Đồ án Thiết kế Máy trộn thức ăn gia súc

Mục lục Phần I : Phân tích và chọn phương án thiết kế 3 I.1. Thành lập nhóm thiết kế 3 I.2. Phân tích nhiệm vụ 3 I.3. Lập kế hoạch thực hiện 3 I.4. Xác định các yêu cầu kỹ thuật 6 I.5. Lập bảng QFD 7 I.6. Tham khảo các thiết kế liên quan 8 I.7. Đưa ra các phương án thiết kế 12 I.8. Phân tích chọn phương án thiết kế 16 I.9. Các phương án truyền động 17 I.10. Ma trận quyết định 20 I.11. Tính toán công suất cánh trộn 21 Phần II : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 23 II.1. Chọn động cơ 23 II.2. Phân phối tỉ số truyền 24 Phần III : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 25 III.1. Thiết kế bộ truyền xích 25 III.2. Thiết kế bánh răng 27 III.3. Tính toán trục 35 III.4. Tính toán chọn ổ lăn 43 III.5. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 46 III.6. Các chi tiết phụ 47 III.7. Bảng dung sai lắp ghép 48 Phần IV : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 51 IV.1. Chọn động cơ 51 IV.2. Phân phối tỉ số truyền 51 Phần V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 53 V.1. Thiết kế truyền xích 53 V.2. Thiết kế bánh răng 55 V.3. Tính toán trục 62 V.4. Tính toán chọn ổ lăn 70 V.5. Thiết kế vỏ hộp 75 V.6. Các chi tiết phụ 76 V.7. Bảng dung sai lắp ghép 77 Lời nói đầu
Đ ất nước ta đang trên đà phát triển do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với đời sống con người. Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động đồng thời nó cũng góp phần không nhỏ trong việc thay thế sức lao động của người nông nhân và công nhân một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho người họ trong quá trình làm việc. Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí là một môn học giúp cho sinh viên nghành cơ khí có những kiến thức cơ bản về việc thiết kế các hệ thống truyền động cơ khí đồng thời làm quen với phương thức hoạt động theo nhóm. Trong phạm vi bài tập lớn của môn học này chúng em tập trung đề tài “Thiết Kế Máy trộn thức ăn gia súc“ nhằm giúp cho các nông trại vừa và nhỏ có thể nâng năng suất và hiệu quả trong việc chăn nuôi. Máy trôn thức ăn gia súc là loại máy có thể trộn đều các loại thức ăn chứa thành phần dinh dưỡng cần thiết cho gia súc. Trong suốt quá trình thực hiện bài tập nhóm nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô trong khoa cơ khí. Nhóm xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Thanh Nam đã tận tâm giúp đỡ nhóm hoàn thành bài tập lớn này. Trong quá quá trình thực hiện đồ án với sự thiếu sót về kinh nghiệm cộng với kiến thức có hạn nên không tránh được những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn thêm của thầy cô . Nhóm sinh viên : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy Phân tích và chọn phương án thiết kế Thành lập nhóm thiết kế Nhóm thiết kế bao gồm : Dương Cẩm Vinh, Diệp Bảo Duy. Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS.Nguyễn Thanh Nam Phân tích nhiệm vụ Do đặc thù của mình , các trang trại chăn nuôi thường nằm độc lập hay cách xa các khu thương mại. Chính vì vậy việc sử dụng thức ăn gia súc chế biến sẵn gặp ít nhiều khó khăn và tốn kém trong khâu vận chuyển .Trong khi đó, trang trại luôn dồi dào các nguồn thực phẩm như : rau , cám , cỏ khô, cá ….Thêm nữa,Việc sử dụng thức ăn tự chế giúp trang trại tiết kiệm phí và kiểm soát được chế độ dinh dưỡng của gia súc .Do các nguyên nhân trên ,những người chủ trang trại mong muốn có một chiếc máy trộn để chế biến thức ăn gia súc .Họ có nhu cầu về máy có năng suất cao ,khả năng trộn đều,dễ dàng trong việc đưa hỗn hợp vào cũng như lấy ra.Ngoài ra máy còn phải dễ sử dụng ,bảo trì,sữa chữa để khi hỏng hóc có thể khắc phục nhanh chóng . Lập kế hoạch thực hiện Công việc: Phân tích nhiệm vụ Lập kế hoạch thực hiện Xác định các yêu cầu kỹ thuật. Nhân lực : nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : Tham khảo thiết kế liên quan Đưa ra các phương án thiết kế. Nhân lực : nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : Phân tích chọn phương án thiết kế. Nhân lực: nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : Tính toán chọn động cơ. Phân phối tỉ số truyền. Nhân lực : nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : tính toán thiết kế chi tiết các bộ truyền Nhân lực : nhóm Thời gian : 2 tuần Công việc : Thiết kế kết cấu Vẽ phác thảo Nhân lực: nhóm Thời gian: 3 tuần Công việc : Bản vẽ lắp cụm chi tiết (A0). Bản vẽ chi tiết(A3 hoặc A4) Thuyết minh Nhân lực : nhóm Thời gian : 4 tuần
 Xác định các yêu cầu kỹ thuật Xác định các yêu cầu khách hàng Tiến hành quá trình thăm dò yêu cầu khách hàng, sau khi tổng hợp lại ta thu được các yêu cầu sau : Năng suất cao Tuổi thọ cao Dễ vận hành, bảo trì sửa chữa Giá thành rẻ An toàn khi sử dụng Dễ dàng đưa vật liệu vào và lấy hỗn hợp ra Trộn đều Ít gây ồn Dể di chuyển Yêu cầu kỹ thuật Từ các yêu cầu trên ta dịch thành các yêu cầu kỹ thuật Công suất cánh trộn Số vòng quay cánh Độ bền vật liệu Chi tiết tiêu chuẩn Kích thước cửa vào và cửa ra Thiết bị bảo vệ Sử dụng bánh xe Giá thành sản xuất Cấu tạo cánh trộn Lực xiết bulông Lập bảng QFD
Cấu tạo cánh trộn : tra sổ tay kỹ thuật Tham khảo các thiết kế liên quan Thiết kế 1 : 1:dao trộn,2:cửa thoát liệu,3:hộp giảm tốc 4:động cơ điện. Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc làm quay cánh trộn cánh quay trộn đều thực phẩm ,thùng trộn thẳng đứng. Ưu điểm : Kết cấu đơn giản ,gọn . Dễ chế tạo ,lắp ráp. Nhược điểm: Thiếu vững chắc. Thành phần không đồng đều nếu trộn vật liệu rời. Chỉ trộn được khối lượng nhỏ (thùng trộn quá lớn sẽ gây mất cân bằng) Thiết kế 2 : 1:dao trộn,2:cữa thoát liệu, 3:hộp giảm tốc,4:động cơ Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc ,bộ truyền xích,làm quay dao trộn -> trộn thực phẩm. Ưu điểm : Trộn đều ,khối lượng trộn lớn . Kết cấu đơn giản Nhược điểm : Không đặt được ở vị trí có bề mặt gồ ghề Dể rung động. Thiết kế 3 : 1:dao trộn, 2:đông cơ, 3:bộ truyền đai, 4:hộp giảm tốc. Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc ,bộ truyền đai,hộp giảm tốc làm quay dao trộn. Ưu điểm : Vững chắc Hoạt động ổn định. Nhược điểm : Chỉ sử dụng được ở những nơi có bề mặt bằng phẳng Kết cấu tương đối phức tạp ,khó bảo trì . Thiết kế 4 :

