Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy
TI THIT K N MễN HC CHI TIT MY
H i hc s: 10 D230
Sinh viờn thit k: Nguyn Bỏ Hc Lp: K41 CCM4
Giỏo viờn hng dn: TS. Nguyn Vn D
Ngy giao :....Ngy hon thnh:
Ni dung: Thit k trm dn ng bng ti
S liu cho trc:
Lc vũng trờn bng ti: F
t
= 4750 N Thi gian phc v: 7 nm
ng kớnh bng ti: D = 150 mm T l s gi lm vic/ngy: 1/3
Vn tc vũng bng ti: V = 0,65 m/s T l s ngy vic/nm: 4/5
T/cht ti trng: Khụng i, quay 1 chiu
S khai trin h dn ng:
1. ng c in.
2. B truyn bỏnh rng cụn.
3. B truyn bỏnh rng tr rng nghiờng.
4. Khp ni.
5. B truyn xớch
6. Bng ti
Yờu cu thit k
1. 01 thuyt minh trỡnh by tớnh toỏn chn ng c, tớnh thit k cỏc chi tit ca
h dn ng (dựng hp gim tc theo s ó cho).
2. 01 bn v lp hp gim tc (kh giy A
0
).
3. 01 bn v ch to chi tit trờn kh giy A
1
Bn v ch to trc s III.
Giỏo viờn hng dn
C
N
T
H
I
N
G
U
Y
ấ
N
K
H
O
A
C
K
H
B
M
ễ
N
C
Ư
Ờ
N
G
Đ
H
K
T
C
N
T
H
Á
I
N
G
U
Y
Ê
N
K
H
O
A
C
Ơ
hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các
hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của
con người. Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi chúng ta
phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là sinh viên khoa: Cơ Khí Chế Tạo Máy em thấy
được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thầy cô.
Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập dài là một công việc rất quan trọng
trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm bắt và đúc kết được
những kiến thức cơ bản của môn học. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ
sở nghiên cứu về phương pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng
chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động
và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc
thiết kế máy, vì vậy Thiết Kế Đồ Án Môn Học Chi Tiết Máy là công việc quan trọng và
rất cần thiết .
Đề tài thiết kế của em được thầy: TS. Nguyễn Văn Dự giao cho là thiết kế trạm
dẫn động băng tải. Với những kiến thức đã học trên lớp, các tài liệu tham khảo cùng
với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn
em đã hoàn thành được đồ án này.
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, cô trong bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn
cũng như kiến thức về môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em
đặc biệt là thầy TS. Nguyễn Văn Dự.
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2008
Sinh viên
Nguyễn Bá Học
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 3
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
TÀI LIỆU THAM KHẢO
dm
P
- cụng sut nh mc ca ng c.
dc
dm
P
- cụng sut ng tr trờn trc ng c.
Do õy ti trng l khụng i nờn:
ct
dc dc
lv
dt lv
P
P P
= =
Vi:
dc
lv
P
- cụng sut lm vic danh ngha trờn trc
ng c
ct
lv
P
- Giỏ tr cụng sut lm vic danh ngha trờn
trc cụng tỏc:
=
;
0,96
brc
=
;
0,97
brt
=
;
0,92
x
=
Vy ta cú:
4 4
. . . . 1.0,99 .0,96.0,97.0,92 0,8230
k ol brc brt x
= = =
Suy ra, cụng sut lm vic danh ngha trờn trc ng c:
3,0875
3,7515
0,8230
ct
dc
lv
T K
MY
****
*
t
Sơ đồ tải trọng
K
bd
= 1,5
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
Vậy suy ra:
3,7515
dc dc
dm dt
P P≥ =
(KW)
3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n
đb
Số vòng quay đồng bộ được chọn sao cho:
Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống:
db
sb
ct
n
U
n
=
nằm trong khoảng tỉ số truyền nên
dùng (tra bảng 2.4 – (I)):
sb nd
Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ: n
đb
= 1500 (v/ph).
Suy ra:
1500
18,1154
82,8025
sb
U
= =
. Giá trị này thoả mãn
sb nd
U U
∑
∈
Vậy ta chọn được số vòng quay đồng bộ của động cơ là: n
đb
= 1500 (v/ph).
