Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc bánh răng, trục vít - bánh vít.. Tính toán các chi tiết hệ thống truyền động.. 2-4 Tính toán thiết kế các chi tiết máy: các bộ truyền, trục bố
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
LỚP: L01 NHÓM 2 HỌC KỲ: 241/ NĂM HỌC: 2024-2025
NGÀY NỘP: 8/10/2024 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Lưu Thanh Tùng
Thành phố Hồ Chí Minh – 2024
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
LỚP: L01 NHÓM 2 HỌC KỲ: 241/ NĂM HỌC: 2024-2025
NGÀY NỘP: 8/10/2024 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Lưu Thanh Tùng
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
(ME3145) HỌC KỲ 241/ Năm học 2024-2025
Sinh viên thực hiện: Phạm Ngọc Bảo MSSV: 2210258
Thời gian thực hiện:
ĐỀ TÀI
Đề số 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Phương án: 2
Trang 4
SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
Lực vòng của băng tải: F v =4740 N
Vận tốc băng tải, v (m/s): v = 0.66 m/s
Đường kính tang trống, D (mm): D = 320 mm
Thời gian phục vụ, L (năm): L = 5 năm
Quay 1 chiều, làm việc 2 ca (làm việc 300h/ năm, 8h/ca)
YÊU CẦU: Mỗi nhóm gồm 2 SV
- 01 Thuyết minh
- 01 SV thực hiện bản vẽ lắp 2D cho Hệ thống truyền động (A0)
- 01 SV thực hiện bản vẽ lắp 2D cho Hộp giảm tốc (A0)
- Mỗi SV thực hiện 01 bản vẽ chi tiết
NỘI DUNG THUYẾT MINH:
1 Tìm hiểu hệ thống truyền động máy
2 Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động
3 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:
a Tính toán các bộ truyền ngoài (đai, xích hoặc bánh răng)
b Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít - bánh vít)
c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lực
d Tính toán thiết kế trục và then
e Chọn ổ lăn và nối trục
Trang 5g Tính toán các chi tiết hệ thống truyền động
h Chọn dung sai lắp ghép
4 Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép
5 Tài liệu tham khảo
TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN:
1-2
Nhận đề tài, phổ biến nội dung Đồ án
Tìm hiểu truyền động cơ khí trong máy
Xác định công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền
2-4
Tính toán thiết kế các chi tiết máy: các bộ truyền, trục (bố trí các chi tiết lắp trên trục), chọn ổ, then, nối trục đàn hồi, thân hộp giảm tốc, các chi tiết khác của hệ thống truyền động, chọn bulông và các chi tiết phụ khác.5-8 Vẽ phác thảo và hoàn chỉnh kết cấu trên bản vẽ phác
5-9 Xác định dung sai lắp ghép
8-14 Vẽ hoàn thiện bản vẽ lắp
14-15 Vẽ bản vẽ chi tiết, hoàn thành tài liệu thiết kế (thuyết minh, bản vẽ)
Người hướng dẫn kỹ duyệt
16 Bảo vệ
Trang 6LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, xung quanh ta ngày càng xuất hiện nhiều những chi tiết thiết bị cơ khí,
tự động hoá giúp cho con người làm việc nhẹ nhàng và hiệu suất cao hơn Trong các nhà máy, những hệ thống truyền động đóng vai trò quan trọng, giúp vận chuyển các máy móc,thiết bị, sản phẩm… thay vì sử dụng sức lao động thủ công của con người, đồng thời thúcđẩy mạnh quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động đã giúp chúng em có cơ hội tìm hiểu, thiết kế các bộ phận của một hệ thống truyền động như hộp giảm tốc, bộ truyền ngoài, nối trục… Ngoài ra, thực hiện đồ án là cách để chúng em vận dụng, ôn tập lại những kiến thức đã học từ các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật, Sức bền vật liệu… Đồng thời đây cũng là cơ hội giúp chúng em rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm một cách hiệu quả và chuyên nghiệp
Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm chúng em đã tích cực nghiên cứu, thực hành và tự đánh giá kết quả làm việc của bản thân Tuy nhiên, với kiến thức còn hạn chế, việc mắc phải thiếu sót và sai lầm là không thể tránh khỏi Nhóm chúng em rất mong nhận được những đóng góp của quý thầy, cô cũng như các bạn để có thể hoàn thiện hơn
về kiến thức, kỹ năng cũng như tích luỹ kinh nghiệm cho công việc trong tương lai
Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lưu Thanh Tùng, cùng những thầy
cô, các bạn đã giúp đỡ và hỗ trợ nhóm chúng em rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện
đồ án
Trang 7MỤC LỤC
Đề số 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI 2
LỜI MỞ ĐẦU 5
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 13
1.1 Thông số đầu vào 13
1.2 Tính toán chọn động cơ điện 13
1.2.1 Hiệu suất chung của hệ thống 13
1.2.2 Tính toán công suất tương đương 14
1.2.3 Xác định số vòng quay sơ bộ 14
1.2.4 Phân phối tỷ số truyền 15
1.3 Tính toán và lập bảng đặc tính kỹ thuật 16
1.3.1 Công suất trên các trục động cơ 16
1.3.2 Số vòng quay các trục 16
1.3.3 Moment xoắn trên các trục 16
1.3.4 Bảng đặc tính kỹ thuật 17
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 18
2.1 Thông số đầu vào 18
2.2 Thiết kế bộ truyền đai thang 18
2.2.1 Chọn loại đai 18
2.2.2 Xác định đường kính sơ bộ của bánh đai nhỏ và bánh đai lớn 19
2.2.2.1 Đường kính bánh đai nhỏ 19
2.2.2.2 Đường kính bánh đai lớn 19
Trang 82.2.3 Chọn sơ bộ khoảng cách trục và chiều dài đai 20
2.2.3.1 Chọn sơ bộ khoảng cách trục 20
2.2.3.2 Tính chiều dài đai 20
2.2.4 Vận tốc đai và số vong chạy đai trong 1 giây 20
2.2.5 Góc ôm đai 20
2.2.6 Xác định số đai 21
2.2.7 Xác định chiều rộng và đường kính ngoài của các bánh đai 21
2.2.8 Xác định lực căng ban đầu, lực vòng và lực tác dụng lên trục 22
2.2.9 Tuổi thọ đai 22
2.3 Thông số bộ truyền đai thang 24
CHƯƠNG 3: THIẾT KỆ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 25
3.1 Thông số đầu vào 25
3.2 Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 25
3.2.1 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng 25
3.2.2 Tính toán ứng suất cho phép 25
3.2.2.1 Tính toán ứng suất tiếp xúc cho phép 25
3.2.2.2 Tính toán ứng suất uốn cho phép 27
3.2.3 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng 27
3.2.4 Khoảng cách trục 28
3.2.5 Thông số ăn khớp 28
3.2.5.1 Xác định mođun răng 28
3.2.5.2 Số răng các bánh răng – chọn cấp chính xác cho bộ truyền 28
Trang 93.2.7 Xác định các giá trị lực tác dụng lên bộ truyền 29
3.2.7.1 Xác định các góc 29
3.2.7.2 Phân tích lực – Xác định các giá trị lực 30
3.2.8 Hệ số tải trọng động 30
3.2.9 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 30
3.2.10 Kiểm nghiệm ứng suất uốn 32
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 35
4.1 Thông số đầu vào 35
4.2 Phân tích lực trên các trục 35
4.3 Tính toán thiết kế trục I 36
4.3.1 Chọn vật liệu chế tạo 36
4.3.2 Xác định đường kính trục sơ bộ 36
4.3.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 36
4.3.4 Vẽ biểu đồ moment xoắn, uốn và xác định đường kính các đoạn trục 38
4.3.5 Tính toán moment uốn tổng và moment tương đương tại các tiết diện trên chiều dài trục 40
4.3.6 Kiểm nghiệm độ bền mỏi 41
4.3.7 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh 46
4.3.8 Kiểm nghiệm then 47
4.4 Tính toán thiết kế trục II 48
4.4.1 Chọn vật liệu chế tạo 48
4.4.2 Xác định đường kính trục sơ bộ 48
4.4.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 48
Trang 104.4.4 Vẽ biểu đồ moment xoắn, uốn và xác định đường kính các đoạn trục 50
4.4.5 Tính toán moment uốn tổng và moment tương đương tại các tiết diện trên chiều dài trục 52
