Đồ án Chi Tiết Máy - Hộp giảm tốc

PhÇn 1 : Chän ®éng c¬ dÉn ®éng. Xác định công suất cần thiết, Số vòng quay sơ bộ của động cơ điện, Chọn quy cách động cơ. 1, X¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬ : - công suất cần thiết được xác định theo công thức P
=

Trong đó: Pct Là công suất cần thiết trên trục động cơ (kW). P
Là công suất tính toán trên máy trục công tác (kW). ( Là hiệu suất truyền động - Hiệu suất truyền động: ( = (ol4. (br . (đ . (tv . (kn … Trong đó:
(ol = 0,995 : Là hiệu suất một cặp ổ lăn (br = 0,97 : Hiệu suất của một bộ truyền bánh răng (đ = 0,95 : Hiệu suất của bộ truyền đai (tv = 0,75 : Hiệu suất bộ truyền trục vít (kn = 1 : Hiệu suất của nối trục Thay số: ( = 0,9954 . 0,97. 0,95. 0,75 .1 = 0,677 (1) - Tính pt : Pt =
(kw) (2) Trong đó: F = 8000 ( N ) : Lực kéo băng tải V = 0.6 m/S : Vận tốc băng tải Từ (1) và (2) ta có: Pct =
= 7,09 (kw) 2, X¸c ®Þnh sè vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ : nlv =
=57,3 (v/p) Theo bảng 2 – 2 trang 32 sách TK CTM, Ta chọn sơ bộ: Tỷ số truyền bánh răng 1 cấp: ibr = 4 Bộ truyền đai thang : iđ = 2 - Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n
= n
. ut =nlv .ibr.iđ =57,3.4.2 = 458,4 (v/p) Trong đó: n
Là số vòng quay đồng bộ n
Là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục của băng tải quay u
Là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống 3, Chọn quy cách động cơ. Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện: Pđc>Pct ; nđc( nsb Theo bảng phụ lục 2P Trang 322 Sách TK CTM , ta chọn được động cơ có: Kiểu động cơ : A02 - 51 – 4 Công suất động cơ : 7,5 (Kw) Vận tốc quay: 1460 (v/p) Xác định tỷ số truyền động U
của toàn hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ phận của hệ thống dẫn động,lập bảng công suất,momen xoắn,số vòng quay trên các trục. - Xác định tỷ số truyền u
của hệ thống dẫn động ut =
Trong đó: n
Là số vòng quay của động cơ n
Là số vòng quay của trục băng tải Thay số ut =
= 25,48 (v/p) - Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động u
cho các bộ truyền u
=ud.u
Chọn ud = 2 theo tiêu chuẩn => u
=
=
=12,74 Đây là hộp giảm tốc báng răng trụ 2 cấp với uh = 12,74 Mà Uh=U1.U2 trong đó : u1 - tỉ số truyền bộ truyền cấp nhanh u2 - tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm Theo bảng 3.1 trang 43 - “ Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí ” ta có : u1 = 10 u2 = 1.27 Tính lại ud theo u1, u2 ta có
- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục. Dựa vào Pct và sơ đồ hệ thống dẫn động, có thể tính được công suất, mômen và số vòng quay trên các trục, phục vụ các bước tính toán thiết kế các bộ truyền, trục và ổ. Ta có : Pct = 7,09 (kW) nđc = 1460 (vòng/phút) Tính toán đối với trục 1 ta được : P1 = Pct.(ol.(đ = 7,09.0,995.0,95 = 6,70 (kW)
(vòng/phút)
(Nmm) Tính toán đối với trục 2 ta được : P2 = P1.(ol.( (vòng/phút) bv = 6,70.0,995.0,75 = 5(kW)

(Nmm) Tính toán đối với trục 3 ta được : P3= P2.(ol.(br = 5.0,995.0,97 = 4,8(kW)
(vòng/phút)
