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
NÓI Đ ẦU
Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ Tư đang diễn ra mạnh mẽ, trở thành xu thế phát triển mới của nhân loại Đặc trưng của cuộc cách mạng này là sự hợp nhất không ranh giới giữa công nghệ, vật lý, kỹ thuật và sinh học, tạo ra xu hướng kết hợp giữa hệ thống ảo và thực Sự kết nối vạn vật làm thế giới trở nên “phẳng” hơn, thúc đẩy toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế với những bước tiến mạnh mẽ, mang đến cơ hội và thách thức mới cho các quốc gia Với tốc độ phát triển nhanh chóng và sự kết hợp đa dạng công nghệ, nhân loại đang đứng trước những thay đổi lớn và khả năng phát triển chưa từng có Việt Nam cũng không ngừng phát triển, hòa nhập theo xu thế toàn cầu.
Là một kỹ sư Cơ điện tử hiện đại, việc nâng cao kiến thức chuyên môn và kỹ năng làm việc là rất quan trọng Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp sinh viên Cơ điện tử và Cơ khí nắm vững kiến thức cơ bản về thiết kế các hệ thống truyền động, đồng thời cung cấp cái nhìn tổng quan về máy móc và hệ thống sản xuất trong công nghiệp và đời sống hàng ngày.
Qua quá trình thực hiện đồ án, tôi đã áp dụng kiến thức từ các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy và Vẽ kỹ thuật cơ khí Đồng thời, tôi cũng cải thiện kỹ năng sử dụng phần mềm hỗ trợ như AutoCad và Solidworks, từ đó nhận ra những kiến thức còn thiếu sót 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 nhiệt tình hỗ trợ và chia sẻ kiến thức quý báu trong quá trình thực hiện đồ án đầu tiên của em Mặc dù đồ án còn nhiều thiếu sót về kiến thức, em rất mong nhận được sự góp ý và chia sẻ thêm từ các thầy cô để có thể cải thiện và hoàn thiện hơn trong tương lai.
Trịnh Quang Đạt Bùi Văn Dư
PHẦN I – TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀ N Đ Ộ NG MÁY
Thùng trộn là thiết bị cơ khí chuyên dụng để trộn nhiều loại nguyên liệu và vật liệu, tạo ra hợp chất đồng nhất Độ đồng đều của sản phẩm sau khi trộn là tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng và hiệu quả của hệ thống máy trộn.
Hệ thống dẫn động thùng trộn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như sản xuất bột hỗn hợp, trộn hóa chất, dược phẩm và xây dựng Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong nông nghiệp, bao gồm máy trộn thức ăn cho gia súc và gia cầm, máy trộn ngũ cốc, trộn bột làm bánh và 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 là loại máy phổ biến nhất trong ngành công nghiệp, nổi bật với khả năng trộn đều nhưng có giá thành cao và thời gian trộn chậm Đặc biệt, máy trộn 1 tấn/mẻ cần có máy phụ tải để nạp liệu vào bồn trộn, thích hợp cho việc trộn nguyên liệu ướt và bột nhão Có nhiều loại máy trộn ngang phục vụ cho các mục đích khác nhau, như máy trộn inox dùng cho bột và thực phẩm sạch, trong khi máy trộn bằng sắt thép thường được sử dụng trong các nhà máy chế biến than, thức ăn gia súc và phân bón.
Máy trộn đứng là thiết bị chuyên dụng để trộn bột khô, nổi bật với tốc độ trộn nhanh và năng suất cao Model này có giá thành hợp lý và thiết kế nạp liệu dễ dàng, giúp tiết kiệm thời gian và công sức Máy thường được sử dụng trong các nhà máy sản xuất phân bón và thức ăn gia súc, tuy nhiên chỉ phù hợp với sản phẩm có độ ẩm thấp.
Thông số Đơn vị Giá trị Điện áp V 220/380
Hình 1.1: Máy trộn ngang của Công ty Máy Mi n Nam và thông sề ố kĩ thuật
Hình 1.2: áy tr n đ M ộ ứng Carno Việt Nam và thông số kĩ thuật b) Theo chu trình làm việc:
Máy làm việc liên tục cho phép quá trình nạp phối liệu và xả hỗn hợp thành phẩm diễn ra liên tục Những loại máy trộn này có năng suất tương đối cao, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.