4.4.6 Kiểm nghiệm độ bền mỏi 53
4.4.7 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh 58
4.4.8 Kiểm nghiệm then 59
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC 60
5.1 Thông số đầu vào 60
5.2 Tính toán chọn ổ lăn trên trục I 60
5.2.1 Chọn ổ lăn 60
5.2.2 Chọn sơ đồ kích thước ổ 61
5.2.3 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ 61
5.2.4 Kiểm nghiệm số vòng quay tới hạn của ổ 62
5.3 Tính toán chọn ổ lăn trên trục II 62
5.3.1 Chọn ổ lăn 62
5.3.2 Chọn sơ đồ kích thước ổ 63
5.3.3 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ 63
5.3.4 Kiểm nghiệm số vòng quay tới hạn của ổ 64
5.4 Tính toán nối trục xích 64
5.4.1 Chọn loại nối trục xích 64
5.4.2 Kiểm tra hệ số an toàn 65
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CHỌN CÁC CHI TIẾT
Trang 116.1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 67
6.1.1 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc 67
6.1.2 Xác định tính toán các kích thước cơ bản của vỏ hộp 67
6.2 Chọn các chi tiết liên quan 70
6.2.1 Bulông vòng 70
6.2.2 Chốt định vị 70
6.2.3 Cửa thăm 71
6.2.4 Nút thông hơi 71
6.2.5 Nút tháo dầu 72
6.2.6 Vít tách nắp 73
6.2.7 Que thăm dầu 73
6.2.8 Vòng phớt 74
6.2.9 Vòng chắn dầu 74
6.2.10 Nắp ổ 75
CHƯƠNG 7: CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 76
7.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc 76
7.2 Dung sai lắp ghép 76
7.2.1 Dung sai lắp ghép bánh răng 76
7.2.2 Dung sai lắp ghép then 76
7.2.3 Dung sai lắp ghép ổ lăn 77
7.2.4 Dung sai lắp ghép khác 78
7.2.4.1 Dung sai lắp ghép nắp ổ với vỏ hộp 78
7.2.4.2 Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu 78
Trang 127.2.4.3 Dung sai lắp ghép chốt định vị 78
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ BỘ PHẬN CÔNG TÁC 80
8.1 Thông số đầu vào 80
8.2 Tính toán băng tải với loại băng tải cao su 80
8.3 Thông số cơ bản 80
8.4 Xác động tải trọng trên mét dài 80
8.5 Xác định lực cản chuyển động cà kéo căng bằng 81
8.6 Kiểm tra độ bền băng 83
8.7 Kiểm tra độ võng 83
8.8 Xác định lực kéo 84
8.9 Tính toán bộ phận dẫn động 84
8.10 Tính toán trạm kéo căng 86
8.11 Thiết kế trục tang dẫn động 86
8.11.1 Chọn vật liệu chế tạo 86
8.11.2 Xác định đường kính trục sơ bộ 87
8.11.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 87
8.11.4 Vẽ biểu đồ moment xoắn, uốn và xác định đuognừ kính các đoạn trục 87
8.11.5 Tính toán moment uốn tổng và moment tương đương tại các tiết diện trên chiều dài trục 89
8.11.6 Kiểm nghiệm độ bền mỏi 90
8.11.7 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh 94
8.11.8 Kiểm nghiệm then 94
Trang 138.12.1 Chọn vật liệu chế tạo 95
8.12.2 Xác định đường kính trục sơ bộ 95
8.12.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 95
8.12.4 Vẽ biểu đồ moment xoắn, uốn và xác định đường kính các đoạn trục 95
8.12.4.1 Vẽ biểu đồ moment xoắn, uốn 95
8.12.4.2 Tính toán moment uốn tổng và moment tương đương tại các tiết diện trên chiều dài trục 97
8.12.5 Kiểm nghiệm độ bền mỏi 98
8.12.6 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh 101
8.13 Tính chọn ổ lăn 102
8.13.1 Trục 3 102
8.13.1.1 Chọn ổ lăn 102
8.13.1.2 Chọn sơ đồ kích thước ổ 102
8.13.1.3 Kiểm nghiệm tải động của ổ 103
8.13.1.4 Kiểm nghiệm số vòng quay tới hạn của ổ 104
8.13.2 Trục 4 105
8.14.1.1 Chọn ổ lăn 105
8.14.1.2 Chọn sơ đồ kích thước ổ 105
8.14.1.3 Kiểm nghiệm tải động của ổ 105
8.14.1.4 Kiểm nghiệm số vòng quay tới hạn của ổ 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 108
Trang 14CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Thông số đầu vào
Lực vòng của băng tải: F v =4740 N.
