Đồ án hệ thống truyền Động Đề số 9 thiết kế hệ thống dẫn Động thùng trộn

Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp cho sinh viên ngành Cơ điện tử nói riêng và sinh viên Cơ khí nói chung có những kiến thức, kĩ năng cơ bản về thiết kế các hệ thống

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

Thẻ sinh viên Trịnh Quang Đạt

Thẻ sinh viên Bùi Văn Dư

Hình ảnh chân dung: Trịnh Quang Đạt

Hình ảnh chân dung: Bùi Văn Dư

MỤC LỤC

LỜ I NÓI Đ ẦU 1

PH ẦN I – TÌM HI U H Ể Ệ TH Ố NG TRUY N Đ NG MÁY Ề Ộ 2

PHẦN II – CHỌ N Đ Ộ NG CƠ VÀ PHÂN PH ỐI TỈ SỐ TRUY ỀN 11

I – THÔNG SỐ BAN ĐẦU 11

II – CHỌN ĐỘ NG CƠ 11

III – PHÂN PHỐI T Ỉ SỐ TRUYỀN 12

IV – L ẬP B ẢNG ĐẶ C TÍNH B Ộ TRUYỀN 12

PHẦN III – TÍNH TOÁN B Ộ TRUYỀN XÍCH Ố NG CON LĂN 14

I – THÔNG SỐ ĐẦU VÀO 14

II TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 14

III KI ỂM NGHI ỆM ĐỘ BỀ N CỦ A BỘ TRUYỀN XÍCH 17

IV KI ỂM NGHI ỆM ĐỘ BỀN TIẾ P XÚC 17

V THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN XÍCH 18

PHẦN IV – TÍNH TOÁN H P GI Ộ ẢM TỐ C 1 CẤ P – BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG 20

I THÔNG SỐ ĐẦU VÀO 20

II CH ỌN VẬ T LI ỆU 20

III TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT CHO PHÉP 20

IV THÔNG SỐ HÌNH HỌC 23

V KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 26

VI TÍNH TOÁN LỰC TÁC D ỤNG LÊN TRỤC 30

PHẦN V TÍNH TOÁN TRỤ – C VÀ THEN 32

I THÔNG SỐ ĐẦU VÀO 32

II CH ỌN VẬ T LI ỆU 33

III CHỌN SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC 33

IV XÁC ĐỊ NH CHIỀ U DÀI CÁC TRỤC 33

V TÍNH TOÁN TRỤC I 37

VI TÍNH TOÁN TRỤC II 40

VII TÍNH TO ÁN TR C Ụ III 43

VIII TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM THEN 46

IX KI ỂM NGHI ỆM TR C Ụ VỀ ĐỘ B ỀN M ỎI 47

X KIỂM NGHIỆM TRỤC V Ề ĐỘ B ỀN TĨNH 49

PHẦN VI TÍNH TOÁN – Ổ LĂN, NỐ I TR ỤC 51

I CH ỌN Ổ LĂN TRỤ C I 51

II CH ỌN Ổ LĂN TRỤ C II 54

III CH ỌN Ổ LĂN TR C Ụ III 58

IV – CHỌN N ỐI TRỤC 60

PH ẦN VII – TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TI T PHỤ 63 Ế I THI T Ế KẾ VỎ H P Ộ GIẢM T ỐC 63

II THI ẾT KẾ CÁC CHI TI ẾT PH Ụ 64

III THI T Ế KẾ THÙNG TR ỘN, BỆ MÁY 66

PHẦN VIII – CHỌN D U BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI L Ầ ẮP GHÉP 67

I CH ỌN D U Ầ BÔI TRƠN H P Ộ GIẢM TỐC 67

II CH ỌN DUNG SAI L ẮP GHÉP 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

DANH MỤC HÌNH ẢNH

KĨ THUẬT 3 HÌNH 1.2: MÁY TRỘN Đ NG CARNO VIỆỨ T NAM VÀ THÔNG SỐ KĨ THUẬ 4 T HÌNH 1.3: MÁY TR N LIÊN TỘ ỤC 2 TRỤC CỦA CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ MÁY

