốn.
2,4
HB
NHO 30.H
N
30.2502,4 1,71.107.
HO
1
NHO 30.2352,4 1,47.107.
2
NFO = 4.106. ( Đối với tất cả các thép )
NHE, NFE - số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
Do tải trọng thay đổi nên ta có:
Từ công thức 6.7[1]
3
Tmax
T
i
N 60c
.niti
HE
c - số lần ăn khớp trong một vòng quay (c =1)
ni- số vòng quay trục thứ j trong 1 phút ở chế độ thứ i
ti - thời gian làm việc ở chế độ thứ i
Ih= ti - Tổng số giờ làm việc (thời hạn phục vụ) . Ih=16000h
3
T
i
N 60c
.niti
HE
Tmax
Ta có n1 = 2922( vòng/phút ) , n2 = 1352,778( vòng/phút ) .
2922
3
3
3
7
푁
퐻퐸2
= 60.1
.16000.[1 .0,2 + 0,9 .0,5 + 0,7 0,3] = 8,51.10
22
7
푁
퐻퐸
≥ 푁 2 = 1,626.10
퐻푂
2
퐾
Mà
2 = 1
퐻퐿
7
7
푁
퐻퐸
1
= 푁 .푢 = 3,94.10 .2 = 7,88.10
퐻퐸
1
2
7
푁
≥ 푁 1 = 1,71.10
퐻푂
퐻퐸
1
퐾
퐻퐿
1 = 1
Từ công thức 6.1[1] ta có:
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 13
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
570
훿
훿
=
=
= 518,2 [푀푝푎]
= 490,9 [푀푝푎]
퐻
퐻
1
1,1
540
1,1
2
Do bộ truyền sử dụng bánh răng thẳng
→ [σH]= min [ [σH1], [σH2] ] = 490,9 (MPa).
Do tải trọng thay đổi :
Từ công thức 6.8[1]
6
T
i
N 60c
.niti
FE
Tmax
Ta có c =1, n1 = 2992 (v/ph) ≥ n2→ NFE1 ≥ NFE2
2922
6
6
6
7
푁
퐹퐸2
= 60.1
.16000.[1 .0,2 + 0,9 .0,5 + 0,7 .0,3] = 6,39.10
22
6
푁
퐾
≥ 푁 2 = 4.10
퐹푂
퐹퐸
2
2 = 1
퐹퐿
≥
≥
푁
= 4.106.
퐹푂
2
푁
퐹퐸
푁
퐹퐸
1
2
퐾 1 = 1
퐹퐿
Từ công thức 6.2[1] ta có:
450
훿
=
= 257,1 [푀푝푎]
퐹
1
1,75
423
훿
=
= 241,7 [푀푝푎]
퐹
2
1,75
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
Theo công thức 6.13[1]
[ H ]max 2,8.ch
[ H ]1max [ H ]3max 2,8.580 1624[MPa]
[ H ]2 max [ H ]4 max 2,8.450 1260[MPa]
.Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 14
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
Theo công thức 6.14[1]
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
[ ]1max [ ]
=
3max=0,8 ch1=0,8.580=464 MPa
4max=0,8 ch2=0,8.450=360 MPa
F
F
[ ]2max [ ]
=
F
F
Xác định các thông số của bộ truyền
Các thông số cơ bản của bộ truyền.
▪ Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Theo công thức 6.15a[1] ta có:
푇 .퐾
1
퐻훽
푎 = 퐾 .(푢 + 1)3
푤
푎
2
[휎 ] .푢.
퐻
Với Ka : Hệ số phụ thuộc vật liệu
Theo bảng 6.5[1], ta có Ka = 49,5
ba , Theo bảng 6.6[1] tacó ba =0,4.
0,53ba
u 1
Theo công thức 6.16[1] ta có
bd
= 0,53.0,4.( 2 +1) = 0,636
KH
: hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
K
H = 1,03
Theo bảng 6.7[1], với
=0,636
bd
Thay vào công thức 6.15a ta có
푎 = 49,5 (2 + 1).3
20443,28.1,03
푤
2
490,9 .2.0,4
70,95 mm
푎 =
푤
Lấy aw = 80 mm ( Theo TC SEV229-75 sách [1] trang 99)
Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ dw1:
2푎
2.80
푤
푑
=
=
= 53,33 (푚푚)
푤1
푢 + 1 2 + 1
1
Các thông số ăn khớp.
