Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế

Phần 1: Chọn động cơ
Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:
1) Xác định công suất cần thiết :
P
ct
=

t
P
Trong đó: P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).
P
t
là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
là hiệu suất truyền động.
- Hiệu suất truyền động: =
K
.
.
4
o


2
BR

- Tính p
t
:
+ Trớc hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ
t
s
=
021
21
ttt
tt
++
+
.100 =
4
5,12 +
.100 = 87,5
t
s
> 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì
P
t
= P
td


P
td
=
21

Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
4Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế 5,0
1
2
1
2
1
==
T
T
P
P P
2
= 0,5P
1

P
td

d

= 64 (v/p)
- Tỉ số truyền của cơ cấu : U
t
=
hn
U.U

U
h
: tỉ số truyền hộp giảm tốc.
U
n
: tỉ số truyền bộ truyền ngoài.
- Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ : U
n
= 2,2
U
h
= 10
U
t
= 10 . 2,2 = 22
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n
sb
= n
lv
. U

T
1,4
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
5Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế

- Dựa vào các thông số trên và phụ lục 1-3 ta chọn động cơ có ký hiệu :
4A132M4Y3 có : P
dc
= 11 kw
n
dc
= 1458 v/ph

dn
mm
T
T
= 2

phần 2: phân phối tỉ số truyền

Xác định tỉ số truyền động U
t
của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho
từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số
vòng quay trên các trục:

.U
h
Ta có hộp giảm tốc bánh răng trụ phân đôi,do đó chọn U
h
trớc sau đó tính U
n
U
h
= U
1
.U
2
Theo bảng 3-1 ứng với U
h
= 10 ta có :
U
1
= 3,58
U
2
= 2,79
U
1
: tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh.
U
2
: tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm.
U
n
=

1
= n
dc
= 1458 (v/ph)
===
1458
26,8
.10.55,9.10.55,9
6
1
1
6
1
n
p
T
54104 (Nmm)

+ Trục II :
P
=== 99,0.97,0.26,8..
1Br2
1
o
P
7,93(kw)
n
( )
phv
u

2
2
=
u
n
= 146 (v/ph)

146
7,62
.9,55.10
n
p
.9,55.10T
6
3
3
6
3
==
=498432 (Nmm)
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
Trục
Thông số
Động cơ 1 2 3
Công suất P
( )
kw
8,43 8,26 7,93 7,62
Tỷ số truyền U 3,58 2,79 2,28
Số vòng quay n


Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng
nhỏ hơn từ 1015HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192240 lấy giá trị HB =235 ;

=
2b

750Mpa ;
=
2ch

450Mpa
II- Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :
70HB2
0
limH
+=
;
1,1S
H
=
;
HB8,1
0
limF
=
;
75,1S

2lim
=+=+=
( )
MpaHB
F
423235.8,1.8,1
2
0
2lim
===
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo 6-5 N
4,2
HB0H
H30=
thay số
N
74,2
1
10.7,1250.30 ==
Ho
; N
74,2
2
10.47,1235.30 ==
Ho
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
N
6
Fo


là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Thay số N
HE1
= 60.1[(1)
3
.407.3600 + (0,5)
3
.146.2700]
= 9,1.10
7
.
N
HE1
> N
HO1
K
HL1
=1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
8Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế

N
2HE
=

( )
Mpa
H
518
1,1
1
.570
1
==
[ ]
)(491
1,1
1
.540
2
Mpa
H
==
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng :
[
H
] =
[ ] [ ]
2
21
HH

+
=
2

= 60.1[(1)
6
.407.3600 + (0,5)
6
.146.2700] = 8,8.10
7
.
N
FE1
> N
1FO
K
FL1
= 1
N
2FE
=
1
1
u
N
FE
=
58,3
10.8,8
7
= 2,45.10
7
N
2FE

.530
257
75.1
1.1
.570
2
1
==
==
- ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
Mpa
Mpa
Mpa
Mpa
chF
chF
chH
chH
360450.8,0.8,0
464580.8,0.8,0
1260450.8,2.8,2
1624580.8,2.8,2

1
2
1
11
..
.
.1
baH
H
aw
u
KT
uk +=

K
a
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6-5 tập 1 đợc k
( )
3
1
a
Mpa43=
T
1
Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T
=
1
54104 (Mpa)
Theo bảng 6-6 chọn

( ) ( )
12002,001,002,001,0 ==
w
a
= (1,22,4)
Theo bảng 6-8 chọn m = 2
Sơ bộ chọn =30
0
cos = 0,866
- Xác định số răng
Theo công thức 6-19 tập 1 : Z
( ) ( )
6,22
158,32
866,0.120.2
1.
cos..2
1
1
=
+
=
+
=
um
a
w
Lấy tròn Z
1
= 22

