Đồ án Thiết kế cơ cấu truyền động của băng tải cho nhà may thức ăn gia xúc

răng 3 và 4 Tra bảng 6.8 TL.[1] với hệ số dịch chỉnh x = 0 ta được YF3 =3,7577 ;YF4 =3,6 Hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF =KFb.KFaKFn KF b =1,15628 (tra bảng 6.7 TL[1] với ybd = 1,0176) KFa -Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp: KFa =1,37 KFn - Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp Þ KF = 1,16528.1,37.1,007 = 1,61 sF1 < [sF]1 =288 Mpa sF2 = sF2 < [sF]2 e)Kiểm nghiệm về độ quá tải Kqt =2,2 Þ sHmax < [sH]max =1624Mpa sFmax =sF1 .Kqt =188,25.2,2 = 414,15 < [s]Fmax =464Mpa f)Thông số hình học của cặp bánh răng cấp chậm Khoảng cách trục aw2 =174mm Môdun m = 2 Góc nghiêng răng b2 =13,770 Hệ số dịch chỉnh x3 =x4 =0 Tỉ số truyền u2 =2,841 Đường kính vòng chia d3 =mm d4 = Đường kính đỉnh răng: da3 =d3 + 2.m =90,6 + 2.2 =94,6 mm da4 = d4 + 2.m =257,4+ 2.2 =261,4 mm Đường kính chân răng df3 =d3 -2,5.m =90,6 -2,5.2 =85,6 mm df4 =d4 -2,5.m =257,4 -2,5.2 =252,4 mm Chiều rộng vành răng bw1 =80 mm Tính tốn điều kiện bôi trơn a)Kiểm nghiệm bôi trơn Từ các thông số của bánh răng vừa tính được ta kiểm nghiệm điều kiên bôi trơn Với h =2,5.m = 2,5.2 = 5 ta chọn công thức tính điều kiện bôi trơn với da4 = 261,4 mm ;da2 = 247,92mm Hệ thống thoả mãn điều kiện bôi trơn b)Tính mức dầu trong hộp giảm tốc Chiều cao ngâm dầu không vươt quá (0,75…2)h nhưng không nhỏ hơn 10 mm Do đó mức dầu thấp nhất trong hộp lấy khoảng 10 mm (tính từ đường kính đỉnh răng) Phần bánh răng ngâm trong dầu không vượt quá 1/3 bán kính vòng đỉnh Khoảng cách giữa mức dầu thấp nhất và cao nhất hmax - hmin =(10…15)mm Mức dầu cao nhất khoảng 25 mm (tính từ đường kính đỉnh răng) III) TÍNH TRỤC Tải trọng tác dụng lên trục Trục 1: bao gồm lực căng của bộ truyền đai,lực do bánh răng truyền động Lực do truyền bánh răng nghiêng: Lựa dọc trục ,lực vòng ,lực hướng tâm Lực vòng Ft1 =N =Ft2 Lực hướng tâm: Fr1 = Fr2 = Fa1=Ft1.tgb1 =3781,4.tg14,640 =978,8N Lực do bộ truyền đai:Ftđ = 830,2N Trục 2:lực do bộ truyền răng nghiêng :lực vòng , lực hướng tâm và lực dọc trục Lực vòng Ft4 =Ft3 = Lực dọc trục :Fa3 =Fa4 =Ft3.tgb2 = 9828,8.tg13,770 =2408.7N Lực hướng tâm :Fr4 =Fr3 =Ft4tgatw =9828,8tg200 =2408,7N Sử dụng khớp nối cứng D =260mm ÞPtkn = Frkn =16178(0,2...0,3) lấy Frkn=4000N Tính sơ bộ trục: dt1 [t]- ứng suất uốn cho phép lấy dt1= 35 mm dt2 lấy dt2 =45mm dt3mm lấy dt3 =60mm Xác định khoảng cách giữa gối đỡ và điểm đặt lực: Chiều dài mayơ bánh răng trụ lm1 =(1,2...1,5)dt1 = (1,2...1,5)35=42...52,5 Lấy lm1 =50mm lm2 =54mm lm3 =80mm lm4 =80mm Chiều dài nửa khớp nối :L =115mm k1-khoảng cách mặt mútchi tiết đến thành trong của hộp,lấy k1 =10mm k2 - khoảng cách mặt mút ổ đến thành trong của hộp, lấy k2 =7mm k3 – khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến lắp ổ ,lấy k3 =15 mm hn – chiều cao lắp ổ và đầu bu lông, lấy hn =18 mm l22 = 0,5(lm22 +b0) + k1 +k2 l22 = 0,5(54+21) +10 +7 =54,5mm khoảng cách từ gối đỡ trục 2 lên chi tiết thứ 2 trên trục l23 =l22 +0,5(lm22 + lm23 ) +k1 l23=54,5+0,5(54 + 80) +10 =131,5 