Vận tốc băng tải, v (m/s): v = 0.66 m/s
Đường kính tang trống, D (mm): D = 320 mm
Thời gian phục vụ, L (năm): L = 5 năm
Quay 1 chiều, làm việc 2 ca (làm việc 300h/ năm, 8h/ca)
1.2 Tính toán chọn động cơ điện
1.2.1 Hiệu suất chung của hệ thống
Hiệu suất chung của hệ thống: η ch =η ht =η ng ×η hgt × η ol x × η ot y × η kn
Hình 1.1: Hiệu suất của bộ truyền chủ yếu
η ng =η đ=0.95: Hiệu suất bộ truyền đai.
η =0.97: Hiệu suất bánh rang nghiêng 1 cấp (được che kín).
Trang 15x=3: Số cặp ổ lăn.
η kn =η nt=0.98: Hiệu suất nối trục.
η ch =η ht =η ng ×ηhgt × ηol x × ηot y × ηkn =0.95 × 0.97 ×0.9953
× 0.98 ≈ 0.8896
1.2.2 Tính toán công suất tương đương
Công suất làm việc trên trục công tác: Ρ công tác=F t × v
Tỷ số truyền của hệ thống: u ht =u hgt ×u đ
Hình 1.2: Tỷ số truyền nên sử dụng trong hệ thống
u hgt=6 tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
Trang 16u đ=3: tỷ số truyền của đai thang.
Hình 1.3: Động cơ điện dạng 4A và Đ theo tiêu chuẩn GOST
T dn
Bảng 1.4: Chọn động cơ điện
1.2.4 Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền của động cơ: u ht= n đc
39.3908≈ 18.2784
Trang 17Tỷ số truyền của bộ truyền đai thang:u ht =u hgt ×u đ →u đ= u ht
1.3.1 Công suất trên các trục động cơ
Công suất trên trục bộ phận công tác: PIII =P tang trống =P làm việc =3.1284 (kW )
Công suất trên trục II: P II =P hgt= P III
1.3.3 Moment xoắn trên các trục
Moment xoắn của động cơ: T đc =9.55 ×103× P đc
Trang 18Moment xoắn trên trục III: T III =9.55 ×103× P III
Trang 19CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1 Thông số đầu vào
Công suất của động cơ: P đc =P công tác =3.5167(kW ).
Số vòng quay: 720 (v/ph)
Tỷ số truyền đai thang: u đ=3.0464.
Làm việc 2 ca, tải trọng tĩnh, trục có thể điều chỉnh được
2.2 Thiết kế bộ truyền đai thang
2.2.1 Chọn loại đai
Dựa vào bảng đồ thị tiết diện đai, Công suất của động cơ: Pđc =P công tác =3.5167 (kW ) và Sốvòng quay: 720 (v/ph)
Chọn loại đai thang loại Б
Hình 2.1: Đồ thị chọn loại đai dựa trên công suất và số vòng quay
Thông số kích thước đai thang loại Б:
Trang 20Dạng đai Ký
hiệu
b p , mm
b0, mm
h , mm
y0, mm
A ,
mm2
Bảng 2.2: Thông số kích thước đai thang loại B
2.2.2 Xác định đường kính sơ bộ của bánh đai nhỏ và bánh đai lớn
2.2.2.1 Đường kính bánh đai nhỏ
Dựa vào thông số kích thước đai thang loại Б, ta có: d1=140 ⟶ 280 (mm)
Đường kính bánh đai nhỏ: d1=1.2 × d min =1.2 ×125=150(mm)
Theo tiêu chuẩn, ta chọn d1=160 mm hoặc d1=180 mm.
