CHƯƠNG 1 CHỌN ĐỘNG CƠ PHÂN PHỒI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Xác định công suất trên trục động cơ: - Công suất trên trục công tác: kW - Ptđ = kW - Công suất trên trục động cơ điện: (1) - Từ bảng tra 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có: + Hiệu suất khớp nối: + Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: + Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn: + Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ: + Hiệu suất bộ truyền xích: Hiệu suất chung của bộ truyền là: (CT 2.86 Thay vào (1) ta được: kW 1.2 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ điện: Trong đó + : số vòng quay sơ bộ của động cơ + : số vòng quay của trục công tác = 49 (vòng/phút) + : tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động Mà Trong đó: (theo bảng 2.4 TL[1]) - Tỉ số truyền bộ truyền xích = 2 (2 ÷ 5) - Tỉ số truyền bộ hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nón trụ = 12 (8 ÷ 40) 6 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Vậy = 49.24 = 1176 (vg/ph) Chọn động cơ điện thỏa Theo bảng P1.3 phụ lục trang 236 tài liệu [1] ta chọn động cơ: 4A112M4Y3 Công suất Vận tốc quay Tmax Tk Kiểu cosφ % (kW) (vòng/phút) Tdn Tdn 4A112M4Y3 5.3 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: Tỷ số truyền Phân tỷ số truyền của hệ dẫn động: Tra bảng 2.4 TL[1] theo tiêu chuẩn chọn trước ux = 2 Suy ra tỷ số truyền: Xác định u1, u2 Với u1 là tỷ số truyền của cặp bánh răng côn (cấp nhanh) u2 là tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ (cấp chậm) Ta chọn Kbe = 0.4) Ta tính được giá trị Từ đồ thị h3.21 TL[1] ta chọn được: u1 = 4,1 u2 = 3,5 7 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Xác định công suất, moment và số vòng quay trên các trục : Công suất trên các trục: Công suất trên trục công tác: Công suất trên trục III: P3 = Công suất trên trục II: P2 = Công suất trên trục I: P1 = Công suất trục trên động cơ: Pđc = Số vòng quay trên các trục: Số vòng quay của trục động cơ: nđc = 1425 (vg/ph) Số vòng quay của trục I: (vg/ph) Số vòng quay của trục II: 347,56 (vg/ph) Số vòng quay của trục III: (vg/ph) Số vòng quay của trục công tác: (vg/ph) Mômen xoắn trên các trục: Mômen xoắn trên trục động cơ: (N.mm) Mômen xoắn trên trục I: (N.mm) Mômen xoắn trên trục II: 127494,53 (N.mm) Mômen xoắn trên trục III: (N.mm) Mômen xoắn trên trục công tác: 8 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY (N.mm) Trục Trục công Động cơ Trục 1 Trục 2 Trục 3 Thông số tác Công suất P 4,93 4,88 4,64 4,5 4,23 (kW) Tỷ số truyền u 1 4.5 2 Số vòng quay n 1425 1425 347.mm) 9 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC Thông số đầu vào: P1 = 4,88 (kW) u1 = 4,1 n1 = 1425 (vg/ph) T1 = 32704,56 (N.1 Chọn vật liệu bánh răng: Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên theo 6.1 TL [1] Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 241…285 Có = 850 Mpa = 580 Mpa Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=192…240 Có = 750 Mpa = 450 Mpa 2.2 Xác định ứng suất cho phép Theo bảng 6.2 TL [1] với thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB=180…350 ta có: Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245 Chọn độ rắn bánh lớn HB2 = 230 Khi đó: lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở NHO là số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn NHO1=30.107 10 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương Theo công thức 6.107 NFO = NFO1 = NFO2 = 4.106 Với c=1 là số lần ăn khớp của răng trên mỗi vòng quay Thời gian làm việc: 5 năm, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 tiếng, 1 ngày làm 2 ca ti =5.16=24000 giờ Vì NHE1 > NHO1 do đó KHL1 = 1 và NHE2 > NHO2 do đó KHL2 = 1 Như vậy theo công thức 6.1a TL [1], sơ bộ xác định được: [ Suy ra: [ [ Với cấp nhanh sử dụng bánh răng côn răng thẳng nên: [’= [ Tính ứng suất uốn cho phép Ta có NFE số chu kì thay đổi ứng suất tương đương NFE1 =60c.4 TL [1] ta có mF = 6. Vì NFE1 > NFO1 do đó KFL1 = 1 và NFE2 > NFO2 do đó KFL2 = 1.2a TL [1]: [ Với bộ truyền quay một chiều nên KFC = 1. [ 11 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY = [ = Ứng suất quá tải cho phép theo 6.3 Tính toán cấp nhanh: Bộ truyền bánh răng côn răng thẳng a. Xác định chiều dài Môđun vòng ngoài: Theo công thức 6.52a TL [1]: Trong đó: + là hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng.