▪ Xác định môđum
m = (0,01 ÷ 0,02)aw = (0,01 ÷ 0,02).80 = 0,8 ÷ 1,6
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 15
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Theo tiêu chuẩn bảng 6.8[1] ta chọn m = 1,5
▪ Xác định số răng
Theo công thức 6.19[1]
Số răng bánh nhỏ là:
2푎
2.80
1,5.(2 + 1)
푤
푧 =
=
1
푚( 푢 + 1 )
= 35,56 mm
Chọn z1 = 35
Theo công thức 6.20[1]
z2 = u.z1 = 2.35 = 70
Số răng tổng : Zt = z1 + z2 = 35 + 70 =105 răng
▪ Xác định đường kính chia
푚푧
1,5.35
1
푑 =
1
=
= 52,5 푚푚
푐표푠0
cos 훽
푚푧
1,5.70
2
푑 =
2
=
= 105푚푚
cos 훽
cos 0
▪ Xác định đường kính đỉnh răng
푑 = 푑 + 2( 1 + 푥 ― ∆푦)푚 = 52,5 + 2( 1 + 0 ― 0).1,5 = 55,5푚푚
푎1
1
1
푑 = 푑 + 2( 1 + 푥 ― ∆푦)푚 = 105 + 2( 1 + 0 ― 0).1,5 = 108푚푚
푎2
2
2
▪ Xác định đường kính đáy răng
푑 = 푑 ― ( 2,5 ― 2푥 )푚 = 52,5 ― (2,5 ― 0).1,5 = 48,75푚푚
푓1
1
1
푑 = 푑 ― ( 2,5 ― 2푥 )푚 = 105 ― (2,5 ― 0).1,5 = 101,25푚푚
푓2
2
2
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo công thức 6.33[1]
2푇 퐾 (푢 ± 1)
1 퐻
휎 = 푍 푍 푍
≤ [휎 ]
퐻
퐻
푀 퐻 휀
2
푏 푢푑
푤
푤
Trong đó : ZM : Hệ số cơ tính của vật liệu . Tra bảng 6.5[1] ta có :
Vật liệu là thép có ZM = 274 MPa1/3
ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
2 cos β
b
Z =
H
sin 2a
tw
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 16
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
b
- Góc nghiêng răng trên mặt trụ cơ sở ( Bánh răng thẳng )
Với :
tan β = cos a . tan β = 0 ( do β = 0)
b
t
cos ∝
t
∝
= arc cos a.
( bảng 6.11[1])
tw
a
w
Với
∝ = arctan (tan ∝ /cos β) = arctan ( tan 20° / cos 0°) = 20°
t
(
vì theo TCVN 1065-71 , bảng 6.11[1])
∝ = 20°
푑 = 푑 cos ∝ = 52,5. cos 20 = 49,33푚푚
푏1
1
푑 = 푑 cos ∝ = 105. cos 20 = 98,67푚푚
푏2
2
- Khoảng cách trục chia
a = 0,5m(z + z ) = 0,5.1,5.(35 + 70) = 78,75mm
1
2
∝
= arc cos 78,75. cos 20/80 = 22°20′
tw
2 cos β
sin 2 ∝
2. cos 0
b
Z =
H
=
= 1,687
sin 2.22°20′
tw
số sự trùng khớp của răng
푍 :ℎệ
휀
4 ― 휀
푎
푍 =
휀
3
Với : ( theo công thức 6.38b[1])
1
1
1
1
휀 = 1,88 ― 3,2.
푎
+
. cos 훽 = 1,88 ― 3,2
+
cos 0 = 1,7429
푧
1
푧
2
35 70
Suy ra :
4 ― 휀
4 ― 1,7429
푎
푍 =
휀
=
= 0,867
3
3
KH : là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
Theo công thức 6.39[1] :
퐾 = 퐾 퐾 퐾
퐻
퐻훽 퐻훼 퐻푣
KH
: hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
K
H = 1,03
Theo bảng 6.7[1], với
= 0,636
bd
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 17
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
: Là hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng cho các đôi răng đồng
퐾
퐻훼
thời ăn khớp . Đối với bánh răng thẳng
=1
퐾
퐻훼
- Vận tốc vòng :
휋푑 푛
푤1 1
3,14.53,33.1445
60000
푚
푣 =
=
= 4,033(
)
푠
60000
→푐ℎọ푛 푐ấ푝 푐ℎí푛ℎ 푥á푐 8
: Hệ số kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp
퐾
퐻푣
푣 푏 푑
퐻 푤 푤1
퐾
퐻푣
= 1 +
( 푐ô푛푔 푡ℎứ푐 6.41[1])
2푇 퐾 퐾
1 퐻훽 퐻훼
Trong đó :
푎
푤
푣 = 휎 .푔 .푣.
퐻
퐻
0
푢
Tra bảng 6.15 và 6.16 ta có :
휎 = 0,006
퐻
푔 = 56
0
푎
80
푤
Suy ra :
푣 = 휎 .푔 .푣.
= 0,006.56.4,033.