(Nmm) trong đó : Pct - công suất cần thiết trên trục động cơ uđ - tỉ số truyền của bộ truyền đai u1, u2 - tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm trong hộp giảm tốc hai cấp Kết quả tính toán được ghi thành bảng như sau : BẢNG 1 : CÔNG SUẤT - TỈ SỐ TRUYỀN - SỐ VÒNG QUAY - MÔMEN Trục Thông số  Động cơ  I  II  III   Công suất P, kW  7,09  6,70  5  4,8   Tỉ số truyền u   2  10  1,27    Số vòng quay n, vòng/phút  1460  730  73  57,48   Mômen xoắn T, Nmm   87,65.103  654,1.103  797,49.103   Phần 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn giữa các trục xa nhau. Đai được mắc lên hai bánh với lực căng ban đầu Fo, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi. Thiết kế truyền đai gồm các bước : Chọn loại đai, tiết diện đai Xác định các kích thước và thông số bộ truyền. Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ. Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục. Theo hình dạng tiết diện đai, phân ra : đai dẹt (tiết diện chữ nhật), đai hình thang (đai hình chêm), đai nhiều chêm (đai hình lược) và đai răng. Chọn loại đai và tiết diện đai. Ở đây ta chọn loại đai vải cao su vì đai vải cao su gồm nhiều lớp vải và cao su có độ bền mòn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm và thường được sử dụng rộng rãi. Dựa theo đặc điểm công suất của cơ cấu, Pct = 7,09 (KW) < 7,5 (KW), nên tra bảng 5-11 Trang 92 Sách TK CTM ta chọn loại đai có hình thang thường B: Các thông số của đai thường loại B: bt = 14 (mm), b = 17 (mm), h = 10,5 (mm), yo = 4,1 (mm)
Xác định các kích thước và thông số bộ truyền a; Đường kính đai nhỏ Đường kính của bánh đai nhỏ được xác định theo công thức sau :
Chọn đường kính d1 theo tiêu chuẩn, d1 = 250 mm Vận tốc
m/s b; Đường kính đai lớn Đường kính bánh đai lớn : d2 = d1i(1-() = 250.2.(1 - 0,01)= 495 mm trong đó : i - tỉ số truyền ( = 0,01 ( 0,02 - hệ số trượt Chọn đường kính d2 theo tiêu chuẩn, d2 = 500 mm theo bảng (5.15) Sách TK CTM trang 93 Tỉ số truyền thực tế :
sai lÖch gi÷a tØ sè truyÒn míi vµ tØ sè truyÒn cò lµ rÊt nhá ( cã thÓ gi÷ nguyªn c¸c th«ng sè ®· chän. Sè vßng quay thùc tÕ cña b¸nh ®ai lín lµ:
361,38 (V/P) c; Khoảng cách trục A và chiều dài đai L Chiều dài tối thiểu của đai.
=
Với Umax = 3
Chọn Umax = 4.
Tra bảng ta lấy Lmin = 2500 mm Số vòng chạy của đai trong 1 giây:
(1/s) < imax = 3 ( 5 Khoảng cách trục A


Để góc ôm đai đủ lớn thì khoảng cách trục A phải thỏa mãn điều kiện:
Vậy ta cần chọn lại A = 1500 mm, như vậy tuổi thọ đai sẻ tăng lên vì u giảm Vậy đai thỏa mãn điều kiện về tuổi thọ Xác định lại khoảng cách trục :
(*) Trong đó:

=125 thay c¸c gi¸ trÞ nµy vµo c«ng thøc (*), ta ®­îc:
649,2(mm) Tinh lại Chiều dài đai theo CT
Tùy theo cách nối đai, thêm vào chiều dài tìm được trên đây một khoảng 100
d; Góc ôm đai Góc ôm (1 trên bánh đai nhỏ được tính theo công thức :
170( (1 tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (1 > 120( e; X¸c ®Þnh sè ®ai . Sè ®ai z ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:
(**) trong ®ã: P - lµ c«ng suÊt trªn trôc b¸nh ®ai chñ ®éng, Pct = 7,09 (KW) C( - lµ hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña gãc «m (1, tra b¶ng 5-18 trang 95 s¸ch TK CTM ( C( = 0,97 víi (1 = 170(. Ct - lµ hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña chế độ tải trọng, tra bảng 5-6 trang 89 sách TK CTM Ct = 0,9. Cv - lµ hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vận tốc cho c¸c d©y ®ai, tra b¶ng 5-19 trang 95 sách TK CTM -> Cv = 1
- ứng suất có ích cho phép, tra bảng 5-17 trang 95 Sách TK CTM (
= 1,84 Thay vào (**) ta có:
=
3,36 Lấy Z = 4 f; Xác định chiều rộng và đường kính đai Chiều rộng đai
Trong đó: S = 12,5 , t = 20 (Tra bảng 10-3 Trang 257 Sách TK CTM) Đường Kính ngoài của bánh đai Bánh dẫn: Da1 = d1 + 2.ho = 250 + 2.5 = 260 (mm) Bánh bị dẫn: Da2 = d2 + 2.ho = 500 + 2.5 = 510 (mm) g; Tính Lực căng ban đầu So và Lực tác dụng lên Truc R
Trong đó: Chọn
theo tỷ lệ
. Tra bảng 5-3 Trang 87 Sách TK CTM Ta Chọn
.