+
w
a
ZZm
= 33,59
0
3) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
( )
2
1
1

..
1...2
...
wmw
mH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
Trong đó :
Z
M
là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 đợc Z
( )
3

tw
= arctg(tg/cos) = arctg(tg20
0
/cos33,59
0
) = 23,6
0
tg
b
= cos
t
.tg = cos(23,6
O
).tg(33,59
O
) = 0,686
b
= 31,23
0

526,1
)6,23.2sin(
23,31cos.2
0
0
==
H
Z
b
w












+=

841,0
411,1
1
411,1833,0
78
1
22
1
.2,388,1


==
=





K.K.K

=
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
Tra bảng 6-7 tập 1
09,1

=
H
K
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp
K
HV
là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
K
1
1
...2
..
1
HH
wwH
HV
KKT

73g;002,0
0H
==
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
11Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế

42,3
545,3
120
.028,4.73.002,0 ==
H

048,1
13,1.09,1.54104.2
8,52.36.42,3
1 =+=
HV
K
Vởy K
29,1048,1.13,1.09,1 ==
H

Thay vào 6-33 :
( )
( )
Mpa

=<<
[ ]
( )
Mpa
H
27,4791.95,0.1.5,504 ==
Do đó
[ ]
HH
<

Kiểm tra :

[ ]
[ ]
%4%100.
27,479
5,46927,479
<

=

H
HH


Điều kiện về bền tiếp xúc thoả mãn
4) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Theo 6-43
mdb

= 52,8 (mm)
Y

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y



1
=
với


hệ số trùng khớp ngang

7,0
411,1
1
411,1

=== Y
Y

Hệ số kể đến dộ nghiêng của răng

76,0
140
59,33
159,33



Z
Z
Z
VV
Tra bảng 6-18 đợc
6,3;72,3
21
==
FF
YY
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn K
FVFFF
K.K.K

=
Trong đó:
K
F


= 1,19 (tra bảng 6-7) với
bd

=0,68
K
F


545,3
120
028,4.73.006,0 ==
F
K
FV
=1+
109,1
386,1.19,1.54104.2
8,52.36.264,10
=
K
F
= 1,19.1,386.1,109 = 1,83
Thay vào 6.43 ta có

( )
Mpa
F
1,103
2.8,52.36
72,3.76,0.7,0.83,1.54104.2
1
==


( )
Mpa
Y
Y

XF
=1 vì d < 400mm
[]
1
= 257.1.1,032.1 = 265,22 (Mpa)
[]
2
= 241,7.1.1,032.1 = 249,43 (Mpa)
Nh vậy độ bền uốn thoả mãn.
5) Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Theo 6.48 K
qt
=
4,1
max
=
T
T

[ ]
)(12605674,127,479
max
max
MpaK
HqtHH
=<===

[ ]
)(46434,1444,1.1,103.
max

b
w
18
Tỷ số truyền
u
m
3,545
Góc nghiêng của răng

33,59
0
Số răng bánh răng
Z
1
22
Z
2

78
Đờng kính chia (mm)
d
1
52,8
d
2
187,2
Đờng kính lăn (mm)
d
1w
52,8

1,441
Góc ăn khớp

tw
23,6
0
IV- Tính bộ truyền cấp chậm :
( Bánh răng trụ răng thẳng )
1) Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
a
( )
[ ]
3
2
2
2
22
..
.
.1
baH
H
aw
u
KT
uk +=

K
a
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng

75,0179,2.4,0.5,01..5,0
1
=+=+= u
babd
Theo bảng 6-7 sơ đồ 7
H
K
=1,02
Thay vào trên
a
( )
=+=
3
2
4,0.79,2.491
02,1.186072
.179,2.5,49
w
167,4 (mm)
Lấy a
w
= 167 mm
2) Xác định thông số ăn khớp , mô đun:
Theo 6-17 m
( ) ( )
16702,001,002,001,0 ==
w
a
= (1,673,34)
Theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế,chọn môđun tiêu chuẩn

Lấy Z
2
= 121
a
2w
=
=
+
=
+
2
)12143(2
2
)(
21
zzm
164 (mm)
Lấy a
2w
= 165 mm, do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng sách trục từ 164 lên
165 mm .
Tính hệ số dịch tâm theo (6.22)
y =
5,0)12143(5,0
2
165
)(5,0
21
2
=+=+ zz

1000
.
==
tx
zk

Theo (6.25) tổng hệ số dịch chỉnh :
x
t
= y + y = 0,5 +0,0098 = 0,5098
Theo (6.26) hệ số dịch chỉnh bánh 3 và bánh 4 :
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
15