Giáo trình thiết kế chi tiết máy - nguyễn trọng hiệp

các trường dai hoc kĩ thuật, sau khi học xong phần fi thuyết về "Chi tiết máy", học sinh bước sang giai đoạn thiết kế đồ án môn học: Vi la fan đầu tiên bắt tay vào một công việc mới mẻ :

rs

LỒI NÓI ĐẦU

Đối với nhiều ngành trong các trường dai hoc kĩ thuật, sau khi

học xong phần fi thuyết về "Chi tiết máy", học sinh bước sang giai đoạn thiết kế đồ án môn học: Vi la fan đầu tiên bắt tay vào một công việc mới mẻ : vận dụng tí thuyết đề giải quyết những vấn dề có liên

hệ mật thiết với thực tế sản xuất, thiết kế ra những chỉ tiết và bộ phận máy có hình dạng kích thước cụ thể, phải thỏa mãn trong một chừng

mực nhất định các yêu cầu chủ yếu về kinh tế, kĩ thuật và các yêu cầu khác, cho nên học sinh thường có nhiều bỡ ngỡ lúng túng Trong

khi đó các: sách về hướng dẫn thiết kế chỉ tiết máy hiện nay không nhiều, nhất là các tài liệu in trong nước Vì vậy chúng tôi soạn tập sách này trước hết là dễ giúp đỡ học sinh khi làm đồ án môn học chỉ _ tiết máy Ngoài ra sách có thầ dùng làm tài liệu tham khảo cho học Sinh khi làm đồ án tốt nghiệp về thiết kế máy, hoặc các cán bộ kĩ thuật trong-công tác thiết kế cơ khí

Tài liệu trình bày các vấn đề cơ bản nhất về thiết kế các chỉ tiết

cụ thể và các thí dụ:dề mình họa Chương cuối có trình bày một thí

dụ tổng hợp về thiết:kế một hệ thống dẫn động băng tải từ động cơ

dến bộ phận công tác Đề thuận tiện cho bạn đọc khi sử dụng, chúng

tôi giới thiệu một sé: ‘bang số liệu cần thiết nhất, có chọn lọc, trong từng chương và phần phụ lục Các công thức và số liệu soạn theo hệ

don vi do lường hợp pháp

Khi biên Soạn Chúng tôi cố gắng phản ánh những kinh nghiệm

; à hướn ¡dẫn thiết kế trong một số năm qua của bộ môn

Chi tiết máy trường dại học Bách khoa, kết hợp với các tài liệu gần

day về vấn dề này của cắc nước Tuy nhiên, vì trình độ và khả năng

có hận, chắc chắn rằng cuốn sách này còn nhiều thiếu sót Rất mong

các bạn đọc góp ý kiến phê bình Xin gửi theo địa chỉ : 'Bộ môn Chi

- tiết máy trường dại học Bách khoa, Hà, Nội"

` Người soạn

CHUONG I KHAI NIEM CHUNG

VỀ THIẾT KE MAY VA CHI TIET MAY

§1 MỘT SỐ VAN DE cơ BAN | Thiết kế máy là một quá trình sáng tạo Để thỏa mãn một nhiệm vụ thiết kế nào

đó, có thể đề ra nhiều phương án khác nhau Người thiết kế vận dụng những biểu biết

lí thuyết và những kinh nghiệm thực tế để chọn một phương án thiết kế hợp lí nhất Muốn làm được điều đó người thiết kế cần phải đề cập và giải quyết hàng loạt yêu cầu khác nhau về công nghệ, về sử dụng, có thể là trái ngược nhau Vì vậy nên

tiến hành tính toán kinh: tế theo những phương án cấu tạo đã để ra, cân nhắc lợi hại

rồi chọn một phương án tốt nhất

Thông thường khi thiết kế máy cẩn giải quyết đồng thời hai yêu cầu cơ bản sau :

1 Máy được thiết kế phải thỏa mãn những chỉ tiêu làm việc chủ yếu như sức bền, độ bền mòn, độ cứng :

2 Giá thành chế tạo của máy rẻ nhất

an

Những năm gần đây, người ta đề cập đến khái niệm "tính công nghệ” của cấu tao các máy Máy (hoặc chỉ tiết máy) có tính công nghệ cao có thể chế tạo trong những điều kiện công nghệ tương đối đơn giản, thời gian gia công Ít và tiết kiệm nguyên vật

liệu

Một quá trình công nghệ nào đó (quá trình chế tạo phôi, gia công cơ hay lấp ráp)

không những chỉ phụ thuộc vào 'cấu tạo của vật phẩm mà còn phụ thuộc vào quy mô

sân xuất tức là sản lượng trong đơn vị thời gián Thí dụ trong sản xuất lẻ thường đùng phôi hàn, trong sân xuất hàng loạt và hàng khối thường dùng phôi đúc Để gia

công cơ khí các tiết máy trong;sản xuất lẻ thường ding các loại máy vạn nang, dao

cắt đơn giản và không cần đồ ga đặc biệt, còn trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng

khối cẩn phải có các thiết bị chuyên dùng với những đồ gá đặc biệt

Các thí dụ trên chứng tỏ rang san lugng, cong nghệ và cấu tạo của tiết máy cố quan hệ mật thiết với nhau

Ngoài những yêu cầu về khả năng làm việc chủ yếu, các tiết máy (hoặc máy) được

thiết kế cần thỏa mãn những điều kiện kí thuật cơ bản sau :

‘1 Cơ sở hợp li để chọn kết cấu các chỉ tiết và bộ phận máy Thí dụ cần dùng

bộ truyền trục vít vì yêu cầu tỉ số truyền lớn, làm việc êm và khuôn khổ kích thước

2 Những yêu cầu về công nghiệp tháo lấp như :

a) lấp, tháo và điều chỉnh tiện lợi ;

b) giám khối lượng các nguyên công bằng tay khi lấp ;

3 Hình dạng cấu tạo của chỉ tiết phù hợp với phương pháp chế tạo phôi gia công

4 Tiết kiệm nguyên vật liệu

fhi chọn vật liệu cần dựa vào những điều kiện sau :

a) cdc chỉ tiết chủ yếu về khả năng làm việc của chỉ tiết ;

b) khuôn khổ kích thước và trọng lượng của chỉ tiết ;

ce) điều kiện sử dụng (nhiệt độ, bụi bạm, ẩm ướt ) ;

d) phương pháp chế tạo phôi và gia công cỡ khi ;

Ngoài ra để tiết kiệm nguyên vật liệu cần chon hợp lÍ ứng suất cho phép và hệ

5 Dung rộng rãi các chỉ tiết, bộ phận may đã tiêu chuẩn hóa Bởi vì càng dùng nhiều các chỉ tiết và bộ phận tiêu chuẩn thi giá thành sản phẩm càng giảm, tiết kiệm

nguyên vật liệu và bảo đám thay thế nhanh chóng các chỉ tiết và bộ phận may bi hu

6 Bảo đâm bôi trơn thường xuyên các chỗ ăn -khớp,: các bề mặt tiếp xúc

7 Bảo đảm khe hở cẩn thiết giữa các tiết máy

Ngoài những điều trình bày ở trên, khi thiết kế cần lưu ý đến vấn để an toàn

lao động và hình thức của sản phẩm

§2 CACH TIEN HANH THIẾT KẾ

Trong phần này, trình bày quá trình thiết kế một hệ thống đẫn động từ động cơ đến máy công tác, là một loại thiết bị điển hình được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp,