B¶ng c¸c th«ng sè cña bé truyÒn ®ai thang. Th«ng sè  TrÞ sè   §­êng kÝnh tang nhá: d1 (mm)  250   §­êng kÝnh tang lín: d2 (mm)  500   Kho¶ng c¸ch trôc: A (mm)  1500   ChiÒu dµi ®ai: L (mm)  2500   Gãc «m ®ai: (  1700   Sè ®ai: z  4   ChiÒu réng ®ai: B (mm)  85   Lùc c¨ng ban ®Çu: Fo (N)  765   Lùc t¸c dông lªn trôc: Fr (N)  2260   PhÇn 3 : ThiÕt KÕ c¸c bé truyÒn bên trong hộp giảm tốc Theo ®Çu ®Ò thiÕt kÕ th× hép gi¶m tèc lµ lo¹i trôc vÝt - b¸nh r¨ng. Lo¹i hép gi¶m tèc nµy ®­îc sö dông khi tû sè truyÒn u = 50 ... 130 ®Æc biÖt cã thÓ lªn ®Õn u = 480 So víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng - trôc vÝt, hép gi¶m tèc trôc vÝt b¸nh r¨ng cã ­u ®iÓm : - HiÖu suÊt cao h¬n. - KÝch th­íc b¸nh vÝt nhá h¬n ( bé truyÒn trôc vÝt ®Æt ë cÊp nhanh nªn m«men xo¾n nhá h¬n ) do ®ã tiÕt kiÖm ®­îc kim lo¹i mµu quý hiÕm ®Ó chÕ t¹o b¸nh vÝt . ThÕ nh­ng bé truyÒn b¸nh r¨ng - trôc vÝt l¹i cã ­u ®iÓm : - Khu«n khæ kÝch th­íc hép gän h¬n . - VËn tèc tr­ît nhá h¬n do ®ã cã thÓ dïng ®éng c¬ quay nhanh h¬n ®Ó dÉn ®éng hép gi¶m tèc, ®ång thêi cã thÓ dïng ®ång thanh kh«ng thiÕc rÎ h¬n ®Ó chÕ t¹o b¸nh vÝt . I, ThiÕt kÕ bé truyÒn Trôc vÝt - b¸nh vÝt (bộ truyền cấp nhanh): 1. Chän vËt liÖu chÕ t¹o trôc vÝt - b¸nh vÝt. V× trong bé truyÒn trôc vÝt xuÊt hiÖn vËn tèc tr­îc lín vµ ®iÒu kiÖn h×nh thµnh mµng dÇu b«i tr¬n ma s¸t ­ít kh«ng ®­îc thuËn lîi nªn cÇn phèi hîp vËt liÖu trôc vÝt vµ b¸nh vÝt sao cho cÆp vËt liÖu nµy cã hÖ sè ma s¸t thÊp, bÒn mßn vµ gi¶m bít nguy hiÓm vÒ dÝnh . MÆt kh¸c do tû sè truyÒn U lín, tÇn sè chÞu t¶i cña trôc vÝt lín nhiÒu so víi b¸nh vÝt, do ®ã vËt liÖu trôc vÝt ph¶i cã c¬ tÝnh cao h¬n so víi vËt liÖu b¸nh vÝt. V× lùc kÐo lín nhÊt trªn b¨ng t¶i cho F=8000N nªn t¶i träng chØ lµ t¶i träng trung b×nh v× vËy ta chän vËt liÖu trôc vÝt lµ thÐp 45 ®­îc t«i bÒ mÆt hoÆc t«i thÓ tÝch ®¹t ®é r¾n HRC= 45 §Ó chän vËt liÖu b¸nh vÝt ta dùa vµo vËn tèc tr­ît , vËn tèc tr­ît ®­îc chän theo c«ng thøc gÇn ®óng sau:
. Trong ®ã: Vt- VËn tèc tr­ît. nI- Sè vßng quay cña trôc vÝt. PI- C«ng suÊt cña trôc vÝt. U1- Tû sè truyÒn cña trôc vÝt. Vt= 8,8.10-3.
