Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ
khí .Mặt khác trong nền công nghiệp phát triển không thể thiếu nền cơ khí hiện đại.Vì
vậy việc thiết kế và cải tiến hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong
công cuộc hiện đại hóa đất nước.Hiểu biết,nắm vững và vận dụng những kiến thức đã
học vào thiết kế hệ thống truyền động là những yêu cầu cần thiết đối với sinh viên,kĩ
sư cơ khí
53 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 711 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án môn Công nghệ chế tạo máy - Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV: 20701338
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hữu Thọ
Đồ án
Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV: 20701338
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hữu Thọ
Mục lục
Mục lục ............................................................................................... 1
Lời nói đầu ............................................................................................... 2
Phần 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1 Tính toán Chọn động cơ .............................................................. 3
1.2 Phân phối tỉ số truyền .................................................................. 4
Phần 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
2.1 Tính toán thiết kế xích
2.1.1. Choïn loaïi xích....................................................................... 7
2.1.2. Xaùc ñònh caùc thoâng soá boä truyeàn .................................. 7
2.2 Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng
2.2.1. Choïn vaät lieäu cheá taïo ....................................................... Error!
Bookmark not defined.1
2.2.2. ÖÙng suaát cho pheùp ............................................................ Error!
Bookmark not defined.1
2.2.3. Tính toaùn thieát keá caáp nhanh ............................................ Error!
Bookmark not defined.4
2.2.4. Tính toaùn thieát keá caáp chaäm . .......................................... Error!
Bookmark not defined.0
2.2.5. Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn .............................................. 25
2.3 Tính toán trục
2.3.1. Chọn vật liệu ......................................................................... 26
2.3.2. Xác định sơ bộ đường kính trục và kích thước cơ bản ............. 26
2.3.3 .Xác định lực tác dụng vào các trục .......................................... 28
2.3.3 .Tính toán và vẽ biễu đồ Môment trên các trục: ........................ 28
2.3.4. Chọn đường kính các đoạn trục .............................................. 35
2.3.5. Chọn then và kiểm nghiệm then .............................................. 36
2.3.6. Kiểm nghiệm trục về độ bền mõi ............................................ 37
2.4 Tính toán chọn ổ lăn
2.4.1 - Tính toán chọn ổ lăn trục I ..................................................... 40
2.4.2 - Tính toán chọn ổ lăn trục II .................................................... 42
2.4.3 - Tính toán chọn ổ lăn trục III ............................................... 44
2.5 Thiết kế vỏ hộp............................................................................... 45
2.6 Các chi tiết phụ .............................................................................. 47
2.7 Dung sai lắp ghép .......................................................................... 53
Tài liệu tham khảo ................................................................................ 56
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
3
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ
khí .Mặt khác trong nền công nghiệp phát triển không thể thiếu nền cơ khí hiện đại.Vì
vậy việc thiết kế và cải tiến hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong
công cuộc hiện đại hóa đất nước.Hiểu biết,nắm vững và vận dụng những kiến thức đã
học vào thiết kế hệ thống truyền động là những yêu cầu cần thiết đối với sinh viên,kĩ
sư cơ khí.
Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế
hộp giảm tốc,qua đóùta có thể vận dụng kiến thức đã học qua các môn như Nguyên lý
máy ,Chi tiết máy, Vẽ kĩ thuật cơ khí và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc
thiết kế hộp giảm tốc.Thêm vào đó trong quá trình thiết kế giúp sinh viên hoàn thiện
và bổ sung kĩ năng sử dụng Autocad,một điều cần thiết đối với sinh viên cơ khí.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Thọ đã trực tiếp hướng dẫn và
giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này.
Nhưng do kiến thức của em còn hạn hẹp và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế
nên chắc chắn sẽ gặp nhiều sai sót trong đồ án này.Rất mong thầy chỉ dẫn thêm.
Sinh viên:
Ninh Thế Long
PHẦN 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ , PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
4
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
1.1 .TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ:
1) Xác định công suất động cơ:
Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo 2.8[1]:
Pct =
tP
Trong đó:
a) Pt , công suất tính toán trên trục máy xác định theo 2.14[1]:
Pt = P .
i
ii
t
t
T
T
.