Đầu đề thiết kế có thể xem thí dụ bảng 1-1

Quá trình thiết kế có thể tiến hành theo các bước sau : -

i Nghiên cứu đề tài, tham khảo những cấu tạo của các loại máy tương tự, chuẩn

bị phương tiện làm việc v.v :

2 Xác định các kích thước chủ yếu của hệ thống

Giai đoạn này được tiến hành như sau : Xác định công suất cần thiết để chọn động cơ điện ; chọn động cơ điện ; xác định tỉ số #ruyên động chung và phân phối cho các bộ truyền trong hệ thống dẫn động ¿ tính :số : vòng : quay, công suất, -: mômen xoắn trên các trục ; tính các kích thước chử yếu của bộ truyền (khoảng cách trục,

đường kính và chiều rộng bánh răng, trục vít, bánh đai, đĩa xích v.v ),

6

Bang 1-1

_ Có khả năng quá tải ngắn hạn ;

TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KHOA

BO MON CHI TIET MAY ĐẦU DE THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MON HOC CHI TIET MAY Thiết kế hệ thống xích tải để vận chuyển than

KM 21,4 ; iY < 1,8

Các số liệu cho trước

Khối lượng thiết kế : 1 Bản vẽ chung ; 2 Hộp giảm tốc ; 3 Xích tải ;

l 8 4 Be: may ; 5 ‘Ban vẽ chế tạo ; 6 Thuyết minh

Giáo viên hướng dẫn : ¬ ¬

Ngày giao dé: i ¬— - Ngày 0.“ ee

TRƯỞNG DẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

SU PHAM Ki THUAT

DOC LAP-~ TU DO ~ HANH PHUC

DAU DE THIET KE

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải ;

1 - động cơ điện ;

2 - hệp giảm tốc ;

3 - bộ truyền xích ;

4 ~ tang kéo bang tai

Các số liệu cho: trước

Thời gian phục vụ wee DAM

Mỗi ngày làm việc ca

Từ sơ đồ đã vẽ xác định được khoảng cách giữa các gối trục, điểm đặt các lực

tác động ; nghĩa là tìm được những kích thước chiều dài của trục để cớ thể tiến hành tính gần đúng trúc 'và chọn ổ; tính vỏ hộp và các chỉ tiết khác

3 Thiết kế cấu tạo các cơ cấu và bệ phận máy (vẽ bản vẽ lắp) như hộp giảm tốc, hộp tốc độ, bộ biến tốc, bộ phận gối đỡ và tang quay v.v

5 Vẽ chế tạo các chỉ tiết

Dưới dây sẽ nghiên cứu tỉ mỉ hơn các bước tiến hành

- 1, Lập hồ sơ chung

Sau khi đã nghiên cứu một vài phương án về sơ đồ động và xác định được một

số kích thước chủ yếu của các chỉ tiết, ta có thể lập sơ đồ cả hệ thống máy theo một

tỉ lệ nào đớ (1:1; 1:2; 1:4; 1:5 ; «) Nói một cách khác là đị th vị trí tương đối giữa các bộ phận máy trong không gian ˆ `

Khi lập sơ đổ cả hệ thống máy nên tìm cách bố trí các hộ phân máy sao cho :

- Sa dung được tiện lợi ;

- Kích thước của máy nhỏ nhất ;

- Giá thành chế tạo rẻ nhất,

Phương án được chọn không những chỉ xác định kích thước khuôn khể của vật phẩm mà còn xác định sơ đổ các bộ phận máy, bệ máy, thân máy và vị trí các đầu

trục ra

Hình 1-1 trình bày một số phương án bố tri các bộ phận may van chuyển Mỗi

phương án cố một đặc điểm riêng của nơ

Hình 1-1a - có kích thước khuôn khổ lớn

Hình 1~1b - có kích thước khuôn khổ nhỏ gọn và hình dạng bệ máy đơn giản

Nhưng phương án này chỉ thực hiện được nếu động cơ điện và tang quay có thể bố

trí về một phía của hộp giảm tốc

Nếu không dùng hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp mà dùng bánh răng - nón

- trụ thì hệ thống máy được bố trí theo một gớc vuông (hình 1~ic)

Kích thước khuôn khổ trên mặt bằng của cơ cấu có thể giảm đi nhiều nếu chọn

2 Thiết kế bản vẽ lắp các bộ phận máy (hình 1-2)

Bản vẽ lắp có thể vẽ theo các tỉ lệ tiêu chuẩn : Ti lệ thu nhỏ : 1:2; 1 : 25;

1:4; 1:5; 1 ::10: Tỉ lệ phóng to 2:1; 2,5: 1; 4:1;5:1;10:1 Các

mặt cắt vẽ với tỉ lệ 1 : 1 Các kích thước được ghi bang tri số thực Thường vẽ ba

hình chiếu Khổ giấy theo TCVN 2-74

Đồng thời với việc thể hiện cụ thể và cẩn thận cấu tạo các chỉ tiết trong bộ phận,

trong bản vẽ lap bộ phận máy phải thể hiện rõ n

đối với hộp giảm tốc phải thể hiện đẩy đủ :

- bộ phận gối trục : ổ trục, nắp ổ, đệm điều chỉnh ;

- cấu tạo bánh tăng lắp - trên trục ;

- các thiết bị bôi trơn

hững chỉ tiết ghép với nhau: Thí dụ

(rãnh dầu, bánh xe bôi trơn, bạc chán mỡ, que thăm đầu,

ớp của các bộ truyền trong hộp và rớt dầu

wt

- chốt định vị ;

- bulông kẹp chặt, bulông vòng để: vận chuyển, vít để tháo rời nắp và thân hộp Trên bản vẽ cần ghi những kích thước sau :

- kich thước khuôn khổ ;

- kích thước nối ghép kèm theo kiểu lấp, thí dụ kích thước lấp bánh răng với

trục, ổ lăn với trục, nắp với vỏ hộp v.v ;

- các kích thước quan trọng của bộ phận máy cẩn kiểm tra khi lấp ;

- các khe hở cần bảo đảm khi lắp ;

- các kích thước lắp ghép như đường kính, chiều dài các đầu trục, kích thước

then trên trục, tọa độ của các lỗ để lắp bulông bệ và đường kính của nó v.v ;

- những kích thước cơ bản của một số chỉ tiết và bộ phận như khoảng cách trục

có kèm dung sai, số răng, môđun của bánh răng và trục vít v.v

Trên bản vẽ iấp bệ phận máy thường ghi những chú thích sau :

- Những nguyên công cần thực hiện khi lấp, thí đụ : khoan và doa khi lấp, cất

bỏ đầu vít sau khi vặn chặt, v.v

- Ghi vị trí tận cùng (vị trí giới hạn) của những tiết máy chuyển động (con trượt,

cần quay ‹v.v ) :

- ý nghĩa của các tay quay và những khí cụ điều khiển máy

- đặc tính kỉ thuật của bộ phận máy : tỉ số truyền, mômen xoắn lớn nhất trên

trục ra, số vòng quay lớn nhất của trục ra v.v

- những yêu cầu kĩ thuật như : hành trình đều, không Ổn, độ chính xác ghép các

đầu trục ra với các bộ phận khác

- đánh số kí hiệu tất câ các chỉ tiết trong bộ phận và lập bảng kê các chỉ iiết Việc đánh số kí hiệu các tiết máy thường ghi theo một quy ước nào đó để tiện lợi cho việc tìm hiểu các tiết máy Qua bí biệu có thể biết được chỉ tiết đó làm bằng

vật liệu gì (gang, thép, kim loại màu, chất đẻo v.v ), phôi đúc hay dập, mua ngoài

hay tự chế tạo, tiêu chuẩn hay không, thuộc bệ phận máy nào, v.v Để phân biệt dễ đàng trên hình vẽ nên tách từng nhớm chỉ tiết và ghi trên cùng một đòng ngang hay

thắng đứng (xem TCVN 228-66)