4. Chọn động cơ
Qua các bước trên ta đã xác định được:
3,7515
1500 /
dc
dm
db
P KW
n v ph
≥
dn
T
T
k
dn
T
T
4A100L4Y3 4,0 1420 0,84 84 2,2 2,0
4
3
1
2
F
t
5
6
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
Trong đó: P
mm
dc
– Công suất mở máy của động cơ
dc dc
mm mm dm
P K P=
k
mm
dn
T
K
. Vậy động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện mở máy.
b. Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ
Nhìn vào sơ đồ tải trọng ta thấy tính chất tải trọng là không đổi nên ta không cần
kiểm tra quá tải cho động cơ.
II. Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống:
1420
17,1492
82,8025
dc
ct
n
u
n
Σ
= = =
Trong đó: n
dc
– số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph)
n
ct
- số vòng quay của trục công tác (v/ph)
Ta có:
. .
ng h x h
u u u u u
Σ
= =
Với: u
ng
= u
x
= 1,5
⇒
17,1492
11, 4328
1,5
h
ng
n
u
n
∑
= = =
2. Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 7
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
u
h
= u
1
.u
2
Với hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ 2 cấp, để nhận được chiều cao hộp giảm
tốc nhỏ nhất có thể tra tỉ số truyền bộ truyền bánh răng cấp nhanh u
1
theo đồ thị: Hình
3.21 [I], tương đương với việc tính theo công thức:
Tỉ số truyền của cập chậm (tỉ số truyền của bánh răng trụ)
Chọn k
be
= 0,3 và
2
0,4
ba
ψ
=
, ta có:
3
3
2
1,32 1,32 8,5746 2,7018
h
u u≈ = =
Tỉ số truyền của cấp nhanh (tỉ số truyền của bánh răng côn)
1
2
11,4328
4,2315
2,7018
h
u
u
u
= = =
III. Xác định các thông số trên các trục
1. Tính tốc độ quay của các trục (v/ph)
- Tốc độ quay của trục I:
n
n
u
= = =
(v/ph)
- Tốc độ quay của trục IV:
124,2040
82,8027
1,5
III
IV
x
n
n
u
= = =
(v/ph)
2. Tính công suất trên các trục (KW)
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:
( )
3,7515
ct
dc
lv
lv
P
P KW
η
Σ
= =
= = =
(KW)
3. Tính mômen xoắn trên các trục (Nmm)
- Mômen xoắn trên trục động cơ:
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 8
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
6
6
9,55.10 .
9,55.10 .3,7515
25230,1585
1420
dc
dc
dc
P
T
n
= = =
(Nmm)
- Mômen xoắn trên trục I:
6
6
9,55.10 . 9,55.10 .3,7140
24977,9577
1420
I
I
I
P
= = =
(Nmm)
- Mômen xoắn trên trục IV:
6
6
9,55.10 .
9,55.10 .3,0872
356060,3700
82,8027
IV
IV
IV
P
T
n
= = =
(Nmm)
4. Lập bảng số liệu tính toán:
Thông
số Trục
Tốc độ quay
(v/ph)
Tỉ số truyền
Công suất
(KW)
Mômen xoắn
(Nmm)
Trục động cơ 1420 1 3,7515 25230,1585
Trục I 1420
4,2315
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
10
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
cải thiện
Bánh lớn
Thép 45 – tôi
cải thiện
HB 192…240 750 450
• Cặp bánh răng trụ:
Loại bánh Nhiệt luyện Độ rắn
Giới hạn bền
b
σ
(MPa)
Giới hạn chảy
ch
σ
(MPa)
Bánh nhỏ
Thép 45 – tôi
cải thiện
HB 192…240 750 450
Bánh lớn
Thép 45
thường hóa
HB 170…217 600 340
2. Xác định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép
[ ]
R
– Hệ số xét đến độ nhám mặt răng làm việc.
Z
V
– Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.
K
XH
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Y
R
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.
Y
S
- Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất.
K
XF
- Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.
Chọn sơ bộ:
1
R V XH
Z Z K =
và
1
R S XF
Y Z K =
nên các công thức (1), (2) trở
thành:
lim
[ ]
o
: lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho
phép ứng với số chu kì cơ sở.