2
max
Suy ra : Pt = P .
21
2
2
2
21
1
2
1 ..
tt
t
T
T
tt
t
T
T
= 7 ( ) ( )36 492 21 . 0,6 .36 49 36 49++ + = 5,56 (Kw)
b) η – Hiệu suất truyền động chung được xác định theo công thức:
η = ηkn . ηol3 . η br2 . ηx ( theo sơ đồ bộ truyền)
Dựa bảng 2.3[1], ta có:
ηk – Hiệu suất khớp nối , ηkn = 1
ηbr – Hiệu suất bộ truyền báng răng trụ, ηbr =0,97
ηol – Hiệu suất 1 cặp ổ lăn, ηol =0,99
ηx – Hiệu suất bộ truyền xích, ηx = 0,96.
Suy ra : η = 1. 0,993 . 0,972 . 0,96= 0,876
Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là:
Pct = 5,560,876 = 6,35 (Kw)
2) Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ:
Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nlv . uch
Trong đó:
uch – Tỷ số truyền chung của hệ thống:
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
5
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
uch = ux . uh
Với : ux – Tỉ số truyền của bộ truyền xích
uh – Tỉ số truyền của hộp.
Theo bảng 2.4[1] ta chọn sơ bộ : ux = 2 ; uh = 12
Suy ra : uch = 24.
Vậy : nsb = uch . nlv = 24. 55 = 1320 (vg/ph)
Do đó chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : ndb = 1500 (vòng/phút).
3) Chọn động cơ:
Tra bảng P13[1] với Pct = 6,35Kw - ndb = 1500 (vòng/phút)
Chọn động cơ : 4A132S4Y3 - Với : Công suất P=7,5 Kw
ndc = 1455 (vòng/phút);
dnT
Tmax =2,2 ;
dn
K
T
T =2,0
1.2 . PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1) Tỉ số truyền uch của hệ dẫn động:
uch =
lv
dc
n
n = 1455
55
= 26,45
2) Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động:
Ta có : uch = ux . uh
Với: uh = 10.
b) Xác định u1,u2 theo đảm bảo điều kiện bôi trơn:
u1 = 4,05
u2 = 2,97
c) Xác định lại ux theo u1, u2 trong hộp giảm tốc:
ux = .1 2
uch
u u
= 26, 45
4, 05.2,97
= 2,2
3) Xác định các công suất và số vòng quay trên các trục:
Dựa vào lược đồ động ta có:
a) Công suất trên các trục :
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
6
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
Trên trục III : P3 =
Plv
xh
= 70,96 = 7,29 Kw
Trên trục II : P2 = 3.
P
ol brh h
= 7,290,99.0,97 = 7,59 Kw
Trên trục I : P1 = 2.
P
ol brh h
= 7,59
0,99.0,97
=7,9 Kw.
b) Số vòng quay trên các trục:
Trên trục I : n1 = ndc = 1455 (vòng/phút)
Trên trục II : n2 =
1
1
u
n = 14554,05 =359,26 (vòng/phút)
Trên trục III : n3 =
2
2
u
n = 359,262,97 =120,96(vòng/phút)
c) Moment xoắn trên các trục:
Trên trục I : T1 =
1
1
6.10.55,9
n
P = 51852,23N.mm
Trên trục II : T2 =
2
2
6.10.55,9
n
P = 201760,56 N.mm
Trên trục III: T3 =
3
3
6.10.55,9
n
P = 575558 N.mm
Ta có bảng sau:
Trục
Thông số
I II III
Laøm
vieäc
Công suất P ,KW 7,9 7,59 7,29 7
Tỉ số truyền u 4,05 2,97 2,2
Số vòng quay n, v/p 1455 359,26 120,96 55
Mômen xoắn T, Nmm 51852,23 201760,56 575558 1215454
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
7
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
2.1 - TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH
Thông số đầu vào :
- Tỷ số truyền ux = 2,2
- Công suất P3 = 7,29 Kw
2.1.1. Chọn loại xích : Dùng xích ống con lăn
2.1.2.Xác định các thông số của xích và bộ truyền:
a) Dựa vào bảng 5.4[1]. Với Ux = 2,2 . Ta chọn số răng đĩa xích nhỏ là:
Z1 = 29-2u = 24, 6 Chọn z1=25 răng
Suy ra số răng đĩa xích lớn là :
Z2 = 25. 2,2 = 48,9
Chọn Z2 = 55 (răng) < Zmax = 120
Tỷ số truyền được tính lại : Ux = 55/25 = 2,2
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
8
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
b) Xác định hệ số K, Kn,KZ :
- Theo công thức 5.4[1]. Hệ số sử dụng được xác định:
K= K0 . Kα . Kđc . Kđ . Kc . Kbt = 1.1,25.1.1,25.1,25.1,3 = 2,539
Trong đó, theo bảng 5.6[1] :
K0 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của bộ truyền .