Mô tả : Đây là loại máy trộn thức ăn di động có động cơ đặt phía trong xe. Môtơ truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền đai làm quay dao trộn. Phù hợp với các trại chăn nuôi lớn. Ưu điểm : Di động Tiết kiệm được thời gian và nhân lực. Nhược điểm : Giá thành cao Chi phí đầu tư cao. Thiết kế 5 :

Mô tả : Đây là loại máy trộn thức ăn di động có động cơ đặt phía dưới ở trong xe. Môtơ truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền đai làm quay 2 dao trộn thẳng đứng. Phù hợp với các trại chăn nuôi lớn. Ưu điểm : Di động Tiết kiệm được thời gian và nhân lực. Nhược điểm : Giá thành cao Chi phí đầu tư cao. Đưa ra các phương án thiết kế Phương án 1 1:cữa thoát liệu,2:động cơ,3:bộ truyền đai,4:hộp giảm tốc Mô tả : Động cơ thông qua bộ truyền đai ,hộp giảm tốc làm quay cánh trộn. Ưu điểm : Kết cấu đơn giản Thực phẩm được trộn đều. Nhược điểm : Dễ rung động Không sử dụng được ở nơi có bề mặt gồ ghề . Phương án 2 1:cữa thoát liệu ,2:động cơ ,3:hộp giảm tốc ,4:nắp bảo vệ, 5:bộ truyền xích, 6:vít chỉnh . Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc ,bộ truyền xích làm quay cánh trộn . Ưu điểm : Kết cấu đơn giản hơn phương án 1 Có thể đặt ở những nơi không bằng phẳng do có sử dụng vít chỉnh. Nhược điểm : Khó khăn trong việc lấy hỗn hợp ra. Phương án 3 1:cửa thoát liệu,2:nắp bảo vệ ,3:bộ truyền xích ,4:hộp giảm tốc,5:động cơ Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc,bộ truyền xích làm quay cánh trộn . Ưu điểm : Dễ vận hành ,bảo trì ,sửa chữa so với các phương án trên. Nhược điểm : Cồng kềnh hơn phương án 2 Dễ rung động do cách bố trí chân đế. Phương án 4

Mô tả : Máy có công suất trung bình, kết cấu gọn, phù hợp với trại chăn nuôi trung bình và lớn. Động cơ đặt phía trong và ở dưới thùng, dộng cơ truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền xích làm quay dao trộn thẳng đứng. Cửa cấp liệu ở phía trên và cửa lấy hỗn hợp nằm nằm ở bên hông. Ưu điểm : Di động Cửa đưa vật liệu vào lớn Tiết kiệm được thời gian và nhân lực. Nhược điểm : Giá thành cao Chi phí đầu tư cao Máy hoạt động không êm Cửa lấy hỗn hợp nhỏ. Phương án 5 :

