Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển nh vũ bão, mang lại những lợi Ých cho con người về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới là nước công nghiệp hoá hiện đại hoá.
Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất .
Qua đồ án này Em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp Em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của Em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí và các Thầy Cô giáo trong khoa để đồ án của Em được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy Cô trong khoa và bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo :
82 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1698 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế sản phẩm với Cad, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển nh vũ bão, mang lại những lợi Ých cho con người về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới là nước công nghiệp hoá hiện đại hoá.
Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất .
Qua đồ án này Em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp Em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của Em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí và các Thầy Cô giáo trong khoa để đồ án của Em được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy Cô trong khoa và bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo :
Ngày tháng năm 2011
Sinh viên
Tài liệu tham khảo:
Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí .T1 ( I )
Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí .T2 ( II )
Mục lục trang
Phần I: tính toán động học hệ dẫn động cơ khí
1. Tính chọn động cơ điện
1.1. Chọn kiểu loại động cơ 4
1.2. Chọn công suất động cơ 5
1.3. Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ 5
1.4. Chọn động cơ thực tế 6
1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ 6
2. Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp giảm tốc 7
3. Tính toán các thông số trên các trục 7
3.1 số vong quay trên các trục 7
3.2. Tính cong suat trên các truc 8
3.3. Tính mô men xoắn trên các trục 8
3.4. Lập bảng kết quả 9
Phần II: Thiết kế các chi tiết truyền động
1. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm 10
2. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 16
3. Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp giảm tốc 22
4. Kiểm tra điều kiện chạm trục 23
Phần III: thiết kế các chi tiết đỡ nối
A Thiết kế trục 24
1.1.Tính trục theo độ bền mỏi
Tính sơ bộ
Tính gần đúng
Tính chính xác
Tính trục theo độ bền tĩnh (tính quá tải)
Tính độ cứng cho trục
B Tính chọn ổ lăn 42
1.1. Chọn phương án bố trí ổ
1.2. Tính ổ theo khả năng tải động
1.3. Tính ổ theo khả năng tải tĩnh
C Tính chọn then 47
1. Tính chọn then cho trục I
2. Tính chọn then cho trục II
3. Tính chọn then cho trục III
D chọn khớp nối 51
Phần IV: cấu tạo vỏ hộp, các chi tiết phụ và chọn chế độ 53
lắp trong hộp
1. Thiết kế các kích thước của vỏ hộp
2. Thiết kế các chi tiết phụ (chốt đTHnh vTH, bu lông vòng vv…)
3. Chọn các chế độ lắp trong hộp
Tài liệu tham khảo
1. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán hệ dẫn động cơ khí, tập I,NXB Giáo
dục, 1999 [I]
2. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán hệ dẫn động cơ khí, tập II,NXB Giáo
dục, 1999 [II]
PHẦN I
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I . Chọn động cơ điện :
. Chọn kiểu loại động cơ điện :
Việc chọn 1 loại động cơ điện dùng cho hộp giảm tốc hiện nay thật là đơn giản xong chóng ta cần chọn loại động cơ sao cho phù hợp nhất với hộp giảm tốc của chúng ta , phù hợp với điều kiện sản xuất , điều kiện kinh tế ... :
Động cơ điện một chiều : loại động cơ này có ưu điểm là có thể thay đổi trị số của mômen và vận tốc góc trong phạm vi rộng , đảm bảo khởi động êm , hãm và đảo chiều dễ dàng ... nhưng chúng lại có nhược điểm là giá thành đắt , khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh lưu , do đó được dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện , thang máy , máy trục , các thiết bị thí nghiệm ...
Động cơ điện xoay chiều : bao gồm 2 loại : một pha và ba pha
Động cơ một pha có công suất nhỏ do đó chỉ phù hợp cho các dụng cụ gia đình . Trong công nghiệp sử dụng rộng rãi động cơ ba pha :đồng bộ và không đồng bộ .