K0 = 1.
Kα - Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích.
Chọn 30pc≤ a ≤ 50pc. Chọn ka=1
Kđc - Hệ số kể đến việc điều chỉnh lực căng xích. đ
Lực căng xích không điêu chỉnh được ,chọn Kđc =1,25
Kđ - Hệ số tải trọng động . Va đập nhẹ -> Kđ =1,3
Kc - Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền.
Làm việc 2 ca -> Kc = 1,25.
Kbt - Hệ số kể đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn.
Chất lượng bôi trơn đạt yêu cầu, môi trường có bụi -> Kbt =1,3
- Hệ số vòng quay Kn: Kn=
3
01
n
n
Theo bảng 5.5[1] . Ta chọn n01 = 200 (vòng/phút)
Do đó : Kn = 200120,96
=1,653
- Hệ số răng Kz : Kz =
1
01
n
n =
25
25 =1
c) Công suất tinh toán Pt và chọn bước xích:
Theo công thức 5.5[1]. Công suất tính toán được xác định:
Pt =
d
nZ
K
KKKP ...3 =7,29 . 2,359 . 1,653 .1 =28,42 (Kw)
Với : Kd - hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy.
Chọn số dãy xích là 1 dãy => Kd = 1
Tra bảng 5.5[1] với P=28,42 kw
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
9
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
Chọn Pc = 38,1 mm.
d) Khoảng cách trục :
Chọn sơ bộ a = 40 pc =40.38,1 =1524 mm
Số mắc xích xác định theo 5.12[1] :
X =
cp
a2 + 0,5 (Z1 + Z2) +
a
pZZ c
2
2
12
4
.)(
=80+40+0,569
= 120,569 mắt xích
Chọn X=121 mắt xích
Tính lại khoảng cách trục theo công thức:
a = 0,25. pc .
2
12
2
2121 .2
22
ZZZZXZZX
= 0,25.38,1.
2 225 55 25 55 55 25121 121 2.2 2 p
æ öæ ö æ ö æ ö÷÷ ç ÷ ÷ç ç ç÷÷ ÷ ÷çç ç ç÷÷ ÷ ÷çç ç ç÷÷ ÷ ÷çè ø è ø è øè ø
+ + -- + - -
851,39 mm
Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a đi:
Δa = (0,002÷0,004).a
Chọn a = 848 mm.
e) Số lần va đập của xích trong một giây ( theo 5.4[1] ):
i =
X
nZ
.15
. 31 = 25.120,9615.121 = 1,666 < [i] = 20
Theo bảng 5.9, pc = 38,1 mm –> [i] =20
f) Kiểm nghiệm xích về độ bền :
Kiểm tra xích theo hệ số an toàn theo công thức (5.15[1])
S =
vtd FFFk
Q
0.
Trong đó :
Tải trọng phá hỏng Q tra theo bảng 5.2. Với pc = 38,1 mm.
Q = 127 KN ; q = 5,5 kg/m
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
10
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
Hệ số tải trọng Kđ . Chọn Kd = 1,3
Lực căng vòng Ft được xác định :
Ft = V
P.1000 = 1000.7,29
1,92
= 3796,875(N)
Với V =
60000
.. 31 npZ c = 25.38,1.120,9660000 =1,92 (m/s)
Lực căng F0 do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra được xác
định :
F0 = 9,81 . Kf . q. a =9,81 . 6 .5,5 .0,848 =274,52 (N)
Với : Kf – Hệ số phụ thuộc độ vững của xích.