Mô tả : Máy có công suất trung bình, phù hợp với trại chăn nuôi nhỏ và trung bình. Động cơ đặt phía dưới thùng truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền đai làm quay dao trộn nằm ngang. Cửa cấp liệu ở phía trên và cửa lấy hỗn hợp nằm phía dưới. Ưu điểm : Kết cấu cững chắc Cửa đưa vật liệu vào và cửa lấy hỗn hợp lớn Giá thành thấp Chi phí đầu tư thấp. Nhược điểm : Không di chuyển được. Phân tích chọn phương án thiết kế Lập ma trận quyết định Tiêu chuẩn  Tỷ trọng  I  II  III  IV  V   Năng suất cao  11  S  C H U Ẩ N  S  S  S   Tuổi thọ cao  7  -   S  -  -   Dễ v.hành; b.trì; s.chữa  5  S   S  -  S   Giá thành rẻ  10  -   S  S  S   An toàn  6  -   -  S  S   Dễ dàng đưa và lấy hh ra  11  S   S  S  -   Trộn đều  10  S   S  S  S   Ít gây ồn  5  -   -  S  S   Dễ di chuyển  7  S   S  +  -   Tổng điểm +   0  0  0  1  0   Tổng điểm -   4  0  2  2  3   Tổng điểm toàn bộ   -4  0  -2  -1  -3   Tổng điểm theo tỷ trọng   -28  0  -11  -5  -26   Dựa vào ma trận quyết định ta thấy phương án 2 là phương án tốt nhất .Ta sẽ chọn phương án này để thiết kế.
Các phương án truyền động Phương án 1 1:động cơ,2:nối trục:3,4:cặp bánh răng nghiêng cấp chậm;5,6:cặp bánh răng nghiêng cấp nhanh,6:bộ truyền xích. Mô tả hoạt động : Động cơ thông qua nối trục 1 làm quay trục 1 có lắp bánh răng nghiêng 2 ăn khớp với bánh răng 3 lắp trên trục 2,nên chuyển động quay được truyền cho trục 2 .tương tự , chuyển động truyền cho trục 3 và bộ truyền xích . Ưu điểm : Kết cấu đơn giản Dễ chế tạo Nhược điểm : Do các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ ,nên làm tăng sự phân bố không đều tải trọng trên chiều dài răng. Phương án 2 Mô tả hoạt động : Hoạt động giống phương án 1,chỉ khác là trục vào và trục ra trùng nhau. Ưu điểm : Giảm chiều dài ,gọn. Nhược điểm : Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết. Kết cấu gối đỡ phức tạp,khó khăn trong việc bôi trơn. Đường kính trục lớn. Phương án 3 :
Mô tả hoạt động : Động cơ truyền chuyển động cho trục 1,cặp bánh răng côn có tác dụng truyền chuyển động cho trục chéo 2 .Trục 2 thông qua cặp bánh răng nghiêng truyền chuyển động cho trục 3, thông qua bộ truyền xích dẫn động cho dao trộn. Ưu điểm : Truyền momen xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao nhau. Nhược điểm : Giá thành đắt ,khó chế tạo do đòi hỏi khắt khe về dung sai. Khó lắp ráp Khối lượng và kích thước lớn hơn so với hộp giảm tốc bánh răng trụ. Phương án 4
Mô tả hoạt động : Động cơ truyền chuyển động qua bộ truyền xích cho trục vào của HGT, cặp bánh răng trụ răng thẳng có tác dụng truyền chuyển động cho trục trung gian, thông qua cặp bánh răng nghiêng truyền chuyển động cho trục ra , qua nối trục dẫn động cho dao trộn. Ưu điểm : Tải trọng phân bố đều trên các trục. Sử dụng hết khả năng tải của cả cặp bánh răng cấp nhanh lẫn cấp chậm. Không có sự tập trung ứng suất. Nhược điểm : Hộp giảm tốc loại này có có bề rộng lớn Cấu tạo phức tạp hơn nên số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng lên. Ma trận quyết định Tiêu chuẩn  Tỉ trọng  1  2  3  4   Giá thành rẻ  6  S  C H U Ẩ N  S  -   Kết cấu đơn giản  5  +   -  -   Độ bền  11  S   +  S   Dễ bảo trì, sửa chữa  10  S   S  S   Kích thước gọn  3  +   S  -   Dễ chế tạo  8  S   S  -   Tổng diểm +   2  0  1  0   Tổng diểm –   0  0  1  4   Tổng điểm toàn bộ   2  0  0  -4   Tổng điểm tính theo tỉ lệ   8  0  6  -22   Dựa vào ma trận quyết định ta chọn : PA 1 cho sv Diệp Bảo Duy PA 3 cho sv Dương Cẩm Vinh Tính toán công suất cánh trộn (các công thức trong phần này sử dụng trong tài tiệu [3]) Các thông số của thùng trộn Đường kính cánh trộn :dt=0,96D = 0,67 m Chiều cao lớp vật liệu h=0,8D 0,8.0,67=0,536m Chiều dài thùng L=2D=1,44m Số vòng quay n=
=30 vg/ph Khối lượng riêng của vật liệu
Khối lượng mỗi mẻ trộn m= 800 kg. Thùng trộn D sử dụng ở trên được xác định như sau : Mỗi mẻ trộn 800kg tương ứng với 0,5 m3 Ta có :

