ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÁN THÙNG TỰ ĐỘNG

Hệ thống dán thùng tự động bao gồm: một băng tải để vận chuyển thùng, mộtmáy dán thùng bằng băng keo.. Nội dung cụ thể của luận án bao gồm : chọn phương án dán thùng, tính toán độnghọc,

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÁN THÙNG TỰ ĐỘNG

MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh kinh tế hiện nay, trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riêng,đang từng bước phát triễn Đời sống con người ngày càng được nâng cao, yêu cầu vềhàng hoá để phục vụ cho con người không chỉ có chất lượng cao, số lượng nhiều, tốcđộ nhanh mà còn có cả tính thẩm mỹ.Vì thế hàng hóa cần được bao bì, đóng gói.Các sản phẩm sau khi được đóng gói, bao bì sẽ được đóng thành từng kiện (mỗikiện có nhiều gói phụ thuộc vào kích thước lớn hay nhỏ của kiện) Các kiện này lànhững thùng được làm bằng chất liệu như gỗ, giấy… nhưng chất liệu chủ yếu là giấy.Đóng thùng sản phẩm thành các kiện giúp bảo quản sản phẩm tốt hơn, việc kiểm tra,vận chuyển từ nơi này tới nơi khác đơn giản hơn Đáp ứng cho yêu cầu này, nhiều loạimáy móc thiết bị đã ra đời

Đóng thùng sản phẩm là cho sản phẩm vào thùng giấy đã được chế tạo sẵn, sauđó dùng băng keo dán kín miệng thùng Công việc này hiện nay hầu hết được thựchiện bằng tay và các thiết bị cầm tay cho năng suất thấp Để đáp ứng cho các yêu cầucủa hàng hóa là số lượng nhiều, tốc độ nhanh, có tính thẩm mỹ, ta cần áp dụng các hệthống dán thùng tự động

Vì vậy, em tiến hành khảo sát và thực hiện đề tài : “Thiết Kế Hệ Thống DánThùng Tự Động”

Hệ thống dán thùng tự động bao gồm: một băng tải để vận chuyển thùng, mộtmáy dán thùng bằng băng keo

Nội dung cụ thể của luận án bao gồm : chọn phương án dán thùng, tính toán độnghọc, tính bền hệ thống truyền động và kết cấu, thiết kế băng tải, thiết kế cơ cấu dán(chủ yếu là xác định kích thước động và kết cấu), chọn sơ đồ mạch điện để điều khiểncả hệ thống

CHƯƠNG 1 : CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG1.1 - Yêu cầu kỹ thuật :

- Thùng được thực hiện trong hệ thống này là thùng giấy (thùng carton)

- Năng suất 2400 (thùng/giờ)

- Thực hiện dán băng keo cả mặt trên và mặt dưới của thùng một cách đồng thời

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Miệng thùng giấy sau khi dán phải kín, đường băng keo phẳng, không có bọngkhí

- Dán được những thùng có kích thước sau :

1.2.1 - Các phương án thiết kế :

4 - Lò xo kéo 15 - Con lăn dán băng keo26 - Khâu 26

truyền xích

động

a) Nguyên lý hoạt động :

- Băng tải (28) gồm 2 băng tải được đặt song song với nhau, cách một khoảngcho trước để lắp cụm dán băng keo dưới và chuyển động nhờ một động cơ (32) quakhớp nối (31) đến hộp truyền động (30) và bộ truyền xích (29)

- Dây băng keo (7),(24) được kéo ra từ cuộn băng keo (8),(23) vòng qua các conlăn (6),(9) và con lăn(22),(18) có tác dụng làm căng băng keo và đến vị trí con lăn dánbăng keo (2),(3)

