Đề cương ôn đồ án chi tiết máy

Đề cương ôn đồ án chi tiết máy câu hỏi ôn đồ án chi tiết máy PHẦN II: CÁC CÂU HỎI CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Chọn động cơ bao gồm chọn loại động cơ, kiểu động cơ, chọn công suất điện áp và số vòng quay của động cơ. Chọn loại, kiểu động cơ đúng thì động cơ sẽ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành an toàn và ổn định. Chọn đúng công suất động cơ thì mang lại hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật. Nếu chọn động cơ có công suất bé hơn công suất tải thì động cơ sẽ luôn quá tải, khi làm việc nhiệt độ sẽ tăng quá nhiệt độ cho phép, động cơ mau hỏng. Nếu chọn động cơ có công suất quá lớn thì tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ lại luôn hoạt động non tải, hiệu suất thấp. Chọn động cơ có điện áp không phù hợp sẽ ảnh hưởng đến vốn đầu tư, phí tổn vận hành và bảo quản mạng điện cung cấp. Một thông số quan trọng nữa là số vòng quay của động cơ. Động cơ có số vòng quay lớn thì kích thước, trọng lượng và giá thành giảm. Tuy nhiên tỷ số truyền sẽ lớn và tăng khuôn khổ trọng lượng và giá thành các bộ truyền, thiết bị. Trang 8 Vì vậy muốn hợp lý thì nên tính toán vài ba phương án khác nhau. Nếu có kinh nghiệm thực tiễn thì người thiết kế có thể chọn ngay số vòng quay hợp lý. 2.1. Các loại động cơ thường sử dụng Động cơ một chiều: Khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng tuy nhiên giá thành đắt, khối lượng sửa chữa lớn và mau hỏng. Động cơ xoay chiều ba pha: • Động cơ không đồng bộ: Phù hợp sử dụng khi yêu cầu công suất < 100kW, không điều chỉnh vận tốc. • Động cơ đồng bộ: Giá thành đắt, mở máy phức tạp nhưng hệ số công suất cos cao hơn động cơ không đồng bộ. Phù hợp sử dụng khi yêu cầu công suất > 100kW và không cần điều chỉnh vận tốc. Động cơ xoay chiều một pha không đồng bộ: Thường dùng khi công suất yêu cầu không lớn lắm. Tùy vào điều kiện bố trí máy mà chọn động cơ kiểu đứng hoặc nằm. 2.2. Các câu hỏi. Câu 1: Chọn Động cơ điện thoả mãn điều kiện gì?

PHẦN I: PHÂN LOẠI HỘP GIẢM TỐC Hộp giảm tốc cấu gồm truyền bánh hay trục vít, tạo thành tổ hợp biệt lập để giảm số vịng quay truyền cơng suất từ động đến máy công tác Ưu điểm hộp giảm tốc hiệu suất cao, có khả truyền công suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắn sử dụng đơn giản Hộp giảm tốc phân loại theo đặc điểm: - Loại truyền động (bánh trụ, bánh cơn, trục vít, bánh - trục vít) - Số cấp (một cấp, hai cấp…) - Vị trí tương đối trục không gian (nằm ngang, thẳng đứng…) - Đặc điểm sơ đồ động (khai triển, đồng trục, có cấp tách đôi…) 1.1 Hộp giảm tốc Đồng Trục Ưu điểm Cho phép giảm kích thước chiều dài, trọng lượng hộp giảm tốc so với loại hộp giảm tốc khác Nhược điểm - Nhược điểm hộp giảm tốc đồng trục khả tải trọng cấp nhanh chưa dùng hết lực sinh trình ăn khớp bánh cấp chậm lớn nhiều so với cấp nhanh, khoảng cách trục cấp lại - Hạn chế khả chọn phương án bố trí kết cấu chung cuả thiết bị dẫn động có đầu trục vào đầu trục - Khó bôi trơn phận ổ trục hộp Trang - Khoảng cách gối đỡ trục trung gian lớn, muốn bảo đảm trục đủ bền cứng cần phải tăng đường kính trục - Do đó, hộp giảm tốc đồng trục dùng Hình 1.1 Hộp giảm tốc cấp đồng trục 1.2 Hộp giản tốc Phân đôi Ưu điểm Trang - Tải trọng phân bố ổ trục - Sử dụng hết khả vật liệu chế tạo bánh cấp chậm cấp nhanh - Bánh phân bố đối xứng so với ổ, tập trung tải trọng theo chiều dài so với sơ đồ khai triển thông thường Nhược điểm - Chiều rộng hộp giảm tốc tăng lên - Cấu tạo phận ổ phức tạp - Số lượng chi tiết gia cơng tăng Hình 1.2 Hộp giảm tốc cấp phân đôi Lưu ý: Khi chọn ổ cho hộp giảm tốc phân đơi nên chọn loại ổ cho trục cịn lại có khả điều chỉnh vị trí theo chiều trục để bù lại sai số góc nghiêng banh (ổ tự lựa) Trang 1.3 Hộp giảm tốc khai triển Thường dùng với phạm vi tỉ số truyền u = ÷ 30, giới hạn umax = 50 (tiêu chuẩn GOST 2188 – 55 Nhược điểm - Bánh