= 2,89 [m/s]. Víi Vt = 2, 89 m/s < 5 m/s ta chän vËt liÖu b¸nh vÝt lµ ®ång thanh kh«ng thiÕc. Vật liệu làm truc vít là thép 45 tôi bề mặt, đạt dộ rắn HRC = 45 2. x¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc mái cho phÐp . V× b¸nh vÝt lµm b»ng ®ång thanh kh«ng thiÕc cã c¬ tÝnh thÊp h¬n nhiÒu so víi trôc vÝt lµm b»ng thÐp 45 nªn khi thiÕt kÕ chØ cÇn x¸c ®Þnh øng xuÊt tiÕp xóc cho phÐp vµ øng xuÊt uèn cho phÐp ®èi víi vËt liÖu b¸nh vÝt, víi b¸nh vÝt lµm b»ng ®ång thanh nh«n s¾t d¹ng háng vÒ dÝnh lµ nguy hiÓm h¬n c¶, do ®ã øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn chèng dÝnh , nã phô thuéc vµo trÞ sè vËn tèc tr­ît mµ kh«ng phô thuéc vµo sè chu kú chÞu t¶i tøc lµ øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp trong th­êng hîp nµy x¸c ®Þnh tõ ®é bÒn tÜnh chø kh«ng ph¶i tõ ®é bÒn mái. Víi Vt= 2,89 m/s tra b¶ng 4-4 sách TK _CTM , ta chän ®­îc vật liệu làm bánh vít là đồng thanh nhôm sắt. ký hiệu: BpA}K 9 - 4 [(tx] = 250 N/mm2 [(bk] = 400 N/mm2 [(ch] = 170 N/mm2
Số chu kỳ làm việc của bánh vít N = 60.n2.T2 = 60.73.645,1.103 = 2,86.109 Do tải trọng thay đổi không đáng kể nên có thể xem như không đổi, nên ta có: Ntđ = N = 2,86.109 Hệ số chu kỳ ứng suất: Adct 4-5 Sách TK-CTM ta có: K’N =
Adct 4-8, ta có: K’’N =
Từ bảng 4 – 4 , tra được các trị số ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép rồi nhân với trị số KN’ và KN’’ ta có:
Tỷ số truyền U và chon mối ren trục vít, số răng
Ta chọn số mối ren trục Vít Z1 = 3
Số răng bánh Vít là: Z2 = U.Z1 = 10.3 = 30 Răng Tính lại Tỷ số truyền:
Số vòng quay thực tế trong 1 phút của bánh Vít:
V/p Sai số về số vòng quay của bánh vít rất nhỏ so với yêu cầu chọn sơ bộ trị số hiệu suất
và hệ số tải trọng K Với Z1 = 3, Chọn sơ bộ hiệu suất trục vít
Công suất trên bánh vít:
Kw Ta chọn sơ bộ hệ số tải trọng là K = 1,1 Định m Và q Tính theo CT 4-9 ta có:
=19,11 Chọn
= 18 Tra bảng 4-6 Trang 73 Sách TK CTM ta có: m = 9, q = 8 7. Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hệ số và hệ số tải trọng Vận tốc trượt, Adct 4 – 11 Sách TK CTM ta có:
Phù hợp với dự đoán khi chọn bánh vít có Vận tốc trượt Vt = 2
5 Để tính hiệu suất ta tra bảng 4 – 8 trang 74 sách TK CTM dựa vào Vt ta chọn được f = 0,028 và
Với Z1 = 3 và q = 8 tra bảng 4-7 trang 74 ta chọn được góc Vít
Hiệu suất tính theo công thức:
Vận tốc vòng của bánh vít:
Vì tải trọng không thay đổi và từ gt V2 < 2 m/s. do đó ta có K = Ktt.Ktđ = 1.1,1 = 1,1 Phù hợp với phần chọn sơ bộ. Vì Vt < 2 m/s nên có thể chế tạo bộ truyền có cấp chính xác = 9 .Kiểm nghiệm ứng suất uốn của răng bánh Vít Số răng tương đương của bánh Vít:
Hệ số dạng răng ta tra bảng 3-18 chọn y = 0,47
9. Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền. (theo bảng 4 – 3 trang 69 sách TK CTM) a. Đối với trục Vít. - Modun : m = 9 - Số ren của trục vít: Z1 = 3. Số răng bánh vít Z2 = 30 - Hệ số đường kính: q = 8 - Góc ăn khớp:
- Góc vít:
= 20o 33’22’’ - Khoảng cách trục: A = 0,5.m(q+Z2+2.