mm khoảng cáhc giữa các gối đỡ trên trục 2 l21 = lm22 + lm23 +3k1 + 2k2 + b0 =54 +80 +3.10 +2.7 +21 =199mm khoảng công xôn trên trục 1tính từ bánh đai: lc12 =0,5(lm12 +21) +k3 +hn lm12 -chiều dày đai ,lm12 =80mm (tra bảng 21.16 TL [1]) lc12 =0,5(80 +21) +15 +18 =83,5mm lc32 =0,5(L +b0) +15 +18 =0,5(115 +21) +15 +18 =101mm Xác định đường kính các đoạn trục : 1)Trục 1: Vẽ biểu đồ mômen Fy11 +Fy12 + Ftđ – Fr1 =0 83,5.Ftđ + Fa1 -199Fy12 +54,5.Fr1 =0 Þ Fy12 = Fy11 =Fr1 –Fy12 - Ftđ = 1422,5 - 895,5 – 830,2 =303,5 Fx11 +Fx12 -Ft1 =0 -54,5Ft1+199Fx12 =0 ÞFx12= Fx11 = Ft1 - Fx12 =3781,4 -1035,6 = 2745,8 N Tính đường kính các đoạn trục: M10 = d10 = lấy d10 =26 mm M11 = d11 = chọn theo tiêu chuẩn d11 =30 mm =d13 M12 = d12 = ;lấy d12 =34 mm Trục 2 (trục giữa) T2 =438212,25Nmm Biểu đồ lực và biểu đồ mômen Fy21+Fy22 =Fr23 -Fr22 199Fy22 –131,5Fr23 + 54,5 Fr22 -Ma22 +Ma23 = 0 Fy21 =3683,2 –1422,5 –3192,5 = -931,8N Fx21 + Fx22 = Ft2 +Ft3 Fx22 .199 –54,5.Ft2 –131,5.Ft3 =0 Fx22 = Fx21 =Ft2 + Ft3 -Fx22 =3781,4+9828,8 –7530,5 = 6079,7N Tính đường kính các ïđoạn trục: M21 = d21 = lấy d21 =48mm M22 = d22 = lấy d22 =48mm với kích thước trục vùa tính ta lấy d20 =d23 =40mm 3) Tính trục 3: Vẽ biểu đồ lực và mômen Fy31 +Fy32 = Fr4 199Fy32 –131,5Fr4 +121,96Fa4 =0 ÞFy32= Fy31 =Fr4 - Fy32ø =3683,2 – 963,2 = 2720N Fx31 +Fx32 =-Ft4 + Fk 199.Fx32 +131,5Ft4 –(199+101)Fk =0 ÞFx32 = Fx31= 4000 - 9828,8 + 464,6 =-5364N Tính đường kính các đoạn trục: M30=0 M31 = d31 = lấy d31=60mm M32 = d32 = lấy d32 =55mm =d10 M33= d33 = lấy d33 = 52mm Tính then: Với lm1 =50mm;lm2 =54mm ;lm3 =80mm ;lm4 =80mm T1 =121066,2Nmm;T2 =445243,4Nmm ;T3 =1213390,6Nmm; d10 =26mm;d12 =34mm;d21=48mm ;d22 = 48mm ;d31 =60mm d33 =52mm d (mm) bh (mm) t1(mm) l (mm) sdMPa sc MPa 26 87 4 40 58,2 33,26 34 108 5 40 59,3 17,8 48 1412 7 45 87,95 31,4 48 1412 7 63 58,89 21 52 1614 9 80 116,6 36,46 60 1816 10 63 107 35,7 Hộp giảm tốc làm việc với tốc độ trung bình chịu va đâïp nhẹ nên: [sd] =120Mpa [sc] =60 Mpa 4) Kiểm nghiệm về độ bền mỏi tại tiết diện của các trục trục 1:tại tiết diện: 10 –11 –12 trục 2 :tại tiết diện:21 –22 trục 3:tại tiết diện :31 –32 –33 Với thép cacbon45 ta lấy sb =600Mpa Þ s-1 =0,436.sb =0,436.600 =261,6Mpa t-1 =0,58.s-1 =0,58.261,6 =151,73Mpa smj =0 ;saj = Tính mômen cản uốn và mômen cản xoắn Wj =;W0j = Với dj là đường kính trục tại tiết dịên kiểm tra b chiều rộng then t1 chiều sâu của rãnh then trên trục Tiết diện d(mm) bh t1 Wj (mm)3 W0j (mm)3 10 26 87 4 1427,67 3151,44 12 34 108 5 3238,3 7095 21 48 1412 7 9135,84 19987,68 22 48 1412 7 9135,84 19987,68 31 60 1816 10 17445 38640 33 55 164 9 11237 25034 Các thông số khác : saj;taj Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ưnùg suất trùng bình đến độ bền mỏi ys =0.05 yt =0 Hệ số:= Kx hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt:Kx =1,06 (tra bảng 10.8TL1) Ky hệ số tăng bền bề mặt trục Ky =1,8 (tra bảng 10.9 TL1) Hệ số kích thước (tra bảng 7.2 CSTKM) es10 es12 es21 es22 es31 es33 0,91 0,88 0,84 0,84 0,81 0,81 et10 et12 et21 et22 et31 et33 0,89 0,81 0,78 0,78 0,81 0,76 