phân bố khơng đối xứng gối tựa Vì tải trọng phân bố không ổ trục - Các ổ trục chọn theo phản lực lớn nên trọng lượng hộp giảm tốc có tăng so với loại sơ đồ khác Trang Hình 1.3 Hộp giảm tốc cấp Khai Triển 1.4 Hộp giảm tốc côn - trụ Ưu điểm: Truyền momen xoắn chuyển động quay trục giao Nhược điểm: - Giá thành đắt, khó chế tạo đòi hỏi khắt khe dung sai Trang - Khó lắp ráp - Khối lượng kích thước lớn so với hộp giảm tốc bánh trụ Hình 1.4 Hộp giảm tốc Côn – Trụ 1.5 Hộp giảm tốc trục vít Tùy theo vị trí tương đối giữ trục vít bánh vít, sơ đồ hộp giảm tốc trụv vít chia thành ba loại chính: trục vít đặt bên, đặt đặt cạnh Trang Đối với hộp giảm tốc trục vít đặt dưới, xác suất rơi bột kim loại, sản phẩm mài mòn vào chỗ ăn khớp so với loại có trục vít đặt Hộp giảm tốc có trục vít đặt cạnh dùng để dẫn động cấu xoay cần trục Tuy nhiên nhìn chung việc sử dụng sơ đồ sơ đồ khác thuận tiện bố trí thiết bị hệ thống dẫn động định Tỷ số truyền hộp giảm tốc trục vít thường vào khoảng u = 10 ÷ 70 PHẦN II: CÁC CÂU HỎI CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Chọn động bao gồm chọn loại động cơ, kiểu động cơ, chọn công suất điện áp số vòng quay động Chọn loại, kiểu động động có tính làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động máy, phù hợp với mơi trường bên ngồi, vận hành an tồn ổn định Chọn cơng suất động mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật - Nếu chọn động có cơng suất bé cơng suất tải động ln tải, làm việc nhiệt độ tăng nhiệt độ cho phép, động mau hỏng - Nếu chọn động có cơng suất q lớn tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động lại hoạt động non tải, hiệu suất thấp Chọn động có điện áp khơng phù hợp ảnh hưởng đến vốn đầu tư, phí tổn vận hành bảo quản mạng điện cung cấp Một thông số quan trọng số vòng quay động Động có số vịng quay lớn kích thước, trọng lượng giá thành giảm Tuy nhiên tỷ số truyền lớn tăng khuôn khổ trọng lượng giá thành truyền, thiết bị Trang Vì muốn hợp lý nên tính tốn vài ba phương án khác Nếu có kinh nghiệm thực tiễn người thiết kế chọn số vịng quay hợp lý 2.1 Các loại động thường sử dụng - Động chiều: Khởi động êm, hãm đổi chiều dễ dàng nhiên giá thành đắt, khối lượng sửa chữa lớn mau hỏng - Động xoay chiều ba pha: • Động khơng đồng bộ: Phù hợp sử dụng yêu cầu công suất < 100kW, khơng điều chỉnh vận tốc • Động đồng bộ: Giá thành đắt, mở máy phức tạp hệ số công suất cos cao động không đồng Phù hợp sử dụng yêu cầu công suất > 100kW không cần điều chỉnh vận tốc - Động xoay chiều pha không đồng bộ: Thường dùng công suất yêu cầu không lớn Tùy vào điều kiện bố trí máy mà chọn động kiểu đứng nằm 2.2 Các câu hỏi Câu 1: Chọn Động điện thoả mãn điều kiện gì? - Động khơng phát nóng q nhiệt độ cho phép - Có khả qua tải thời gian ngắn - Momen mở máy đủ lớn để thắng momen phụ tải ban đầu Câu 2: Trường hợp cần chọn công suất động theo công suất đẳng trị, sao? - Công suất động xác định dựa tren Pt (Công suất cần thiết trục động cơ) Trị số Pt xác định tùy thuộc vào chế độ làm việc động tính chất tải trọng: Trang - Chọn công suất động theo công suất đẳng trị tải trọng không đổi Pt công suất làm việc trục công tác Công suất trục công tác, với hệ thống dẫn động băng tải hay xích tải thường khơng cho trước mà tính dựa lực vịng vận tốc làm việc xích tải/băng tải: Pt = Plv = F.v/1000 - Tải trọng thay đổi: Lúc nhiệt độ động thay đổi theo thay đổi tải trọng Do ta tính theo cơng suất tương đương không đổi (với mát lượng sinh tương đương với mát lượng công suất thay đổi gây nên thời gian) Trong trường hợp hệ dẫn động khí làm việc với tải trọng thay đổi, công suất dùng để chọn động công suất đẳng trị Bởi lúc động sử dụng có thời gian chạy tải non tải thích hợp để nhiệt độ động đạt đến trị số ổn định Do ta xem động làm việc với phụ tải đẳng trị không đổi, mà mát lượng gây nên động với mát lượng phụ tải thay đổi gây nên thời gian Pt =Ptđ Gọi