MỎ VTR VÀ THÔNG SỐ KĨ THUẬT 5

LẠC HỒNG VÀ THÔNG SỐ K Ỹ THUẬ 6 T HÌNH 1.5: MÁY TRỘN TRỤC VÍT KIỂU ĐỨNG VÀ THÔNG SỐ KĨ THUẬ 7 T HÌNH 1.6: MÁY TRỘN CHỮ V VÀ THÔNG SỐ K Ỹ THUẬ 8 T HÌNH 1.7 HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN 10

LỜI NÓI ĐẦU

Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ Tư đang diễn ra rất mạnh mẽ, trở thành một trong những xu thế phát triển mới của đời sống nhân loại trong giai đoạn hiện nay của thời đại Đặc trưng của cuộc cách mạng này là sự hợp nhất, không ranh giới giữa các lĩnh vực công nghệ, vật lý, kỹ thuật và sinh học Đó là xu hướng kết hợp giữa các

hệ thống ảo và thực, vạn vật kết nối, làm cho thế giới “phẳng” hơn, thúc đẩy quá trình toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế có những bước tiến mới mạnh mẽ hơn, làm cho các nước có cơ hội mới và cũng đứng trước những thách thức mới Với tốc độ phát triển cao, thay đổi nhanh chóng và sự kết hợp nhiều công nghệ khác nhau, loài người đứng trước sự thay đổi lớn và khả năng phát triển chưa từng có Việt Nam ta cũng đang không

ngừng phát triển, đáp ứng theo xu thế của thế giới

Là một kĩ sư Cơ điện tử trong thời đại này, tất cả các kiến thức về chuyên môn lẫn kĩ năng làm việc cần được trau dồi mạnh mẽ và bổ trợ cho nhau một cách hoàn hảo nhất có thể Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp cho sinh viên ngành Cơ điện tử nói riêng và sinh viên Cơ khí nói chung có những kiến thức, kĩ năng

cơ bản về thiết kế các hệ thống truyền động cơ khí, đồng thời có cách nhìn tổng quan nhất về các loại máy móc, hệ thống sản xuất,… trong công nghiệp và trong cuộc sống hằng ngày

Thông qua quá trình làm đồ án, em đã vận dụng được những kiến thức đã học từ các môn học như: Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kĩ thuật cơ khí,… đồng thời cũng trau dồi được kĩ năng sử dụng các phần mềm hỗ trợ như: AutoCad, Solidworks và nhận

ra được các kiến thức chưa vững của bản thân

Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN, các thầy cô và các bạn học, anh chị khóa trên đã tận tình giúp đỡ, chia sẻ những kiến thức hữu ích cho

em trong quá trình thực hiện đồ án Đồ án đầu tiên còn nhiều thiếu sót về kiến thức, em mong nhận được sự góp ý, chia sẻ thêm kiến thức từ các thầy cô để cải thiện

Sinh viên thực hiện

Trịnh Quang Đạt Bùi Văn Dư

PHẦN I – TÌM HIỂU HỆ THỐNG

Thùng trộn, đúng với tên gọi của nó, là một thiết bị cơ khí dùng để trộn hỗn hợp nhiều loại nguyên liệu, vật liệu thành một hợp chất đồng nhất Trong đó độ đồng đều của sản phẩm sau khi trộn là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng

và hiệu quả của hệ thống máy đó

Hệ thống dẫn động thùng trộn được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp, trong sản xuất bột hỗn hợp, trộn hóa chất, dược phẩm hay xây dựng,… Ngoài ra chúng còn phục vụ trong nông nghiệp như: máy trộn thức ăn gia súc, gia cầm; máy trộn ngũ cốc, trộn bột làm bánh, các loại gia vị,…