Giá trị của chúng được tra trong bảng 6.2, [I]. Vì ta chọn vật liệu bánh răng là
thép 45 thường hóa hay tôi cải thiện nên:
0
lim
2 70
H
HB
σ
= +
(MPa)
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
11
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
0
lim
1,8
F
HB
σ
=
(MPa)
Vậy:
- Trong bộ truyền bánh răng côn:
Bánh nhỏ:
0
lim1 1
2 70 2.245 70 560
H
Bánh nhỏ:
0
lim3 3
2 70 2.215 70 500
H
HB
σ
= + = + =
(MPa)
0
lim3 3
1,8 1,8.215 387
F
HB
σ
= = =
(MPa)
Bánh lớn:
0
lim4 4
2 70 2.200 70 470
H
HB
σ
= + = + =
(MPa)
0
lim4 4
1,8 1,8.200 360
F
N
K
N
=
(6)
Với:
- m
H
, m
F
: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.
Vì vật liệu ta chọn làm bánh răng có HB < 350 nên: m
H
= m
F
= 6
- N
HO
: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
2,4
30
HO HB
N H
=
(H
HB
– Độ rắn Brinen)
- Bộ truyền bánh răng côn:
Chọn độ rắn: bánh nhỏ HB
1
2,4
= 0,99.10
7
- N
FO
: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
Với tất cả các loại thép thì: N
FO
= 4.10
6
- N
HE
, N
FE
: số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
Vì ở đây bộ truyền chịu tải động tĩnh, nên theo [I] thì:
N
HE
= N
FE
= N = 60.c.n.t
Σ
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
12
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
Với: c, n, t
Σ
lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong
1 phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Ta có: c=1
3 3
60.1.335,5745.16352 0,33.10
HE FE
N N
= = =
Bánh lớn có: n
4
= 124,2040 (v/ph) nên:
9
4 4
60.1.124,2040.16352 0,12.10
HE FE
N N
= = =
Vậy:
- Bộ truyền bánh răng côn cấp nhanh có:
9 7
1 1
1,39.10 1,63.10
HE HO
N N
= > =
lấy
1 1HE HO
N N
=
Vậy từ (5) K
HL1
= 1.
9 6
= > =
lấy
2 2FE FO
N N
=
Vậy từ (6) K
FL2
= 1.
- Bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm có:
7 7
3 3
33.10 1,19.10
HE HO
N N
= > =
lấy
3 3HE HO
N N
=
Vậy từ (5) K
HL3
= 1.
7 6
3 3
33.10 4.10
FE FO
N N
= > =
lấy
3 3FE FO
= 1.
S
H
,S
F
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, tra bảng 6.2, [I] ta có ứng với
vật liệu đã chọn thì: S
H
= 1,1; S
F
= 1,75
Từ đó ta xác định được sơ bộ ứng suất cho phép của bánh răng.
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
13
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
- Bộ truyền bánh răng côn (cấp nhanh):
lim1
1 1
560
[ ] .1 509,09
1,1
o
H
H HL
H
K
S
σ
σ
= = =
(MPa)
lim2
2 2
414
[ ] .1.1 236,57
1,75
o
F
F FC FL
F
K K
S
σ
σ
= = =
(MPa)
Với cấp nhanh, ta sử dụng bộ truyền bánh răng côn răng thẳng. Dù bánh răng
côn răng thẳng có khả năng tải nhỏ hơn so với răng không thẳng, làm việc ồn hơn
song năng suất chế tạo cao hơn, ít nhạy với sai số chế tạo và lắp ráp.
Vì vậy, ứng suất tiếp xúc cho phép là:
[ ] [ ]
2
481,82
H H
σ σ
= =
(MPa).Vì
[ ] [ ]
1 2H H
σ σ
(MPa)
- Bộ truyền bánh răng trụ (cấp chậm):
lim3
3 3
500
[ ] .1 454,55
1,1
o
H
H HL
H
K
S
σ
σ
= = =
(MPa)
lim3
3 3
387
[ ] .1.1 221,14
1,75
o
F
F FC FL
F
K K
S
σ
σ
= = =
(MPa)
Với bộ truyền cấp chậm, bánh răng trụ răng nghiêng, thi:
- Ứng suất tiếp xúc cho phép là:
[ ] [ ]
3 4
454,55 427,27
[ ]' 440,91
2 2
H H
H
σ σ
σ
+
+
= = =
(Mpa)
Ta thấy
[ ]'
H
σ
thỏa mãn điều kiện:
[ ] [ ]
4
min
[ ]' 1,25 1,25
H H H
σ σ σ
≤ =
- Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
a) Xác định chiều dài côn ngoài (của bánh côn chủ động, được xác định theo độ bền
tiếp xúc)
[ ]
1
2
3
2
1
.
1.
(1 ). . .