công suất đẳng trị, dùng để tính tốn chọn cơng suất động Nhưng tính tốn cơng suất trục momen xoắn trục dùng cơng suất trục công tác P Câu 3: Cách chọn động điện? Dựa vào thông số để chọn động điện, thông số động điện Phân biệt công suất tương đương, công suất yêu cầu công suất danh nghĩa động Trang * Cách chọn động điện : - Tính cơng suất cần thiết động Pct = Pt / η Muốn biết công suất công thiết động cơ, cần xác định: Pt – công suất tính tốn η - hiệu suất truyền động Trị số Pt phụ thuộc vào chế độ làm việc tính chất tải trọng Trường hợp tải trọng không đổi, công suất tính tốn cơng suất trục cơng tác Với trường hợp tải trọng thay đổi, cơng suất tính tốn tính theo cơng suất tương đương - Xác định sơ vòng quay đồng động Sau tính cơng suất động cơ, ta tính số vòng quay sơ động để chọn động thích hợp Trong thiết kể, để chọn số vòng quay động cần cân đối yếu tố : giá thành động kích thước truyền + Tính số vịng quay trục cơng tác: nct = 60.103.v  D Số vịng quay đồng thấp kích thước, khn khổ giá thành động tăng (vì số đơi cực từ lớn) Số vòng quay đồng cao kích thước khn khổ động giảm giá thành hạ Nhưng ngược lại tỷ số truyền động lớn yêu cầu giảm tốc lớn - Dựa vào số vịng quay đồng bộ, cơng suất ,kết hợp với yêu cầu tải , momen mở máy phương pháp lắp đặt động để chọn kích thước động phù hợp với yêu cầu thiết kế * Thông số động : - Công suất Trang 10 - Tốc độ - Hệ số công suất : cos β - Tỷ số điều kiện mở máy :TK / Tdn - Tỷ số điều kiện tải : Tmax / Tdn Câu 4: Phân biệt chế độ làm việc động Động hệ thống dẫn động chọn theo chế độ làm việc ? sao? - Trường hợp động làm việc ngắn hạn:( phân theo chế độ làm việc) + Trường hợp động làm việc thời gian ngắn với tải trọng không đổi + Trường hợp động làm việc ngắn hạn với tải trọng thay đổi -Trường hợp động làm việc dài hạn: (Phân theo tính chất tải trọng) + Tải trọng không đổi + Tải trọng thay đổi Câu 5: Nêu cách chọn hợp lý cơng suất số vịng quay động Dựa vào cơng suất cần thiết tính số vòng quay sơ động ,kết hợp với yêu cầu momen mở máy phương pháp lắp đặt động để chọn quy cách động theo bảng giới thiệu Phụ lục Động phải có cơng suất Pdc số vịng quay đồng thỏa mãn điều kiện: Pdc > Pct ndb ≈ nsb Đồng thời có momen mở máy thỏa mãn điều kiện T mm / T ≤ TK / Tdn Câu 6: Tại phải kiểm tra mở máy tải cho động ? trường hợp kiểm tra tải cho động cơ? Tại ? Khi mở máy, momen tải không vượt momen khởi động động ( T < TK) không động không chạy Trang 11 Nếu làm việc chế độ ổn định mà động bị q tải lý nào, số vòng quay động giảm Momen tải dù tác dụng thời gian ngắn không vượt momen cực đại Tmax động cơ, không động dừng lại bị cháy không kịp ngắt nguồn Câu 7: Những lưu ý chọn động ? - Khi tính tốn hệ thống dẫn động, cần phân biệt xích tải (thuộc cấu chấp hành) xích truyền động (thuộc hệ thống dẫn động) - Vì lý kinh tế, loại động có số vịng quay xấp xỉ 1500 vịng/phút có giá thành rẻ, dễ chế tạo loại động khác nên trình thiết kế người ta thường sử dụng loại động Do vậy, chọn tỉ số truyền sơ tính tốn chọn động cơ, người ta cố gắng làm cho kết gần với giá trị 1500 vòng/phút đồng Căn công suất cần thiết số vòng quay sơ động cơ, ta tiến hành chọn động phù hợp với hai thông số Ta phải tiến hành theo hai bước: - Chọn tốc độ quay đồng dựa theo số vịng quay sơ - Chọn động có công suất định mức lớn công suất cần thiết tính tốn được, dãy động có có tốc độ đồng Câu 8: Các phương pháp phân phối tỷ số truyền cho cấp HGT? Phân phối TST cho HGT truyền nào? Ảnh hưởng việc phân phối TST lên kích thước HGT hệ dẫn động? Việc phân phối tỉ số truyền có ảnh hưởng lớn đến kích thước khối lượng hộp giảm tốc Có nhiều phương pháp để phân phối tỉ số truyền xuất phát từ u cầu cơng nghệ kích thước, điều kiện bôi trơn bánh ăn khớp… song tất dựa vào điều kiện sức bền đều: cặp bánh hộp cần phải bảo đảm thời gian làm việc Trang 12 - Phương pháp phân phối tỷ số truyền: PP1: Phân theo yêu cầu