So với động cơ ba pha không đồng bộ , động cơ ba pha đồng bộ có ưu điểm hiệu suất và cosj cao , hệ số tải lớn nhưng có nhược điểm : thiết bị tương đối phức tạp , giá thành cao vì phải có thiết bị phụ để khởi động động cơ , do đó chúng được dùng cho các trường hợp cần công suất lớn (100kw) , khi cần đảm bảo chặt chẽ trị số không đổi của vận tốc góc . Động cơ ba pha không đồng bộ gồm hai kiểu : rôto dây cuốn và rôto lồng sóc . Động cơ ba pha không đồng bộ rôto dây cuốn cho phép điều chỉnh vận tốc trong một phạm vi nhỏ ( khoảng 5%) , có dòng điện mở máy thấp nhưng cosj thấp ,giá thành đắt , vận hành phức tạp do đó chỉ dùng thích hợp trong một phạm vi hẹp để tìm ra vận tốc thích hợp của dây chuyền công nghệ đã được lắp đặt . Động cơ ba pha không đồng bộ rôto lồng sóc có ưu diểm là kết cấu đơn giản , giá thành hạ , dễ bảo quản, có thể trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện song hiệu suất và hệ số công suất thấp so với động cơ ba pha đồng bộ , không điều chỉnh được vận tốc .
Từ những ưu , nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của ta và được sự chỉ dẫn của thầy cô , em đã chọn Động cơ điện ba pha lồng sóc.
1.2 . Tính chọn công suất và số vòng quay của động cơ:
Động cơ được chọn phải có công suất định mức thoả mãn điều kiện :
(kW)
- công suất định mức của động cơ;
- công suất đẳng trị trên trục động cơ.
Do tải trọng là không đổi nên có thể xác định theo công thức :
Công suất làm việc trên trục động cơ
- công suất làm việc trên trục công tác
- hiệu suất truyền động từ trục động cơ đến trục công tác :
Theo bảng 2.3, ta chọn hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống nh sau :
Hiệu suất bộ truyền Khớp nối = 1
Hiệu suất một Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng = 0,97
Hiệu suất Một cặp ổ lăn = 0,99
Hiệu suất của hệ thống :
Suy ra : Công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ :
Theo sơ đồ tải trọng không đổi, ta có : .
Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ đảm bảo cho khi động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép.
Muốn vậy, ta cần thoả mãn điều kiện . (1)
Vậy : Công suất đẳng trị trên trục động cơ phải thỏa mãn:
1.3 xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ :
Do hệ dẫn động xích tải nên số vòng quay của trục công tác được tính nh sau :
Với : v : Vận tốc vòng của xích tải
Z : Số răng đĩa xích tải
p : Bước xích tải
+ Xác định số vòng quay đồng bộ nên dùng cho động cơ :
Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ :
Kể đến sự trượt nên :
Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống :
Tra bảng 1.2 ta thấy usb nằm trong khoảng u nờn dựng
Có 8<14,3<40
Dễ thấy nằm trong khoảng u của hệ thống nên chọn (2)
Từ (1) và (2) ta Chọn động cơ:
Với , tốc độ đồng bộ
Tra bảng P1.3 ta chọn loại động cơ với các thông số nh sau :
Loại động cơ
Vận tốc quay (v/ph)
Công suất (kw)
Cosj
h%
Tmax/Tdn
IK/Idn
K160S4
1458
7,5
0.86
885
2.2
5,8
1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy , điều kiện quá tải cho động cơ:
a . Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ :
Khi khởi động , động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắng sức ỳ của hệ thống . Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức:
Trong đó : : là công suất mở máy trên trục động cơ
Ta thấy : ( 17>10 ) thỏa mãn điều kiện mở máy nờn mỏy hoạt động bình thường
II . Phân phối tỷ số truyền :
Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống :
Trong đó là số vòng quay của động cơ (v/ph)
là số vòng quay của trục công tác (v/ph)
Do hệ dẫn động gồm các bộ phần truyền mắc nối tiếp nên :
=1 :là tỉ số truyền các bộ truyền ngoài hộp, do đây là khớp nối
: tỷ số truyền bộ truyền trong hộp.