3 Thiết kế bản vẽ chung (hình 1-3)

Yêu cẩu của bản vẽ này là phải biểu hiện toàn bộ cơ cấu máy, vị trí tương hỗ giữa các bộ phận mấy trong cơ cấu và mối quan hệ giữa chúng với nhau trầy theo kích thước của cơ cấu có thể vẽ với tỉ lệ thu nhỏ 1: 2; ¡: 25; 1:3; 1:5; 1149;

" để trên tờ giấy vẽ có thể chứa được ba hỉnh chiếu) ; bằng hệ thống các bệ phận

máy và các chỉ tiết kẹp chặt mà trong bản vẽ lấp không trình bày, đặc tín b và điều

kiện kỉ thuật lấp ghép

Mặc đầu lấy tỉ lệ thu nhỏ nhưng khi vẽ cần bảo đảm đúng hình dạng bên ngoài

của các bộ phận máy, đúng vị trí lắp ghép v.v ; tức là phải biểu thị rõ toàn bộ cơ

cấu, nhờ đó cơ thể tiến hành lắp ghép được tiện lợi Bân vẽ cẩn rõ ràng dễ hiểu,

không nên biểu thị những chí tiết bộ phận nhỏ nhặt Thí dụ không cần vẽ bulông kẹp

chat nap và thân hộp, rằng đĩa xích v v Những bulông để cố định bộ phan máy

trên nền và trên các bộ phận khác cần biếu thị rõ, tuy nhiên nếu dùng: nhiều bulông

cùng kích thước thì chỉ cẩn vẽ một cái tượng trưng còn vị trí các buiông khác chỉ vẽ đường tâm Khi ghi kích thước bản vẽ chung cần chú ý ghi những kích thước khuôn

khổ của cả hệ thống, của từng bộ phận, những kích thước liên hệ bộ phận này với bộ phận khác để cớ thể thiết kế mặt bằng, vận chuyển, đóng gói v.v

Để xác định đúng vị trí của hệ thống máy trên mặt bằng, nên chọn chuẩn kích

thước, thí dụ có thể chọn mặt phẳng của nền, mặt bên của máy, sau đó chọn tọa độ

ban đầu trong không gian 3 chiều, theo phương thẳng đứng có thể lấy chuẩn là mặt

phẳng của nền, còn 2 tọa độ trong mặt phẳng nằm ngang có thé lấy chuẩn là mặt tường hoặc cột của phân xưởng v.v Từ các chuẩn ban đầu đã chọn ghỉ kích thước đến các trục, các mặt chuẩn của hệ thống máy Nếu có nhiều bộ phận riêng ghép với nhau bằng khớp nối thì cần ghi kích thước giữa các mặt mút của trục và các mặt

cạnh của hai nửa khớp

Người thiết kế máy không có trách nhiệm thiết kế móng đặt máy nhưng cần để

ra những yêu cầu kĩ thuật về thiết kế mong, vì vậy trong bản vẽ chung có ghỉ đường

Bs

viên của móng trên mặt bang, Cac kích thước cần ghỉ là chiều dài của buiông bệ, kích thước từ bệ máy đến nền Khi lap máy không đặt trực tiếp khung bệ hoặc Vỏ máy

v.v lên trên móng mà có lót một tấm đệm kim loại) sau đó đổ bêtông long vào khe

hở giữa móng và chỉ tiết lắp trên nó, khi khê bê tông sẽ bám chặt bulông Chiều day lớp bê tông này chọn tùy theo kích thước khuôn khổ của máy đặt trên nền, nhưng không lấy lớn hơn 100 + 200mm Trong thiết kế môn học, đối với những hệ thống

máy cỡ trung bình có thể lấy chiểu đày lớp bê tông từ 30 đến 40mm

4 Thiết kế bản vẽ chế tạo chỉ tiết (xem TCVN 221-686)

Bản vẽ chế tạo có ảnh hưởng lớn đến quá trình gia công và chất :ượng máy

lí về cấu tạo không thực hiện được như lúc thiết kế

Bản vẽ chế tạo cần phải phân ảnh những số liệu cần thiết để xác định hình đạng

kích thước của chỉ tiết, dung sai, độ nhẫn bể mặt, vật liệu, phương pháp nhiệt luyện,

cách gia công tỉnh và những yêu cầu kị thuật về chế tạo và kiểm tra tiết máy

Các kích thước ghi vào bản vẽ phải đủ, rõ cố kèm theo dùng sai Ghi kích thước

cần phù hợp với quy trình công nghệ chế tạo và kiểm tra chỉ tiết Việc ghi kích thước

không hợp lí hoặc nhầm lẫn sẽ gây khó khăn cho chế tạo, thậm chí cð thể chế tạo

hỏng sân phẩm (phế phẩm)

lựa chọn để ghi vào bản vẽ Thông thường cẩn ghi vào bản vẽ những : yêu cẩu kỉ thuật

cụ thể là những yêu cầu về

ục, các bể mặt hoặc những yếu tố

; độ côn, độ song Song, độ vuông

gốc và những yêu cầu về nhiệt luyện

Trên bản vẽ chỉ tiết cần ghi kí hiệu về độ nhẫn bề mặt Đề chon’ do nhãn hợp

Kí hiệu đệ nhãn duce ghi trén đường viền của chỉ tiết hoặc trên đường dóng để

ghỉ kích thước, nhưng nhất thiết phải ghi bến cạnh kích thước để khi đọc bản vẽ có thể nhìn thấy dễ dàng Nếu tất cả bề mật chỉ tiết có cùng độ nhãn thì ở góc trên

bên phải bản vẽ ghi kí hiệu độ nhẫn chung Nếu các bề mặt: chỉ tiết có độ nhẫn khác

nhau thì ghi trên các bề raặt đó những kí hiệu tương ứng Trường hợp nhiều bể mặt

cố cùng độ nhãn thì ghi ở góc trên bên phải bản vẽ kí hiệu "còn lại V "

Không nên chọn cấp chính xác và độ nhãn quá thấp hoặc quá cao hơn mức cẩn

thiết, vi nếu độ chính xác và độ nhãn thấp quá sẽ không thỏa mãn các yêu cầu làm

việc của chi tiết và máy, ngược lại nếu quá cao thì thời gian và các chi phí gia công

sẽ tăng lên

_5, Bản thuyết minh : Khung tên bản vẽ xem bảng 1-2 (dựa theo TCVN 222-66) Trong quá trình thiết kế các chỉ tiết máy được tính theo đệ bền, độ cứng hoặc những chỉ tiêu về khả năng làm việc khác Đồng thời người thiết kế tiến hành việc lựa chọn các phương án cấu tạo của chỉ tiết: và may Tất cả những việc lầm trên được

ghỉ vào thuyết minh "

Đản thuyết minh có thể trình bày theo thứ tự đưới đây :