L=2.D =>
=>D=0,7 m Sơ đồ bố trí cánh trộn. Tính toán theo trình tự trong [3] Ta có N1=1,2 Kw N2=0,2 Kw => công suất cánh trộn N=N1+N2=1,4 KW. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN (SV DƯƠNG CẨM VINH) Phương án 3
Chọn động cơ Xác định công suất động cơ Hiệu suất của các bộ truyền Bánh răng trụ : (brt = 0,96 Bánh răng côn : (brc = 0,95 Khớp nối : (k = 0,99 Bộ truyền xích : (x = 0,96 Ổ lăn : (ol = 0,99 Công suất trên trục động cơ điện
Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ Tỉ số truyền của : Hộp giảm tốc 2 cấp côn – trụ : uh = 15 Bộ truyền xích : ux = 3 Tỉ số truyền toàn bộ : ut = uh ( ux = 45 Số vòng quay sơ bộ của dộng cơ nsb = nlv ( nt = 30(45 = 1350vg/ph Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb = 1500 vg/ph Theo bảng P1.3[1], với Pct = 1,6815 kW và nđb = 1500 vg/ph ta chọn động cơ DK.41 – 4 có Pđc = 1,7 kW và nđc = 1420 vg/ph Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền của bộ truyền xích ux = 3 Tỉ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp côn – trụ
Phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc Ta chọn Kbe = 0,285 ; (bd2 = 0,8 ; [K01] = [K02] ; cK = 1,1
Từ phương trình :
( u1 = 4,5551 và u2 = 3,4638 Công suất, số vòng quay và mômen xoắn trên các trục









TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY (SV DƯƠNG CẨM VINH) Thiết kế bộ truyền xích Chọn loại xích Chọn loại xích ống con lăn. Xác định các thông số của xích và bộ truyền Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức: z1 = 29 – 2 ( u = 29 – 2 ( 3 = 23 răng Tính số răng đĩa xích lớn theo công thức: z2 = u ( z1 = 3 ( 23 = 69 răng Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích K theo công thức : K = Kr ( Ka ( Ko ( Kdc ( Kb ( Klv = 1,2 ( 1 ( 1 ( 1 ( 1,5 ( 1,12 = 2,016 trong đó: Kr = 1,2 (bộ truyền có va đập nhẹ) Ka = 1 (a = (30(50)pc) Ko = 1 (đường nối hai tâm đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 60o) Kdc = 1 (trục điều chỉnh được) Kb =1,5 (bôi trơn định kỳ) Klv = 1,12 (làm việc hai ca) Hệ số Kn = n01 / n1 = 200 / 90 = 2,2222 Hệ số Kz = z01 / z1 = 25 / 23 = 1,087 Chọn xích một dãy, Kx = 1. Công suất tính toán :
Theo bảng 5.4[2] theo cột n01 = 200 (vg/ph) ta chọn bước xích pc = 25,4 mm. Theo bảng 5.2[2] số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 25,4 mm là nth = 800 vg/ph, nên điều kiện n < nth được thỏa. Vận tốc trung bình của xích
Lực vòng có ích:
Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc theo công thức 5.26[2] với [po] chọn theo bảng 5.3[2] là 30MPa :
Do pc = 25,4mm nên điều kiện trên được thỏa. Chọn khoảng cách trục sơ bộ a = (30 ( 50) ( pc = 40 ( 25,4 = 1016 mm. Số mắt xích X
Chọn X = 128 mắt xích. Chiều dài xích L = pc ( X = 25,4.128 = 3251,2 mm. Tính chính xác khoảng cách trục
Ta chọn a = 1021 mm (giảm khoảng cách trục (0,002(0,004)a) Số lần va đập xích trong 1 giây:
Theo bảng 5.6[2] với bước xích pc = 25,4mm, ta chọn [i] = 20. Kiểm tra xích theo hệ số an toàn
Tải trọng phá hủy Q tra theo bảng 5.1[2] với bước xích pc = 25,4 mm thì Q = 50000 N ; qm = 2,6 kg/m. Lực trên nhánh căng F1 ( Ft = 1680,9312 N Lực căng do lực ly tâm gây nên Fv = qm ( v2 = 1,9965 N Lực căng ban đầu của xích Fo Fo = Kf ( a ( qm ( g = 1 ( 1,021 ( 2,6 ( 9,81 = 26,0416 N ( s = 29,2574 > [s] = (7,3 ( 7,6) Đường kính đĩa xích