) = 0,5.9.(8 + 30 + 2.0) = 171 mm Vì không yêu cầu lấy khoảng cách trục A theo tiêu chuẩn không dịch chỉnh nên chọn
= 0 Đường kính vòng chia: Dc1 = d1 = m.q = 9.8 = 72 mm Đường kính vòng đỉnh: De1 = dc1 + 2.f0.m = 72 + 2.1.9 = 90 mm Đường kính vòng chân ren trục vít: chọn C = 0,2 Di1 = dc1 – 2.fo.m +2.c.m = 72 – 2.1.9 + 2.0,2.9 = 57,6 mm Chọn Di1 = 58 mm Chiều dài phần có ren trên trục vít: L = (11 + 0,06.Z2).m = (11+0,06.30).9 = 115,2 mm Chọn L = 120 mm Vì trục vít được mài cho nên tăng thêm chiều dài L L = 120 + 38 = 158 mm Để tránh mất cân bằng cho trục Vít, chọn L bằng 1 số nguyên lần bước dọc vì:
Ta lấy x = 5 và định chính xác L =
= 5.3,14.9 = 141,3 mm Vậy ta lấy L = 140 mm. b. Đối với bánh Vít - Đường Kính vòng chia của bánh Vít: Dc2 = d2 = m.Z2 = 9.30 =270 mm Đường kính vòng đỉnh ( trong mặt cắt chính) De2 =( Z2 + 2.fo + 2.
).m = (30+2.1+2.0).9 = 288 mm Đường kính ngoài cùng: Dn
+1,5.m = 288.1,5.9 = 301,5 mm Chiều rộng bánh Vít: B
0,75.De1 = 0,75.90 = 67,5 mm 10. Lực tác dụng - Lực vòng P1 trên trục vít bằng lực dọc Pa2 trên bánh vít: P1 = Pa2 =
Lực vòng P2 trên bánh Vít bằng lực dọc Pa1 trên trục vít: P2 = Pa1 =
Lực Hướng tâm Pr1 bằng lực hướng tâm Pr2 trên bánh vít: Pr1 = Pr2 = P2.tg
= 9739.tg 20o = 3544,7 N. C¸c th«ng sè cña bé truyÒn trôc vÝt - b¸nh vÝt Th«ng sè  Ký hiÖu  C«ng thøc tÝnh  TrÞ sè   Kho¶ng c¸ch trôc  A  A = 0,5m(q+z2+2
)  171   HÖ sè dÞch chØnh  x  X = L/
 5   M«dun  m   9   §­êng kÝnh vßng chia  Dc  Dc1 = qm  72     Dc2 = mz2  270   §­êng kÝnh vßng ®Ønh  De  De1 = dc1+2fom  90     De2 = m(z2+2+2
x)  288   §­êng kÝnh vßng ®¸y chân ren  Di  Di1 = Dc1-2fo+2cm  58     Chiều dài L  140   §­êng kÝnh ngoµi cña b¸nh vÝt  Dn  Dn ( de2+1,5m Khi z1= 2  301,5   ChiÒu réng b¸nh vÝt  b2  b2 ( 0,67de1 Khi z1 = 2  67,5             II, Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ( bộ truyền cấp chậm) 1. Chän vËt liÖu. §Ó thuËn tiÖn cho viÖc cung cÊp vËt liÖu ta chän vËt liÖu hai b¸nh lµ nh­ nhau,v× ë ®©y t¶i träng trung b×nh nªn ta chän vËt liÖu nh­ sau.