Máy làm việc gián đoạn hoạt động theo chu kỳ, với các công đoạn được phân tách rõ ràng, bao gồm 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 Thiộ ụ ụ ủ ết bị Máy mỏ VTR và thông số kĩ thuật
Thông số Đơn vị Giá trị Điện áp V 220
Hình 1.4: Máy tr n bê tông t do theo chu kộ ự ỳ của nhà gia công L c Hạ ồng và thông số kỹ thuật c) Một số loại máy trộn khác:
Hình1.5: áy trộn trục vít ki u đ M ể ứngvà thông số kĩ thuật
Hình 1.6: áy tr n ch M ộ ữ V và thông số k ỹ thuật
Hệ thống thùng trộn hoạt động dựa trên truyền động từ thông cơ, thông qua một hệ thống truyền động bao gồm hộp giảm tốc và bộ truyền đai hoặc xích, tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể Việc bố trí các bộ truyền động được xác định dựa trên kích thước, khối lượng và chức năng của máy trộn Mỗi thiết kế đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, do đó, nhiệm vụ của kỹ sư là đánh giá và lựa chọn phương án tối ưu nhất cho từng ứng dụng.
Hệ thống dẫn động trong đồ án này bao gồm động cơ điện, hộp giảm tốc một cấp với bánh răng côn răng thẳng, bộ truyền xích ống con lăn, nối trục đàn hồi, thùng trộn và các 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 động đến trục 2 thông qua bánh răng côn, giúp giảm số vòng quay và tăng mô-men xoắn tương ứng với tỷ số truyền của hộp số.
Trục 2 truyền động cho trục 4 thông qua bộ truyền xích con lăn, giúp giảm số vòng quay và tăng moment xoắn theo tỷ lệ với tỷ 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
Hình 1.7 Hệ thống d n đ ng thùng trộn ẫ ộ
Hệ thống dẫn động gồm:
1 Động cơ điện 2 Nối trục đàn hồi
3 Hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng 1 cấp
4 Bộ truyền xích ống con lăn
CHỌ N Đ Ộ NG CƠ VÀ PHÂN PH ỐI TỈ SỐ TRUY ỀN
- Công suất trục thùng trộn: 𝑃𝑃𝑙𝑙𝑙𝑙= 3 𝑘𝑘𝑘𝑘
- S ố vòng quay trục thùng tr n: ộ 𝑛 𝑛= 168 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/
Tính hiệu suất truyền động chung:
𝜂𝜂 𝑐𝑐ℎ = 𝜂𝜂 𝑥𝑥 𝜂𝜂 3 𝑏𝑏𝑏𝑏 𝜂𝜂2 𝑛𝑛𝑛𝑛𝜂𝜂 𝑜𝑜𝑙𝑙 Trong đó, hiệu suất các bộ truyền theo Bảng 3.3 Tài liệu [II]:
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)
Công suất cần thiết trên trục động cơ:
Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ:
Chọn tỉ số truyền sơ bộ của toàn bộ hệ thống dẫn động:
𝑢 𝑢=𝑢𝑢𝑏𝑏𝑏𝑏×𝑢𝑢𝑥 𝑥= 2,5 × 3 = 7,5 Tra Bảng 3.2 Tài liệu [II]: 𝑢𝑢𝑏𝑏𝑏𝑏= 2,5 – tỉ số truyền bánh răng côn răng thẳng
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
12 Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện sau:
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:
III – PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1 Tỉ số truyền của hệ dẫn động:
2 Tỉ số truyền hộp giảm tốc:
3 Tỉ số truyền bộ truyền xích:
Tỉ số truyền xích được tính lại là:
IV – LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH BỘ TRUYỀN
1 Công suất trên các trục:
2 Tốc độ quay các trục:
* Sai số vòng quay trục công tác so với yêu cầu là 0,1%
3 Mômen xoắn trên các trục:
4 Bảng phân phối tỉ số truyền, bảng 2.2
Thông số Động cơ I II III Tải
TÍNH TOÁN B Ộ TRUYỀN XÍCH Ố NG CON LĂN
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH
1 Chọn bộ truyền xích ống con lăn
2 Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức:
Chọn: 𝑧𝑧1= 25 răng theo Bảng 5.4 Tài liệu [I]
3 Tính s răng đĩa xích l n theo công thố ớ ức
4 Xác đ nh các hị ệ số ề đi u kiện sử dụng xích K theo công thức:
𝐾𝐾𝑏𝑏 - H ệ số tải trọng đ ng: Tảộ i tr ng tĩnh, làm viọ ệc êm nên 𝐾𝐾𝑏 𝑏= 1
𝐾𝐾𝑚𝑚 - Hệ số xét đế ản nh hư ng c a khoở ủ ảng cách tr c: kho ng cách tr c ụ ả ụ 𝑎𝑎 (30÷50)𝑝𝑝𝑐𝑐 thì 𝐾𝐾𝑚 𝑚= 1
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 ấ lượng 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
Hệ số 𝐾𝐾𝑧 𝑧= 25/𝑧𝑧1= 25/25 = 1 : Hệ số xét đế ản nh hưởng sốrăng đĩa xích
Hệ số 𝐾𝐾𝑛 𝑛= 𝑛𝑛 01 /𝑛𝑛 1 = 600 574/ = 1,05 : Hệ số số vòng quay, ta ch n ọ 𝑛𝑛 01 = 600 trong bảng 5.5 Tài li u [I]ệ
Theo bảng 5.5 Tài li u [I] ệ theo cột 𝑛𝑛 01 = 600 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/ ta chọn bước xích 𝑝𝑝𝑐 𝑐 15 875, 𝑁𝑁𝑁𝑁
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 30 và vận tốc xích < 5 𝑁𝑁/𝑐𝑐, vật liệu được chọn là thép 45 tôi cứng, có độ rắn bề mặt 𝐻𝐻𝐻𝐻 = 210 Ứng suất tiếp xúc cho phép đạt 𝜎𝐻𝐻 = 600 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra.
V THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN XÍCH
1 Tính l c tác d ng lên trự ụ ục:
𝐹𝐹𝑏𝑏𝑥𝑥= K x 𝐹𝐹𝑛 𝑛= 1,15×902,6338 02, 𝑁𝑁 Khi xích n m ngang, hằ ệ số trọng lượng xích K x = 1,15
Đường kính vòng chia đĩa xích:
Đường kính vòng đỉnh đĩa xích:
Đường kính vòng chân đĩa xích:
𝑟 𝑟= 0,5025d 1 + 0,05 = 0,5025×10,16+ 0,05 = 5,16 với d 1 = 10,16 tra bảng 5.2 Tài li u [I]ệ Bảng thông số đĩa xích, bảng 3.1:
Thông số Kí hiệu Giá trị
Bánh dẫn Bánh bị dẫn
Số răng 𝑧𝑧 25 86 Đường kính vòng chia, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑑𝑑 126,66 439,72 Đường kính vòng đỉnh, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑑𝑑𝑚𝑚 136,6 447,37 Đường kính vòng chân, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑑𝑑𝑓𝑓 116,34 429,4
Bảng thông số dây xích, bảng 3.2:
Thông số Kí hiệu Giá trị
Chiều dài ng (không nhỏ hơn), ố 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐻𝐻 9,65 Đường kính chốt, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑑𝑑𝑜𝑜 5,08 Đường kính ngoài con lăn, 𝑁𝑁𝑁𝑁 d 1 10,16
Chiề ộu r ng má trong (không lớn hơn), 𝑁𝑁𝑁𝑁 ℎ 14,8 Chiều dài chốt (không l n hơnớ ), 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑏𝑏 24
PHẦN IV – TÍNH TOÁN H P GI Ộ ẢM TỐC
1 CẤP – BÁNH RĂNG CÔN RĂNG
2 Số vòng quay bánh dẫn: 𝑛𝑛𝐼 𝐼= 1435 𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑝𝑝ℎ/
3 Tỉ số truy n bộ truy n bánh răng côn: ề ề 𝑢 𝑢=𝑢𝑢𝑏𝑏𝑏𝑏= 2,5