Do đó
= =14,3
TỈ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc
Vì đây là hộp giảm tốc bánh răng cấp nhanh tỏch đụi
Tỉ số truyền trục 2
=2,265
u1 = uh/u2 = 14,3/2,265 =6,313
III . Xác định các thông số trên các trục:
1.TỐC ĐỘ QUAY CỦA CÁC TRỤC
trục I :
trục II:
trục III:
2Tính công suất danh nghĩa trên các trục :
Ta có : Công suất trên các trục động cơ :
Khi đó :
Công suất trên trục I :
Công suất trên trục II:
Công suất trên trục II:
3.3 . Tính mômen xoắn trên các trục :
Ta có Mômen xoắn trên trục thứ k được xác định theo công thức :
Momen xoắn trên trục động cơ.
các mômen xoắn trên trục động cơ I, II, III là :
Trục I :
Trục II :
(*=/2=131454 (N.mm) )
Trục III:
3.4 Lập bảng thông số khi làm việc:
TS
TS
Trôc
Trục
Tốc độ quay
N (v/ph)
Tỷ số truyền u
Công suất
(kW)
Mô men xoắn
T(N.mm)
Trục động cơ
1450
1
6,65
43798
Trục I
1450
6,584
43364
6,313
Trục II
229,68
6,323
262908
2,265
Trục III
101,4
6,072
571870
PHẦN 2 :
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
I : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM
1 . Chọn vật liệu :
Đây là hộp giảm tốc chịu công suất trung bình nhỏ nên ta chọn vật liệu là thép nhóm I có độ rắn HB<350 . Khi đó Bánh răng được thường hoá hoặc tôi cải thiện. Vì độ rắn thấp nên có thể cắt răng chính xác, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mòn cao.
Cụ thể, tra Bảng 6.1 ta chọn :
Loại bánh răng
Nhãn hiệu thép
Nhiệt luyện
Độ rắn
Giới hạn bền (MPa)
Giới hạn chảy (Mpa)
Nhá
45
Tôi cải thiện
HB 192...240
750
450
Lớn
45
Thường hoá
HB 170...217
600
340
. Xác định ứng suất cho phép (tra bảng 6.2 )
Trị số của vàlà trị số ứng suất cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở, tra Bảng 6.2 ta chọn :
ứng suất tiếp xúc cho phép với số chu kỳ cơ sở :
ứng suất uốn cho phép với số chu kỳ cơ sở :
Hệ sè an toàn khi tình về tiếp xúc, uốn :
;
Chọn độ rắn của bánh răng nhỏ :
Chọn độ rắn của bánh răng lớn :
Nh vậy ứng suất tiếp cho phép:
Bánh răng nhỏ:
bánh răng lớn:
Bộ truyền quay một chiều và tải trọng đặt một phía nên hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải ta chọn:=1.
Sè chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :
(HB là độ rắn Brinen)
Vậy ta có : Bánh nhá
Bánh lớn
- Sè chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về uốn
với tất cả các loại thép
- Sè chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương ,
Vì tải không đổi nên:
N=
Với : c : số lần ăn khớp lại trong một vòng quay
n : số vòng quay trong 1 phót (n2=229,68(v/ph);n3=101,4(v/ph))
tå : tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Ta có: c = 1 (do tải trọng quay 1 chiều nên trong 1 vòng quay 1 đôi răng ăn khớp 1 lần)
Vậy :
(chu kỳ)
ta thấy : ,
Nên ta chọn : ,
ð
Khi đó , ứng suất tiếp xúc cho phép
Ta chọn bánh răng trụ răng thẳng nên:
TA CÓ
ứng suất cho phép khi quá tải :
ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
1.3 . Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền :
1.3.1. Khoảng cách trục:
trong đó :
: hệ số chiều rộng vành răng, là tỉ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục. Tra Bảng 6.6 (I) ta chọn
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng. Tra bảng 6.5 ta chọn
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.