Lực tác dụng lên trục Fr = Km ( Ft = 1 ( 1680,9312 = 1680,9312 N Thiết kế bánh răng Tính toán bộ truyền cấp nhanh bánh răng côn răng thẳng Công suất P = 1,6481 (kW) Số vòng quay n1 = 1420 (vg/ph) Mômen xoắn T1 = 11084,0528 (Nmm) Tỷ số truyền u = 4,5551 Thời gian làm việc Lh = 10000 giờ Chọn vật liệu Bánh dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB1 200 Bánh bị dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB2 190 Số chu kỳ làm việc cơ sở NHO1 = 30 ( HB12,4 = 30 ( 2002,4 = 9,99.106 chu kỳ NHO2 = 30 ( HB22,4 = 30 ( 1902,4 = 8,83.106 chu kỳ NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ Số chu kỳ làm việc tương đương
= 60 ( 1 ( 1420 ( 10000 = 85,2.107 chu kỳ NHE2 = 20,82.107 chu kỳ Tương tự ta có : NFE1 = 85,2.107 chu kỳ NFE2 = 20,82.107 chu kỳ Vì NHE1 > NHO1 ; NHE2 > NHO2 ; NFE1 > NFO1 ; NFE2 > NFO2 Nên KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1 Giới hạn tiếp xúc và uốn các bánh răng : (0Hlim1 = 2 ( 200 + 70 = 470 MPa (0Hlim2 = 2 ( 190 + 70 = 450 MPa (0Flim1 = 1,75 ( 200 = 350 MPa (0Flim2 = 1,75 ( 190 = 332,5 Mpa Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Khi tôi cải thiện SH = 1,1

Vì
<
nên ứng suất tiếp xúc cho phép là
=
= 368,1818 Mpa Ứng suất uốn cho phép là :
Khi tôi cải thiện SF = 2

Xác định chiều dài côn ngoài theo công thức :
KR = 0,5 ( Kd = 0,5 ( 100 = 50 Mpa1/3 (Với truyền động bánh răng côn răng thằng bằng thép Kd = 100 Mpa1/3 ) Kbe = 0,285 Trục bánh răng lắp trên ổ đãu côn, HB < 350 nên ta có : KH( = 1,17 Re = 112,0451 mm Xác định thông số ăn khớp Số răng bánh nhỏ : Ta có
Do đó tra bảng 6.22[1] ta được z1p = 16 Với HB < 350 thì z1 =1,6 ( z1p = 25,6 Đường kính trung bình và môđun trung bình : dm1 = (1 + 0,5 ( Kbe) ( de1 = 41,2039 mm mtm = dm1 / z1 = 1,6095 mm Môđun vòng ngoài : mte = mtm / (1 - 0,5 ( Kbe) = 1,8770 mm Theo bàng (6.8)[1] ta chọn mte = 2 mm , do đó mtm = mte ( (1 - 0,5 ( Kbe) = 1,715 mm z1 = dm1 / mtm = 24,0256 Lấy z1 = 25 răng z2 = u( z1 =102,31 Lấy z2 = 102 răng Tì số truyền u = z2 / z1 = 102 / 25 = 4,08 Góc côn chia : (1 = arctg(z1 / z2) = 13,7716o (2 = 90 - (1 = 76,2284o Với z1 = 25 răng và u = 4,08 Từ công thức
ta có hệ số dịch chỉnh : x1 = 0,38 và x2 = -x1 = -0,38 Đường kính trung bình của bánh nhỏ : dm1 = z1 ( mtm = 42,875 mm Chiều dài côn ngoài :
KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN TIẾP XÚC
Ta có : ZM = 274 Mpa1/3 (vật liệu chế tạo cặp bánh răng bằng thép) Với x1 + x2 = 0 thì ZH = 1,76
với
Z( = 0,8717 KH = KH( ( KH( ( KHv Trong đó KH( =1,17 KH( = 1 (vì răng thẳng)
Vận tốc vòng
Theo bảng 6.13[1], dùng cấp chính xác 8.
Trong đó theo bảng 6.15[1], (H = 0,006, theo bảng 6.16[1], g0 = 56 ( vH = 7,8259 Bề dày răng b = Kbe ( Re = 29,9304 mm ( KHv = 1,3872 Do đó KH = 1,623 ( (H = 374,1260 MPa > [(H] = 368,1818 MPa Vì chênh lệch nhỏ nên ta có thể tăng chiều rộng vành răng b = 29,9304 ( (374,1260 / 368,1818)2 = 30,9046 Chọn b = 31 mm KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN UỐN
KF = KF( ( KF( ( KFv Trong đó KF( = 1 (vì răng thẳng)
Với
, tỉ số
tra bảng 6.21[1] được KF( = 1,3
Trong đó theo bảng 6.15[1], (F = 0,016, theo bảng 6.16[1], g0 = 56 ( vF = 20,8691 ( KFv = 1,9625 Do đó KF = 2,5513 Răng thẳng nên Y( = 1