Chọn Kf = 6, bộ truyền nằm ngang
Lực căng do lực ly tâm sinh ra:
Fv = qv2 = 5,5 . 1,922 = 20,3 (N)
Do đó : S=
( )
3127.10
1,3.3796,875 274,52 20,3+ +
= 24,28
Theo bảng 5.10 [1] với n3=120,96 vòng/phút và pc = 38,1 thì [S] =8,5.
Vậy S ≥ [S] – Bộ truyền xích đảm bảo đủ độ bền.
g) Thông số bộ truyền xích :
Xác định các thông số của đĩa xích theo công thức 5.17 :
d1 =
1
sin
Z
pc
= 38,1
sin
25
pæ ö÷ç ÷ç ÷ç ÷è ø
= 304 ( mm )
d2 =
2
sin
Z
pc
= 38,1
sin
55
pæ ö÷ç ÷ç ÷ç ÷è ø
= 667,38 ( mm )
da1 = pc.[0,5 + Cotg(
1Z
)]= 38,1. [ 0,5 + Cotg(
25
)]= 320,64 mm
da2 = 685,34 mm
df1 = d1 – 2r = 304 - 12,8135 . 2 =278,373 mm
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
11
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
df2 = 641,75 mm
Với r = 0,5025 dl + 0,05 = 0,5025.25,4 + 0,05 = 12,8135 mm
dl = 25,4 mm , theo bảng 5.2[1]
h) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.18[1]):
σH = 0,47.
d
vddtr
KA
EFKFK
.
).(
= 0,47. ( )
50,42 3796,875.1,3 8,7 .2,1.10
395
+
= 493,85 (MPa)
Với : Kr - Hệ số ảnh hưởng đến số răng đĩa xích.
Nội suy : với Z=25 răng => Kr =0,42
Kd = 1,3 – bảng 5.6
Kd = 1 – ( 1 dãy )
Fvd – Lực va đập trên m mắc xích xác định theo (5.19)
Fvd = 13.10-7 .120,96 . 38,13 .1 = 8,7 N
E = 2,1.105 MPa
A – Tra bảng 5.12, A = 395 mm2
Vì thép 45 Tôi cải thiện [σH] =600 MPa .
Nên bảo đảm độ bền tiếp xúc.
i ) Xác định lực tác dụng lên trục :
(5.20) Fr = Kx . Ft = 1,15. 3796,875 = 4366 (N)
Với Kx =1,15 – Bộ truyền nghiêng 1 góc nhỏ hơn 400.
2.2 - TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Thông số đầu vào
- Bộ phận cấp nhanh: n1 = 1455 (vòng/phút)
T1 = 51852,23( N.mm)
u1 = 4,05
- Bộ phận cấp chậm: n2 = 359,26 (vòng/phút)
T2 = 201760,56 ( N.mm)
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
12
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
u2 = 2,97
- Tuổi thọ Lh = L. n . h = 5. 300. (2.8) = 24000(giờ)
2.2.1- Chọn vât liệu:
Công suất làm việc nhỏ nên chọn thép ở nhóm I.
Theo bảng 6.1 [1], ta chọn vật liệu làm bánh răng chung cho 2 cấp như sau:
- Bánh nhỏ : chọn thép 45 tôi cải thiện đạt HB 241..285 có
σb = 850 MPa ; σch = 580 MPa . Chọn HB1 = 250
- Bánh lớn : chọn thép 45 tôi cải thiện đạt HB 192..240 có
σb = 750 MPa ; σch = 450 MPa . Chọn HB1 = 240
2.2.2.Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
1.Số chu kỳ làm việc cơ sở:
Theo 6-5[1] : Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc :
NH0 = 30 HB 2.4
Suy ra : NH01 = 30 HB12.4 =30 . 2502.4 =1,70 .107 ( Chu kỳ )
NH02 = 30 HB22.4 =30 . 2402.4 =1,54 .107 ( Chu kỳ )
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn:
NF01 = NF02 = NF0 = 4.106 ( Chu kỳ )
2. Số chu kỳ làm việc tương đương:
Theo 6.7 [1]. số chu kì thay đổi ứng tương đương như sau:
NHE = 60 c (
max
iT
T
)3ni ti
= 60.n.c.24000. [13. 36
36 49+
+0.63. 49
36 49+
]
=1,148.109
Theo 6.8 [1]. số chu kì thay đổi ứng tương đương :
NFE = 60 c [(
max
iT
T
)6ni ti ]
= 60.n.24000. [16. 3636 49+ +0.6
6. 4936 49+ ]
= 0,944.109
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
13
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
Trong đó :
c : số lần ăn khớp trong 1 lần quay .