Với truyền động bánh răng côn răng thẳng có: + là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng + là hệ số chiều rộng vành răng = 0,3 (đã chọn ở trên) Theo bảng 6.21 TL [1]: Trục bánh răng côn lắp trên ổ bi, sơ đồ HB < 350 ta tra được Suy ra b. Xác định các thông số ăn khớp: Số bánh răng nhỏ: Tra bảng 6.22 TL [1] ta được: Z1p = 16 Với HB < 350 ta có số răng côn nhỏ Z1 = 1,6 Z1p =1,6. Đường kính trung bình: CT 6.54 TL [1] 12 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Môđun vòng trung bình: CT 6.55 TL [1] Môđun vòng chia ngoài: CT 6.56 TL [1] Theo bảng 6.8 TL [1] chọn trị số theo tiêu chuẩn: Xác định lại môđun trung bình: Suy ra: Z1 = Chọn Z1 = 26 răng Số răng bánh lớn Z2 = u1.26 = 106,6 Chọn Z2 = 107 răng Tỉ số truyền thực: Góc côn chia: Theo bảng 6.2 TL [1], ta chọn hệ số dịch chỉnh: x1 = 0; x2 = 0 Đường kính trung bình bánh nhỏ: Chiều dài côn ngoài: c. Kiểu nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Theo 6.58 TL [1]: Theo bảng 6.5 TL [1]: ZM = 274 Mpa1/3 hệ số xét đến cơ tính vật liệu bánh răng Theo bảng 6.12 TL [1], với xt = x1 +x2 = 0 Suy ra: ZH = 1,76 hệ số kể đến hình dạn tiếp xúc Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: Theo 6.59a TL [1]: Hệ số trùng khớp ngang: theo CT 6.6 TL [1]: Suy ra: 13 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc: Theo CT 6.61 TL [1]: + hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng vành răng.
+ (bánh răng côn răng thẳng) – hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp. Vận tốc vòng (theo CT 6.62 TL [1]): Theo bảng 6.13 TL[1] chọn cấp chính xác là 8 Theo CT 6.64 TL [1]: Trong đó theo bảng (6.16) TL[1] có: và Theo CT 6.63 TL [1]: 1,24 Trong đó b = Kbe.1,24=1,56 Vậy Ứng suất tiếp xúc cho phép: + v = 3,75 m/s < 5 m/s => Zv = 1 hệ số ảnh hưởng của vận tốc vòng; chọn cấp chính xác tiếp xúc 7, + Ra = 0,63.1,25 Vậy : đảm bảo độ bền tiếp xúc. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Hệ số tải trọng khi tính về uốn: 14 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Tra bảng 6.21 TL [1]: bánh răng thẳng Với Trong đó theo bảng (6.16) TL[1] có: ; Suy ra: KFv = 1 + Do đó: KF = 1,62.1= 0,86 là hệ số kể đến độ nghiêng của răng, với răng thẳng hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Số răng tương đương: Hệ số dạng răng: Tra bảng 6.18 TL [1]: YF1 = 3,86, YF2 = 3,6 Suy ra: 33,27 Mpa < [ MPa Mpa < [ Mpa Ta thấy , Như vậy độ bền uốn được đảm bảo. Kiểm nghiệm răng về quá tải: Theo CT 6.48 TL [1]: Kqt = 1 Đảm bảo điều kiện quá tải f.
15 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY f. Bảng tóm tắt các thông số bánh răng côn: Chiều dài côn ngoài Re = 137,64 mm Môđun vòng ngoài mte = 2,5 mm Chiều dài vành răng b = 41,3 mm Tỉ số truyền um = 4,1 Góc nghiêng của răng =0 Số bánh răng z1 = 26, z2 = 107 Hệ số dịch chỉnh chiều cao x1 = 0; x2 = 0 Đường kính chia ngoài de1 = 59,71 mm, de2 = 267,5 Đường kính trung bình dm1 = 50,75 mm, dm2 = 227,37 mm Góc chia côn Chiều cao răng ngoài he = 5,5mm Chiều cao đầu răng ngoài hae1 = 2,5 mm; hae2 = 2,5 mm Chiều cao chân răng ngoài hfe1 = 3 mm; hfe2 = 3 mm Đường kính đỉnh răng ngoài dae1 = 64,4 mm; dae2 = 272,2 mm 16 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 2.4 Tính toán cấp chậm: Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng: a. Tính sơ bộ khoảng cách trục: Khoảng cách trục 6.5, Ka = 49,5 Mpa1/3 hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng + Bảng 6.7 TL [1], sơ đồ 5, Suy ra: Chọn aw = 176 mm Xác định các thông số ăn khớp: Môđun: Theo 6.17 TL [1]: m = (0,01 ÷ 0,02)aw = 2 ÷ 4 Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp chậm bằng môđun ở cấp nhanh m = 3 mm. + Số bánh răng dẫn: z1 = Chọn z1 = 26 răng + Số răng bị dẫn z2 = u2.26 = 91 Chọn z2 = 91 răng Tỉ số truyền thực: um = b.
Góc ăn khớp Theo CT 6,27 TL [1], Suy ra c. Khoảng cách trục thực tế: d. Các thông số chủ yếu của bộ truyền bánh răng trụ thẳng: Chiều rộng báng răng: bw = .176 = 55,44 mm Đường kính vòng chia: d1 = m.91 = 273 mm 17 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đường kính vòng lăn: dw1 = 2aw/(um + 1) = 2.22 mm dw2 = dw1.