gia công vỏ hộp: Với hộp giảm tốc tiêu chuẩn hóa để tạo thuận lợi cho việc gia công, người ta quy định tỷ số khoảng cách trục cấp chậm aw2 cấp nhanh aw1.Dựa sở mà phân phối tỷ số truyền uh cho cấp PP2: Phân theo yêu cầu bôi trơn: Để bôi trơn chỗ ăn khớp bánh hộp giảm tốc, người ta tính tốn để bánh lớn nhúng vào dầu đựng hộp C = dw1/dw2 = bánh lớn hộp giảm tốc ngâm dầu mà cấp nhanh quay nhanh gây tổn thất khuấy dầu nên chọn C > thực tế ≤ C ≤ 1,3 Đây phần quan trọng phân phối tỉ số truyền, phân phối không hợp lý dẫn đến tình trạng khơng thể bơi trơn ngâm dầu, hộp giảm tốc có kích thước q lớn, phần hộp giảm tốc có kích thước bất hợp lý Thông thường người ta tiến hành nhiều phương án, sau chọn kết tối ưu PP3: Phân theo yêu cầu gọn nhẹ: Với hộp giảm tốc bánh trụ loại nặng tiêu kích thước khối lượng lại có ý nghĩa quan trọng Vì trường hợp người ta phân uh cho cấp xuất phát từ điều kiện tổng khoảng cách trục nhỏ U1 = (1.2 … 1.3 ) U2 - Phân phối tỷ số truyền cho HGT truyền ngoài: Ut = nđc/nlv = Uh Un Trong đó: nđc: số vịng quay động chọn, vg/phút nlv: số vòng quay trục công tác un: tỷ số truyền truyền uh: tỷ số truyền hộp giảm tốc Trang 13 Theo bảng 2.4 – [1] chọn sơ un  uh = ut/un Phân phối tỷ số truyền cho cấp truyền hộp giảm tốc, sau tính lại un theo cơng thức: un = ut/u1.u2 - Ảnh hưởng việc phân phối TST lên kích thước HGT hệ dẫn động Việc phân phối tỷ số truyền ảnh hướng lớn đến kích thước khối lượng hgt hệ dẫn động, cần phải phân phói tỷ số truyền đảm bảo kích thước, khối lượng nhẹ bôi trơn br ăn khớp * Phân phối tỷ số truyền cho HGT truyền : Trong thiết kể ,người ta mong muốn dùng động có số vịng quay cao (do khối lượng ,giá thành động giảm, hiệu suất hệ số công suất tăng) Tuy nhiên dùng động có số vịng quay cao lại u cầu giảm tốc nhiều hơn, tức phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỷ số truyền lớn, kết kích thước giá thành truyền tăng lên Vì thiết kế nên phối hợp hai yếu tố vừa nêu, đồng thời vào sơ đồ hệ thống dẫn động cần thiết kế để chọn số vịng quay thích hợp cho động Câu 9: Những lưu ý thông số kỹ thuật HGT Sau chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền, ta tiến hành tổng hợp thông số vào bảng, gọi bảng thông số kỹ thuật hộp giảm tốc Bảng trình bày bảng vẽ lắp sau Ví dụ: Trục Động I II III IV Thông số Tỉ số truyền Tốc độ quay (v/ph) u𝑑 = 1420 u1 = 7,21 710 u2 = 2,16 98,47 uk = 45,58 45,58 Trang 14 Công suất (KW) Mômen xoắn (N.mm) 1,573 10578,97 1,56 21157,95 1,49 144505,94 1,42 297520,84 1,35 282854,32 Thông thường số thứ tự trục đánh số từ ngồi động vào phận cơng tác Trục I trục đầu vào hộp giảm tốc Trục II trục trung gian hộp giảm tốc Trục III trục đầu hộp giảm tốc Lưu ý: - P công suất trục công tác, công suất làm việc lớn hệ Nếu hệ có sơ đồ tải trọng thay đổi theo bậc thang, ta sử dụng cơng suất lớn để tính tốn Cơng suất đẳng trị sử dụng để chọn động Vì vậy, số trường hợp tính lại cơng suất động bảng này, lớn cơng suất động chọn Khi ta phải chọn lại động có cơng suất cao - Pdc điền cơng suất tính từ cơng suất làm việc, điền công suất động chọn - Momen xoắn trục tính theo cơng thức: 9,55.106.Pk Tk = nk - Pk : công suất trục thứ k - nk : số vòng quay trục thứ k - Tk : momen trục thứ k Momen xoắn dùng để tính tốn truyền bánh tính tốn kết cấu trục, then… Trang 15 PHẦN II: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 2.1 Lý Thuyết Bộ Truyền Bánh Răng 2.2.1 Nguyên lý làm việc 2.2 Các câu hỏi Bộ Truyền Bánh Răng Câu 1: Yêu cầu chọn vật liệu bánh ?Tại người ta chọn vật liệu bánh nhỏ tốt bánh lớn , vật liệu bánh cấp chậm tốt cấp nhanh ? Vật liệu làm bánh phải thỏa mãn điều kiện độ bền uốn độ bền tiếp xúc Theo thực tế sử dụng nghiên cứu đặc biệt ứng suất tiếp xúc cho phép phụ thuộc vào độ rắn vật liệu Theo nghiên cứu tăng độ rắn bề mặt từ 200HB lên 60HCR khối lượng hộp giảm lần Để chế tạo bánh ta chủ yếu sử dụng thép, ngồi cịn sử dụng gang