Trị số đối với bề mặt lắp có độ dôi kiểu lắp k6: d= 30…50 (mm); sb =600Mpa : =1,64 D = 50…100 (mm) =2,03 Ks ;Kt đối với trục có rãnh then: Ks =1,46 ; Kt = 1,54 Với : saj = ;taj = Từ các thông số vừa tím ta có bảng: Tiết diện d(mm) Tỉ số Tỉ số Rãnh then Lắp căng Rãnh then Lắp căng 10 26 1,6 2,06 1,73 1,64 1,18 0,99 11 30 - 2,06 - 1,64 1,18 0,94 12 34 1,66 2,06 1,9 1,64 1,18 1,1 21 48 1,74 2,06 1,97 1,64 1,18 1,1 22 48 1,74 2,06 1,97 1,64 1,18 1,13 31 60 1,8 2,52 2,03 2,03 1,43 1,16 32 55 - 2,52 - 2,03 1,43 1,16 33 52 1,8 2,52 2,03 2,03 1,43 1,16 Tiết diện d (mm) saj taj Ksd Ktd ss st s 10 26 0 19,2 1,18 0,99 - 7,98 7,98 11 30 39,8 12,67 1,18 0,94 5,57 10,98 4,96 12 34 59,3 7,77 1,18 1,1 3,74 17,75 3,66 22 48 38,55 11,13 1,18 1,13 5,75 12.07 5,1 23 48 60,4 11,13 1,18 1,13 3,67 12,1 3,5 31 55 25 20,7 1,43 1,16 7,32 6,32 4,78 32 60 46 15,7 1,43 1,16 3,98 8,33 3,59 33 52 0 24,23 1,43 1,16 - 5,4 5,4 Với [s] =2,5…3 ÞTrục đạt độ bền mỏi và độ cứng vững IV) TÍNH Ổ LĂN Tính lực dọc trục và lực hướng tâm -Lực dọc trục Fa1t =978,8 N ;Fa2t =2408,7 – 978,8 =1429,9N ;Fa3t =2408,7N -Lực hướng tâm Fr1 = Fr2 = Fr3 = Với bộ truyền bánh răng nghiêng có lực dọc trục ta xét: > 0,3 ta sử dụng ổ bi đỡ chặn < 0,3 ta sử dụng ổ bi đỡ ta sử dụng ổ bi đỡ chặn Từ các thông số cùa trục lắp ổ lăn ta chọn sơ bộ các ổ như sau: -Trục I ta chọn cặp ổ đỡ chặn có ký hiệu 46306 -Trục II ta chọn ổ đỡ 208 -Trục III ta chọn ổ đỡ chặn 46111 Kiểm nghiệm theo khả năng tải động Q =(X.V.Fr +Y.Fa)kt.kđ kt hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ kt =1 kđ –hệ số kể đến đặc tính tải trọng kđ =1(bảng 11.3 TL1) Thời gian làm việc của ổ lăn là:Lh = 12.103 h Tuổi thọ L1= =207,36 L2 ==54,1 L3 = Lực dọc trục do lực hướng tậm gây ra Với a =260 Þ e = 0,68 Fs1 =0,68.2762,5 =1878,5N ÞFa1 =2857,3N Fs3 =0,68.6104 =4150,7N Þ Fa3 =65559,4N X1 =0,41 Y1 =0,87 Q1 =0,87.2757,3 +0,41.2762,5 =3618,7 C1 =Q1 . < C=25,6KN X3 =0,41 Y3 =0,87 Q3 =0,41.6104+ 0,78.6559,42 =8209,45 C3 =Q1<25,2KN=C X2 =1 Y2 =0 C2 =< C =39,2KN Ổ lăn chọn ở trên thoả mãn V) TÍNH VỎ HỘP GIẢM TỐC 1)Chiều dầy thân hộp d = 0,03.a +3 =0,03.174 +3 =8,22 lấy d =9mm -Nắp hộp d1 =8mm Gân tăng cứng: e =9mm 2) Đường kíng Bulông nền d1 =16mm Bulông cạnh ổ d2 =12mm Bulông ghép bích và thân d3 =10mm Vít ghép cửa thăm d5 =8 3) Mặt bích ghép nắp và thân Chiều dầy bích thân hộp S3 =15mm Chiều dầy bích nắp hộp S4 = 15mm Chiều rộng bích nắp và thân K3 =35mm 4) Kích thước gối trục Tra bảng 18-2 TL1 ta được đường kính ngồi và đường kính tâm vít và số vít cần có Trục 1 Trục 2 Trục 3 D2 90mm 110mm 110mm D3 115 mm 135mm 135mm d4 M8 M8 M8 Z 6 6 6 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 =40mm Tâm lỗ bulông cạnh ổ C1 =58mm ;C2 =68mm ;C3 =75mm 5) Mặt đế hộp Chiều dầy S1 =24 mm Bề rộng mặt đế hộp k = 3.ôp5 VI) MỘT SỐ THÔNG SỐ KHÁC -Bulông vòng (tra bảng 18-3a ) theo khối lượng ước tính ta chọn bulông M12 Dùng để di nâng hộp giảm tốc khi lắp ráp cũng như khi di chuyển hộp từ nơi này sang nơi khác. Chốt định vị d =8 mm Cửa thăm (tra bảng 18 –5 ) ta lấy A (mm) B (mm) A1 (mm) B1 (mm) C (mm) K (mm) R (mm) Vít Số lượng vít 100 75 150 100 125 87 12 M8 4 -Nút thông hơi (bảng 18 –6 TL[1]) Khi máy làm việc nhệt độ trong hộp tăng lên ,áp suất trogn hộp cũng tăng theo.