Trang 212.2.3 Chọn sơ bộ khoảng cách trục và chiều dài đai
2.2.3.2 Tính chiều dài đai
Chiều dài tính toán của đai: L =2a+ π ×(d1+d2)
Dựa vào bảng tiêu chuẩn chiều dài đai, ta chọn L = 2500 (mm) = 2.5 (m)
Tính toán lại khoảng cách trục a: a=λ+√λ2
Giá trị a vẫn thỏa mãn trong khoảng cho phép
2.2.4 Vận tốc đai và số vong chạy đai trong 1 giây
Trang 22Hệ số ảnh hưởng đến tỷ số truyền u: C u =1 14 vì u=3.1425 ≥ 2.5
Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai, ta chọn sơ bộ: C z=0.95ứng với số đai z = 2 3
Hệ số ảnh hưởng chế độ tải trọng: C r=1−0.2=0.8 (tải trọng tĩnh, làm việc 2 ca)
Hệ số ảnh hưởng chiều dài đai: C L=6
√ L
L0=√6 2500
2240=1.018Theo bảng 4.8, ta chọn [P0]=3.51(kW) với L0=2240(mm); v=6.7858(m
s );d1=180 mm, loạiB
Trang 232.2.7 Xác định chiều rộng và đường kính ngoài của các bánh đai
Theo bảng 4.4_ Giáo trình, ta có: h0=4.2 mm ;t=19 mm ;e=12.5 mm.
Chiều rộng của bánh đai: B=(z−1)t +2 e=(2 −1)×19 +2 ×12.5=44 (mm)
Đường kính ngoài bánh đai nhỏ: d a 1 =d1+2 h0=180+2 ×4.2=188.4(mm)
Đường kính bánh đai lớn: d a 2 =d2+2 h0=800+2 × 4.2=800.4 (mm)
2.2.8 Xác định lực căng ban đầu, lực vòng và lực tác dụng lên trục
Lực căng phụ do lực li tâm sinh ra: F v =q m × v2
Trang 252.3 Thông số bộ truyền đai thang
Đường kính ngoài bánh đai nhỏ d a 1 =188 4 (mm)
Đường kính ngoài bánh đai lớn da 2 =888.4 (mm)
Trang 26CHƯƠNG 3: THIẾT KỆ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG
NGHIÊNG 3.1 Thông số đầu vào
Thời gian phục vụ, L (năm): L = 5 năm
Tỷ số truyền của hộp giảm tốc: u hgt =5 năm
Số vòng quay trên trục I và trục I:
n I =236.3445 (v/ ph); n II =39.3908(v / ph)
Công suất tang trống: P c ông tác =3.1284 (kW )
Moment xoắn trên trục I: T=236.3445(N m)
3.2 Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng
3.2.1 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng
Bộ truyền làm việc có tải trọng tĩnh, yêu cầu kích thước nhỏ gọn nên chọn thép cacbon
Mối quan hệ giữa H1v à H2: H1≥ H2+(10→ 15)
Độ cứng của bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn lần lượt là: HB1=250 ; HB2 =228
3.2.2 Tính toán ứng suất cho phép
3.2.2.1 Tính toán ứng suất tiếp xúc cho phép
Số chu kỳ làm việc cơ sở:
Trang 283.2.2.2 Tính toán ứng suất uốn cho phép
Số chu kỳ làm việc tương đương:
{ [σ F 1 ]=σ 0 Flim1 × 0 , 9 × K FL1
s F 1 =450 × 0 , 9 ×1
1 , 75 =231 , 43(MPa) [σ F 2 ]=σ 0 Flim2 × 0 , 9 × K FL2
Trang 29Theo tiêu chuẩn, ta chọn mođun răng m = 2 5 (mm)
3.2.5.2 Số răng các bánh răng – chọn cấp chính xác cho bộ truyền
Chọn sơ bộ góc nghiêng răng β =20 °
Số răng của bánh răng dẫn: z1=2 a w cosβ
m (u+1) =
2 ×225 × cos20 2.5 ×(6+1) =24.1635