H
e R
be be H
T K
R K u
K K u
β
σ
= +
−
(7)
Trong đó:
- K
R
= 0,5K
d
– Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Vì bộ truyền
cấp nhanh là truyền động bánh răng côn răng thẳng bằng thép nên: K
d
1
.
0,3.4,2315
0,75
2 2 0,3
be
be
K u
K
= =
− −
Bộ truyền ta thiết kế thuộc dạng sơ đồ I trong tài liệu [I], trục lắp trên ổ bi, độ
rắn mặt răng HB < 350, loại răng là răng thẳng nên theo [I], bảng 6.21 – Trị số của
các hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng trong bộ truyền bánh
răng côn, ta có:
1,3
H
K
β
=
- T
1
– mômen xoắn trên trục bánh chủ động. (Nmm)
T
1
= 24977,9577 (Nmm)
-
[ ]
H
σ
1
os
V
Z
Z
c
δ
=
- Để răng đủ độ bền uốn, thì môđun vòng ngoài:
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
15
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
10
te
b
m ≥
với b = K
be
.R
e
Quan tâm tới 2 điểm vừa nêu, ta tiến hành chọn m và Z như sau:
Xác định số răng bánh 1 (bánh nhỏ)
Ta có:
[ ]
1
3
1
2
1
.
Kết hợp d
e1
= 54 mm với các dữ kiện bánh răng côn răng thẳng và tỉ số truyền u
= 4,2315, tra bảng 6.22, [I] ta được số răng Z
1p
= 16
Vì độ rắn mặt răng H
1
, H
2
< HB 350 ⇒ Z
1
= 1,6.Z
1p
= 1,6.16 = 26
Xác định đường kính trung bình d
m1
và môđun trung bình
Đường kính trung bình: d
m1
= (1 - 0,5K
be
)d
e1
(9)
= (1 - 0,5.0,3).54 = 45,9 (mm)
Môđun trung bình:
1
1
m
theo giá trị tiêu chuẩn
m
te
= 2.
Từ m
te
= 2 ta tính lại m
tm
suy từ công thức trên và d
m1
suy từ công thức (10). Ta
có: m
tm
= (1 - 0,5.0,3).2 =1,7(mm)
1
1
45,9
27
1,7
m
tm
d
Z
m
= = =
. Vậy Z
1
= 27 răng.
Xác định số răng bánh 2 (bánh lớn) và góc côn chia
- Số răng bánh lớn: Z
= = =
÷
2 1
90 90 13,349 76,68
o o o o
δ δ
= − = − =
Theo bảng 6.20, [I], với Z
1
= 27, ta chọn hệ số dịch chỉnh đều:
x
1
= 0,35 ; x
2
= - 0,35
Chiều dài côn ngoài:
2 2 2 2
1 2
R 0,5. . 0,5.2. 27 114 117,15
e te
m Z Z
= + = + =
(mm)
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
16
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
.
- Z
H
: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, trị số của Z
H
được tra trong
bảng 6.12, [I]
Tra bảng 6.12, [I] với x
1
+ x
2
= 0, góc nghiêng β = β
m
= 0 ta có Z
H
= 1,76
-
Z
ε
: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Vì ở đây thiết kế bánh răng côn răng thẳng, nên theo công thức 6.59a [I], ta
có:
4
3
Z
α
ε
ε
−
=
3
Z
ε
−
= =
- K
H
:Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
. .
H H H HV
K K K K
β α
=
Trong đó:
+)
H
K
β
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng.
Theo phần trên
1,3
H
K
β
=
+)
H
K
α
1 1
1
. 1
. . .
m
H H o
d u
v g v
u
δ
+
=
Với: d
m1
– đường kính trung bình của bánh côn nhỏ
d
m1
= 45,9 (mm)
v – vận tốc vòng bánh côn nhỏ
1 1
3 3
.
3,14.45,9.1420
3, 41
60.10 60.10
m
d n
v
π
= = =
e
= 0,3.117,15 = 35,15 (mm)
⇒
8,63.35,15.45,9
1 1,21
2.24977,9577.1,3.1
HV
K
= + =
⇒
. . 1,3.1.1,21 1,573
H H H HV
K K K K
β α
= = =
Thay các số liệu vừa tìm được vào công thức (11) ta có:
2
2
2.24977,9577.1,573 4,22 1
274.1,76.0,87. 474,81
0,85.35,15.45,9 .4,22
H
σ
+
= =
(MPa)
Xác định chính xác ứng suất cho phép về tiếp xúc
Theo các công thức (1) và (3) ta có:
[ ] [ ]
.