Để giảm áp suất và thông khí trong hộp ta dùng nút thôn hơi ,đồng thời cũng là đễ điều hòa không khí bên trong và bên ngồi hộp A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32 -Nút tháo dầu(tra bảng 18-7 TL [1]) Sau một thời gian làm việc , dầu bôi trơn trong hộp bị bẩn hoặc biến chất, do đó cần thay dầu mới. Nút tháo dầu dùng để xả dầu cũ ra bên ngồi. M22 ;L =29mm - Que thăm dầu Dùng để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc , để đảm bảo mức dầu luôn ở mức cho phép để các chi tiết được hoạt động tốt. VII) BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP Dựa vào kết cấu và yêu cầu làm việc , chế độ tải của các chi tiết trong hộp giảm tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau: 1) Dung sai vàlắp ghép bánh răng: Chịu tải vừa, thay đổi, va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung H7/k6 2) Dung sai và lắp ghép ổ lăn: Vòng trong ổ chịu tải tuần hồn, va đập nhẹ, lắp theo hệ thống trục, để vòng ổ không bị trượt trên bề mặt trục khi làm việc ta chọn chế độ lắp k6, lắp trung gian có độ dôi. Vòng ngồi lắp theo hệ thống lỗ, vòngngồi không quay nên chịu tải cục bộ. Để ổ mòn đều , và có thể dịch chuyển khi làm việc do nhiệt độ tăng, ta chọn chế độ lắp trung gian H7. Đối với ỗ ở đầu vào và đầu ra của hộp ta sử dụng chế độ lắp m6 vì trục hai đầu này nối với khớp nối và lắp bánh đai ta cần độ đồng trục cao hơn 3)Lắp vòng chắn dầu lên trục: Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp. .4)Lắp bạc chắn lên trục: Vì bạc chỉ có tác dụng chặn các chi tiết trên trục nên ta chọn chế độ lắp trung gian H8/h6. 5)Lắp nắp ổ , thân: Chọn kiểu lắp H7/e8 để dễ dàng tháo lắp. .6) Lắp then lên trục: Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trên trục là P9/h9 và kiểu lắp trên bạc là Js9/h9 . Theo chiều cao , sai lệch giới hạn kích thước then là h11 . Theo chiều dài sai lệch giới hạn kích thước then là h14 . BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP Chi tiết (1) Mối lắp (2) Sai lệch trên Sai lệch dưới Độ dôi lớn nhất (mm) (7) Độ hở lớn nhất(mm) (8) ES es EI ei BÁNH RĂNG 12 H7/k6 +25 +18 0 +2 18 23 22 H7/k6 +25 +18 0 +2 18 23 23 H7/k6 +25 +18 0 +2 18 23 32 H7/k6 30 +21 0 +2 21 28 Ổ ĐỠ CHẶN MỘT DÃY (THEO GOST 831 – 75 ) (lắp lên trục) 11 m6 - +25 - +9 25 - 13 k6 - +18 - +2 18 - 31 k6 - +21 - +2 21 - 33 m6 - +25 - +9 25 - (lắp lên vỏ hộp) 11 H7 +30 - 0 - - 30 13 H7 +30 - 0 - - 30 31 H7 +35 - 0 - - 35 33 H7 +35 - 0 - - 35 Ổ BI ĐỠ MỘT DÃY (THEO GOST 8338 -75) (lắp lên trục) 21 k6 - +18 - +2 18 - 24 k6 - +18 - +2 18 - Lắp lên vỏ hộp 21 H7 +35 - 0 - - 35 24 H7 +35 - 0 - - 35 Với trục lắp bánh đai và khớp nối vì mối ghép có thễ tháo lắp nhiều nên ta dùng chế độ lắp lỏng H9/h9 PHẦN TÍNH TỐN RIÊNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TỐN CHI TIẾT MÁY SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN THANH THUẬN PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn sơ bộ số vòng quay động cơ *số vòng làm việc nlv = 60000.v/pD=60000.0,5/3,14.360=26,5 vòng/phút *số vòng sơ bộ ub=usb.usb=3.18=54 ub=ub.nb=54.26,5=1431 Công xuất trên trục tang dẫn Ntd=W.vt.K/1000= W=S4-S1=9903-3868=6035N K=1,1-1,5 Chọn K=1,1 vt=0,5 m/s Ntd=6035.0,5.1,1/1000=3,3KW Hiệu suất truyền động tổng cộng h=hb công xuất động cơ sơ bộ Nsb=Ntd/h=3,3/0,86=3,8KW *chọn động cơ: chọn loại động cơ 4A100L4Y3 với công suất 4 KW số vòng quay 1420 vòng/phút Xác định công xuất,môment và số vòng quay trên các trục tỉ số truyền chung: uc=ndc/nct Với nct=60.vt/p.Dtd uc=ndc. p.Dtd/60.vt=1420.3,14.0.36/60.0,5=53,5 Mà uc=uh.udÞ uh = uc /ud Chọn uh=16 Þud=53,5/16=3,34 Phân phối công suất lên các trục P3=ntd/hol.hk=3,3/0,99.1=3,35 KW P2=P3/hbr hol=3,35/0.99.0,97=3,49 KW P1=P2/hbrhol=3,49/0,97.0,99=3,64 KW *số vòng quay của các trục vì là hộp giảm tốc hai cấp đồng trục nên ta có: u1= u2= u=Öuh=Ö16=4 n1=ndc/ud=1420/3,34=425 v/p n2=n1/u1=425/4=106 v/p n3=n2/u2=106/4=26,5v/p Môment xoắn tác dụng lên các trục T3=9,55.106.P3/n3=1207.103 N.mm T2=9,55.106.P2/n2=314.103 N.mm T1=9,55.106.P1/n1=81760 N.mm PHẦN HAI TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I) TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGỒI. 1.Môment xoắn trên trục động cơ. Tđc= 9,55.106.Pđc/Nđc= 9,55.106.4/1420 =26901 N.mm 2.Đường kính bánh đai nhỏ. Dt1=(5,2-6,4).3ÖT1 Chọn Dt1=160 mm 3. Đường kính bánh đai lớn Dt2= Dt1Ud/(1-e) D1=160 mm Ud=3,34 e=0,013 Dt2=3,34.160/(1-0,013)=542 mm Chọn theo tiêu chuẩn Dt2=540 mm 4.Tỉ số truyền thực udc= D2/ D1=540/160=3,375 5.Khoảng cách trục giữa hai bánh đai. a³ (1,5-2)( D2+ D1) chọn a=1200 mm 6.Chiều dài đai L=2a+p(D2+ D1)/2+ (D2- D1)/4a=1,2.2+3,14.0,7/2+(0,38)2/4.1,5=3,52 m 7.Kiểm nghiệm lại theo yêu cầu về tuổi thọ dây đai: Lmin ³ V/I v=pD1.N1/60000=3,14.160.1420/60000=12 m/s I £ Imax = (3-5) Chọn I=3,5 Vậy V/I=12/3,5=3,4 Do đó thoả mảng điều kiện bền của đai 8.Vận tốc đai và góc ôm của dây đai *vận tốc đai: V=12 m/s Góc ôm a trên bánh đai nhỏ a=180o-(D2-D1).57/a=180o-(540-160)57/1200=171o 9.Xác định tiết diện đai:A=Ft.Kd/{sF} Kd là hệ số tải trọng động.tra bảng 4.7 ta có Kd=1,1 {sF}ứng xuất có ít cho phép được tính theo công thức {sF}={sFo}.Ca.CV.CO Ta dùng đai vải cao su.tra bảng 4.8 ta có: {d/D1}=1/40Þd=D1/40=160/40=4 mm {sFo}=K1-K2.d/D1 ta dùng bộ truyền đai không điều chỉnh được khỗng cách trục,bộ truyền gần như thẳng Þ so=2 Mpa tra bảng 4.9 ta được k1=2,7,k2=11 Þ {sFo}=2,7-11/40=2,425 *hệ số ảnh hưởng góc ôm a Ca=1-0,003.(180-a)=1-0,003(180-171)=0,9715 *hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc.Tra bảng 4.11 ta đượcCv=1 *hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền.tra bảng 4.12:Co=1 Vậy {sFo}=2,425.0,9715.1,1=2,356 A=306.1,1/2,356=143 mm c.chiều rộng đai theo tính tốn: B =A/d=143/4=35,75 mm tra bảng 4.1 ta được chiều rộng đai tiêu chuẩn là B=40 mm d.chiều rộng bánh đai tra bảng 21.16 ta được chiều rộng bánh đai 50 mm II)TÍNH TỐN HỘP GIẢM TỐC. A.CHỌN VẬT LIỆU: 1.chọn thép 45X tôi cải thiện. *tra bảng 6.1 ta đuo75c