4 Momen xoắn tr c bánh dụ ẫn: 𝑇𝑇𝐼 𝐼= 24024 74, 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁
5 Thời gian làm vi c cho đ n khi hệ ế ỏng: 𝐿𝐿ℎ= 10000 𝑣𝑣𝑖𝑖ờ
CH ỌN VẬ T LI ỆU
Chọn thép 45 thường hóa, các tính ch t v t li u tra theo ng 6.1 Tài li u [ấ ậ ệ Bả ệ I]:
2 Chọn v t li u bánh bị ậ ệ dẫn
Chọn thép 45 thường hóa, các tính ch t v t li u tra theo B ng 6.1 Tài li u [ấ ậ ệ ả ệ I]:
- Độ ắn: r 𝐻𝐻𝐻𝐻= 170…217, chọn 𝐻𝐻𝐻𝐻 2 = 195 (thỏa mãn 𝐻𝐻1≥𝐻𝐻2+ (10 … 15)𝐻𝐻
TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT CHO PHÉP
1 Ứng su t ti p xúc cho phép sơ bấ ế ộ: a) Hệ số tuổi thọ:
𝑁𝑁𝐻 𝐻= 6 – Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc: khi độ ắ r n mặt răng 𝐻𝐻𝐻𝐻≤350
𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻= 30𝐻𝐻𝐻𝐻 2 , 4 – Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻= 60𝑐𝑐𝑛𝑛𝐿𝐿ℎ – S ố chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương (trường hợ ảp t i trọng tĩnh)
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: 𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻 1>𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻 1 và 𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻 2 >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:
Ứng su t ti p xúc cho phép sơ bộấ ế :
- Đối với bánh bị dẫn:
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 𝑆𝑆 𝐻 𝐻 = 1,1
Ứng su t ti p xúc cho phép sơ bộ tính toán:ấ ế Đối với bánh răng côn răng thẳng:
2 Ứng su t u n cho phép:ấ ố a) Hệ số tuổi thọ
𝑁𝑁𝐹 𝐹= 6 – Bậc c a đưủ ờng cong mỏi khi thử về uốn: khi độ ắ rn m t răng ặ 𝐻𝐻𝐻𝐻≤
𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻= 5 × 10 6 – Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻= 60𝑐𝑐𝑛𝑛𝐿𝐿ℎ – Số chu kì thay đổi ứng su t tương đương (trư ng h p tấ ờ ợ ải trọng tĩnh)
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: 𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 1 >𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 và 𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 2>𝑁𝑁𝐹𝐹𝐻𝐻 nên 𝐾𝐾𝐹𝐹𝐻𝐻 1=𝐾𝐾
23 b) Ứng suất u n cho phép ố ứng với sốchu 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:
- Đối với bánh bị dẫn:
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 ti: 𝐾𝐾𝐹𝐹𝐹𝐹= 1, khi quay m t chiộ ều
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
𝐾𝐾𝑅 𝑅= 0,5𝐾𝐾𝑑 𝑑= 0,5.100P 3 – Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎 1 răng, 𝐾𝐾𝑑 𝑑= 100𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎 3 đối v i bánh răng côn răng thớ 1 ẳng b ng thépằ
𝑢 𝑢= 2,5 – T ỉ số truyền bộ truy n bánh răng côn ề
𝐾𝐾𝑏𝑏𝑒𝑒= 0,3 – H ệ số chiều rộng vành răng, điều kiện: 𝑢 𝑢= 2,5≤3
Hệ số KKH = 1,16 phản ánh sự phân bố không đồng đều trên chiều răng của vành răng bánh răng côn, theo Bảng 6.21 trong tài liệu [ả ệ I] Sơ đồ I cho thấy cấu trúc trước lắp trên ụ đỡ ổ bi, với điều kiện 𝐻𝐻𝐻𝐻 ≤ 350, răng thông thường và tỷ số.