~ Mục lục

- Đầu đề thiết kế, gồm : sơ đồ động, tải trọng và đặc tính tải trọng, sơ đồ tải | trọng, vận tốc, thời gian phục vụ, chế độ làm việc, sản lượng và những yêu cầu kĩ thuật khác

- Phần tính toán chung cho ca hệ thống may : tính công suất cần thiết, chọn động cơ, tính tỉ số truyền chung và phân phối cho các cấp trong hộp và các bộ truyền ngoài hộp, tính công suất, mômen tác động trên từng bộ phận máy và trên từng trục

- Tính toán thiết kế các bộ phận và chỉ tiết máy

Mỗi phần tính toán bao gồm các vấn để sau :

+ trình bày chỉ tiêu để tính ; :

+ vẽ sơ đồ của chỉ tiết máy và sơ đồ tính toán, gồm điểm đặt, phương chiều của lực và mômen, các phân lực, vẽ biểu đổ lực và mômen, các kích thước của chỉ tiết

dùng vào việc tính toán ;

+ chọn vật liệu, ứng suất cho phép và hệ số an toàn ;

+ các bước tính cụ thể ;

+ kết luận,

Các công thức được viết dưới dạng chung và nêu chỉ tiêu xuất phát để tính toán Giải thích ý nghĩa các thông số trong công thức, sau đó thay vào các thông số trên những giá trị bằng số và ghi kết quả cuối cùng Kết quả tính được quy tròn theo chuẩn

(+) Tất cả các bảng có kèm theo chữ "P" xem phần phụ lục ở cuối tài liệu

16

Madu khung lên † # 2

Chia thich :.Cach ghi trên khung tên các bản vẽ :

- Bản vẽ lấp : ô (1) : tên đầu để thiết kế ;

6 (3) đối với bản vẽ lấp 6 này bỏ trồng ; UF

ô (4) : ghi tổ, lốp, khoa ;

ô (5) : kí hiệu bản vẽ ; tab ane "uất màn LE

ô (6) :-ghi "đồ án môn học chỉ tiết máy"

- Bản vẽ chế tạo : ghi như trên, nhưng ô (3) ghi vật liêu, ô (2) ghi tên chỉ tiết, và bệ phận thống kế chỉ

- Đối với bản vẽ chế tạo các chỉ tiết phụ khi bố trí nhiều bản vẽ trên cùng một tð giấy thì khung chính

17

Bên cạnh các phép tính trên, nên tính thêm mối

giữa bánh răng, bánh đai v.v với trục

t

ghép căng (ghép bằng độ đôi)

Lap bang ghi, các mối ghép, các chỉ tiết chọn theo tiêu chuẩn, trước hết là các chỉ tiết của mối ghép bằng ren Qua các bảng lập sơ bộ trên đây, người thiết kế có

thể suy nghỉ để bỏ bớt các kiểu lắp và các chỉ tiết có kích thước chưa hợp lí nhằm

làm cho máy thiết kế ra với số kiểu mối ghép và số lượng chỉ tiết ít nhất Sau khi

lựa chẹn xong sẽ ghi các bảng trên vào thuyét minh

Bang 1-8 trich tiéu chudn Nha

thiết kế chỉ tiết máy nước về dung sai và lắp ghép để sử dụng khi

Trong bảng thuyết mỉnh cẩn trình bày

máy, bệ phận ổ v.v phương pháp bảo quả:

Bìa thuyết minh theo mẫu trang 18;

18

vấn đề bôi trơn các bộ phận ăn khớp của

n sử dụng và những điều cần biết khác.

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

BỘ MÔN CHI TET MAY

CHUONG 2

`

TÍNH TOÁN ĐỘNG HOC V:

CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

§1 PHÂN LOẠI VÀ CHỌN SƠ ĐÔ HỘP GiÁM TỐC

N điệp giảm tốc là mét cơ cấu gồm các bộ phận truyền bánh răng hay trục vít, tạo thành một tổ họp biệt lập để giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến

máy công tác Ữu điểm của hộp giảm tốc là hiệu suất cáo, có khả năng truyền những

công suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắc chấn và sử dị ign giận

Có rất nhiều loại hộp giảm tốc, được phân chia theo các đặc điểm chủ yếu sau đây :

- loại truyền động (hộp giâm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vit, banh

- số cấp (một cấp, hai cấp v.v )

- vị trí tương đối giữa các trục trong không gian (nằm ngang, thẳng đứng V v ) ;

- đặc điểm của sơ đồ động (triển khai, đồng trục, cố cấp tách đôi v.v ) Hộp

tình 2-1 và 2-2 là sơ đổ hộp giảm tốc bánh răng tru nam ngang và thẳng đứng Các bánh răng có thể có răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chữ V Vỏ hộp thường đúc bằng gang Trục có thể lấp trong ổ lăn hoặc ổ trượt, Tỉ số truyền ¡ có thể lấy

< ð nếu là răng thẳng và có thể lấy tới 10 nếu là răng nghiêng hoặc răng chữ V 20

Việc chọn sơ đồ hộp giảm tốc nằm ngang hay thẳng đứng là do yêu cầu thuận tiện

về kết cấu chung của thiết bị dẫn động quyết định

Hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp Hiệp giảm tốc bánh răng nón thẳng và răng nghiêng thường dùng để truyền công

suất bé hoặc trung bình Khi ding rang thang ti số truyền ¿ không nên quá 3, còn

khi dùng răng nghiêng tỉ số truyền có thể tới 5 Phần lớn các trục của hộp giảm tốc : bánh răng nón đều lắp trong ổ lan

Hình 2-3 và 2-4 là sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nơn nằm ngang và thẳng đứng

nón một cấp nằm ngan Pp gang nón một cấp Pp thang diin 8 8

Hộp giảm tốc bánh răng trụ tròn hai cấp và ba cấp Thường có các lọai SƠ đồ sau :

Sơ đồ đồng trục (hình 2—¬5) Ưu điểm của loai sơ để này là cho phép giảm kích thước chiêu dài, trọng lượng của hộp giảm tốc bé hơn so với các loại khác

Nhưng nhược điểm chính của hộp giảm tốc đồng trục là khả

năng chịu tải trọng của cấp nhanh chưa dùng hết vì lực

sinh ra trong quá trình ăn khốp của các bánh răng cấp chậm a ° PY)

lớn hơn nhiều so với cấp nhanh, trong khi đó khoảng cách [ 4 4, + trục của hại cấp lại bằng nhau Ngoài ra nó còn có các © ra ` z

a) Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí kết cấu l

chung của thiết bị dẫn động vì chỉ có một đầu trục vào và T

b) Khó bôi trơn bộ phận ổ trục ở giữa hộp

c) Khỏang cách giữa các gối đỡ của trực trung gian lớn,

do đố muốn bảo đảm trục đủ bền và cứng cần phải tăng đường

/

|

| Do những nhược điểm trên, sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục' rất ít dùng