n : số vòng quay bánh đang xét.
a)Xét cấp chậm :
NHE2 =4,18.108
Suy ra : NHE1 > NHO1 và NHE2 > NHO2 . Do đó KHL1 = KHL2 = 1
NFE2 = 1.34.106 . 61.2
83.368 = 3,89 .108
Suy ra : NFE1 > NFO1 và NFE2 > NFO2 . Do đó KFL1 = KFL2 = 1
b) Như vậy ở cấp nhanh :
KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1.
3.Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của các bánh răng :
-Theo bảng 6-2[1] với thép 45 tôi cải thiện HB = 180300
OH lim = 2HB+70 và OF lim =1,8HB
Do đó :
+ Bánh răng nhỏ : OH lim1 = 2.250 + 70 = 570 MPa
OF lim1 = 1,8.25 = 450 MPa
+ Bánh răng lớn : OH lim2 = 2.240 + 70 = 550 MPa
OF lim2 = 1,8.24 = 432 MPa
4. Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Theo 6.1a [1] thì : [H ] =
H
HLOH
S
K.lim
Suy ra : : [H 1] = 1,1
1.570 = 518,2 MPa
[H 2] = 1,1
1.550 = 500 MPa
a) Do ở cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng nên
[H ] = 0,5 . ( [H ]1 + [H ]2 ) = 0,5. ( 518,2+500) = 509,1 MPa
b) Do ở cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng nên :
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
14
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
[H ]’ = [H ]2 = 500 MPa
c) Ứng suất tiếp xúc quá tải được xác định :
[H ]max = 2,8. ch = 2,8 . 450 = 1260 MPa
5. Ứng suất uốn cho phép:
Theo 6.2a [1] thì : [F] = limOF
F
FLFC
S
KK .
Với KFC – hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Vì bộ truyền quay 1 chiều nên
KFC = 1.
Suy ra: [F1] = 75,1
1.1.450 = 257,1 MPa
[F2] = 75,1
1.1.432 = 246,8 MPa
Ứng suất uốn quá tải đuợc xác định:
[F1]max = 0,8 . ch = 0,8 . 580 = 464 MPa
[F2]max = 0,8 . ch = 0,8 . 450 = 360 MPa
3.3.3. Tính toán cấp nhanh : Bộ truyền sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng
1. Theo tiêu chuẩn , chọn sơ bộ ψba = 0,3
Suy ra : ψbd = 0,5 ψba .(u1 + 1) = 0,758
Theo bảng 6.7 với : ψbd = 0,388; HB < 350 , sơ đồ 3 tra được
KHβ = 1,11 và KFβ = 1,15
2. Chọn sơ bộ khoảng cách trục :
Theo 6.15[1] aw1= ka ( u1 +1)
1
3
2
1([ ])
H
H ba
T k
u
Với : ka=43 : hệ số phụ thuộc vật liệu tra theo bảng 6-5[1] .
T1 = TI / 2 = 51852,23 / 2 = 25926,11 N.mm
u1 = 4,05
Vậy aw1= 43 (4,05+ 1 ) . 25926,11.1,113 2(509,1) .4,05.0.3
= 97,8mm .
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
15
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
Để đảm bảo bôi trơn, chọn aw1= 130 mm .