vật liệu kim loại khác Trang 16 * Yêu cầu : chọn vật liệu phải dựa vào yêu cầu cụ thể : Tải trọng lớn hay nhỏ , khả công nghệ thiết bị chế tạo vật tư cung cấp, có u cầu kích thước phải gọn hay không Vật liệu chế tạo thường chia thành nhóm : - Nhóm : độ rắn HB < 350, bánh thường thường hóa tơi cải thiện.Nhờ độ rắn thấp nên cắt xác sau nhiệt luyện, đồng thời truyền có khả chạy mịn - Nhóm : có độ rắn HB >350 , bánh thường thể tích , tơi bề mặt, thấm cacbon ,thấm nito dùng nguyên công tu sửa đắt tiền mài,mài nghiền v.v Răng chạy mịn phải nâng cao độ xác chế tạo , nâng cao độ cứng ổ trục.Tuy nhiên dùng vật liệu nhóm ứng suất tiếp xúc tăng tới lần nâng cao khả tải truyền tăng tới lần so với thép thường hóa tơi cải thiện Các nhóm phân biệt theo công nghệ nhiệt luyện, khả tải khả chạy mịn Bánh có độ rắn vật liệu H ≤ 350HB cho phép cắt gọt xác sau nhiệt luyện Khi đạt độ xác cao, khơng cần phải qua cơng đoạn gia cơng tinh mài, mài bóng… Bánh thuộc nhóm có khả chạy mịn tốt khơng bị phá hủy giịn chịu tải trọng động Để truyền bánh có khả chạy mịn tốt độ rắn bánh dẫn H1 bánh bị dẫn H2 phải theo quan hệ: H1 > H2 + (10 … 15 ) HB Phạm vi sử dụng bánh thuộc nhóm vật liệu sử dụng sản xuất nhỏ vừa, truyền công suất nhỏ vừa, sử dụng chế tạo bánh có đường kính lớn nhiệt luyện khó khăn Bánh có độ rắn vật liệu H > 350HB biểu thị HRC (1HRC ≈ 10HB) Các dạng nhiệt luyện đặt biệt cho phép đạt độ rắn HHRC 50 ÷ 60, ứng suất tiếp xúc cho phép tăng lên hai lần khả tải tăng lên bốn lần so với thép thường hóa tơi cải thiện Trang 17 Tăng độ cứng làm tăng khả tải, nhiên gây nhiều bất lợi như: - Vật liệu có độ rắn cao chạy mịn khơng tốt Do địi hỏi phải chế tạo xác, độ cứng trục ổ tăng lên, vát cạnh thẳng - Cắt gọt có độ rắn cao khó nên cần phải cắt trước nhiệt luyện Cần thực nguyên công mài, mài nghiền… để khắc phục độ cong nhiệt luyện Với công suất lớn chọn vật liệu bánh nhỏ thép nhóm 2, bánh lớn nhóm thuộc nhóm 2, nhiệt luyện bánh đạt độ rắn * Người ta chọn vật liệu bánh nhỏ tốt bánh lớn :số chu kỳ làm việc bánh nhỏ nhiều bánh lớn * Vật liệu bánh cấp chậm lớn cấp nhanh momen trục cấp chậm lớn cấp nhanh, tải trọng lên lớn so với cấp nhanh Câu 2: Các dạng hỏng Bộ truyền Bánh dạng hỏng nào? - Gãy răng: dạng hỏng nguy hiểm làm truyền khả làm việc mà nhiều làm hỏng chi tiết máy khác trục, ổ… Có thể hai nguyên nhân: tác dụng lâu dài ứng suất uốn thay đổi có chu kỳ tải; Để tránh dạng hỏng cần tính theo độ bền mỏi uốn, kiểm nghiệm ứng suất uốn tải theo điều kiện bền tĩnh - Tróc mỏi bề mặt răng: Là dạng hỏng bề mặt chủ yếu truyền bơi trơn tốt Tróc tác dụng lâu dài ứng suất tiếp xúc thay đổi theo chu kỳ; Tróc có hai dạng: Tróc thời: Là tróc xuất thời gian ngắn dừng lại Thường xảy truyền có độ rắn thấp (HB  350) Trang 18 Tróc lan: Vết tróc ln ln phát triển, lan khắp bề mặt chân răng, dẫn đến phá hỏng toàn bề mặt chân Tróc làm mặt nhẵn, dạng bị méo mó, tải trọng động tăng, khó hình thành màng dầu bơi trơn khiến bị mịn xước nhanh, truyền Để tránh tróc rỗ cần tính theo độ bền mỏi tiếp xúc Có thể nâng cao sức bề tiếp xúc cách: tăng độ rắn mặt nhiệt luyện, tăng góc ăn khớp  dịch chỉnh góc, nâng cao độ xác chế tạo độ nhẵn bề mặt - Mòn răng: Xảy truyền bôi trơn không tốt truyền hở truyền kín có hạt mài mịn rơi vào Răng bị mịn nhiều đỉnh chân vận tốc trượt lớn Mòn làm dạng thay đổi, tải trọng động tăng, tiết diện giảm cuối bị gãy Để giảm mịn dùng biện pháp: Nâng cao độ rắn độ nhẵn mặt răng, giữ khơng cho hạt mài mịn rơi vào, giảm vận tốc trượt cách dịch chỉnh, dùng dầu bơi trơn thích hợp - Dính răng: Thường xảy truyền chịu tải lớn, vận tốc cao Nhất cặp bánh vật liệu khơng tơi bề mặt Để tránh dính cần phối hợp cặp vật liệu thích hợp, hiệu dùng dầu chống dính Ngồi cịn dùng biện pháp giống chống mịn - Ngồi bốn dạng hỏng trên, truyền động bánh xuất dạng Biến dạng dẻo bề mặt: xảy với bánh thép có độ rắn thấp, chịu tải nặng, vận tốc