x1 = 0,38 và x2 = -0,38, tra bảng 6.18[1] ta được : YF1 = 3,56 và YF2 = 3,62
Vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng côn : Chiều dài côn ngoài : Re = 105,019 mm Môđun vòng ngoài : mte = 2 mm Chiều rộng vành răng : b = 31 mm Tỉ số truyền : u = 4,08 Góc nghiêng răng : ( = 0 Số răng : z1 = 25 răng ; z2 = 102 răng Hệ số dịch chỉnh : x1 = 0,38 ; x2 = -0,38 Đường kính vòng chia ngoài : de1 = 50 mm ; de2 = 204 mm Góc côn chia : (1 = 13o46’18” ; (2 = 76o13’42” Chiều cao răng : he = 4,4 Chiều cao đầu răng ngoài : hae1 = 2,76 mm ; hae2 = 1,24 mm Chiều cao chân răng ngoài : hfe1 = 1,64 mm ; hfe2 = 3,16 mm Đường kính đỉnh răng ngoài : dae1 = 55,3613 mm; dae2 = 204,5904 mm Tính toán bộ truyền cấp nhanh bánh răng côn răng thẳng Công suất P = 1,55 (kW) Số vòng quay n1 = 311,74 (vg/ph) Mômen xoắn T1 = 47483,4798 (Nmm) Tỷ số truyền u = 3,4638 Thời gian làm việc Lh = 10000 giờ Chọn vật liệu Bánh dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB1 200 Bánh bị dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB2 180 Số chu kỳ làm việc cơ sở NHO1 = 30 ( HB12,4 = 30 ( 2002,4 = 9,99.106 chu kỳ NHO2 = 30 ( HB22,4 = 30 ( 1802,4 = 7,76.106 chu kỳ NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ Số chu kỳ làm việc tương đương
= 60 ( 1 ( 1420 ( 10000 = 85,2.107 chu kỳ NHE2 = 20,82.107 chu kỳ Tương tự NFE1 = 85,2.107 chu kỳ NFE2 = 20,82.107 chu kỳ Vì NHE1 > NHO1 ; NHE2 > NHO2 ; NFE1 > NFO1 ; NFE2 > NFO2 Nên KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1 Giới hạn tiếp xúc và uốn các bánh răng : (0Hlim1 = 2 ( 200 + 70 = 470 MPa (0Hlim2 = 2 ( 180 + 70 = 430 MPa (0Flim1 = 1,75 ( 200 = 350 MPa (0Flim2 = 1,75 ( 180 = 315 Mpa Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Khi tôi cải thiện SH = 1,1

Vì
<
nên ứng suất tiếp xúc cho phép là
=
= 351,8182 Mpa Ứng suất uốn cho phép là :
Khi tôi cải thiện SF = 2

Xác định khoảng cách trục Do bánh răng lắp không đối xứng các ổ trục nên
, chọn
theo tiêu chuẩn Khi đó :
Theo bảng 6.7[1], KH( = 1,1339 ; KF( = 1,2718 Tính sơ bộ khoảng cách trục :
(Ka = 43 theo bảng 6.5[1]) Ta chọn aw = 160 mm Xác định các thông số ăn khớp Bề rộng răng : b1 = (ba ( a = 64 mm b2 = b2 + 5 = 69 mm Môđun pháp : m = (0,01 ( 0,02) ( aw = 1,6 ( 3,2 Chọn môđun pháp m = 2,5 Số răng : Từ điều kiện 20o ( ( ( 8o suy ra:

Chọn z1 = 28 răng ( z2 = z1 ( u = 96,9864 Chọn z2 = 97 răng Tỉ số truyền :
Góc nghiêng răng :
KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN TIẾP XÚC
Ta có : ZM = 274 Mpa1/3 (vật liệu chế tạo cặp bánh răng bằng thép)
(b = arctg(cos(t / tg() = 76,764o

Do đó :
trong đó
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :

theo bảng 6.13[1] dùng cấp chính xác 9 Theo bảng 6.14[1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 m/s ta có KH( = 1,13 Theo bảng 6.15[1] và 6.16[1] ta có : (H = 0,002; go = 73

KH = KH( ( KH( ( KHv = 1,3418 ( (H = 119,9241 MPa < [(H] = 351,8182 MPa KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN UỐN
Theo bảng 6.7[1], KF( = 1,2718 Theo bảng 6.14[1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 m/s ta có KF( = 1,37 Theo bảng 6.15[1] và 6.16[1] ta có : (F = 0,006 go = 73

KF = KF( ( KF( ( KFv = 1,9237 (( = 1,6921 Y( = 1 / (( = 0,591 Y( = 1 - ( / 140 = 0,9112 Số răng tương đương : zv1 = z1 / cos3( = 30 zv2 = z2 / cos3( = 104 Theo bảng 6.18[1] ta có YF1 = 3,8 ; YF2 = 3,6
Vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Khoảng cách trục : aw = 160 mm Môđun pháp : m = 2,5 mm Chiều rộng vành răng : bw1 = 69 mm ; bw2 = 64 mm Tỉ số truyền : u = 3,4643 Góc nghiêng của răng : ( = 12o25’45” Số răng : z1 = 28 răng ; z2 = 97 răng Hệ số dịch chỉnh : x1 = x2 = 0 Đường kính vòng chia : d1 = 71,68 mm ; d2 = 248,32 mm Đường kính đỉnh răng : da1 = 76,68 mm ; da2 = 253,32 mm Đường kính đáy răng : df1 = 65,43 mm ; df2 = 242,07 mm KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU Ta có :
Trong đó h = 2,25 ( m + (y ( m = 2,25 ( 2,5 + 0 = 5,625
H = (242,07 – 204,5904) / 2 = 18,7398 Vậy thỏa điều kiện bôi trơn ngâm dầu Tính toán trục Chọn vật liệu Chọn vật liệu chế tạo là thép 45 có (b = 600 Mpa ứng suất cho phép : [(1] = 15 Mpa ; [(2] = 12 Mpa ; [(3] = 25 Mpa. Mômen xoắn của các trục T1 = 11084,0528 Nmm T2 = 47483,4798 Nmm T3 = 156301,6667 Nmm Xác định sơ bộ đường kính trục
chọn d1 = 17 mm
chọn d2 = 28 mm
chọn d3 = 34 mm Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Trục I : l12 = - (0,5 ( (lm12 + bo) + k3 + hn) lm12 = 2 ( d1 = 34 (nối trục đàn hồi) bo = 13 k3 = 10 hn = 15 ( l12 = -48,5 ( l12 =49 mm l11 = 2,5 ( d1 = 42,5 ( l11 = 43 mm l13 = l11 + k1 + k2 + lm13 + 0,5 ( (bo – b13 ( cos(1) k1 = 9 k2 = 6 lm13 = 40 b13 ( cos(1 = 30,1088 ( l13 = 89,4456 mm ( l13 = 90 mm Trục II : l22 = 0,5 ( (lm22 + bo) + k1 + k2 lm22 = 69 bo = 17 k1 = 10 k2 =7 ( l22 = 60 l23 = l22 +0,5 ( (lm22 + b13 ( cos(2) + k1 b13 ( cos(2 = 7,3796 ( l23 = 108,1898 ( l23 = 109