\ Sơ đồ hộp giảm tốc có cấp nhanh tách đôi dùng bánh răng nghiêng (hỉnh 2-6) 6

cấp chậm dùng bánh răng chữ V hoặc bánh răng thang

Hộp giảm tốc có cấp tách đôi được dùng 3 rất rộng rãi

+

Ta) Tải trọng phần bố đều trên các ổ trục

b) Sử dụng hả năng của vật liệu chế tạo các bánh răng cấp chậm và cấp nhanh

2

c) Bánh răng phân bố đối xứng với ổ, sự tập trung tải

trọng theo chiều đài răng Ít hơn so với sơ đồ khai triển

Khi chon ổ cho hộp giảm tốc lọai này nên lưu ý, chọn

lọai ổ sao cho trục lắp bánh răng chữ V cớ khả nang tự

điều chỉnh vị trí theo chiều trục để bù lại sai số gớc nghiêng

của răng

có cấp tách doi: / Hop giảm tốc có cấp chậm tách đôi cing có những ưu

điểm như hộp giảm tốc có-cấp nhanh tách đôi

Hép giảm tốc có cấp tách đôi có nhược điểm là chiều rộng của hộp tăng lên một

Ít, cấu tạo bộ phận ố thức tạp hơn, số lượng chỉ tiết và khối lượng gia công tăng

sơ đồ hộp giảm rủc hai cấp va ba cấp khai triển liộp giảm tốc 3 cấp (hình 2-7)

thường được đùng +ới phạm vì tỈ số truyén i = 8 + 30 ; ở các hộp giảm tốc tiêu

Hinb 2-7 So dé hap giảm tốc Hình 2-8 Sở đồ hộp giảm tốc

hai cấp khai triển ba cấp khai triển

chuẩn (TOCT 2188-55) có giới hạn trên i ax = 50 Muén co ti sé truyén lén có thể

ding hộp giảm tốc ba cấp (hỉnh 2-8) 6 day i = 50 + 400 Khuyết.điểm chủ yếu của

lọai này là bánh răng phân bố không đối xứng đối với gối tựá Vì thế tải trọng phân

bố không đều trên các ổ trục Các ổ trục được chon theo phản lực lớn nhất, nên trọng

lượng hộp giảm tốc có tăng hơn so với các lọai sơ đồ khác ‘

22

Hộp giảm tốc bánh răng nón- trụ

wry Hiệp giảm tốc bánh răng nón-trụ cố thể là hai cấp hoặc ba cấp Bánh răng nón

: ;hoặc rang xoán Bánh răng trụ có răng thẳng hoặc

Hình 2-9 Hộp giảm tốc bánh răng nón - trụ “ Hình: 2~10 Hộp giảm tốc bánh răng nón - trụ

Hộp, giảm tốc bánh răng nón-trụ hai cấp (hình 2-9.và 2-10) có tỉ số truyền thông thường ¿¡ = 8 + lỗ Hộp giảm tốc ba cấp (một cấp bánh răng nơn và hai cấp bánh răng trụ, hình 2-11) được dùng khi ¿¡ = 25 + 7õ Nếu dùng bánh răng

" nón răng nghiêng hoặc răng xoắn thì tỉ số truyền ¿ có thể lớn bơn các trị số nêu

: ở trên

Hộp giảm tốc trục vít Tùy theo vị trí tương đối giữa trục vít và bánh vít, so dé hộp giảm tốc trục vit chia làm 3 loại chính : trục vít đặt trên, đặt dưới và đặt cạnh Ở hộp giảm tốc trục vít đặt dưới (hình 2-12) xác suất rơi của bột kim loai, san phẩm của mài mòn vào

chỗ An khớp Ít hơn so với loai có trục vít đặt trên (hình 2-19)

THiệu suất của hộp giảm tốc

trục vít tương đối thấp nên it

dùng để truyền công suất lớn

vit-banh răng Tỉ số truyền trung bình của loại này là 50 + 130, ¿„ có thể tới 25

Hình 2-17 là sơ đồ hộp giảm tốc trục vít hai cấp Tỉ số truyền của lọai này có th

tới 70 + 2500

Trong thiết kế rôn học ci tiết máy, để tránh các kích thước của hộp giảm tốc

lớn và cấu tạo phức ”?tạp, tỈ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng-trục vit và trục

vít -bánh răng nên giới hạn trong pham‘vi i = 25 + 80, cdn hộp giảm tốc trục vít

hai cấp : ¡ = 150.+-°400

§2 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Chọn động cơ điện bao gồm những việc chính là chọn loại, kiểu động cơ ; chọn

công suất điện áp và: số vòng quay của động cơ

Chọn loại, kiểu động co lũng thì động cơ sẽ có tính nặng làm việc phù hợp với

yêu cầu truyền động” của máy, bù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an

toãn và ổn định - -

công Suất động cơ bé hơn công suất phụ tải yêu cẩu thì động cơ sẽ luôn luôn làm,_ việc quá tải, nhiệt đô tăng quá_ quá nhiệt độ phát nóng cho phép Đệng cơ chóng hỏng Nhưng nếu chọn công suất động cơ lớn quá thì sẽ làm tất tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cổng kénh, động cơ luôn Tuôn 2 việc non tải, hiệu suất động cơ sẽ thấp, nếu là động

cơ điện không đồng bộ thì hệ số công suất cosø của động cơ sẽ thấp

Chọn điện áp không thích hợp sẽ ảnh hưởng đến vốn đầu tư, phí tổn vận hành

và bảo quản mạng điện cung cấp của xÍ nghiệp

Cần chú ý đến việc: chọn hợp lí số vòng quay của động cơ điện Động cơ có số vòng quay lớn thì kích thước khuôn khổ, trọng lượng, giá thành của động cơ giảm

Vễ mặt này nên chọn động cơ điện có số vòng quay lớn ; tuy nhiên, "nếu số vồng quay càng lớn thì tỉ số truyền động chung càng lớn và kết quả là làm tăng khuôn khổ trọng lượng và giá thành của các bộ truyền và của cả thiết bị Với lí do này

nên chọn số vòng qưay của động cơ bé Vì vậy muốn chọn hợp lí cần phải tính toán

vài ba phương án khác nhau Thông thường, đối với mỗi sơ đồ động cụ thể, người

"thiết kế nhờ kinh nghiệm thực tiễn có thể chọn ngay số vòng quay của động cơ điện hợp lí

Chọn loai và kiểu động cơ điện

Hiện nay trong công nghiệp thường dùng các loại động cơ điện sau :

a) Động cơ điện một chiều ding dang dién thột chiều để làm việc (có thể mắc

song song, nối tiếp hoặc mác hỗn hợp), hoặc dùng đòng điện một chiều điểu chỉnh được (hệ thống máy phát - động cơ) Động cơ điện một chiều có'thể điều chỉnh êm

tốc độ trong một phạm vi rộng từ 3 : I đến 4 : 1 Khi dùng hệ thống máy phát - động cơ thì phạm vi điều chỉnh tốc độ cơ thể lên tới 100 : 1 hay hơn nữa Ngoài ra

dùng động cơ điện mot chiều bảo đâm khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ đàng Nhờ

những ưu điểm trên, động cơ điện một chiều được dùng rộng rãi trong các thiết bị

vận chuyển bằng điện, thang Bey, may Aruc v.v

2E

‘Nhung động cơ điện một chiều đất, "khối lượng sửa chữa lớn và mau hỏng hơn

động cơ điện xoay chiểu và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu

b) Động cơ điện xoay chiều ba phú đồng bệ và không đồng bộ

- Động cơ không đểng bộ kiểu lồng sóc rẻ, cấu tạo vận hành đơn giản nhất, mắc

trực tiếp với mạng điện xoay chiều không cần biến đổi dòng điện Lọai này được dùng rộng rãi nhất trong các ngành cơ khí, thí dụ như trong máy: công cụ, Yêu cầu công suat, phu tai dudi 100 RW, không điều chỉnh vận tốc hoặc cớ thể diéu chỉnh nhảy cấp

bằng cách thay đổi số đôi cực từ ộ i :