( Tra bảng 3.8 trang 40 sách TK CTM) a. Chän vËt liÖu b¸nh nhá: Chän thÐp 45 Thường hóa HB1 = 190 Cã (b1= 580 N/mm2 (ch1= 290 N/mm2 b. Chän vËt liªu b¸nh lín . §Ó t¨ng kh¶ n¨ng ch¹y mßn cña r¨ng ,nªn nhiÖt luyÖn b¸nh lín cã ®é r¾n mÆt r¨ng thÊp h¬n b¸nh nhá tõ 10 ®Õn 15 HB. Chän thÐp 35 thường hóa HB2= 160 Cã (b2= 480 N/mm2 (ch2= 240 N/mm2 2. Định ứng suất Số chu kỳ làm việc của bánh lớn. N4 = 60.n3.u.T = 60.57,48.1.8.360.2 =19,8.106 Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ. N3 = N4..u = 19,8.106.10 = 198.106 > No = 107 Vì N3 và N4 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên đối với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy K’N = KN’’ = 1 Ứng suất cho phép tra bảng 3-9 ta chọn. Bánh Nhỏ.
Bánh Lớn.
Lấy hệ số an toàn n = 1,5
Giới hạn mỏi cho của thép 45
Giới hạn mỏi của thép 35 là:
Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:
Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:
3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K = 1,3 4. Chọn sơ bộ chiều rộng bánh răng Vì chịu tải trọng trung bình nên ta chọn
5. Tính khoảng cách trục:
Ta lấy A = 160 (mm) Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng Vận tốc vòng :
Mà d3 =
Với V = 0,54 < 2 m/s tra bảng 6-13 ta chọn cấp chính xác = 9 Định chính xác hệ số tải trọng K Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng nhỏ hơn 350 HB nên Ktt = 1 Kđ = 1,1
K = Ktt . Kđ = 1.1,1 = 1,1 Vì K khác nhiều nên ta chọn lại khoảng cách trục A
Ta chọn A = 150 mm Xác định môdun, số răng và chiều rộng bánh răng
Vậy lấy m = 3 Số răng bánh nhỏ: Z3 =
Răng Số răng bánh lớn Z4 = u2.Z3 = 1,27.44 = 55,88 Chọn Z4 = 56 Răng Chiều rộng bánh răng: b =
.A = 0,3.150 = 45 mm Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng. Hệ số dạng răng của bánh nhỏ y3 = 0,46; hệ số dạng răng của bánh lớn y4 = 0,517 Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
54,07 N/mm2 <
Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn
= 48,1 N/mm2 <
Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền.(Dựa vào bảng 3-2 sách TK CTM trang 36) mô đun: m = 3 mm Số Răng: Z3 = 44 Răng; Z4 = 56 Răng Góc ăn khớp:
= 20o Đường kính vòng chia ( Vòng lăn ): d3 = Z3.m = 44.3 = 132 mm d4 = Z4.m = 56.3 = 168 mm Khoảng cách trục A =
= 150 mm Chiều rộng bánh răng: b = 45 mm Đường kính vòng đỉnh răng: de3 = d3 + 2.m = 132 + 2.3 = 138 mm De4 = d4 + 2.m = 168 + 2.3 = 174 mm Đường kính vòng chân răng: di3 = Di4 = Tính lực tác dụng lên trục Lực Vòng:
Lực hướng tâm: Pr = 9910,7.tg20o = 3607,2 N B¶ng thèng kª kÝch th­íc bé truyÒn b¸nh r¨ng trô cÊp nhanh vµ c¸c th«ng sè cña bé truyÒn : Th«ng sè  Ký hiÖu  TrÞ sè   Kho¶ng c¸ch trôc  A  150 mm .   M«®un  m  3   HÖ sè dạng rămg  y  y3 = 0,46 y4 = 0,517   ChiÒu réng vµnh r¨ng  b  45 mm .   Tû sè truyÒn  u2  1,27   Gãc nghiªng cña r¨ng    0   Sè r¨ng  Z  Z3 = 44 Z4= 56   §­êng kÝnh vòng chia  d  D3 = 132 mm D4= 168 mm .   §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng  De  De3 = 138 mm De4 = 174 mm   Gãc ¨n khíp    200   §­êng kÝnh ®¸y r¨ng  Di  Di3 = mm Di4 = mm   Lực vòng  P  9910,7 N   Lực hướng tâm  Pr  3607,2 N   PhÇn 4 : ThiÕt kÕ trôc . Trôc dïng ®Ó ®ì c¸c chi tiÕt quay, bao gåm trôc t©m vµ trôc truyÒn. Trôc t©m cã thÓ quay cïng víi c¸c chi tiÕt l¾p trªn nã hoÆc kh«ng quay, chØ chÞu ®­îc lùc ngang vµ m«men uèn . Trôc truyÒn lu«n quay, cã thÓ tiÕp nhËn ®ång thêi c¶ m«men uèn vµ m«men xo¾n . C¸c hép trong hép gi¶m tèc hép tèc ®é lµ nh÷ng trôc truyÒn . Chi tiªu quan träng nhÊt ®èi víi phÇn lín c¸c trôc truyÒn lµ ®é bÒn, ngoµi ra lµ ®é cøng vµ ®èi víi c¸c trôc quay nhanh lµ ®é æn ®Þnh dao ®éng . I, Chän vËt liÖu : V× ta cÇn thiÕt kÕ trôc trong hép gi¶m tèc , chÞu t¶i träng trung b×nh ta dïng thÐp 45 ®­îc nhiÖt luyÖn b»ng t«i c¶i thiÖn ®Ó chÕ t¹o trôc . C¬ tÝnh cña thÐp 45
và c = 110 – 130 N/mm. Ta chọn
và c = 130 N/mm II, TÝnh thiÕt kÕ trôc : TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc nh»m x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vµ chiÒu dµi c¸c ®o¹n trôc ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ ®é bÒn, kÕt cÊu, l¾p ghÐp vµ c«ng nghÖ. Muèn vËy cÇn biÕt trÞ sè, ph­¬ng, chiÒu vµ ®iÓm ®Æt cña t¶i träng t¸c dông lªn trôc, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ tõ gèi ®ì ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p trªn trôc. 1, T¶i träng t¸c dông lªn trôc : T¶i träng chñ yÕu t¸c dông lªn trôc lµ m«men xo¾n vµ c¸c lùc t¸c dông khi ¨n khíp trong bé truyÒn b¸nh r¨ng, bé truyÒn trôc vÝt - b¸nh vÝt, lùc c¨ng ®ai, lùc c¨ng xÝch, lùc lÖch t©m do sù kh«ng ®ång trôc khi l¾p hai nöa khíp nèi. Träng l­îng cña b¶n th©n trôc vµ träng l­îng c¸c chi tiÕt l¾p trªn trôc chØ ®­îc tÝnh ë c¬ cÊu t¶i nÆng, cßn lùc ma s¸t trong c¸c æ ®­îc bá qua S¬ ®å ®éng biÓu diÔn t¶i träng t¸c dông lªn trôc trong hép gi¶m tèc : 2, TÝnh s¬ bé trôc : §­êng kÝnh trôc ®­îc x¸c ®Þnh chØ dùa vµo m«men xo¾n theo c«ng thøc : d
( 5-4 ) . Trong ®ã : P - Công suất truyền( ta lÊy ë phÇn trªn ) . C - hệ số tính toán Trôc I : dI = 130
= 27,2 ( mm ) . LÊy dI = 30 mm . Trôc II : dII = 130.
= 53,2 ( mm ) . LÊy dII = 55 mm . Trôc III : dIII = 130.