Ta chọn z1=25 răng
Số răng bánh răng bị dẫn: z2=u × z1=6 × 25=150 răng
Tổng số răng được xác định theo công thức: z t =z1+z2=25+150=175 răng
Góc nghiêng răng: cosβ=m× z t
=62.2857 (mm)
d2=m z2
cosβ=2.5 ×150
35 36
=385.7143 (mm)
Trang 30Theo tiêu chuẩn, góc profin góc α =20 °
Góc prôfin răng: α t=tan−1(tanα
Trang 31Góc ăn khớp: α tw=cos−1(acosα t
=1674.6262(N )
Lực dọc trục: F a 1 =F a2 =F t 1 tanβ =4199.7107 × tan(13.53)=1010.5873 (N)
3.2.8 Hệ số tải trọng động
Hệ số tải trọng động đối với bánh răng trụ nghiêng: K Hv =1.02; K Fv=1.04
3.2.9 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc
Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: Z H=√2cos β b
sin 2 α tw
β b: Góc nghiêng riêng trên hình trụ cơ sở
β b=tan−1(cos α t ×tanβ)=tan−1(cos20.52 °× tan 13.54)=12.7097
Trang 32 Z H=√2cos β b
sin 2 α tw=√ 2 cos12.7097
sin (2× 21.1899)=1.7013
Hệ số cơ tính vật liệu, đối với bánh răng bằng thép Z M=274(MPa).
Hệ số ảnh hưởng của sự trùng khớp của răng Z ε=√1
Trang 33Ứng suất tiếp xúc cho phép:
σ 0 H<[σ 0 H]nên điều kiệnbền tiếp xúc thỏa
3.2.10 Kiểm nghiệm ứng suất uốn
Hệ số xét đến ảnh hưởng cuả độ nhám mặt lượn chân răng: Y R=1
Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất:
Trang 34{ [σ F 1 ]=σ 0 Flim1 × 0 , 9 × K FL1
s F 1 =450 × 0 , 9 ×1
1 , 75 =231 , 43(MPa) [σ F 2 ]=σ 0 Flim2 × 0 , 9 × K FL2
Điều kiện về độ bền uốn được thỏa mãn
3.3 Thông số hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng
Tính toán kiểm nghiệm
Trang 36CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 4.1 Thông số đầu vào
Trang 37Chọn vật liệu chế tạo cấu trúc là thép 45 tôi cải thiện có σ b =850( MPa);σ ch =580( MPa)
ứng suất xoắn cho phép [τ ]=20→ 25 MPa, lấy giá trị số nhỏ đối với trục vào của hộp giảmtốc, trị số lớn đối với trục ra,[τ ]=10→ 15 MPa với trục trung gian
Trang 38Chiều dài mayo bánh đai trên trục I:l m 12 =(1.2→1.5)d 1 sb =(1.2→1.5)× 35 mm
l m 12 =50(mm)
Chiều dài bánh răng trụ l m 13 =b w1 =95 mm
b w 1: chiều rộng vành răng bánh răng dẫn
Khoảng cách từ mặt nút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc giữa các chi tiết quay: k1= 10 mm
Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp k2= 15 mm
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3= 10 mm
Chiều cao nắp của ổ và đầu bu-lông h n= 18 mm
Đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp, ta có công thức:
l12=−l c 12 =−[0.5×(l m 12 +b0)+k3+h n]=−¿(50+21)+10+18]= -63.5 (mm)
l13=0.5(l m13 +b0)+k1+k2=0.5 (95+21)+10+15=83(mm)
l11=2l13=2×83=166(mm)
Trang 394.3.4 Vẽ biểu đồ moment xoắn, uốn và xác định đường kính các đoạn trục