Phần 2 Đồ Án chi tiết máy

phần 2 đồ án chi tiết máy trường đại học bách khoa hà nội - các bạn có thể tham khảo dùng cả cho các trường khác nữa như công nghiệp thái nguyên, công nghiệp hà nội.....

PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ

I.Thiết kế bộ truyền xích

1.Chỉ tiêu:

đảm bảo độ bền mòn khi dẫn động

2.Chọn loại xích:

Bộ truyền xích làm việc có thể xuất hiện các dạng hỏng: mòn bản lề và răng đĩa, con lăn bị rỗ hoặc vỡ, các má xích bị đứt vì mỏi, trong đó mòn bản lề là nguy hiểm nhất và là nguyên nhân chủ yếu làm mất khả năng làm việc của bộ truyền xích Vì vậy chỉ tiêu tính toán cơ bản của bộ truyền xích là tính toán về mòn, xuất phát từ điều kiện áp suất xinh ra trong bản lề không được vượt quá một giá trị cho phép.

Với tải trọng, vận tốc thấp ( 1,2 m/s) ta dùng xích con lăn vì độ bền mỏi của xích con lăn cao, chế tạo không phức tạp Chọn xích một dãy vì dễ chế tạo

3.Xác định các thông số của bộ truyền xích và xích 3.1 chọn số răng đĩa xích

Từ dữ liệu ux=1,8 theo bảng 5.4 [1] ta chọn số răng đĩa nhỏ là 27 =>Số răng đĩa lớn là: z2=z1 ux=27.1,8=48,6<zmax=120

=> z2=48

3.2 Xác định bước xích

Bước xích P được xác định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề Điều kiện đảm bảo về độ bền mòn của bộ truyền xích được viết dưới dạng:

Pt=P k kz kn≤[P]

Trong đó:

Ptlà công suất tính toán (Kw) P là công suất cần truyền (Kw)

[P] là công suất cho phép (Kw)

kdc là hệ số kể đến ảnh hưởng của lực căng xích

kdc=1 (điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích) theo bảng 5.6[1].

kbt=1,3là hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn ( do môi trường có bụi, bôi trơn loại II, theo bảng 5.6[1] )

việc 2 ca)

kd=1,2là hệ số tải Thay vào ta có :

K= k0 ka kdc kbt.kd kc=¿1.1.1.1,3.1,2.1,25 = 1.,95 Pt=P K kz.kn=3,68.1,95.0,93.1,9= 8,6(kW)

Theo bảng 5.5 với n01=200 vg/ ph, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích p= 31,75 mm thoả mãn điều kiện bền mòn :

Pt≤[P]=19,3(kW )

Trong đó :

Ptlà công suất tính toán (kW)

P là công suất cần truyền (kW)

[P] là công suất cho phép (kW)

Với bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thường xuyên chịu tải trọng va đập trong quá trình làm việc cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an

Fv – lực căng do li tâm sinh ra (N) ;Fv=q v2=3,8.1,52=8,5(N )

F0 - lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra (N)

F0=9,81 kf.q a=9,81.4 9 629,53 10−3=2(N )

s = (1,2.2453+222,32+8,5)88500 = 27,88 ≥[s]=8,5

vậy bộ truyền xích đảm bảo đủ độ bền

4 Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục

4.1 xác định các thông số của đĩa xích

- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức 5.18 [1]

Vậy đĩa xích thoả mãn điều kiện tiếp xúc.

Đường kính vòng chia của đĩa xích được xác định theo công thức (5.17) [1]:

II Truyền động bánh răng

2.1 Bộ truyền bánh răng trụ - răng nghiêng cấp nhanh

Số liệu ban đầu

u1=4,35 nI = 1450 (v/ph)

PI= 3,97 (kW) nII = 333 (v/ph)

PII=3,82(kW )

TI=¿26147 (N.mm)

2.1.1 Chọn vật liệu

Đây là bước quan trọng trong tính toán thiết kế chi tiết máy nói chung và bộ truyền bánh răng nói riêng

Ta thấy hộp giảm tốc ta thiết kế có công suất trung bình Vì vậy ta chọn vật liệu nhóm I có độ rắn HB≤ 350 Với loại vật liệu này bánh răng có độ rắn thấp và có thể cắt chính xác sau khi nhiệt luyện Cặp bánh răng này có khả năng chống mòn tốt và bánh răng được nhiệt luyện bằng thường hoá hoặc tôi cải thiện.

Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế, ở đây chọn vật liệu làm bánh răng như nhau.

Tra bảng 6.1 [1] ta chọn vật liệu như bảng:

Gồm các ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] và ứng suất uốn cho phép [σF] được xác định như sau:

2.1.2.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép

- Độ rắn bánh chủ động HB1=245

- Độ rắn bánh bị động HB2=230

- Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: Sh=1,1(tra bảng 6.2)[1]

- Ứng xuất tiếp xúc cho phép với chu kỳ cơ sở: σHlim0 = 2.HB + 70 (MPa) (Tra bảng 6.2)

Theo công thức: [σH¿=σHlim0

SH ZR ZV KxH KHL(MPa )(2.1)[1]

Trong đó:

+ SH: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc.

+ ZR: Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc.

+ NHO: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc NHO=30.H2,4HB

+ NHE: số chu kì thay đổi ứng suất tương đương : NHE=60 c n t∑❑

 Trong đó: c,n,t∑❑: lần lượt số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong một phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.

Bắt đầu từ NHO 1 đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song song với trục hoành tức là trên khoảng này giới hạn mỏi tiếp xúc không thay đổi Vì vậy khi tính

Bắt đầu từ NHO 2 đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song song trục hoành tức là trên khoảng cách này giới hạn mỏi tiếp xúc không thay đổi vì vậy khi

 [σH]<1,25.[σH]min=1,25.[σH 2]=1,25.481,83=602,29(MPa)

Chọn [σH]=495,47 ( MPa)

Thoả mãn điều kiện

2.1.2.2 Xác định ứng suất uốn cho phép

ứng suất uốn cho phép được xác định theo công thức 6.2[1]

[σ¿=σF lim¿0

SF YR YS YXF KFC KFL¿

Trong đó: +σF lim¿0

¿ : ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở Tra bảng 6.2[1] trị số của σF lim¿0

¿ ứng với số chu kì cơ sở ta chọn: - Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở: σF lim¿0=1,8 HB¿ - Hệ số an toàn khi tính về uốn: SF=1,75

+ YR : Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng + Ys : Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất + KXF : Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.

+ KFC : Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải, lấy + KFC=1. Bộ truyền quay 1 chiều + KFL : Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền, được xác định như sau:

-NFO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.

NFO=NFO 1=NFO 2=4 106(MPa ) đối với tất cả các loại thép.

NFE:Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương

Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh : NFE=NHE=N =60 c n t∑❑

Với bánh răng nhỏ :

-NFE 1=NHE 1=60 c n1.t∑❑=60.1.1450 31146,67=2709760290

-NFO 1=4 10−6

Bắt đầu từ NFO 1 đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song song với trục hoành tức là trên khoảng này giới hạn mỏi tiếp xúc không thay đổi Vì vậy khi tính ra được NFE 1>NFO 1, ta lấy NFE 1=NFO 1 để tính, do đó KFL1=1.

Với σF lim 10 =1,8.245=441(MPa)