= 8,57 ≤ 푣
= 380
퐻
퐻
0
푚푎푥
푢
2
( vmax = 380 do tra bảng 6.17[1])
bw : chiều rộng vành răng
푏 = 푎
= 80. 0,4 = 32mm
8,57.32.53,33
푤
푤 푏푎
퐾
퐻푣
= 1 +
= 1,35
2.20443,28.1,03.1
KH = 1,03.1.1,35 = 1,39
Theo công thức 6.33
2.20443,28.1,39.(2 + 1)
휎 = 274.1,687.0,867.
퐻
2
32.2.53,33
= 387,87 푀푃푎
• Tính ứng suất tiếp xúc cho phép
H
H Zv ZR Z XH
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 18
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ZR : hệ số xét đến nhám bề mặt răng
Cấp chính xác động học là 8, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó
cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5 ÷ 1,25 μm
Tra bảng ta được
Zv = 0,85.v0,1 = 0,85. 4,0330,1 = 0,977
= 0,95
ZR
Ta có :
( Trang 91[1] )
푑 = 55,5 < 푑 = 108푚푚 < 700푚푚
푎1
푎2
ZxH = 1
Mpa
[휎 ] = 490,9.0,977.0.95.1 = 455,63 > 휎 = 387,87
퐻
퐻
Vật liệu làm bánh răng thỏa điều kiện về tiếp xúc .
Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
- Để đảm bảo độ bền uốn cho răng : Công thức 6.43[1]
2푇 퐾 푌 푌 푌
1 퐹 휀 훽 퐹1
휎 =
퐹1
≤ [휎 ]
퐹1
푏 푑 푚
푤 푤1
1
1
Với :
푌 =
휀
=
= 0,574
휀
훼
1,7429
Vì là bánh răng thẳng nên
푌 = 1
훽
Dựa vào bảng 6.18[1] với zv1 = 35 , zv2 = 70 ta có
YF1 = 3,7 ; YF2 = 3,61
Với :
퐾 = 퐾 퐾 퐾
퐹
퐹훽 퐹훼 퐹푣
KF : hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Theo bảng 6.7[1], với =0,636 = 1,08
bd
퐾
퐹훽
: Là hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng cho các đôi răng đồng
퐾
퐹훼
thời ăn khớp . Đối với bánh răng thẳng
=1
퐾
퐹훼
- Vận tốc vòng :
휋푑 푛
푤1 1
3,14.53,33.1445
60000
푚
푣 =
=
= 4,033(
)
푠
60000
→푐ℎọ푛 푐ấ푝 푐ℎí푛ℎ 푥á푐 8
: Hệ số kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp
퐾
퐹푣
푣 푏 푑
퐹 푤 푤1
퐾 = 1 +
퐹푣
( 푐ô푛푔 푡ℎứ푐 6.41[1])
2푇 퐾 퐾
1 퐹훽 퐹훼
Trong đó :
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 19
GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
푎
푤
푣 = 휎 .푔 .푣.
퐹
퐹
0
푢
Tra bảng 6.15 [1] và 6.16 [1] ta có :
휎 = 0,016
퐹
푔 = 56
0
푎
80
2
푤
Suy ra :
푣 = 휎 .푔 .푣.
= 0,016.56.4,033.
= 22,85 ≤ 푣
= 380
퐹
퐹
0
푚푎푥
푢
( vmax = 380 do tra bảng 6.17[1])
bw : chiều rộng vành răng ( tra bảng 6.6[1] để tìm
)
푏푎
푏 = 푎
푤
= 80. 0,4 = 32 mm
푤 푏푎
22,85.32.53,33
퐾 = 1 +
퐹푣
= 1,88
2.20443,28.1,08.1
KF = 1,08.1.1,88= 2,03
Công thức 6.43[1]
2.20443,28.1,9788.0,574.1.3,7
32.53,33.1,5
휎 =
퐹1
= 67,12 푀푃푎
Theo công thức 6.44[1] :
휎 푌
67,12.3,61
3,7
퐹1 퐹2
휎 =
퐹2
=
= 65,49 푀푃푎
푌
퐹1
Mà ta lại có :
[휎 ] = 257,1 푀푃푎 > 휎
퐹1
퐹1
[휎 ] = 241,7 > 휎
퐹2
퐹2
Vậy điều kiện bền uốn được thỏa mãn .
Kiểm nghiệm răng về quá tải .
Ta có :
푇
푚푎푥
퐾 =
푞푡
= 2,2 ( 푡푟푎 푏ả푛푔 푃퐿3[1])
푇
- Ứng suất tiếp xúc cực đại
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN
Trang 20
Tải về để xem bản đầy đủ
66 trang
28/03/2022
6220
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trục vít", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_hop_giam_toc_banh_rang_truc_vit.docx