các thông số sau độ rắn HB 241-285 giới hạn chảy sch=450 MPa giới hạn bền sb=850 MPa *tra bảng 6.2 ta được các thông số sau Ứng xuất tiếp xúc cho phép sHlim=2HB+70 sHlim=2.240+70=550 MPa Ứng xuất uốn cho phép sFlim=1,8HB sFlim=1,8.240=432 MPa hệ số an tồn tiếp xúc Sh=1,1 hệ số an tồn uốn SF=1,75 2.hệ số tuổi thọ khi xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụvà chế độ tải trọng của bộ truyền KHL=mhÖNHO/NHE KFL=mfÖNFO/NFE *mH,mF là bậc của đường cong mỏi khi thử tiếp xúc và khi thử uốn vì HB =200 <350ÞmF=mH=6 *Nholà số chu kì thay đổi ứng xuất cơ sở khi thử về tiếp xúc NHO=30.HB2,4=30.2002,4=9990638 *NFOlàø số chu kì thay đổi ứng xuất cơ sở khi thử về uốn NFO=4.106 *NHE, NFE làø số chu kì thay đổi ứng xuất tương đương NHE =NFE=60.c.n.tå C:số lần ăn khớptrong một vòng C1=1,C2=4. N:số vòng quay trong một phút N1=425 v/p N2=106 v/p tå :tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét tå=10.365.24=876000 giờ NHE1 =NFE1=60.4.425.876000=89352.105 NHE 2=NFE2=60.1.106.876000=557136.103 Vậy: NHE1 >NFE1 nên KHL1=1,NFE1>NFO1 nên KFL1=1 NHE2 >NFE2 nên KHL2=1,NFE2Ù>NFO2 nên KFL2=1 * Ứng xuất tiếp xúc cho phép: [sH1]= [sH2]=550.1/1,1=500 MPa *Ứng xuất uốn cho phép: [sF1]= [sF2]=432.1.1/1,75=247 MPa B.TÍNH TỐN CẤP CHẬM 1.xác định khỗng cách trục. aw=Ka(U+1)ÖT.KHB/[sH]2.U.yba *Ka=hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng tra bảng 6.5:đối với cặp bánh răng đều là thép Ka=43 (MPa)1/3 *U:là tỉ số truyền U=4 *T:moment xoắn trên trục bánh răng chủ động T2=314000 N.mm *[sH] Ứng xuất tiếp xúc cho phép [sH]=550MPa *yba là một hệ số: yba=bw/aw tra bảng 6.6 ta có yba=0,35 *KHB hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng. Với ybd=yba(U+1)=0,9275. Tra bảng 6.7 với ybd=0,9275 thì được KHB=1,06 aw=43.5.Ö314000.1,06/(550)2.4.0,35=210 mm lấy aw theo tiêu chuẩn ta được aw=200 mm 2.Xác định môđun m=(0,01-0,02)aw chọn m =2,5 3.Xác định số răng chọn sơ bộ b=20 Z1=2aw.cosb/m.(U+1)=31 Z2=U.Z1=4.30=124 Tính lại góc nghiên cosb=mZt/2aw=2,5.31.5/2.200=0.97 Þb=15O 4.Các thông số khác: khoảng cách trục chia: Thông số Kí hiệu Công thức tính Khoảng cách trục a a=0.5(d1+d2)=200 Khoảng cách trục aw aw=a.cosat/cosatw=200 Đường kính chia d d1=m.z1=80 d2=m.z2=320 Đường kính lăn dw dw1=2aw/(u+1)=80 dw2=u.d1=320 Đường kính đỉnh răng da da1=d1+2.m=85 da2=d2+2.m=325 Đường kính chân răng df df1=d1-2.5m=73.75 d2=d2-2.5m=313.75 Góc profin gốc a Theo TCVN 1061-71,a=20o Đường kính cơ sở db Db1=d1.cosa=75 Db2=d2.cosa=300 Góc profin răng at at=arccos(a.cosat/cosb)=21 Góc ăn khớp atw atw=21 Hệ số trùng khớp ngan ea ea[z1tga1+tga2z2+(z1+z2)tgatw]/2p=1.755 5.Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc ứng xuất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng của bộ truyền phải thoả điều kiện sau sH=zm.zh.ze..Ö2T2.kh.