Máy trộn có nhiều loại kiểu, và được phân loại theo nhiều phương pháp khác nhau

a) Theo nguyên lý

- Máy trộn ngang: đây là loại phổ biến và thông dụng nhất ưu điểm của model này là

trộn rất đều nhưng giá thành cao, thời gian trộn khá chậm và phần nạp liệu khá lâu Đối với máy trộn nằm 1 tấn/mẻ thì cần máy phụ tải lên bồn trộn (chuyên trộn nguyên liệu ướt và bột nhão) Có rất nhiều loại máy trộn ngang dùng cho nhiều mục đích khác nhau như máy trộn bằng inox thì dùng trong trộn bột, thực phẩm sạch ; trộn bằng sắt thép thì dùng trong các các nhà máy chế biến than, thức ăn gia súc, phân bón

- Máy trộng đứng: chuyên dùng trộn bột khô, ưu điểm của model này là tốc độ trộn rất

nhanh cho năng suất cao, giá thành rẻ và phần nạp liệu rất dễ dàng tiết kiệm rất nhiều thời gian và công sức, trong các nhà máy phân bón và thức ăn gia súc hay dùng (chỉ trộn đươc sản phẩm có độ ẩm ít)

Thông số Đơn vị Giá trị

Hình 1.2: áy tr n đ M ộ ứng Carno Vi ệt Nam và thông s kĩ thu t ố ậ

b) Theo chu trình làm việc:

- Máy làm việc liên tục: quá trình nạp phối liệu và xả hỗn hợp thành phẩm được tiến

hành liên tục Các loại máy trộn này có năng suất tương đối ca

- Máy làm việc gián đoạn có chu kỳ làm việc, các công đoạn phân tách rõ ràng trong : một chu kỳ làm việc: nạp phối liệu, nhào trộn hỗn hợp, và xả hỗn hợp thành phẩm

Hình 1.3: Máy tr n liên t c 2 tr c c a Công ty TNHH Thi ộ ụ ụ ủ ết bị Máy mỏ VTR và thông

số kĩ thuật

Thông số Đơn vị Giá trị

Hình 1.5: M áy trộn trục vít ki u đ ể ứ ng và thông số kĩ thuậ t

Hình 1.6: M áy tr n ch ộ ữ V và thông số k ỹ thu t ậ

Qua những hình ảnh trên ta thấy rằng, dù được sử dụng trong trường hợp nào thì

hệ thống thùng trộn đều được truyền động từ thông cơ thông qua một hệ thống truyền động gồm: hộp giảm tốc; bộ truyền đai hoặc xích tùy trường hợp Các bộ truyền động được bố trí tùy vào kích thước, khối lượng và chức năng của loại máy trộn đó Mỗi cách

bố trí, thiết kế đều có ưu điểm và nhược điểm của nó, và nhiệm vụ củ người kỹ sư là đánh giá được phương án nào là tối ưu nhất

Trong phạm vi đồ án này, hệ thống dẫn động được chỉ định gồm: động cơ điện, hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng côn răng thẳng, bộ truyền xích ống con lăn, nối trục đàn – hồi, thùng trộn và một số chi tiết phụ khác

Mô tả nguyên lý hoạt động:

- Động cơ truyền chuyển động cho trục 1 thông qua khớp nối trục với số vòng quay và moment xoắn gần như không đổi

- Trục 1 truyền chuyển động thông qua bánh răng côn răng thẳng tới trục 2 với số vòng quay giảm và moment xoắn tăng tỉ lệ với tỉ số truyền của hộp

- Trục 2 truyền chuyển động cho trục 4 thông qua bộ truyền xích con lăn với số vòng quay tiếp tục được giảm xuống và moment xoắn tiếp tục được tăng lên tỉ lệ với tỉ số truyền của bộ truyền

- Cuối cùng, trục 4 được nối với bộ phận công tác là thùng trộn qua khớp nối trục với

số vòng quay và moment xoắn gần như không đổi

- Hiệu suất trong quá trình làm việc phụ thuộc vào hiệu suất truyền của hộp giảm tốc,

bộ truyền xích, các cặp ổ lăn và khớp nối trục

Trục III

Hình 1.7 Hệ thống d n đ ng thùng trộn ẫ ộ

Hệ thống dẫn động gồm:

3 Hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng 1 cấp

4 Bộ truyền xích ống con lăn

5 Thùng trộn

𝜂𝜂𝑥 𝑥= 0,91 – hiệu suất bộ truyền xích (để hở)

𝜂𝜂𝑏𝑏𝑏𝑏= 0,96 – hiệu suất bộ truyền bánh răng côn răng thẳng (được che kín)

𝜂𝜂𝑜𝑜𝑙𝑙= 0,99– hiệu suất một cặp ổ lăn ( cặp ổ lăn)3

𝜂𝜂𝑛𝑛𝑛𝑛= 0,98 – hiệu suất nối trục (2 khớp nối trục)

 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ:

Chọn tỉ số truyền sơ bộ của toàn bộ hệ thống dẫn động:

Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện sau:

� 𝑃𝑃đ𝑐𝑐≥ 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑛𝑛

𝑛𝑛đ𝑐𝑐≈ 𝑛𝑛𝑠𝑠𝑏𝑏, tức ta phải tìm động cơ thỏa mãn � 𝑃𝑃đ𝑐𝑐≥ 3,69 𝑘𝑘𝑘𝑘

𝑛𝑛đ𝑐𝑐≈ 1260 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/Theo Tài liệu [III] , ta chọn động cơ với thông số như saubảng 2.1:

Ký hiệu

Công suất

(𝑘𝑘𝑘𝑘 )

Vận tốc quay (𝑣𝑣𝑣𝑣/𝑝𝑝ℎ )

𝑃𝑃𝐼𝐼𝐼𝐼= 𝑃𝑃𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼

𝜂𝜂𝑥𝑥𝜂𝜂𝑜𝑜𝑙𝑙=

3,090,91 × 0,99= 3,43 𝑘𝑘𝑘𝑘

𝑃𝑃𝐼 𝐼= 𝑃𝑃𝐼𝐼𝐼𝐼

𝜂𝜂𝑏𝑏𝑏𝑏𝜂𝜂𝑜𝑜𝑙𝑙=

3,430,96 × 0,99= 3,61 𝑘𝑘𝑘𝑘

𝑃𝑃đ𝑐𝑐= 𝑃𝑃𝐼𝐼

𝜂𝜂𝑛𝑛𝑛𝑛=

3,610,98= 3,69 𝑘𝑘𝑘𝑘

2 Tốc độ quay các trục:

𝑛𝑛đ𝑐𝑐=𝑛𝑛𝐼 𝐼= 1435 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/

𝑛𝑛𝐼𝐼𝐼𝐼= 𝑛𝑛𝐼𝐼

𝑢𝑢𝑏𝑏𝑏𝑏=

14352,5 = 574 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/

𝑛𝑛𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼=𝑛𝑛𝑙𝑙𝑙𝑙=𝑛𝑛𝐼𝐼𝐼𝐼

𝑢𝑢𝑥 𝑥=

5743,42= 167 84, 𝑣𝑣𝑣𝑣/𝑝𝑝ℎ

* Sai số vòng quay trục công tác so với yêu cầu là 0,1%

3 Mômen xoắn trên các trục:

PHẦN III – TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN

I – THÔNG SỐ ĐẦU VÀO

Bộ truyền xích ống con lăn một dãy, với:

- Công suất trục đầu vào: 𝑃𝑃𝐼𝐼𝐼𝐼= 3,43 𝑘𝑘𝑘𝑘

- Số vòng quay bánh dẫn: 𝑛𝑛𝐼𝐼𝐼𝐼= 574 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/

- Tỉ số truyền: 𝑢𝑢𝑥 𝑥= 3,42

- Moment xoắn trên trục đầu vào: 𝑇𝑇𝐼𝐼𝐼𝐼= 57067 07, 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁

II TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH

1 Chọn bộ truyền xích ống con lăn

2 Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức:

𝑧𝑧1= 29 – 2𝑢𝑢 = 29 – 2 × 3,42 = 22,16

Chọn: 𝑧𝑧1= 25 răng theo Bảng 5.4 Tài liệu [I]

3 Tính s răng đĩa xích l n theo công thố ớ ức

𝐾𝐾𝑜𝑜 - Hệ số xét đế ản nh hư ng củở a cách bố trí bộ truyền: đường tâm của xích hợp với phương n m ngang ằ < 40° thì 𝐾𝐾𝑜 𝑜= 1

𝐾𝐾𝑑𝑑𝑐𝑐 - H ệ số xét đến ảnh hư ng củở a khả năng điều ch nh l c căng xích: Nỉ ự ếu trục điều ch nh được thì ỉ 𝐾𝐾𝑑𝑑𝑐𝑐= 1

𝐾𝐾𝑏𝑏 - Hệ số xét đến đi u kiề ện bôi trơn:Làm việc trong môi trường có bụi, ch t ấlượng bôi trơn II thì 𝐾𝐾𝑏 𝑏= 1,3

𝐾𝐾𝑙𝑙𝑙𝑙 - H ệ số xét đ n chế ế độ làm vi c: Làm vi c 2 ca nên ệ ệ 𝐾𝐾𝑙𝑙𝑙𝑙= 1,25

Suy ra: 𝐾 𝐾 = 1 × 1 × 1 × 1 × 1,3 × 1, = 1,25 625

Hệ số 𝐾𝐾𝑧 𝑧= 25/𝑧𝑧1= 25/25 = 1 : Hệ số xét đế ản nh hưởng s ốrăng đĩa xích

Hệ số 𝐾𝐾𝑛 𝑛= 𝑛𝑛01/𝑛𝑛1= 600 574/ = 1,05 : Hệ số số vòng quay, ta ch n ọ 𝑛𝑛01= 600 trong bảng 5.5 Tài li u [I]ệ

Công suất cho phép tướng ng vứ ới bư c xích: ớ [𝑃𝑃] = 6,67 𝑘𝑘𝑘𝑘

6 Theo ng 5.8 bả Tài li u [I] ệ số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 15,875 mm là

𝑛𝑛𝑛𝑛ℎ= 1000 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/ nên đi u kiề ện 𝑛 𝑛 < 𝑛𝑛𝑛𝑛ℎ được thỏa

8 Tính toán kiểm nghiệm bư c xích ớ 𝑝𝑝𝑐𝑐

Trong đó: [𝑝𝑝𝑜𝑜] = 26 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎 – tra bảng 5.3 Tài li u [II]ệ

Do 𝑝𝑝𝑐 𝑐= 15 875, 𝑁𝑁𝑁𝑁 nên đi u kiề ện trên đư c thợ ỏa

Theo b ng 5.ả 9 Tài li u [I]ệ với 𝑝𝑝𝑐 𝑐= 15,875, xích con lăn, chọn [𝑖𝑖] = 50

Kiểm tra xích theo số n va đ p trong 1 giây: lầ ậ

𝑖 𝑖 =15𝑧𝑧𝑋 𝑋1𝑛𝑛1=25 × 574

15 × 138= 6,93≤ [𝑖𝑖]

Vậy đi u kiề ện va đ p được th ậ ỏa

III KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN CỦA BỘ TRUYỀN XÍCH

đ𝐹𝐹𝑛 𝑛+𝐹𝐹𝑙 𝑙+𝐹𝐹𝑜 𝑜≥ [ ]𝑐𝑐 Trong đó:

Tra bảng 5.2 Tà ệu [ ] vi li I ới 𝑝𝑝𝑐 𝑐 = 15 875, 𝑁𝑁𝑁𝑁 chọn 𝑄 𝑄 =22,7 𝑘𝑘𝑁𝑁; 𝑞 𝑞 = 1 Tra bảng 5.10 Tài li u [I] vệ ới 𝑝𝑝𝑐 𝑐= 15 875, 𝑁𝑁𝑁𝑁, ta có [𝑐𝑐] = 9,3