𝑇𝑇𝐼 𝐼= 24024 74, 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 – Momen xoắn trên tr c bánh ch độngụ ủ
[𝜎𝜎𝐻𝐻] = 360 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎 – Ứng su t ti p xúc ấ ế sơ b cho phép ộ
Đường kính chia ngoài sơ bộ
Số răng bánh chủ động:
Số răng 𝑧𝑧1𝑝𝑝= 20 theo B ng 6.22 Tài liả ệu [I]: bánh răng côn răng thẳng, 𝑢 𝑢= 2,5,
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:
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
Không dịch ch nh bánh răng ỉ
S ố răng tương đương đối v i bánh răng côn răng thớ ẳng:
Dựa trên các số liệu tính toán, chúng tôi đã xây dựng bảng thông số cho bộ truyền, áp dụng công thức tính toán theo Bảng 6.20 trong tài liệu [I] Bảng 4.1 được lập như sau:
Bánh dẫn Bánh bị dẫn
Chiề ộu r ng vành răng, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑏𝑏 38 33
Chiều dài côn trung bình, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑅𝑅𝑚𝑚 91,55 Đường kính chia ngoài, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑑𝑑𝑒𝑒 81,85 200
Chiều cao chân răng ngoài, 𝑁𝑁𝑁𝑁 ℎ𝑓𝑓𝑒𝑒 3,07 3 Đường kính đ nh răng ngoàiỉ , 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑑𝑑𝑚𝑚𝑒𝑒 86,61 201,85
Góc côn đáy 𝛿𝛿𝑓𝑓 20,2 66,6 Đường kính trung bình, 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑑𝑑𝑚𝑚 67,74 169,36
KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG
Hệ số ZZM là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Theo Bảng 6.5 trong tài liệu, với vật liệu của bánh nhỏ và bánh lớn đều là thép, hệ số ZZM được xác định là ZZM_M = 274 (MMPa3).
- 𝑍𝑍𝐻𝐻 – H ệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Theo Bảng 6.12 Tài liệu [I], với 𝑥𝑥1+
- 𝑍𝑍𝜀𝜀 – H ệ số kể đến sự trùng khớp c a răng ủ
Với bánh răng côn răng thẳng:
3 = 0,87 Trong đó: 𝜀𝜀𝛼𝛼 – H ệ sốtrùng khớp ngang:
- H ệ số tải tr ng khi tính vọ ềtiếp xúc
Cấp chính xác (ph c vụ ụ việc tra 𝐾𝐾𝐻𝐻𝑙𝑙) theo B ng 6.13 Tài liả ệu [I] phụ thu c vào ộ vận tốc vòng:
60000 = 5,11 𝑁𝑁/𝑐𝑐 Với vận tốc vòng 𝑣 𝑣= 5,12≤8 𝑁𝑁/𝑐𝑐, chọn cấp chính xác 7 cho bánh răng côn răng thẳng
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng bánh răng côn 𝐾𝐾𝐻𝐻𝐻𝐻= 1,16
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp 𝐾𝐾𝐻𝐻𝛼𝛼= 1 với bánh răng côn răng th ng ẳ
Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp:
𝛿𝛿𝐻 𝐻= 0,006 – H ệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, theo Bảng 6.15 Tài li u [ệ I]: 𝐻𝐻𝐻𝐻2≤350𝐻𝐻𝐻𝐻, răng thẳng, không vát đ u răngầ
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≤3,55 𝑁𝑁𝑁𝑁
𝑑𝑑𝑚𝑚1= 68 𝑁𝑁𝑁𝑁 – Đường kính trung bình của bánh côn nhỏ
𝑏 𝑏= 32 31, 𝑁𝑁𝑁𝑁 – Chiề ộu r ng vành răng
𝑇𝑇1= 24024 76, 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 – Momen xoắn trên tr c bánh ch động ụ ủ
Ứng su t ti p xúc xu t hi n trên m t răng:ấ ế ấ ệ ặ
Ứng su t ti p xúc cho phép ấ ế
[𝜎𝜎𝐻𝐻] 𝑠𝑠𝑏𝑏 = 376 36, 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑎𝑎 – Ứng su t ti p xúc cho phép tính sơ bấ ế ộ
𝑍𝑍𝑅 𝑅= 1 – Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc: 𝑅𝑅𝑚 𝑚= 1,25… 0,63𝜇𝜇𝑁𝑁
𝑍𝑍𝑙 𝑙= 0,85𝑣𝑣 0,1 = 1 – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng khi độ ắn r