(u+1)/bw.u.dw12≤{sHmaz} *zm hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp tra bảng 6.5 ta được: zm=274 (Mpa1/3) *zh hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc zh=Ö2.cosbb/sìnain2tw *ze=Ö1/ea=0.75 *kh hệ số kể đến tải trọng tính về tiếp xúc kh=khb.kha.khv tra bảng 6.7:khb=1,06 *khblà hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Tra bảng 6.7:khb=1.06 *kha là hệ số kể đến sự vphân bố không đều tải trọng cho ác đôi răng đồng thời ăn khớp vận tốc vòng của bánh răng chủ động:v=p.dw1.n/60000=0.44 tra bảng 6.14:kha=1.13 *khv lá hệ số kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp khv=1+vh.bw.dw1/2T2.khb.kha vh=dh.go.v.Öaw/u tra bảng 6.15 ta được :dh=0.002,df=0.006 hệ số ảnh hưởng các sai lệch bước răng tra bảng 6.16 :go=73 ta thay số và tính được: vh=0.46 khv=1 kh=1.2 sh1=339 vậy sh1≤[sh] nên thoả mảng điều kiện tiếp xúc 6.Kiểm nghiệm độ bền uốn. sf1=2.T2.kf.ye.yb.yf1/bw1.dw1.m sf2=sf1.yf2/yf1 *ye=1/ea=0.57 *yb hệ số kể đến độ nghiên của răng yb=1-b/140=0.89 *yf1,yf2 là hệ số dạng răng của bánh răng 1 và 2 với zv1 = z1/cosb2=33,zv2 = z2/ cosb2 = 132 tra bảng 6.18 ta được: yf1=3.8 yf2=3.6 *kf hệ số tải trọng khi tính về uốn kf=kfb.kfa. kfa. tra bảng 6.7 với ybd = 0.93 Þ kfb=1.14 tra bảng 6.14 với v = 1.1Þ kfa=1.37 kfv = 1+vf.bw.dw1/2T. kfb.kfa vf = df.go.v.Öaw/u =1.36 Þ kfv=1+1.36.4.80/2.314000.1.14.1.37= 1.005 kf=1.14.1.37.1.005 = 1.57 sf1=2.T2.kf.ye.yb.yf1/bw1.dw1.m=2.314000.1.57.0.57.0.89.3.8/44.80.2.5 = 216 vậy sf1≤[sf],bánh răng 1 thỏa mảng điều kiện bền uốn sf2=sf1. yf2/ yf1=205 vậy sf2≤[sf], bánh răng 2 thỏa mảng điều kiện bền uốn 7.Kiểm nghiệm răng về quá tải. Kqt = Tmax/T = 2.2 T:môment danh nghĩa Tmax môment quá tải *để tránh biến dạng dư hoặc gảy dòn lớp bề mặt,ứng xuất tiếp xúc cực đại smax không được vượt quá một giá trị cho phép. shmax =sh.Ökqt ≤ [sh]]max sh =339 [sh]=2.8. sch = 2,8.580 = 1624 Mpa shmax = 339.Ö2.2 = 503 vậy shmax < [sh]max *để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh bề mặt lượngchân răng,ứng xuấ uốn cực đại sfmax tại chân răng không vượt quá một giá trị cho phép. sfmax = sf.kqt £ [sf]max sf = 216 [shmax] = 0.8. sch = 0,8.580 = 464 sfmax = 216.Ö2,2 = 320 vậy sfmax < [sf]max C.TÍNH TỐN CẤP NHANH. 1.Xác định khỗng cách trục. Vì ta dùng hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục nên khỗng cách trục bằng khỗng cách trục cấp chậm Þa = 200 mm 2.Xác định môđun vì khi thiết kế ta ưu tiên chọn đồng bộ nên chọn m=2,5 3.Xác định số răng chọn sơ bộ b=20 Z1=2aw.cosb/m.(U+1)=31 Z2=U.Z1=4.30=124 Tính lại góc nghiên cosb=mZt/2aw=2,5.31.5/2.200=0.97 Þb=15O 4.Các thông số khác: khoảng cách trục chia: Thông số Kí hiệu Công thức tính Khoảng cách trục a a=0.5(d1+d2)=200 Khoảng cách trục aw aw=a.cosat/cosatw=200 Đường kính chia d d1=m.z1=80 d2=m.z2=320 Đường kính lăn dw dw1=2aw/(u+1)=80 dw2=u.d1=320 Đường kính đỉnh răng da da1=d1+2.m=85 da2=d2+2.m=325 Đường kính chân răng df df1=d1-2.5m=73.75 d2=d2-2.5m=313.75 Góc profin gốc a Theo TCVN 1061-71,a=20o Đường kính cơ sở db Db1=d1.cosa=75 Db2=d2.cosa=300 Góc profin răng at at=arccos(a.cosat/cosb)=21 Góc ăn khớp atw atw=21 Hệ số trùng khớp ngan ea ea[z1tga1+tga2z2+(z1+z2)tgatw]/2p=1.755 5.Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc ứng xuất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng của bộ truyền phải thoả điều kiện sau sH=zm.zh.ze..