Động cơ điện không đồng bộ ba pha kiểu đây quấn so với động cơ lồng sóc thì đất, kích thước lớn, vận hành phức tạp, cosy thấp hơn Nhưng cớ ưu điểm là dong”

điện mở máy nhỏ và có khả năng điều chỉnh vận tốc bằng phẳng trong một phạm

vi hẹp

- Động cơ đồng bộ ba pha giá đất, rhở máy phức tạp Nhưng nếu phụ tải yêu cầu

công suất động cơ lớn hơn 100 %W và không cần điêu chỉnh vận tốc thì chọn động cơ

đồng bộ lại thích hợp vì hệ số công suất cosw, phí tổn vận hành của động cơ sẽ rẻ

€) Động cơ diện không dồng bộ một pha thường dùng trong các thiết bị đẫn động

của máy khâu, máy quạt, và những máy móc phục vụ các-sinh họat hàng ngày vi công

suất của các lọai động cơ này không lớn lắm " :

Ngoài việc chọn loại động cơ, ta phải căn cứ vào “điều kiện bố.trí máy, điều kiện

môi trường xung quanh để chọn kiểu động cơ thích hợp Cần chú ý bảo vệ động cơ

khỏi ảnh hưởng của nước, bụi hoặc các hóa chất ăn mòn bộ phận cách điện, ngoài ra

cần lưu ý đến ảnh hưởng của tia lửa điện phát sinh ra trong động cơ đối với môi

Động cơ kiểu hớ có nhiều lễ thông gió lớn ở thân và hai bên nắp nên điều kiện

thông gió tốt, kích thước động cơ nhỏ và giá thành rẻ Tuy: vậy, :Ít dùng kiểu này vì

động cơ không tránh được bụi, nước và các vật khác:ở bên ngoài rơi Vào, hơn nữa còn nguy hiểm cho người vận hành vì đễ sờ vào các bộ phận dẫn điện, l

Thông thường hay dùng động cơ kiểu bảo vệ, các lỗ thông gid có Che lưới sất, bảo vệ động cơ tránh được nước mưa và các vật bên ngoài rơi vào (nhưng vẫn không

ngân được bụi Động cơ này cố thể đặt ngoài trời :

6 những nơi có nhiều bụi, hơi nước, thường dùng động cơ kiểu kín, có những ống

thông gió riêng để dẫn khí làm nguôi vào và.ra khỏi động cơ

Tùy theo cách bố trí bộ phận máy có thể dùng động cơ kiểu đặt đứng hoặc đặt nằm

Chọn công suất động cơ điện

Động cơ điện cần chon sao cho cd thé Tợi dụng được toàn bộ công suất động cơ

Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện ; _ động cơ không phát nống quá nhiệt

độ cho phép, - cớ khả nãng quá tải trong thời gian ngắn, - có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới: khởi động Thường chọn động -

cơ theo điều kiện nhiệt độ rồi kiểm tra theo điều kiện quá tải và mômen mở máy : a) Déng co lam viée 6 ché độ dài hạn uói.phụ tải không đổi Thí dụ: các động

sơ kếo máy bơm, quạt gió Động cơ điện được chọn phải cớ công suất định: mức lớn hơn hay bằng công suất phụ tải đặt trên trục động cơ (công suất cẩn thiết)

26

Sam - cong suất định mức của động cơ AM,

Nv - công suất lam ‘ viée (RW) ;

q — hiéu suat truyén déng ;

?† — ?7ị-'12-1a.¿: là tích số hiệu suất của các bộ truyền và

của các cập ổ trong thiết bị, có thể chọn theo bảng 2-1

Chú thích : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng kín cho trong bảng ứng với

bánh răng có cấp chính xác 8 Khi bánh răng có cấp chính xác 9

thi lấy nhỏ hon trị số trong bảng 1 + 2% ; cấp chính xác 7 thì

lấy tăng 1 + 1,5%

Trường hợp chọn công suất động cơ làm việc với phụ tải không đổi ta không cần

kiểm tra điều kiện quá tải mà chỉ cẩn kiểm tra điều kiện mômen mở máy của động

cơ M,„„ có thắng được mômen cân ban dau M.;, 44 cla phu tải hay khong

Việc xác định mômen cân ban dau rat phức tap, nó bao gồm mômen cản trên

trục động cơ và mômen quán tính

b) Động cơ làm uiệc ở chế độ dời hạn uới phụ tải thay dồi Thí dụ động cơ truyền động trong máy cắt kim loại Nhiệt độ động cơ tăng giảm theo sự biến thiên của phụ

27

tải Trường hợp này, ta chọn công suất động cơ sao cho trong thời gian làm việc động

cơ lúc chạy quá tải, lúc chạy non tải một cách thích hợp để nhiệt độ động cd đạt tới

trị số ổn định Muốn vậy, ta coi như động cơ làm việc với phụ tải đẳng trị không đổi

ma mat mat nang lượng do nó gây nên trong động cơ bằng mất mát năng lượng do phụ tải thay đổi gây nên trong cùng một thời gian Ở đây trình bày phương pháp

mômen đẳng trị Ta chọn động cơ có công suất định mức lớn hơn hoặc bằng công suất

công suất đẳng trị

\ trong dé : M,, tinh bang Nm ;'n là số vòng quay của động co tính bằng vg/ph

* Néu Na là công súât phụ tải đặt trên trục máy công tác thì phải chia cho hiệu suất truyền động 7

28

: quất đẳng tri bằng

thuận vdi mémen *Ol

® cS oO O° 8 qe, a

Công thức (2-3) và (2-4) có thể dùng cho phucn

cách thay mômen bằng công suất bởi vì công suất tỉ s

kiểm tra động cơ theo điểu kiện quá tải

M_ >M cp maxgt , (2-5)

động cơ không đồng bộ trong đó : M_ - mémen cho phép của động cơ

Đối với động cơ một

Kiểm tra động cơ theo điều kiện mổ máy tiếu hành như trên

c) Động cơ làm viée ó chế độ ngốn hạn Đường phụ tải biểu diễn trên hình 2-19

Động cơ chỉ làm việc trong một thời gian ngắn sau đó nghỉ rất lâu Những động cơ này được sân xuất chuyên dừng, có khá năng quá tải lớn và có thời gian làm việc tiêu chuẩn là 15 phúi, 30 phút, 60 phút

Khi chọp tiến hành theo hai bước :

- chọn thời gian làm việc thực tế bằng thời gian làm việc tiêu chuẩn ;

- chọn công suất động cơ theo điều kiện nhiệt độ rồi kiểm aghiệm lại theo diéu

kiện quá tải và mở máy

i trong đó : wf, - céng suat dinh mtic:;

Ni, N, ~ công suất phụ tải ứng với thời gian tị và tạ

đd) Động cơ làm uiệc ó chế độ ngắn han lap

iại Đường phụ tải biểu điễn trên hình 2-20 # 4 we

Động cơ làm việc theo chu kì : làm việc - nghỉ x “4 x MÁC:

- làm việc, đặc trưng cho chế độ làm việc này # i #

là tỉ số cường độ làm việc của động cơ :

trong đó : tị, - thời gian làm việc, tị, = ttt; t,~thdi gian nghi ;