thấp Bong bề mặt răng: xảy bánh thấm bon, thấm ni tơ bề mặt chất lượng nhiệt luyện kém, chịu tải lớn Trang 19 Câu 3: Chỉ tiêu tính tốn Bộ truyền Bánh gồm tiêu nào? - Tính độ bền tiếp xúc nhằm tránh tróc rỗ mỏi đồng thời hạn chế mịn dính theo điều kiện: H  [H], với [H] ứng suất tiếp xúc cho phép xác định từ thực nghiệm, áp dụng với truyền kín, bơi trơn đầy đủ - Tính độ bền uốn đề tránh gãy răng, xuất phát từ điều kiện: F  [F], áp dụng với truyền hở bôi trơn - Kiểm nghiệm tải đề phòng gãy giòn biến dạng dẻo bề mặt Câu 4: Giải thích tróc rỗ lại xuất phát từ tâm ăn khớp lan phía chân răng? - Tróc thường bắt đầu vùng gần tâm ăn khớp (về phía chân răng) ứng suất tiếp xúc H lớn thƣờng có đôi ăn khớp Do chiều vết nứt hình vẽ nên tróc xẩy phần chân phần này, ăn khớp miệng vết nứt vào tiếp xúc trƣớc dầu bị nén lại làm cho vết nứt phát triển, gây tượng tróc Câu 5: Trình bày đặc điểm ăn khớp bánh nghiêng, ưu điểm bánh nghiêng • Đặc điểm ăn khớp bánh nghiêng: - Quá trình ăn khớp êm, tải trọng động giảm - Chiều dài tiếp xúc lớn, tải trọng riêng nhỏ thẳng - Đường tiếp xúc nằm chếch mặt – Tải trọng phân bố không - Bánh tương đương • Các nguyên nhân làm truyền bánh nghiêng có khả tải cao truyền bánh trụ thẳng: Trang 20 - Quá trình ăn khớp êm, tải trọng động giảm: không song song với đường sinh mà làm với đường sinh góc  nên chịu tải tải cách dần đồng thời vùng ăn khớp ln có hai đơi bánh nghiêng làm việc êm hơn, va đập tiếng ồn giảm so với bánh thẳng - Chiều dài tiếp xúc lớn, tải trọng riêng nhỏ thẳng, tồn ăn khớp LH = kɛ ɛ α 𝑏𝑤 𝑐𝑜𝑠𝛽 - Tiết diện nguy hiểm tiết diện chân mà tiết diện xiên σu tiết diện xiên , đường trung bình dao không cắt đường chia Khoảng cách đường trung bình đường chia xm, với m mô đun, x gọi hệ số dịch chỉnh - Dịch chỉnh dương làm tăng chiều dày chân góc ăn khớp, làm tăng sức bền uốn sức bền tiếp xúc song làm nhọn giảm hệ số trùng khớp, khơng nên chọn x lớn - Trường hợp bánh dịch chỉnh âm: Khi dao tiến gần tâm phôi, x < (đường trung bình cắt đường chia) Dịch chỉnh âm làm dạng thay đổi ngược lại • Với cặp bánh tuỳ theo hệ số dịch chỉnh x1, x2 ta có: Trang 23 - Cặp bánh tiêu chuẩn: x1=x2=0 - Cặp bánh dịch chỉnh đều, xt = x1 + x2 =0 x1 = -x2 Thông thường, bánh nhỏ dịch chỉnh dương x1 > 0, bánh lớn dịch chỉnh âm x2 < để đảm bảo độ bền uốn hai bánh Khi dịch chỉnh đều, khoảng cách trục góc ăn khớp  khơng thay đổi - Cặp bánh dịch chỉnh góc: xt = x1 + x2  Thông thường xt > x1> 0, x2> 0, lúc khoảng cách trục góc ăn khớp tăng lên (aw > a, w > ) Dịch chỉnh góc làm tăng sức bền uốn chiều dày đáy tăng, tăng sức bền tiếp xúc khoảng cách trục góc ăn khớp tăng • Các phương pháp dịch chỉnh cắt bánh cách phối hợp bánh dịch chỉnh để truyền dịch chỉnh - Khi cắt bánh khơng dịch chỉnh (hình 7.3a): đường trung bình dao tiếp xúc với đường chia - Khi cắt bánh dịch chỉnh dương (hình 7.3b): dao lùi xa tâm phơi, x > , đường trung bình dao không cắt đường chia Khoảng cách đường trung bình đường chia xm, với m mô đun, x gọi hệ số dịch chỉnh - Dịch chỉnh dương làm tăng chiều dày chân góc ăn khớp, làm tăng sức bền uốn sức bền tiếp xúc song làm nhọn giảm hệ số trùng khớp, khơng nên chọn x lớn - Trường hợp bánh dịch chỉnh âm: Khi dao tiến gần tâm phôi, x < (đường trung bình cắt đường chia) Dịch chỉnh âm làm dạng thay đổi ngược lại Câu 8: Khi cần dịch chỉnh răng? Cắt có dịch chỉnh khắc phục tượng cắt chân bánh nhỏ số nhỏ, nâng cao độ bền tiếp xúc, độ bền uốn, làm tăng khả chịu mòn Trang 24 Tuy nhiên cần lưu ý cải thiện số tiêu ăn khớp, dịch chỉnh ảnh hưởng đến số tiêu khác, chẳng hạn làm giảm hệ số trùng khớp: Khi Z> 30 Không dịch chỉnh Khi Z> 30 NhƯng yêu cầu dịch chỉnh để đảm bảo khoảng cách trục cho trước cần xuất phát từ aw yêu cầu để xác định hệ số dịch chỉnh x1, x2 góc ăn khớp VD: Các bước tính tốn dịch chỉnh Đối với bánh thẳng số nhỏ 17 nên u cầu tính tốn bánh dịch chỉnh + Số bánh nhỏ: Ta có : aw1 = m.