Cơ Sở Thiết Kế Máy - Truyền Dẫn Bánh Răng.pdf

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC Cơ sở Thiết kế máy TRUYỀN DẪN BÁNH RĂNG GVHD: Cô Vũ Thị Thùy Anh Nhóm sinh viên thực hiên: ̣ Phan Minh Tân Đỗ Văn Tài Vũ Văn Phú Lê Hồng Quân Phạm Đức Viê ̣t Hà Nô ̣i, 04/2013 Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy LỜI NÓI ĐẦU Mơn học Cơ sở Thiết kế máy đóng vai trị quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư cán kỹ thuật cấu tạo ,nguyên lý làm việc phương pháp tính tốn thiết kế chi tiết, thiết bị phục vụ cho máy móc ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án mơn học có kết hợp chặt chẽ lí thuyết với thực nghiệm Lí thuyết tính tốn chi tiết máy xây dựng sở kiến thức tốn học, vật lí, học lí thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu v.v…,được xác minh hồn thiện qua thí nghiệm thực tiễn sản xuất Đồ án môn học đồ án có tầm quan trọng sinh viên theo học nghành khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức cấu tạo, nguyên lý làm việc phương pháp tính tốn thiết kế chi tiết có cơng dụng chung ,nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả giải vấn đề tính tốn thiết kế chi tiết máy ,làm sở để vận dụng vào việc thiết kế máy Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình Cơ Vũ Thị Thùy Anh môn, đến đồ án môn học chúng em hoàn thành Tuy nhiên lần đầu làm quen với cơng việc tính tốn thiết kế máy hiểu biết hạn hẹp dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn có liên quan song làm chúng em khơng thể tránh khỏi sai sót Kính mong nhận giúp đỡ nhiều thầy cô môn để chúng em ngày tiến Chúng em xin chân thành cảm ơn Cô Vũ Thị Thùy Anh giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án ! Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy MỤC LỤC PHẦN I - HỘ P GIẢM TỐC KHAI TRIỂN BÁNH RĂNG TRỤ A – TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP NHANH BÁNH RĂNG TRỤ, RĂNG NGHIÊNG B – TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM BÁNH TRỤ, RĂNG THẲNG PHẦN II - THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC HAI CẤP BÁNH RĂNG CÔN - TRỤ A - BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG B - BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG PHẦN III – PHỤ LỤC_BẢNG CÁC THÔNG SỐ NỘI SUY Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy Mô ̣t số kí hiêụ được sử dụng: σH σF [σH] [σF] σOHlim σOFlim m aw d1 , d2 z1 , z2 KHα, KFα KHβ, KFβ KHV, KFV ψba, ψbd KH/ KF β sH, sF єα, єβ αω de dm me mm Re Rm b KR Kbe Yβ YF Ứng suất tiếp xúc Ứng suất uốn Ứng suất tiếp xúc cho phép Ứng suất uốn cho phép Giới hạn mỏi tiếp xúc` Giới hạn mỏi uốn Môđun bánh trụ thẳng Khoảng cách trục Đường kính vòng chia bánh dẫn và bánh bị dẫn Số bánh dẫn và bánh bị dẫn Hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp Hê ̣ số tâ ̣p trung tải trọng Hê ̣ số tải trọng đô ̣ng Hê ̣ số chiều rô ̣ng vành bánh trụ Hệ số tải trọng tính tiếp xúc/uốn Góc nghiêng Hê ̣ số an toàn tính ứng suất tiếp xúc Hê ̣ số trùng khớp ngang, dọc Góc ăn khớp Đường kính vịng chia ngồi Đường kính vịng chia trung bình Mơđun vịng chia ngồi Mơ đun vịng chia trung bình Chiều dài ngồi Chiều dài trung bình Chiều rộng vành Hệ số phụ thuộc bánh loại bánh Hệ số chiều rộng vành Hệ số kể đến độ nghiêng Hệ số dạng Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy Phần I HỘP GIẢM TỐC KHAI TRIỂN BÁNH RĂNG TRỤ QUY TRÌNH TÍNH TOÁN CHUNG Chọn vâ ̣t liê ̣u Xác định Ứng suất tiếp xúc cho phép Xác định Ứng suất uốn cho phép Xác định Ứng suất quá tải cho phép Chọn ̣ số chiều rô ̣ng vành Xác định khoảng cách trục Mođun Xác định số mỗi bánh, góc nghiêng Tính toán lại tỉ số truyền 10.Xác định các thông số hình học của bô ̣ truyền 11.Tính vâ ̣n tốc vòng ,chọn cấp chính xác 12.Tính lực tác dụng lên bô ̣ truyền 13.Hê ̣ số dạng 14.Kiểm nghiê ̣m Ứng suất tiếp xúc 15.Kiểm nghiê ̣m Ứng suất uốn 16.Kiểm nghiệm tải 17.Bảng thông số truyền Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy Tính bô ̣ truyền bánh hô ̣p giảm tốc khai triển bánh trụ với các số liêụ cho sau: Công suất đô ̣ng cơ: Số vòng quay đô ̣ng cơ: Thời gian sử dụng: Tải trọng thay đổi theo bâ ̣c: Thời gian: Phân tỉ số truyền: Bỏ qua ma sát bô ̣ truyền  P=5,7 KW n1=960 vòng/phút L= 12000h T1=T; T2=0,6T; T3=0,4T t1=0,3tck; t2=0,3tck; t3=0,4tck uh= 20 , với λc3 = 1,3 P Xác định mômen xoắn: T1 = 9,55.106 n = 9,55.106.5,7/960 =56703Nmm  Tìm tỉ số truyền cho từng cấp: u1 : Tỉ số truyền cặp bánh trụ nghiêng (cấp nhanh) u2 : Tỉ số truyền cặp bánh trụ thẳng (cấp chậm) 4 (U 1+1).U (U 1+1).U Ta có: λc =  1,3 = (Uh+U 1) Uh ( 20+U 1) 20  1,3.u15+ 1,3.u14 - 400u1- 400.20 =  u1 ~ 5,75  u2 = uh / u1 = 20/5,75 ~ 3,48 1/ Chọn vâ ̣t liêụ cho bánh dẫn, bánh bị dẫn cho cấp Thép C45 cải thiê ̣n Bánh dẫn: HB1=245; σb1=850Mpa; σch1= 580Mpa Bánh bị dẫn: HB2=230; σb2=750Mpa; σch2= 450Mpa 2/ Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép -Số chu kì làm viê ̣c sở: NHO1 =30.HB12,4 =30.2452,4=16,3.106 chu kì NHO2 =30.HB22,4 =30.2302,4 =14.106 chu kì -Vì tải trọng thay đổi theo bâ ̣c =>Số chu kì làm viê ̣c tương đương: NHE1 =60c∑(Ti/Tmax)3 niti =60.1.960[(T1/T)3t1 +(T2/T)3t2 +(T3/T )3t3] Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy =60.960[ t1 +(0.8T/T)3t2+(0.5T/T)3t3] =60.960[0,3+0,83.0,3 +0,53.0,4].12000 =348.106 chu kì NHE2 = NHE1/u1 =348.106/3,48 =100.106 chu kì Vì NHE1>NHO1; NHE2>NH02 =>KHL1= KHL2=1; Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc xác định sau: σOHlim=2.HB+70 => σOH1lim=2.245+70=2.245+70=560MPa σOH2lim=2.230+70=2.230+70=530Mpa Ứng suất tiếp xúc cho phép được tính theo công thức: [σH] = σOHlim.KHL/SH Vì thép cải thiê ̣n: SH=1,1 (Hê ̣ số an toàn) 1 + Bánh dẫn: [σH1]= σOH1lim 1,1 = 560 1,1 = 509,1 Mpa 1 + Bánh bị dẫn: [σH2]= σOH2lim 1,1 = 530 1,1 = 481,8 Mpa  Đối với cấp nhanh, bánh trụ ,răng nghiêng: Ứng śt tiếp xúc cho phép tính theo cơng thức: [σH]= 0,5.([σH1]+ [σH2]) = 495,45 MPa  Đối với cấp chậm, bánh trụ, thẳng Vì [σH2] < [σH1] => Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 481,8 Mpa 3/ Xác định ứng suất uốn cho phép -Số chu kì làm viê ̣c sở: NFO1 = NFO2 =5.106 chu kì =>Số chu kì làm viê ̣c tương đương: NFE1=60c.n1∑(Ti/Tmax)6niti =60.960(0,3+0,86.0,3+0,56.0,4)12000=266.106 chu kì NFE2=NFE1/u1=76,4.106 chu kỳ Vì NFE1>NFO1; NFE2>NF02 Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy =>KFL1= KFL2=1 Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi uốn xác định sau: σOFlim=1.8HB => σOF1lim=1,8.245=441 MPa σOF2lim=1,8.230=414 Mpa Ứng suất uốn cho phép: [σF] =σFlim.KFL/SF Chọn SF= Ta có: [σF1] =σF1lim.KFL1/SF = 441/2= 220,5 MPa [σF2] =σF2lim.KFL2/SF = 414/2= 207 Mpa 4/ Ứng suất quá tải cho phép [σH]max=2,8 σch2=2,8.450=1260 Mpa; [σF1]max=0,8 σch1=0,8.580=464 Mpa [σF2]max=0,8 σch2=0,8.450=360 Mpa Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy A – TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP NHANH BÁNH RĂNG TRỤ, RĂNG NGHIÊNG 5/Chọn ̣ số chiều rô ̣ng vành Do bánh nằm đối xứng ở các ổ trục nên ψba=0,3- 0,5 Chọn ψba=0,4 Khi đó: ψbd= ψba(u1+1)/2=0,4.(5,75+1)/2=1,35 Từ bảng 6.4, chọn được: KHβ=1,07; KFβ=1,13 6/ Xác định khoảng cách trục √ aw = 43(u1+1) T Khβ ψba u 1.[σh]2 √ = 43.(5,75+1) 56703.1,07 0,4.5,75.495,452 = 138 mm Theo tiêu chuẩn, chọn aw=150 mm 7/ Mođun m = ( 0,01  0,02 ) a = 1,5  (mm) Theo tiêu chuẩn, chọn m=2,5 mm 8/ Xác định số mỗi bánh, góc nghiêng Từ điều kiê ̣n 8o =< β