Trong một chủ kì làm việc ý, không quá Ler

10 phat, vi dụ như động cơ dùng cho máy nâng, "

cần trục, tời v.v

Vì động cơ làm việc đ chế đệ ngắn ;hạn lập

lại liên tục cho nên nó phải cố khả năng quả

tải lớn và mômen quán tính nhỏ Thực tế người ta sản xuất động cơ chuyên dùng ¢

chế độ ngắn hạn lập lại có tỉ, số CÐ% liêu chuẩn là 15%, 40%, và 60%

Muốn chọn động cơ ở chế độ này, trước tiên phải tính tỉ số CÐ% của động cơ,

nếu đúng bằng CĐ% tiêu chuẩn thì công suất động cơ được chọn giống như ở chế độ

làm việc dài hạn, nghia là không kể thời gian nghỉ, chỉ tính thời gian làm việc

Động cơ chọn có công suất định mức :

Ý S2 k=1

Nếu CD% của động cơ khác với CĐ% tiêu chuẩn, thì ưu tiên chọn những động cơ

có CĐ% tiêu chuẩn gần CÐ% tính toán Công suất động cơ được chọn sao cho

| CD % tính toán Nom Nim CD'% tiêu chuẩn trong các công thức Nom - công suất định mức ;

N dị T công suất đẳng trị

Nếu CÐ% của động cơ lớn hơn 60% thì chọn động cơ như chế độ dài hạn, và nếu

CD% bé hơn 10% thì động cơ được chọn như.ở chế độ ngắn hạn

Sau đó cẩn kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện quá tải và mở máy

Các lọai động cơ điện thường dùng xem bảng IP + 18P phần phụ lục

$3 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN -:

Một hệ thống dẫn động (bộ phận truyền động từ động cơ đến máy công tác) có

thể gồm các bộ truyền đai, xích, và hộp giảm tốc Việc phân phối tỉ số truyền cho các

bộ truyền đai, xích thường lấy các trị số trung bỉnh cho phép, chẳng hạn đối với bộ

truyền đai dẹt không bánh căng có thể chọn-í < 5, cố bánh căng ¡ < 8, bộ truyền

dai thang ¡ < 6, đối với bộ truyền xích có thể chọn ¡ < 6 Sau khi đã xác định được

số vòng quay của trục công tác n, và chọn được số vòng quay của động cơ điện Nee

thi ti sé truyén dong chung i tinh nhu sau :

với i= ion iy

trong dé : i,, - tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp ;

l¡ - tỉ số truyền của các bộ: truyền trong hộp ;

i, = tify

Việc phân phối ý, cho các bộ truyền trong hộp giảm tốc (mối quan hệ giữa ts bg,

iz ) theo các nguyên tắc sau : / " ° / /

1 Bảo đâm khuôn khổ và trọng lượng của hộp giảm tốc là nhỏ nhất ;

2 Bảo đảm điều kiện bôi trơn tốt nhất

Khuôn :khổ trọng lượng của hộp giảm tốc phụ thuộc nhiều vào vật liệu chế tạo

bánh răng và hệ số chiều rong banh rang y,, ¥

Theo một số tài liệu, nếu tăng trị số ứng suất cho phép khoang 1,5 lần thì khoảng cách trục A; giảm 24%, nếu giảm ứng suất tiếp xúc cho phép khoảng 40% thì khoảng cách trục A tăng 1,4 lần Đối với hệ số chiều rộng răng ⁄A, nếu tăng 40% thì khoảng cách trục A giảm 11% và chiều rộng bánh răng tăng 25% ; ngược lại nếu giảm vp xuống 40% thì A tăng 18% và chiều rộng bánh răng giảm 29% Như vậy thay đổi Va

sẽ làm cho khoảng cách trục và chiều rộng bánh răng thay đổi ngược nhau Nhưng khi tang y, tức là tầng chiều rộng rang, thi su phan bé tai trong theo chiều dài tiếp

xúc càng không đều, nhất là đối với bánh răng cớ độ rấn bề mặt lớn,

Kết quả phân tích cũng cho thấy là khoảng cách truc A phụ thuôc vào ¡ Nếu không thay đổi trị số ứng suất tiếp xúc cho phép ; hệ số chiều rộng răng và tỉ số giữa công suất với số vòng quay thì việc thay đổi A bằng cách thay đổi ¡ sẽ không mang lại kết quả mong muốn

Tuy nhiên trong phạm ví một hộp giảm tốc, khi các bánh răng làm bằng cùng

một loại vật liệu và có cùng hệ số chiều rộng răng, thì khuôn khổ trọng lượng hộp

giảm tốc và điều kiện bôi trơn các bộ truyền chịu ảnh hưởng của việc phân phối tỉ

số truyền i

Thông thường nên tiến hành phân phối ¿ theo một số phương án rồi chọn phương

án hợp lí Dưới đây là những đề nghị sơ bộ có thể tham khảo khi thiết kế :

Trong hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển (hình 2-7) để các bánh răng

bị dẫn của cấp nhanh và cấp chậm đều được ngâm trong dầu gần như nhau, tức là

đường kính của các bánh răng phải xấp xỉ nhau (d2 = dự hoặc d„ lớn hơn đ.; một

Ít) nên phân phối i, > i, G@, - tỉ số truyền của cấp nhanh, i, - ti sé truyén của cấp chậm) Có thể chọn theo hệ thức sau : i, = (1,2 + 1,3)i,

Với hộp giảm tốc cỡ nặng, việc phân phối tỉ số truyền nhiều khi xuất phát từ

điểu kiện tổng trọng lượng của các bánh rang là nhỏ nhất hoặc tổng các khoảng cách

trục là nhỏ nhất Lúc này thường lấy i, < i, vad ¥ d., Tét nhiên với hộp giảm

tốc cỡ nặng thì trọng lượng và khuôn khổ của hộp giảm tốc quan trọng hợn là bôi trơn các bánh răng bằng phương pháp ngâm trong dầu Trường hợp này thường bôi trơn bằng cách tưới đầu hoặc lắp thêm bánh răng phụ để té dầu

Trong hộp giảm tốc đồng trục nằm ngang, để bánh rãng bị dẫn cấp nhanh và cấp

chậm ngâm trong dầu như nhau nên lấy :

‘Trong hộp giảm tốc bánh răng nón-trụ, thường tránh chọn tỈ số truyền của bánh răng nơn lớn hơn 3, sơ'bộ có thể chon 7,45 = (0,22 = 0,28)i, ; s6 nhé ding cho trường

hop i, lớn Trường hop đặc biệt có thể tầng tỉ số truyền động của cặp bánh răng nón

lên một ít nếu nhờ đó có thể bảo đâm khả năng ngâm được bánh răng bị dẫn của cả

"hai cấp trong hộp dẩu chung

31

răng-trục vít, để tiện việc bế tri

xuyển cặp bánh rang trụ không nên lấy lớn hơn 2:~ 2,5

Trong hộp giảm tốc trục vit~bánh răng só thể lấy iy a (8,03 + 8,06)i,

Trong hộp giảm tốc trục vít hai cấp kết cấu chung duge bao dam hợp lÍ nếu

A, = 2A, trong dé A, va A, iA khoáng cách trục của cếp chậm vả cấp nhanh, lac nay

tỈ số + ruyền của cấp nhanh và cấp chậm xấp xỉ bằng nhau

Ti s z trung bình của các bộ.truyền khác nhau có thổ chọn theo bảng

vỏ

CHUONG 3

TRUYEN DONG BANH RANG

Truyền động bánh răng được dùng rất nhiều trong các ngành chế tạo máy vì có

các ưu điểm nổi bật như : kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, hiệu súât cao, tỉ số truyền không thay đổi, làm việc chắc chắn và bền lâu