( z1 + z2 ) 2.cos  + Số bánh nhỏ: Ta có góc nghiêng  =  cos = z1 = 2.aw1.cos  2.86.1 = = 24,87 m.(u1 + 1) 1,5.(3, 61 + 1)  Chọn số bánh nhỏ z1 = 25 (răng)  Số bánh lớn : z2 = u1.z1 = 3, 61.25 = 90, 25 (răng) Chọn số bánh lớn z2 = 90 ( răng) Số tổng zt = z1 + z2 = 25 + 90 = 115 (răng)  Lấy tỉ số truyền thực: ut1 = z2 90 = = 3, z1 25 Tính lại khoảng cách trục : aw1 = m.zt 1,5.115 = = 86, 25 2 Trang 25 Chọn aw1 = 87(mm) Để đảm bảo khoảng cách trục aw1 = 87(mm) Hệ số dịch chỉnh tâm y = Hệ số k y = aw 87 − 0,5.( z1 + z2 ) = − 0,5.(90 + 25) = 0,5 m 1,5 1000 y 1000.(0,5) = = 4,3478 zt 115 Theo bảng 6.10a, tra k x = 0,1459 Hệ số dịch chỉnh  y = k x zt 0,1459.115 = = 0, 0167 1000 1000 Tổng hệ số dịch chỉnh xt = y +  y = 0,5 + 0, 0167 = 0,5167 Do hệ số dịch chỉnh bánh tính theo (6.26): y 0,5 x1 = 0,5.( xt − ( z2 − z1 ) ) = 0,5.(0,5167 − (90 − 25) ) = 0,117 zt 115 x2 = xt − x1 = 0,5167 − 0,117 = 0,3997 Câu 9: Tại phải chọn môđul theo tiêu chuẩn trình bày cách chọn mơđul Chọn modul theo tiêu chuẩn tránh trường hợp phải gia công thiết Kõ nhiều loại dao khác dao 1ó theo yêu cầu người chọn Nói cách khác theo 1úng lý thuyết thì: Để hạn chế số lượng dao dùng dao tiêu chuẩn, mơ đun tiêu chuẩn hố Mơ đun tiêu chuẩn bánh trụ thẳng mô đun ngang m, bánh nghiêng mô đun pháp mn, bánh côn thẳng mô đun mặt mút lớn mte bánh răng khơng thẳng mơ đun pháp trung bình mnm Tùy theo aw độ rắn bề bánh mà ta có trị số mơđun thích hợp Từ giá trị aw tính ta tính mơđun m khoảng giá trị sau: m = (0,01 0,02).aw H1, H2 45 HRC; H2 45 HRC Từ khoảng giá trị m tính trên, ta chọn giá trị m tiêu chuẩn theo bảng 3.2 Trong truyền bánh cơng suất thường chọn m ≥ 2mm Mơđun nhỏ có ưu điểm: giảm ma sát nên hiệu suất cao, làm việc êm tăng hệ số trùng khớp   , tiêu hao vật liệu giảm giảm da, giảm thời gian gia công, cắt gọt máy.Tuy nhiên địi hỏi độ xác độ cứng truyền Bánh có mơđun lớn mịn nhanh hơn, làm việc thời gian lâu sau bị tróc rỗ, khơng nhạy với q tải tính đồng vật liệu Câu 10: Tại bánh thẳng  = 00 ,Đối với bánh nghiêng  = 80 − 200 , Đối với bánh chữ V  = 300 − 400 Đối với bánh nghiêng, ngồi số ta cịn phải chọn góc nghiêng β:  = 80 − 200 Góc nghiêng phải lớn 80 góc nghiêng bé chất lượng ăn khớp truyền cải thiện khơng đáng kể so với khó khăn chế tạo bánh nghiêng Khi góc nghiêng lớn 200 lực dọc trục lớn, khó tìm loại ổ có tỉ lệ lực dọc trục chia lực hướng tâm lớn Đối với bánh chữ V  = 300 − 400 Góc nghiêng bánh chữ V lớn 300 bánh cấu tạo từ hai bánh nghiêng ngược chiều nên lực dọc trục triệt tiêu Giá trị góc nghiêng khơng lớn 400 chế tạo khó khăn Câu 11: Kết cấu bánh phụ thuộc vào yếu tố nào? • Kết cấu bánh răng: phụ thuộc vào kích thước bánh (đường kính d), qui mô sản xuất phương pháp lắp với trục Trang 27 - Khi đường kính bánh d150mm, bánh chế tạo liền khối, không khoét lõm - - Khi đường kính bánh d600mm, bánh thường khoét lõm để giảm khối lượng, tăng khả đồng tính nhiệt luyện, dễ gá kẹp vận chuyển - - Khi đường kính lớn: d > 600mm, để tiết kiệm thép tốt, bánh thường chế tạo vành riêng thép tốt ghép vào moay thép thường gang với mối ghép vít, bu lơng, hàn độ dơi - - Khi đường kính bánh lớn (> 3000mm) vành ghép từ mảnh (3  mảnh) Hình 1.1 Kết cấu bánh - Trong sản xuất đơn loạt nhỏ, bánh có đường kính da < 250mm thường dùng phương pháp rèn dập, với kích thước lớn thường dùng phương pháp rèn tự để tạo phôi - Nếu dùng phương pháp rèn tự cán kết cấu bánh phải đơn giản Dạng đĩa phẳng thường sử dụng da < 250mm (hình 1.1b) Mặt đầu vành mayơ cần gia công đạt Rz < 20μm Với bánh có kích thước lớn (da = 250 ÷ 600mm) để giản tiêu hao vật liệu giảm khối lượng gia cơng cơ, dùng kết cấu trình bày hình 1.1b Trang 28 Khi da ≥ 600mm sản xuất đơn chiếc, dùng bánh hàn - Với qui mô sản xuất trung bình lớn, bánh có kích thước khơng lớn (da < 600mm), thường chọn phương pháp dập để chế tạo phôi bánh Dập cho suất cao hình dạng phơi gần với hình dạng chi