- Thùng giấy (1) được băng tải (28) đưa vào cụm dán băng keo trên và dưới đểtiến hành dán Khi thùng giấy di chuyển đến vị trí con lăn dán băng keo (2),(3), tácđộng làm cho con lăn dán băng keo (2),(3) được đẩy lên, đồng thời khâu (5),(26) đượcnâng lên, tác động qua khâu (12),(19) rồi đến khâu (14),(17) làm hai con lăn dán băngkeo (15),(16) được nâng lên Dây băng keo bắt đầu được dán khi thùng giấy chạm vào

con lăn dán băng keo (2),(3) Thùng giấy di chuyển gần tới vị trí dao cắt (10),(21) thìtác động vào khâu (11),(20) làm dao cắt được nâng lên Khi thùng di chuyển ra khỏikhâu (11),(20) không còn tác động vào khâu này thì khâu này được hạ xuống nhờ lò

xo kéo (4),(27) Do dao cắt băng keo (10),(21) được gắn trên khâu (11),(20) nên khikhâu này hạ xuống thì hai dao cắt (10),(21) cũng được hạ xuống và cắt dây băng keo.Quá trình dán băng keo lên thùng giấy được kết thúc khi thùng di chuyển ra khỏi conlăn dán băng keo (15),(16), khi đó các con lăn dán băng keo (2),(3),(15),(16) đồng thờiđược hạ xuống nhờ các lò xo kéo (13),(18) Con lăn dán băng keo (15),(16) có tácdụng ép chặt lại dây băng keo lên thùng giấy Thùng đầu tiên được dán xong thì thùngthứ hai được đưa vào và quá trình cứ diễn ra liên tục

- Việc điều chỉnh máy theo chiều cao của thùng giấy nhờ trục vis Trục vis sẽ dichuyển toàn bộ cụm dán băng keo trên lên hoặc xuống sao cho phù hợp với chiều caocủa thùng

- Để phù hợp với chiều rộng của thùng giấy, ta điều chỉnh khoảng cách giữa haithang dẫn hướng đặt phía trên băng tải (28)

b) Ưu điểm :

- Năng suất cao

- Kết cấu đơn giản

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Lắp ráp vận hành đơn giản

c) Nhược điểm :

- Mặt trên của thùng không được nén chặt.

- Không thực hiện được đối với thùng có chiều rộng quá nhỏ

- Nhiều bọng khí

2) Phương án 2 :

a) Nguyên lý hoạt động :

- Cơ cấu dán băng keo và quá trình dán tương tự phương án 1 nhưng khác ở chổlà thùng giấy được vận chuyển nhờ hai băng tải (38) riêng biệt, mỗi băng tải nàychuyển động nhờ một động cơ (42) qua khớp nối (41) đến hộp truyền động (40) và bộtruyền xích (39) Hai băng tải riêng biệt này áp sát hai mặt bên của thùng giấy và dichuyển lôi thùng đi

- Việc điều chỉnh máy theo chiều cao thùng giấy tương tự phương án 1

- Để phù hợp với chiều rộng của thùng, ta điều chỉnh khoảng cách giữa hai băngtải (38)

b) Ưu điểm :

- Năng suất cao

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Lắp ráp vận hành đơn giản

- Thực hiện được với thùng có chiều rộng nhỏ

c) Nhược điểm :

- Kết cấu phức tạp

- Thùng di chuyển không đồng bộ, đường băng keo dán không phẳng

- Có hiện tượng trượt giữa băng tải và hai mặt bên của thùng, làm thùng bị trầyxước, giảm tuổi thọ băng tải

- Mặt trên của thùng không được nén chặt

- Nhiều bọng khí.