Tùy theo vị trí tương đối giữa các trục, có thể chia truyền động bánh răng ra

Dạng răng chủ yếu được dùng trong các bộ truyền bánh răng hiện nay là dạng

rang thân khai Do đó trong chương này chỉ trình bày về tính toán các bộ truyền bánh

§1 CÁC QUAN HỆ HÌNH HỌC CHỦ YẾU CUA BO TRUYEN BANH RANG

Bộ truyền bánh răng trụ được đặc trưng bởi các thông số chính sau đây (hình 3-1,

đối với bánh nhỏ dùng chỉ số "í", đối với bánh lớn dùng chỉ số "2°) :

Z - SỐ rằng ;

2 tw ib cg ewe

i= —=% Ry 2: - ti sé truyén YEN ;

t - bước răng trên vòng chia ;

t, = teosx, - bude rang trên vòng cơ sở (bước cơ sổ) ;

«; ¬ gúc prôfin sinh (đối với bánh răng nghiêng góc prôñn sinh trong mặt cất

Trong bảng 3-1 cho các tri sé médun trong pham vi thông dụng nhất (từ 1 đến 50mm) Đối với bánh răng nghiêng cần phân biệt môđun pháp m, va médun ngang m., trị số môđun pháp m„ phải lấy theo tiêu chuẩn (bảng 3-1)

5,5 7

9 11 14 18 - 22 28 36 45

Chú thích :

1 Khi chọn nên ưu tiên lay day 1

2 Đối với bánh răng nghiêng và bánh răng chữ V, trị số trong bảng là trị số môđun phap m,

- góc nghiêng của răng, đối với bánh rằng thang B = 0; >

34

dén § ~ hé sé dich dao ;

ang -

i A - khoang cach true ;

h ~ chiéu cao rang ;

D, - đường kính vòng đỉnh răng ;

Ð, - đường kinh vòng chân rằng ;

« - góc ăn khớp, đối với cặp bánh răng thẳng ăn khớp chuẩn hoặc dịch chỉnh đều

« = œ( = 30° ; đối với cặp bánh răng nghiêng ăn khớp chuẩn hoặc dịch chỉnh đều góc

ăn khớp trong mặt cắt pháp %ạ = Ăn = 209,

Oe

Ằ Hình 3-2

: , liêng đối với bộ truyền bánh tăng nón (hình 3-2), môđun và kích thước thường

cho trên mặt mút lớn Ngòai một số thông số chủ yếu đã nơi trên, còn có :

% - chiều dai non ;

, Đảng 3-2 Các quan hệ hình học chủ yếu của bộ truyền bánh răng trụ

không dich chính ăn khớp ngoài

Chủ thích c LẺ Đối với bánh răng thẳng, môđun pháp m, cling là mnôđun ngang m; kí hiệu chung là m

` - Trưởng hợp chế tạo bánh răng có răng thấp (fy =.0.8) thì h = 1,9m, và c = 0,3

Các quan hệ hình học chú yếu của bộ truyền bánh răng trụ

xăng thẳng dịch chỉnh ăn khớp ngoài

Hệ số giảm chiểu cao căng y } Xác định bằng toán đổ (h 3-5) :

~ Chiéu cao ring h = 2,25m - ym =

Đường: kính vòng đỉnh răng Đại = (+ 2+ X6i- 2v)m

Bang 3-4

Các quan hệ hình hộc chủ yếu của bộ truyền bánh răng trụ

i răng thẳng không dịch chỉnh ăn khớp trong

Môdun trên mặt mút lớn un rên mặt mút Gn t ; mẹ = my L~0%b —— =

i Góc chân răng y (khi chiểu cao chân rang h = 1,25mg) Y = ¥2 = ¥ = acrtg L

Ề Góc mặt nón đỉnh rằng % : lị Ø0 2 Á ¡0a = 0y + A

37

§2 THIET KE BO TRUYEN BANH RANG =~ a

Để thiết kế bộ truyền bánh răng, cẩn biết trước : công dụng và chế độ làm việc của bộ truyển, công suất, số vòng quay trong một phút của trục dẫn và trục bị dẫn

(có khi còn cho biết thêm vật liệu bánh răng, điều kiện chế tạo)

Cần chọn vật liệu (nếu chưa cho trước), xác định kích thước bánh răng, số răng,

maôđun, góc nghiêng của răng (đối với bánh răng nghiêng hoặc chữ V), khoảng cách

trục (hoặc chiều đài nón của bộ truyền bánh răng nón) Ngoài ra để có số liệu đùng

cho tính trục phải tính trị số lực tác dụng lên trục :

Co thé tiến hành thiết kế các bộ truyền bánh răng trụ hoặc bánh rang non theo các bước dưới đây :

_1, Chọn vật liệu bánh rang và cách nhiệt luyện

Thép nhiệt luyện là loại vật liệu chủ yếu để làm bánh Tăng Ngoài ra còn đùng

gang và chất đẻo

- Đối với các bộ truyền chịu tải trọng nhỏ và trung bình có thể dùng thép tôi cải

thiện (tôi rồi ram ở nhiệt độ cao) ; thép thường hớa hoặc thép đúc để chế tạo bánh

rang DO ran bé mat của răng HB < 350 Để cố thể chạy mòn tốt, nên lấy độ rắn

của bánh răng nhỏ lớn hơn độ rấn của bánh răng lồn khoảng 25 + B0HB :`-

HB, = HB, +,(25 + 50)HB

Đối với các bộ truyển chịu tải trọng lớn và yêu cầu kích thước nhô gọn thì dùng

thép cácbon hoặc thép hợp kim nhiệt luyện để đạt độ rắn bề mat HB > 350 (tôi thấm

Đối với các bộ truyền bánh rầng để hở, làm việc với vận tốc thấp, không có yêu cầu kích thước phải nhỏ gọn, có thể dùng vật liệu gang / :

Chất dẻo thường được dùng trong các bộ truyền bánh tăng chịu tải trọng nhỏ, yêu cầu làm việc Ít kêu và cần giảm tải trọng động

Vi sé chu ki lam việc của bánh rang nhỏ nhiều hơn của bánh răng lớn (gấp ¿ lần) cho nên bánh ràng nhỏ được chế tạo bằng vật liệu tốt hơrỲ Bang 3-6 vã 3-7 hướng

dan chon phối hợp một số loại thép chế tạo bánh răng nhỏ với bánh răng lớn,

Sau khi chọn vật liệu cần định phương pháp nhiệt luyện, yêu cẩu về độ rắn và các cơ tính khác của vật liệu Cơ tính của một số loại thép cho trong bảng 3-8

2 Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép

a) ung suất tiếp xúc cho phép

trong đó : [Ono — Ứng suất tiếp xúc cho phép (N/mm?) khi bánh rang lam việc

lâu dài, phụ thuôc vào độ rán Brinen HB höặc độ rắn Rôcoen HRC,

38

Huong đẫn chọn phối hợp ‘mot số loại thép chế tạo bánh răng nhỏ

với bánh rang lớn khi độ rắn HB < 350

Hướng dẫn chọn phối hợp một số loại thép chế tạo bánh răng nhỏ

với bánh răng lớn khi độ rắn HB > 350

Cơ tính của một số loại thép Bằng 3-8

¬ uta Đường kinh Giéi han bén Giới hạn chây ae

Nhãn hiệu thép phôi mm kéo a4, N/mm" Ooh N/mm?