. os 1 0,35.1 .2 2,7
ae te m te
h h x c m
β
= + = + =
(mm)
2 1
2. . 2.1.2 2,7 1,3
ae te te ae
h h m h= − = − =
(mm)
2 2
76,68 os 0,23
o
c
δ δ
= ⇒ =
⇒
2 2 2 2
2 . os 228 2.1,3.0,23 228,6
ae e ae
d d h c
δ
= + = + =
(mm)
Ta có d
ae2
< 700 mm ⇒ K
XH
= 1.
σ σ
σ
σ
−
−
∆ = = = <
Như vậy
H
σ
>
[ ]
H
cx
σ
với chênh lệch không nhiều (<4%) nên có thể giữ nguyên
các kết quả tính toán và chỉ cần tính lại chiều rộng vành răng b theo công thức sau
(suy từ 11):
[ ]
2
2
474,81
. . 0,3.117,38. 37,89
457,729
H
be e
H
b K R
σ
σ
H
cx
σ
=
MPa nên bộ truyền đảm bảo về
tiếp xúc.
d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suất uốn sinh ra trên mỗi bánh răng phải thỏa mãn điều kiện bền uốn đối
với mỗi bánh răng. Điều kiện bền uốn được viết như sau:
[ ]
1 1
1 1
1
2
0,85.
F F
F F
tm m
T K Y Y Y
bm d
ε β
σ σ
= ≤
(12)
[ ]
2
2 1 2
1
F
F F F
thức sau (theo [I]):
1
1
1
27
27,75
os os13,32
vn
o
Z
Z
c c
δ
= = =
2
2
2
114
494,81
os os76,68
vn
o
Z
Z
c c
δ
= = =
Với x
1
= 0,35 và x
K
β
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng.
Ta có:
38
0,32
117,38
be
e
b
K
R
= = =
Suy ra:
.
0,32.4,22
0,8
2 2 0,32
be
be
K u
K
= =
− −
Tra bảng 6.21, [I], với các số liệu đã có ⇒
1,7
F
K
β
Trong đó:
( )
1
. 1
. . .
m
F F o
d u
v g v
u
δ
+
=
Với: g
o
– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng.
Theo bảng 6.16, [I], ta có g
o
= 56
F
δ
- hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp.
Theo bảng 6.15, [I], ta có
0,016
F
δ
=
v = 3,41 m/s
⇒
: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Với hệ số trùng khớp ngang
1,73
α
ε
=
⇒
1 1
0,58
1,73
Y
ε
α
ε
= = =
Ta thay các giá trị vừa tính được vào công thức (12) và (13) ta được:
1
2.24977,9577.2,5.0,58.1.3,5
100,6
0,85.38.1,7.45,9
F
σ
= =
(MPa)
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
20
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
2
2 1
1
ae2
= 228,6 mm < 400 mm)
[ ]
1
252
F
σ
=
(MPa)
[ ]
2
236,57
F
σ
=
(MPa)
Vậy:
[ ] [ ]
1 1
. . . 252.1.1,04.1 262,08
F F R S XF
cx
Y Y K
σ σ
= = =
(MPa)
[ ] [ ]
2 2
. . . 236,57.1.1,04.1 246,03
F F R S XF
F
cx
σ
=
(MPa)
Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền uốn.
e) Kiểm nghiệm răng về quá tải
Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải (thí dụ lúc mở máy, hãm máy v,v…)
với hệ số quá tải K
qt
= T
max
/T, trong đó T là mômen xoắn danh nghĩa, T
max
là mômen
xoắn quá tải. Vì vậy cần kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực
đại và ứng suất uốn cực đại.