IV KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN TIẾP XÚC

Ứng su t ti p xúc trên m t răng c a xích ph i th a điấ ế ặ ủ ả ỏ ều kiện:

𝜎𝜎𝐻𝐻1= 0,47�𝑘𝑘𝑏𝑏(𝐹𝐹𝑛𝑛𝐾𝐾đ+𝐹𝐹𝑙𝑙đ) 𝐸𝐸

𝐴𝐴𝑘𝑘đ≤ [𝜎𝜎𝐻𝐻] Trong đó:

- Lực va đ p trên dãy xích:ậ m

𝐹𝐹𝑙𝑙đ= 13 10−7𝑛𝑛1𝑝𝑝𝑐𝑐 3𝑁 𝑁 = 13 10−7×574×15,8753× 1 = 2,99 𝑁𝑁

- H ệ số phân bố không đề ảu t i tr ng cho các dãy: ọ 𝑘𝑘đ= 1

vậ ệt li u: Thép 45 tôi c i thi n, độ rắả ệ n b ề mặt 𝐻𝐻𝐻𝐻 = 210, ứng su t ti p xúc cho phép đạt ấ ế[𝜎𝜎𝐻𝐻] = 600 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎 sẽ thỏa điều ki n b n ệ ề

V THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN XÍCH

1 Tính l c tác d ng lên trự ụ ục:

𝐹𝐹𝑏𝑏𝑥𝑥= Kx𝐹𝐹𝑛 𝑛= 1,15×902,63=1038 02, 𝑁𝑁 Khi xích n m ngang, hằ ệ số trọng lượng xích Kx= 1,15

𝑑𝑑2= 𝑝𝑝𝑐𝑐

sin 𝜋𝜋𝑧𝑧2

=15 875,sin 𝜋𝜋87 = 439 72, 𝑁𝑁𝑁𝑁

𝑑𝑑𝑓𝑓2=𝑑𝑑2−2𝑟 𝑟 = 439,72 2 × 5,− 16=429,4 𝑁𝑁𝑁𝑁 Trong đó:

Trong đó:

𝑁𝑁𝐻 𝐻= 6 – Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc: khi đ r n mộ ắ ặt răng

𝑐 𝑐 = 1 – S ố lần ăn k p trong một vòng quay hớ

𝐿𝐿ℎ= 10000 𝑣𝑣𝑖𝑖ờ – Tổng số giờ làm việc c a bánh răngủ

Từ các kết quả tính được, ta thấy: 𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻 1>𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻1và 𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻2>𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻 2 nên 𝐾𝐾𝐻𝐻𝐻𝐻 1=b) Ứng suất ti p xúc cho phép ế ứng vớ ố i s chu kì cơ sở

Theo Bảng 6.2 Tài liệu [I], với v t liậ ệu thép 45 thư ng hóa và ờ 𝐻𝐻𝐻𝐻 = 180 350… , ta có:

�𝜎𝜎𝐻𝐻2� =0,9𝐻𝜎𝜎𝐻𝐻𝑙𝑙𝐻𝐻𝑚𝑚 𝐻 𝐾𝐾2 𝐻𝐻𝐻𝐻 2

0,9 × 460 × 1

Trong đó: 𝑆𝑆𝐻 𝐻− hệ số an toàn khi tính về ế tip xúc Theo B ng 6.2 Tài liả ệu [I], với

vậ ệt li u thép 45 thư ng hóa và ờ 𝐻𝐻𝐻𝐻= 180…350, ta đư c ợ 𝑆𝑆𝐻 𝐻= 1,1

Ứng su t ti p xúc cho phép sơ bộ tính toán:ấ ế

Đối với bánh răng côn răng thẳng:

𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻= 5 × 106 – Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻= 60𝑐𝑐𝑛𝑛𝐿𝐿ℎ – Số chu kì thay đ i ứổ ng su t tương đương (trư ng h p tấ ờ ợ ải trọng tĩnh)

𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻1=60𝑐𝑐𝑛𝑛 𝐿𝐿1 ℎ=60× 1 ×1435× 10000 = 8,61 × 108

𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 2=60𝑐𝑐𝑛𝑛 𝐿𝐿2 ℎ=60× 1 ×574× 10000 = 3,44× 108

V ới:

𝑛𝑛1= 1435 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/ ,𝑛𝑛2= 574 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/ – S ố vòng quay bánh d n và bánh bẫ ị dẫn

𝑐 𝑐 = 1 – S ố lần ăn k p trong một vòng quay hớ

𝐿𝐿ℎ= 10000 𝑣𝑣𝑖𝑖ờ – Tổng số giờ làm việc c a bánh răngủ

Từ các kết quả tính được, ta thấy: 𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻1>𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 và 𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 2>𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 nên 𝐾𝐾𝐹𝐹𝐻𝐻 1=𝐾𝐾

b) Ứng suất u n cho phép ố ứng với s ốchu kì cơ sở

Theo Bảng 6.2 Tài liệu [I], với v t liậ ệu thép 45 thư ng hóa và ờ 𝐻𝐻𝐻𝐻 = 180 350… , ta có:

𝑆𝑆𝐹 𝐹− hệ số an toàn khi tính về uốn Theo Bảng 6.2 Tài li u [II], vệ ới vậ ệt li u thép

45 thư ng hóa và ờ 𝐻𝐻𝐻𝐻 = 180 350… , ta đư c ợ 𝑆𝑆𝐹 𝐹= 1,75

Hệ số xét đến ảnh hưởng đặ ảt t i: 𝐾𝐾𝐹𝐹𝐹𝐹= 1, khi quay m t chiộ ều

IV THÔNG SỐ HÌNH HỌC

1 Xác đ nh chi u dài côn ngoài và đư ng kính côn chiaị ề ờ

Chiều dài côn ngoài sơ bộ

𝑅𝑅𝑒 𝑒=𝐾𝐾𝑅𝑅�𝑢𝑢2+ 1 � 𝑇𝑇1𝐾𝐾𝐻𝐻𝐻𝐻

(1− 𝐾𝐾𝑏𝑏𝑒𝑒)𝐾𝐾𝑏𝑏𝑒𝑒𝑢𝑢[𝜎𝜎𝐻𝐻]2 3

𝐾𝐾𝑏𝑏𝑒𝑒= 0,3 – H ệ số chiều rộng vành răng, điều kiện: 𝑢 𝑢 = 2,5≤ 3

𝐾𝐾𝐻𝐻𝐻𝐻= 1,16 – Hệ số kể đến sự phân bố không đ u tề ải tr ng trên chiọ ều r ng vành ộrăng bánh răng côn, theo B ng 6.21 Tài li u [ả ệ I]: sơ đ I, tr c l p trên ồ ụ ắ ổ bi, 𝐻𝐻𝐻𝐻≤ 350, răng th ng và tẳ ỉ số :

Số răng 𝑧𝑧1𝑝𝑝= 20 theo B ng 6.22 Tài liả ệu [I]: bánh răng côn răng thẳng, 𝑢 𝑢 = 2,5,

𝑑𝑑𝑒𝑒1= 72,1 𝑁𝑁𝑁𝑁

Làm tròn thành số nguyên: 𝑧𝑧1= 32

Số răng bánh bị động:

𝑧𝑧2=𝑢𝑢𝑧𝑧1= 2,5 × 32 = 80 Làm tròn thành số nguyên: 𝑧𝑧2= 80

 Đường kính vòng trung bình và môđun vòng trung bình:

- Đường kính vòng trung bình:

𝑑𝑑𝑚𝑚1= (1− 0,5𝐾𝐾𝑏𝑏𝑒𝑒)𝑑𝑑𝑒𝑒1= (1− 0,5 × 0,3) × 72,1 = 61 285, 𝑁𝑁𝑁𝑁

- Môđun vòng trung bình:

Lấy 𝑁𝑁𝑛𝑛𝑒𝑒theo giá trị tiêu chu n B ng 6.8 Tài li u [ẩ ả ệ I]: 𝑁𝑁𝑛𝑛𝑒𝑒= 2,5 𝑁𝑁𝑁𝑁

- Tính l i môđun vòng trung bình và đư ng kính vòng trung bình:ạ ờ

cos𝛿𝛿2(cos𝛽𝛽𝑚𝑚)3=

80cos 68 2°( , ) (cos 0°)3= 215

Từ các số liệu tính toán trên, ta lập bảng thông số của bộ truyền với các công th c tính ứtoán theo B ng 6.20 Tài li u [I] , ta l p bả ệ ậ ảng 4.1 như sau:

- 𝑍𝑍𝑀𝑀 – Hệ số kể đến cơ tính v t li u của các bánh răng ăn kh Theo Bảng 6.5 Tài ậ ệ ớpliệu [ ], vì v t li u bánh nhI ậ ệ ỏ và bánh lớn đều là thép nên ta có: 𝑍𝑍𝑀 𝑀= 274 (𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎)3 1

- 𝑍𝑍𝐻𝐻 – H ệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Theo Bảng 6.12 Tài liệu [I], với 𝑥𝑥1+

𝑥𝑥2= 0 và 𝛽𝛽𝑚 𝑚= 0, ta có: 𝑍𝑍𝐻 𝐻= 1,76

𝑣𝑣𝑜 𝑜= 47 – Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và bánh

2, theo Bảng 6.16 Tài liệu [ ]: cấp chính xác I 7, 𝑁𝑁𝑛𝑛𝑚𝑚= 2,125 𝑁𝑁𝑁𝑁≤ 3,55 𝑁𝑁𝑁𝑁

𝑣𝑣𝐻𝐻𝑚𝑚𝑚𝑚𝑥𝑥= 240 – Trị số theo Bảng 6.17 Tài li u [I]: ệ cấp chính xác 7, 𝑁𝑁𝑛𝑛𝑚𝑚=

2,125 𝑁𝑁𝑁𝑁≤ 55 𝑁𝑁𝑁𝑁 3,

𝑑𝑑𝑚𝑚1= 68 𝑁𝑁𝑁𝑁 – Đường kính trung bình của bánh côn nhỏ

𝑍𝑍𝑅 𝑅= 1 – Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc: 𝑅𝑅𝑚 𝑚= 1,25… 0,63𝜇𝜇𝑁𝑁

𝑍𝑍𝑙 𝑙= 0,85𝑣𝑣0,1= 1 – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng khi độ ắn r <

2 Ứng su t uốn ấ

Ứng su t uốấ n c a bánh d n và bánh bị dẫủ ẫ n được tính theo công th c: ứ

Từ số răng tương đương vừa tính ở trên 𝑧𝑧𝑙𝑙1= 34,𝑧𝑧𝑙𝑙2= 215 và hệ số dịch ch nh ỉ

𝑥𝑥1=−𝑥𝑥 = 0, theo B ng 6.18 Tài li u [ ], tìm đư c h2 ả ệ I ợ ệ số dạ ng răng:

Với 𝛿𝛿𝐹 𝐹= 0,016 – Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, theo

Bảng 6.15 Tài li u [I]: ệ 𝐻𝐻𝐻𝐻2≤ 350𝐻𝐻𝐻𝐻, răng thẳng, không vát đ u răngầ

�𝜎𝜎𝐹𝐹 2� = 206 59, 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎 nên bánh răng côn thỏa mãn điều kiện b n u n ề ố

VI TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC

𝐹𝐹𝑏𝑏1=𝐹𝐹𝑛𝑛1 tan𝛼𝛼𝑤 𝑤 cos𝛿𝛿1= 706,61× tan20× cos 21,8 =238 79, 𝑁𝑁