Với hệ số
Tra bảng 6.7 (I)Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng vata chọn ,
b. Xác định các Thông số ăn khớp :
Môđun
Tra bảng Trị số tiêu chuẩn của môđun, ta chọn môđun :
Chiều rộng vành răng :
Số răng banh nhỏ :
( chọn =37 răng)
Số răng banh lớn:
=.=2,265.37=83,8 (chọn =84 răng)
Þ=+=84+37=121răng
Tỉ số truyen thực u=84/37=2,27
các thông số hình học của bộ truyền:
đường kính vòng chia:
d3= z3 . m= 37. 3 = 111 mm
d4 =z4 . m=84 . 3 = 252 mm
đường kính vòng đỉnh:
mm
mm
+ Đường kính lăn :
khoảng cách trục mm
chiều rộng vành răng
bánh bị dẫn: mm.
bánh dẫn: mm
vân tốc vòng bánh răng
Theo bảng 6.13 [3] chọn cấp chính xác là 9.
Xác định giá trị các lưc :
Bánh dẫn
lực vòng :
lục hướng tâm: Fr2= Ft2tga= 886N. (goc ap lực a=200 )
bánh bị dẫn:
lực vòng :
lực hướng tâm: Fr2= Ft2tga=1692,2N.
kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc
Theo bảng P2.3 phụ lục, ta chọn hệ số tải trọng động :
Tra bảng 6.5 chon
ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc :
KH: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc :
=1,02.1,01.1,1=1,13
Ta có hệ số trùng khớp dọc
cos=1,75
Ze : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
[sH]CX = [sH].Zv.ZR.KxH
Þ lấy KxH = 1 , Zv=1
Với cấp chính xác 9 chọn ZR = 0,96
[sH]CX = 409,09.1.1.0,95=392,7( MPa)
chênh lệch:
bánh răng thỏa mãn điều kiện ứng xuất tiếp xúc.
Tinh lai b=70,8.=69,7(mm)
kiểm nghiệm độ bền uốn
Trong đó : T2 : mômen xoắn trên bánh chủ động T2 =262908 (N.mm)
mn : modun pháp mn = 3 (mm)
Ye : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
Yb : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng :
YF3, YF4 : là hệ số dạng răng của bánh 3 và 4, chúng phụ thuộc vào số răng tương đương và hệ số dịch chỉnh
Số răng tương đương : Zv3 =
Vì ta không dùng răng dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x = 0 .
Tra Bảng 6.18 [1] :Trị số của hệ số dạng răng ta được : YF3= 3,7 YF4= 3,6
Tra Bảng 6.7 [1] :Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng được KFb= 1,08
Tra Bảng 6.14 : trị số hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn với bánh răng thẳng KFa = 1,37 ( v < 5 )
Þ thoả mãn điều kiện độ bền uốn
1.3.5 . Kiểm nghiệm răng về quá tải :
Khi làm việc răng có thể bị quá tải ( VD : lúc mở máy , hãm máy ..) với hệ số quá tải
ứng suất tiếp xúc cực đại :
- thoả mãn điều kiện tránh biến dạng dư hoặc gẫy dòn lớp bề mặt.
ứng suất uốn cực đại :
thoả mãn điều kiện phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng
BẢNG THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC
cấp chậm
bánh dẫn
bánh bị dẫn
khoảng cách trục (aw)
177
đường kính vòng chia (d)
111
252
đường kính vòng đỉnh (da)
117
258
tỉ số truyền thực
2,27
chiều rộng vành răng (bw)
77,28
72,28
Góc áp lực ()
20
Góc nghiêng răng b
0
B. TÍNH TOÁN BÁNH RĂNG NGHIấNG CẤP NHANH
ứng suất tiếp cho phép:
Bánh răng nhỏ:
bánh răng lớn:
Bộ truyền quay một chiều và tải trọng đặt một phía nên hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải ta chọn:=1.