3. Xác định các thông số cơ bản :
Theo (6-17[1]) chọn mođun m :
m = (0,01 0,02) aw1= (0.01 0,02).130 = 1,30 2,60
Theo tiêu chuẩn chọn m = 2,5 (bảng 6-8[1] ) .
a) Từ điều kiện : 30 ≤ β ≤ 40 (Với kiểu hai bánh răng hợp thành chữ V). Ta
có được :
)1.(
30.2
1
1
um
Cosa
n
w ≥ Z1 ≥ )1.(
40.2
1
1
um
Cosa
n
w
2.130. 30
2,5.(4,05 1)
Cos
+
≥ Z1 ≥ 2.130. 402,5.(4,05 1)
Cos
+
17,8 ≥ Z1 ≥ 15,8
Chọn Z1= 17 Z2 = Z1 u1 = 17 . 4,05 = 68,85
Ta chọn số răng bánh răng 2 : Z2 = 69
Tỉ số truyền thực : u1 = 69/17 = 4,059
Góc nghiêng răng : cos =
1
21
.2
).(
wa
ZZm = 0,827
=34,22o
Bề rộng răng sơ bộ : bw = ψba . aw = 0,3 . 130 = 39 (mm)
Góc profin gốc : αtw = arctg( )cos(
)(
tg ) = arctg( 20
cos34,22
tg o
o
) = 23,76
Góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở :
tg βb = cosαtw . tgβ = 0,6225 => βb = 31,9
b) Đường kính vòng lăn bánh 1 :
dw1 = 2.130(4,059 1)+ = 51,4 (mm)
4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
(1) Theo 6.33[1] ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
16
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
H = ZMZHZ 2
1
2 ( 1)H
ww
Tk u
b ud
Với :
a) ZM = 274 (MPa)1/3 ( theo bảng 6-5 )
b) ZH được xác định : ZH = ).2sin(
)cos(.2
tw
b
= 2.cos(32,53)sin(2.23,93) = 1,517
c) Zε - được xác định như sau:
Xét hệ số trùng khớp, theo 6.37{1] ta có :
=
m
bw sin. = 39.sin34,222,5.p =1,52
Vì > 1 => Zε =
a
1 = 1
1.36
=0,859
Với : α = [1,88-3,2.(1/17+1/69)].cos 34,22 = 1,36
d) KH – được xác định theo 6.39[1]:
KH = KHβ . KHα . HHv
Với:
- KHβ =1.11 – Tra theo ψbd
- KHα và KHv .Ta xác định như sau:
+ Xác định cấp chính xác :
+ Vận tốc vòng : v =
60000
.. 11 nd w =3,915 m/s
+ Tra bảng 6.13[1] ta có cấp chính xác là 9
+ Tra bảng 6.14[1] cấp chính xác 9 . v ≤ 5 m/s ta có:
KHα = 1,13; KFα = 1,37
+ KHv – Được xác định : KHv = 1 +
HH
wwH
KKT
dbv
...2
..
1
1
Trong đó :
Theo 6.42[1] : vH =
1
0 ... u
avg wH
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
17
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
=3,522
Với:
H = 0,004: hệ số ảnh hưởng của sai số ăn khớp
(bảng 6-15[1]).
go =73 : hệ số kể ảnh hưởng sai lêch các bước răng
m=2,5 cấp chính xác 9 ( bảng 6-16[1]) .
Suy ra : KHv = 1 + 3,522.39.51,42.25926,11.1,11.1,16 = 1,105
Suy ra : KH = 1,11.1,16.1,105= 1,422
Thay vào (6-33[1]):
H = 274 . 1,764 . 0,859 . 2
2.25926,11.1,422.(4,059 1)
39.2,97.51,4
=457,32 MPa
(2) Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
Theo (6.1[1] và 6.1a [1]) Ta có :
[H] = [H] ZVZRZXH = 509,1. 0,95.1 = 483,6 MPa .
Vì [H] > H nên đảm bảo độ bền tiếp xúc .
Do đó để dễ gia công, chọn bw = 68 mm
5) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn .
(1) Theo 6-43[1] : F =
1 1
1
2 F F
w w
T k Y Y Y
b d m
Trong đó :
a) KF được xác định theo 6.45[1] : KF = KF . KF . KFV
Với :
* KF=1.4(với v≤ 5 m/s cấp chính xác 9 theo bảng 6.14[1]).
* KF=1.225 (tra bảng 6-7 [1]) .
* KFV xác định theo 6.46[1] : KFV =
FF
wwF
KKT
dbv
..2
..
1
1
1
Theo 6.47[1] :
SVTH: Ninh Thế Long – MSSV :20701338
18
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
F= Fgov w
a
u
=0,006.73.3,915 130