tiết Độ nhám bề mặt phơi thấp, không cần gia công bề mặt không làm việc Đĩa nan hoa làm đối xứng không đối xứng Để kim loại dễ điền đầy dập, độ dốc thường lấy ~ 5% Câu 12: Khi chế tạo bánh liền trục? ưu nhược điểm bánh liền trục - Nếu đường kính vịng đáy chênh lệch với đường kính trục, bánh chế tạo liền trục; thường làm liền với trục khoảng cách từ đáy đến rãnh then nhỏ hon 2,5m (m modun) bánh trụ 1,6mte (mte modun mặt mút lớn) bánh côn X ≤ 2,5m bánh hình trụ; X ≤ 1,8mte bánh mte - mơđun mút ngồi Ưu nhược điểm bánh liền trục: Ưu điểm: - Độ đồng tâm cao - Quay với tốc độ cao - Tần số lớn, Nhược điểm: - Khó gia cơng - Khó lắp ráp Trang 29 Nhược điểm bánh liền trục phải chế tạo bánh trục loại vật liệu, yêu cầu đặc tính vật liệu hai chi tiết lại khác Ngoài thay bánh (do mài mịn gãy răng) phải thay ln trục - Mặc dù vậy, chế tạo bánh liền trục, lớn giá trị cho (khi làm rời, làm tăng giá thành chế tạo phải tăng số bề mặt lắp ghép, u cầu cao độ xác gia cơng phải dùng mối ghép then then hoa để truyền lực từ trục sang bánh răng) - Khi dùng kết cấu bánh liền trục cần ý biện pháp giảm tập trung ứng suất kết cấu gây nên, cần chế tạo đoạn thoát dao phay đường kính chân nhỏ đường kính trục (thường l ≈ a với a chiều rộng rãnh thoát dao phay) - Phơi bánh liền trục thép cán tròn (khi sản xuất đơn chiếc) phơi dập, rèn khn (khi sản xuất trung bình lớn) Câu 13: Trình bày cách lựa chọn kich thước bánh răng? Trên hình 1.2 trình bày cấu tạo bánh Bánh thường có ba phần: vành răng, mayơ đĩa nan hoa nối liền mayơ vành Kích thước phần tử bánh chọn theo kinh nghiệm sử dụng sản xuất Cách lựa chọn kích thước bánh sau: Hình 1.2 Cấu tạo bánh Trang 30 • Vành răng: vành chịu tải trực tiếp truyền đến, cần phải đủ bền Mặt khác, vành phải dẻo để tải trọng phân bố dọc theo dọc theo chiều dài Độ xác cắt đạt vành đủ cứng - Đối với bánh trụ δ = (2,5 ~ 4) m - Đối với bánh côn δ = (2,5 ~ 3) mte Chú ý: - Giá trị δ không nhỏ từ ~ 10mm - Hệ số nhỏ dùng cho bánh có kích thước lớn bánh dập dạng đĩa phẳng Khi bánh có kích thước lớn, vành thường làm thép hợp kim ghép với thân bánh (nan hoa đĩa mayơ) gang thép có sức bền thấp • Mayơ: mayơ bánh lắp vào trục truyền mômen xoắn từ trục sang bánh ngược lại Để vị trí bánh trục khơng bi lệch (gây nên đảo) chiều dài mayơ lớn chiều dài then, chiều dài mayơ thường chọn theo đường kính d bề mặt lắp ghép: = (0,8 ~ 1,8) d Hệ số nhỏ dùng mối ghép chặt hệ số lớn – ghép di động Trong sản xuất hàng loạt, thường lấy = b Chiều dài nhỏ mayơ xác định tính then tính mối ghép có độ dơi Chú ý rằng, tăng chiều dài mayơ làm tăng độ ổn định bánh mặt phẳng vng góc với trục, làm tăng độ đồng tâm Yêu cầu tính ổn định tăng lên đường kính bánh tăng, tồn lực dọc trục (bánh nghiêng, bánh vít, bánh cơn), dùng mối ghép có độ Trang 31 hở Tuy nhiên, tăng chiều dài mayơ làm tăng khn khổ, kích thước, trọng lượng phức tạp chế tạo Mayơ cần đủ cứng đủ bền, vậy, đường kính ngồi thường chọn bằng: D = (1,5 ~ 1,8) d Trong đó, hệ số nhỏ dùng bánh chế tạo thép sử dụng lắp ghép độ dôi, hệ số lớn dùng bánh làm gang mối thép then Mayơ làm đối xứng khơng đối xứng so với bánh Tùy thuộc điều kiện công nghệ, chiều dài mayơ, vi trí chi tiết lắp ghép trục mà chọn phương án bố trí • Đĩa nan hoa dùng để nối mayơ với vành Chiều dày đĩa chọn sau: - Bánh hình trụ C = (0.2 ~ 0.3) b - Bánh hình C = (0.3 ~ 0.35)b Chú ý: - Hệ số nhỏ dùng cho bánh có kích thước lớn - Đối với bánh đúc, giá trị C không nhỏ ~10mm Đôi đĩa, nguời ta làm từ đến lỗ Các lỗ sử dụng vận chuyển, để kẹp chặt gia cơng Kích thước, vi trí tâm lỗ xác định sau: Đường kính lỗ: d0 = (12 ~ 25)mm Đường kính tâm lỗ: bánh trụ D0 = 0.5(D + Dv) bánh côn D0 = 0.5[D + (Dv – 0.85bsinδ)] Bánh có kích thước lớn, thường dùng đúc với kết cấu nan hoa để nối vành với mayơ Hình dạng hệ thức yếu tố xác định nan hoa bánh đúc cho hình 1.2 dùng chịu tải trung bình, chữ I H dùng chịu tải lớn Trang 32