Sè chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :
(HB là độ rắn Brinen)
Vậy ta có : Bánh nhá
Bánh lớn
- Sè chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về uốn
với tất cả các loại thép
- Sè chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương ,
Vì tải không đổi nên:
N=
(chu kỳ)
ta thấy : ,
Nên ta chọn : ,
ð
Khi đó , ứng suất tiếp xúc cho phép
Ta chọn bánh răng nghiêng nên:
)
Thoả mãn điều kiện :
Ta có
ứng suất cho phép khi quá tải :
ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
- Khoảng cách trục:
Với hệ số
(Nmm)
b. Xác định các Thông số ăn khớp :
Môđun
Tra bảng Trị số tiêu chuẩn của môđun, ta chọn môđun :
Chiều rộng vành răng :
Xác định số răng , , hệ số dịch chỉnh :
Công thức quan hệ :
Chọn sơ bộ ð
số bánh răng nhỏ :
(r)
Chọn (r)
ð (r)
Chọn
Do đó, tỉ số truyền thực sẽ là :
- Góc nghiêng :
Þ
+ Đường kính chia :
+ Đường kính lăn :
+ Đường kính đỉnh răng :
+ Đường kính chân răng :
+ Góc profin gốc ( góc áp lực ) : a = 200
+ Đường kính vòng tròn cơ sở :
+ Góc profin răng = góc ăn khớp :
+ Hệ số trùng khớp ngang:
thoả mãn
+ Hệ số trùng khớp dọc :
e b>1 thoả mãn
1.3.3 . Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng của bộ truyền cấp chậm phải thoả mãn điều kiện :
Trong đó :
ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp.
Tra trong Bảng 6.5 [1] được
ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc :
bb là góc nghiêng của bánh răng trên hình trụ cơ sở:
Þ bb = 32,490
Ze : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :
KH: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc : .
trong đó : KHb = 1,24 (Hệ số tập trung không đều của tải trọng_Tra theo bảng 6.7 với sơ đồ 3 )
Vận tốc vòng của bánh răng tại điểm ăn khớp
Tra Bảng 6.13 : Chọn cấp chính xác theo vận tốc vòng: với v < 4 (m/s) Þ cấp chính xác của bánh răng là 9.
Tra bảng 6.14 [] ta được K=1,13
KHv : là hệ số kể đến tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp
Nên
Ta cã :
Vậy: ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
Với : , = 1,15 ,
Đường kính vòng đỉnh da < 700 (mm) Þ Lấy K = 1
ta chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 7 khi đó cần gia công bánh răng đạt độ nhám Ra =1,25 ¸ 2,5 (mm) Þ ZR = 0,95
=418,18.1,15.0,95.=456,86(MPa)
Chênh lệch :
Vậy thoả mãn độ bền tiếp xúc
Tớnh lại b=46,8=45,28(mm)
5 . Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng , ứng suất uốn sinh ra tại chân răng nhỏ hơn ứng suất cho phép :
Ye : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
Yb : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng :
Tra bảng 6.18 [1] ta được : YF1= 3,99; YF2= 3,6
Tra bảng =1,12
Suy ra
- ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh 1 và 2 :
Þ Thoả mãn điều kiện bền uốn
6.Kiểm nghiệm răng về quá tải :
ứng suất tiếp xúc cực đại :
BẢNG THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC
Cấp nhanh
Bánh dẫn
bánh bị dẫn
khoảng cách trục (aw)
117
đường kính vòng chia (d)
31,69
202,32
đường kính vòng đỉnh (da)
35,69
206,32
tỉ số truyền thực
6,385
chiều rộng vành răng (bw)
51,8
46,8
Góc áp lực ()
20
Góc nghiêng răng b
34,86
6.Điều kiện bôi trơn ngâm dầu:
6.1 . Cặp bánh răng cấp nhanh :
- Chiều cao răng : h1 = h2 = 2,25.m = 2,25.2=4,5 (mm)
- Chiều sâu ngâm dầu :
l2 = (0,75 ¸2)h = 3,375 ¸9 (mm) nhưng chiều sâu này không được nhỏ hơn 10 Þ ta lấy l2 = 10 (mm)
- Mức dầu tối thiểu :
Mức dầu tối đa : vì vn = 2,405 (m/s) > 1,5 nên
x2max = x2min -10 = 93,16- 10 = 83,16 (mm)
6.2 . Cặp bánh răng cấp chậm :
- Chiều cao răng : h3 = h4 = 2,25.m = 2,25.3 = 6,75 (mm)
- Chiều sâu ngâm dầu : l2 = (0,75 ¸2)h = 5,06 ¸ 13,5 (mm)
nhưng chiều sâu này không được nhỏ hơn 10
Þ ta lấy l4 = 10 (mm)
- Mức dầu tối thiểu :
Mức dầu tối đa : vì vn = 1,299 (m/s) < 1,5 nên
x4max = = 32,25
. Mức dầu chung :
xmin = min(x2min ,x4min) = x2min = 93,16(mm)
xmax = max(x2max,x4max) = x2max = 83,16(mm)
Dx = xmin - xmax = 93,16-83,16=10 >5
Vậy hộp giảm tốc thỏa mãn điều kiện bôi trơn ngâm dầu
Sơ đồ kiểm tra điều kiện bôi trơn
7. điều kiện chạm trục
DISB ³ 120
DIISB ³ 120
DIIISB ³ 120
aI = aw1- da3 / 2- dISB / 2 = 117-117 / 2 -19,87 / 2 = 48,5 (mm) >0
aII = aw2- da2 / 2 -dIIISB / 2 = 177- 206,32/ 2 -36,23 / 2 = 55,73 (mm) >0
Vậy đảm bảo điều kiện không trạm trục.
Phần III :Thiết kế trục
1 . Chọn vật liệu :
Trục chỉ chịu tải trọng trung bình nên ta dùng thép 45 tôi cải thiện có
=600(MPa), ứng suất xoắn cho phép =12..20(MPa) để chế tạo.
2.Tính sơ bộ đường kính trục.
Theo ( 10.9 ) đường kính trục thứ k với k = 1...3 xác định theo công thức:
Tk:Mô men xoắn trên trục thứ k.
[τ]:ứng suất xoắn cho phép của vật liệu làm trục với thép 45 ta có [τ] = 18 (MPa)
Với : T1 = 43364 N.mm )
T2 = 262908 ( N.mm )
T3 = 571870 ( N.mm )
Do đó: (mm)
(mm)
(mm)
Ta lấy kích thước trục chuẩn là:dIsb = 30 ( mm ) ; dIIsb = 50 ( mm ); dIIIsb = 60 ( mm ).
3 . Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
Dùa theo đường kính trục sơ bộ ta sử dụng bảng 10.2 [tthtdđ tập 1] để chọn chiều rộng ổ lăn :
d(mm)
30
50
60
(mm)
19
27
31
Chiều dài mayơ bánh đai ,bánh đĩa xích mayơ bánh răng trụ được tính theo công thức :
lm =(1,2…1,5)d
Chiều dài mayơ bánh răng:
+Bánh 1 và 1'
lm13 = (1,2¸1,5).dIsb = (1,2¸1,5).30=36 ¸45 mm
Lấy lm13 = 45mm (để đảm bảo ≥ bw1 = 45mm)
+Bánh 2 và 2'
lm22 = (1,2¸1,5).dIIsb = (1,2¸1,5).50
lm22 = (60¸75)mm
Lấy lm22 = 60 mm
+Bánh 3
lm23 = (1,2¸1,5).dIIsb = (1,2¸1,5).45=60 ¸75 mm
Lấy lm23 = 72 mm (để đảm bảo ≥ bw3 = 67mm)
+Bánh 4
lm32 = (1,2¸1,5).dIIIsb = (1,2¸1,5).60=72 ¸90
Lấy lm32 = 85 mm
- Chiều dài mayơ nửa khớp nối trục vòng đàn hồi :
lm33 = (1,4 ¸2,5).d1 =(1,4 ¸2,5).60 = 74 ¸150
chọn lm33 =80 (mm)
Các kích thước liên quan tra theo bảng 10.3 :
Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc giữa các chi