= 56,8 ( mm ) . LÊy dIII =60 mm . ChiÒu dµi trôc còng nh­ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ c¸c ®iÓm ®Æt lùc phô thuéc vµo s¬ ®å ®éng, chiÒu dµi may¬ cña c¸c chi tiÕt m¸y quay, chiÒu réng æ, khe hë cÇn thiÕt vµ c¸c yÕu tè kh¸c . Tõ ®­êng kÝnh trôc s¬ bé ta cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng chiÒu réng æ l¨n b0 : Dựa vào bảng 14P Sách TK CTM trang 339, ta có: Trôc I cã dI = 30 ; b01 = 19 mm . Trôc II cã dII = 55 mm ; b02 = 29 mm . Trôc III cã dIII = 60 mm ; b03 = 31 mm . Để chuẩn bị cho các bước tính gần đúng trong 3 trị số dI, dII, dIII ở trên ta có thể lấy trị số dII = 55 mm và chọn ổ bi đở cở trung bình B = 29 mm. 3, Tính gần đúng trục: - để tính các kích thước chiều dài của trục ta phải dựa vào bảng 7-1 Sách TK CTM ta chọn: - khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến thành trong của hộp a = 10 mm - Chiều rộng bánh răng trụ răng thẳng b =45 mm, Chiều rộng bánh vít B = 67,5 mm - Khoảng cánh giửa các chi tiết quay c = 10 mm - Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp
chọn
- Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp l2 = 12 mm - Chiều cao của nắp và đầu bu long l3 =15 mm - Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp l4 = 10 mm - Khoảng cách giửa gối đỡ trục và điểm đặt lực của bánh đai: L1 =
+l3+l4+
- Khoảng cách giữa 2 gối đỡ bánh trụ răng thẳng bằng khoảng cách giữa 2 gối đỡ bánh vít: L01 = B+2l2+2a+b+c+Bv =
- Khoảng cách giữa 2 gối đỡ trục vít Lo2 =
4, Thiết kế trục Trục I: Hệ lực tác dụng lên trục: - Lực tác dụng lên đai: Rđ = 2260 N - Lực hướng tâm : Pr1 = 3544,7 N - Lực Vòng: P1 = 1817 N - Lực dọc trục: Pa1 = 9739 N - Xác định khoảng cách của h1, h2, h3 Khoảng cách h1:
Khoảng cách h2:
Khoảng cách h3:
- Xác định các phản lực ở gối đở A và B - Tại gối đở A: Moment theo phương Y:

Moment theo phương X:
-Pr1.h2 +XB

- Tại gối đở B: Moment theo phương Y:

Moment theo phương X:

Moment Xoắn Mz:
Tính moment uốn tại những tiết diện có mặt cắt nguy hiểm: Tại tiết diện 2 - 2:
Trong đó: Muy = YB.h3 = 1778,5.106,5 = 189410,2 N.mm Mux = XA.h2 = 1772,3.106,5 = 188750 N.mm
N.mm Đường kính trục khi ở tiết diện 2-2:
Với

Chọn d2-2 = 40 mm Tại tiết diện 1 - 1 : Mu1-1 = Rđ.h1 = 2260.82 = 185320 N.mm Mtđ =
Đường kính trục khi ở tiết diện 1 - 1 :
Chọn d1-1 = 30 mm Vậy đường kính ổ trục lấy
d = 30 mm, đồng thời đường kính đầu trục ra d = 30mm. Trục vít sẽ liền với trục. Biễu đồ moment trục I:
Trục II: Hệ lực tác dụng lên trục: - Lực hướng tâm của bánh vít : Pr2 = 3544,7 N - Lực vòng: P2 = 9739 N - Lực dọc trục: Pa2 = 1817 N - Lực hướng tâm của bánh răng trụ thẳng : Pr3 = 3607,2 N - Lực Vòng: P3 = 9910,7 N - Lực dọc trục: Pa3 = 0 - Xác định khoảng cách của h4, h5, h6 Khoảng cách h4:
Khoảng cách h5:
Khoảng cách h6:
- Xác định các phản lực ở gối đở C và D - Tại gối đở C: Moment theo phương Y:

Moment theo phương X:
Pr2.h4 – P3(h4+h5)-XD(h4+h5 +h6)=0
- Tại gối đở D: Moment theo phương Y:

Moment theo phương X:
-P3.h6 – Pr2(h6+h5)+XC(h4+h5 +h6)
Moment Xoắn Mz:
Tính moment uốn tại những tiết diện có mặt cắt nguy hiểm: Tại tiết diện 3 – 3:
Trong đó: Muy = Yc.h4 = 5853,5.70,2 = 410915,7 N.mm Mux = Xc.h4 = 2492.70,2 = 174938,4 N.mm
N.mm Đường kính trục khi ở tiết diện 3-3: Mtđ =