Ta có: K
qt
= K
bđ
= 1,5
Để tránh biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại
maxH
σ
không được vượt quá một giá trị cho phép:
[ ]
max
max
F F qt F
K
σ σ σ
= ≤
(15)
Ta có:
1max 1
100,6.1,5 150,9
F F qt
K
σ σ
= = =
(MPa)
2max 2
104,34.1,5 156,51
F F qt
K
σ σ
= = =
(MPa)
Mà:
[ ]
1
max
464
F
σ
=
(MPa)
[ ]
= 117,15 mm
Môđun vòng ngoài m
te
= 2 mm
Chiều rộng vành răng b = 38 mm
Tỉ số truyền u = 4,22
Góc nghiêng của răng β = 0
Số răng bánh răng Z
1
= 27 Z
2
= 114
Hệ số dịch chỉnh chiều cao x
1
= 0,35 x
2
= - 0,35
Theo các công thức trong bảng 6.19, [I] ta tính được:
Đường kính chia ngoài d
e1
= 54 mm
d
e2
= 228 mm
Đường kính trung bình d
m1
= 45,9 mm
d
m2
= 193,8 mm
a) Xác định sơ bộ khoảng cách trục a
w
Nó được tính theo công thức:
[ ]
2
3
w 2
2
2 2
( 1)
'
H
a
H ba
T K
a K u
u
β
σ ψ
= +
(16)
Trong đó:
- Ka: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Vì bộ truyền cấp
chậm là truyền động bánh răng trụ răng nghiêng bằng thép - thép nên tra bảng 6.5, [I]
ta được K
a
= 43 MPa
1/3
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
22
2
w
ba
b
a
ψ
=
: Hệ số chiều rộng bảnh răng
Theo bảng 6.6, [I] ta chọn
2
0,3
ba
ψ
=
Từ đó theo công thức 6.16, [I] ta có:
2
0,53 ( 1) 0,53.0,3(2,7018 1) 0,59
bd ba
u
ψ ψ
= + = + =
-
H
K
β
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về tiếp xúc.
Giá trị của
H
w
2
100453,3718.1,03
43(2,7018 1) 138,35
440,91 .2,7018.0,3
a mm
= + =
Lấy a
w
= 140 mm
b) Xác định các thông số ăn khớp
Xác định môđun
Theo công thức 6.17, [I] ta có:
( )
w
(0,01 0,02) (0,01 0,02).140 1, 4 2,8m a
= ÷ = ÷ = ÷
(mm)
Theo bảng 6.8, [I] ta chọn môđun tiêu chuẩn là môđun pháp m
n
= 2
Xác định số răng, góc nghiêng β và hệ số dịch chỉnh x
Giữa khoảng cách trục a
w
, số răng bánh nhỏ Z
3
, số răng bánh lớn Z
4
, góc
nghiêng β của răng và môđun trong bộ truyền ăn khớp ngoài, liên hệ với nhau theo
m u
β
= = =
+ +
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
23
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
Lấy Z
3
= 37 răng.
- Số răng bánh lớn: Z
4
= u
2
.Z
3
= 2,7018.33 = 99,97
Lấy Z
4
= 100 răng.
- Tỉ số truyền thực tế:
4
2
3
100
2,7
37
Z
u
Z
H
H M H H
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ σ
+
= ≤
(18)
Trong đó:
Z
M
– hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
Tra bảng 6.5, [I], vì vật liệu bánh nhỏ và bánh lớn đều làm bằng thép nên chọn
Z
M
= 274 MPa
1/3
.
Z
H
– hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
w
2cos
sin 2
b
H
t
Z
arctg ctg
c
α
α α
β
= = = =
÷
(trong đó theo TCVN 1065-71 thì góc prôfin gốc α = 20
0
)
w
os os20,37 0,937
sin 2 sin 40,74 0,653
o
t
o
t
c c
α
α
= =
⇒
= =
ε
- hệ số trùng khớp dọc, được tính theo công thức sau:
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
24
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
w
.sin
b
n
b
m
β
ε
π
=
Với
w 2 w
. 0,3.140 42
ba
b a mm
ψ
= = =
42sin11,48
1,33
2.
o
b
ε
π
= − + = − + =
÷
÷
Vậy
1 1
0,76
1,73
Z
ε
α
ε
= = =
K
H
- hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
. .
H H H HV
K K K K
β α
=
Trong đó:
-
1,03
H
=
Với d
w3
là đường kính vòng lăn bánh nhỏ, tính theo công thức sau:
w
w3
2
2
2.140
75,68
1 2,7 1
a
d mm
u
= = =
+ +
Vậy
w3 2
3 3
.75,68.335,5745
1,33
60.10 60.10
d n
v
π
π
= = =
(m/s)
Dựa vào bảng 6.13, [I], do v < 4 (m/s) nên ta chọn cấp chính xác 9.
Vậy theo bảng 6.14, [I] ta có:
2
. . .
H H o
a
v g v
u
δ
=
Sinh viên: Nguyễn Bá Học – Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp
25
Copyright: Tài liệu đại học ©