Ö2T1.kh.(u+1)/bw.u.dw12≤{sHmaz} *zm hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp tra bảng 6.5 ta được: zm=274 (Mpa1/3) *zh hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc zh=Ö2.cosbb/sìnain2tw *ze=Ö1/ea=0.75 *kh hệ số kể đến tải trọng tính về tiếp xúc kh=khb.kha.khv tra bảng 6.7:khb=1,06 *khblà hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Tra bảng 6.7:khb=1.06 *kha là hệ số kể đến sự vphân bố không đều tải trọng cho ác đôi răng đồng thời ăn khớp vận tốc vòng của bánh răng chủ động:v=p.dw1.n/60000=1,8 tra bảng 6.14:kha=1.13 *khv lá hệ số kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp khv=1+vh.bw.dw1/2T1.khb.kha vh=dh.go.v.Öaw/u tra bảng 6.15 ta được :dh=0.002,df=0.006 hệ số ảnh hưởng các sai lệch bước răng tra bảng 6.16 :go=73 ta thay số và tính được: vh=0.46 khv=1 kh=1.2 sh1=339 vậy sh1≤[sh] nên thoả mảng điều kiện tiếp xúc 6.Kiểm nghiệm độ bền uốn. sf1=2.T1.kf.ye.yb.yf1/bw1.dw1.m sf2=sf1.yf2/yf1 *ye=1/ea=0.57 *yb hệ số kể đến độ nghiên của răng yb=1-b/140=0.89 *yf1,yf2 là hệ số dạng răng của bánh răng 1 và 2 với zv1 = z1/cosb2=33,zv2 = z2/ cosb2 = 132 tra bảng 6.18 ta được: yf1=3.8 yf2=3.6 *kf hệ số tải trọng khi tính về uốn kf=kfb.kfa. kfa. tra bảng 6.7 với ybd = 0.93 Þ kfb=1.14 tra bảng 6.14 với v = 1.1Þ kfa=1.37 kfv = 1+vf.bw.dw1/2T. kfb.kfa vf = df.go.v.Öaw/u =1.36 Þ kfv=1+1,36.44.80/2.81760.1.14.1.37= 1.002 kf=1.14.1.37.1.002 = 1.59 sf1=2.T1.kf.ye.yb.yf1/bw1.dw1.m=2.81760.1,59.0,57.0,89.3,8/44.80.2,5 = 57 vậy sf1≤[sf],bánh răng 1 thỏa mảng điều kiện bền uốn sf2=sf1. yf2/ yf1=54 vậy sf2≤[sf], bánh răng 2 thỏa mảng điều kiện bền uốn 7.Kiểm nghiệm răng về quá tải. Kqt = Tmax/T = 2.2 T:môment danh nghĩa Tmax môment quá tải *để tránh biến dạng dư hoặc gảy dòn lớp bề mặt,ứng xuất tiếp xúc cực đại smax không được vượt quá một giá trị cho phép. shmax =sh.Ökqt ≤ [sh]]max sh =339 [sh]=2.8. sch = 2,8.580 = 1624 Mpa shmax = 339.Ö2.2 = 503 vậy shmax < [sh]max *để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh bề mặt lượngchân răng,ứng xuấ uốn cực đại sfmax tại chân răng không vượt quá một giá trị cho phép. sfmax = sf.kqt £ [sf]max sf = 216 [shmax] = 0.8. sch = 0,8.580 = 464 sfmax = 57. 2,2 = 126 vậy sfmax < [sf]max III).TÍNH TỐN TRỤC 3.1.Xác định tải trọng tác dụng lên trục. a.Lực tác dung từ bộ truyền bánh răng *Ft lực vòng. Ft11 = 2T1/dw1 = Ft21 Ft11 = Ft21 =2.81760/80 = 2044 N Ft11 = Ft21 = 2.314000/80 = 7850 N *Lực hướng tâm Fr Fr11 = Ft11.tgatw/cosb =Fr21 ÞFr21 = Fr11 = 810 Fr22 = Ft22.tgatw/cosb =Fr31 ÞFr2 = Fr31 = 3110 *Lực dọc trục Fa Fa11 = Ft11.tgb = Fa21 ÞFa21 = Fa11 = 523 Fa22= Ft22.tgb = Fa31 ÞFa22= Fa31 = 2010 b.Lực tác dụng lên trục theo các phương X,Y,Z. FXKI = rki/êrkiú.cqk.cbkftki FYKI = rki/êrkiú. ftki .tgatw/cosb FXKI = cqk.cbki.hrki.ftki.tgb Trong đó: K là thứ tự của trục quay cần tính I là thứ tự của chi tiết quay cần lắp trên trục có tham gia truyền tải * rki là toạ độ điểm đặt lực trên bánh răng thứ I trên trục k.rki <0 khi điểm đặt lực nằm trên oz và ngược lại. Rki =dwki/2 R11 = 80/2 = 40 R21