3) Phương án 3:

a) Nguyên lý hoạt động :

- Cơ cấu dán băng keo và quá trình dán tương tự phương án 1

- Việc điều chỉnh máy sao cho phù hợp với chiều cao và chiều rộng của thùnggiấy tương tự phương án 1

- Khác với phương án 1 là có thêm băng tải (33) lắp tại vị trí cụm dán băng keotrên, có tác dụng là nén chặt và hỗ trợ di chuyển thùng giấy Băng tải (33) bao gồm

hai băng tải đặt song song với nhau và cách nhau một khoảng cho trước để lắp cụmdán băng keo trên, cùng chuyển động nhờ một động cơ (37) qua khớp nối (36) đếnhộp truyền động (35) và bộ truyền xích (34).

b) Ưu điểm :

- Năng suất cao

- Kết cấu đơn giản

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Lắp ráp vận hành đơn giản

- Mặt trên của thùng được nén chặt

- Thùng di chuyển nhẹ nhàng, ổn định, đường băng keo phẳng, ít bọng khí

c) Nhược điểm :

- Không thực hiện được đối với thùng có chiều rộng quá nhỏ

4) Phương án 4 :

33 - Băng tải 35 - Hộp truyền động 37 - Động cơ

a) Nguyên lý hoạt động :

- Cơ cấu dán băng keo và quá trình dán tương tự phương án 2

- Việc điều chỉnh máy sao cho phù hợp với chiều cao và chiều rộng của thùnggiấy tương tự phương án 2

- Khác với phương án 2 là có thêm băng tải (33) lắp tại vị trí cụm dán băng keotrên, có tác dụng là nén chặt và hỗ trợ di chuyển thùng giấy

b) Ưu điểm :

- Năng suất cao

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Lắp ráp vận hành đơn giản

- Thực hiện được với thùng có chiều rộng nhỏ.

- Mặt trên của thùng được nén chặt

- Thùng di chuyển tương đối ổn định, nhẹ nhàng, ít bọng khí

c) Nhược điểm :

- Kết cấu phức tạp

- Thùng di chuyển không đồng bộ

- Có hiện tượng trượt giữa băng tải và hai mặt bên của thùng, làm thùng bị trầyxước, giảm tuổi thọ băng tải

1.2.2 - Chọn phương án thiết kế:

- Dựa vào yêu cầu kỹ thuật của hệ thống, nguyên lý làm việc, các ưu điểm vànhược điểm của từng phương án, ta chọn phương án thiết kế là phương án 3

1.3 - Phương án truyền động :

1 - Động cơ 2 - Khớp nối 3 - Hộp giảm tốc khai triễn bánh răng thẳng

4 - Bộ truyền xích 5 - Băng tải

- Ta chọn phương án truyền động là : từ động cơ (1) qua khớp nối (2) và hộpgiảm tốc khai triễn bánh răng thẳng (3) đến bộ truyền xích (4) làm băng tải (5) chuyểnđộng

CHƯƠNG 2 : CHỌN ĐỘNG CƠ, TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC2.1- Chọn động cơ :

- Do động cơ kéo đồng thời 2 băng tải , nên tải trọng tác động lên một băng tải làG=20/2=10(kg) (xét trường hợp thùng giấy nằm đều trên 2 băng tải )

- Khoảng cách giữa 2 băng tải phải nhỏ hơn chiều rộng nhỏ nhất của thùng là

Cmin=150 (mm)

+Giả sử để thùng di chuyển được thì mỗi bên thùng tiếp xúc với từng băng tảilớn hơn 1/6 chiều rộng thùng

+Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai băng tải là: 4/6Cmin=4/6.150 =100 (mm)

+Khoảng cách lớn nhất giữa hai băng tải là: 4/6Cmax=4/6.500 =333 (mm)

Do máy có cơ cấu dẫn hướng nên xu hướng thùng bị xoay xem như không đángkể, ta chọn khoảng cách giữa hai băng tải là 110 (mm)

- Chiều rộng nhỏ nhất của băng :

Đối với thùng có Cmin : 1/6 Cmin= 1/6.150 =25 (mm)

Đối với thùng có Cmax : 1/6 Cmax= 1/6.500 =83 (mm)

Nên ta chọn chiều rộng băng tải là 100 (mm)

- Lựa chọn các thông số cơ bản.

+Thời gian vận chuyển một thùng:

5 , 1 2400 / 3600 /

Trong đó Z -là năng suất giờ của đường dây chuyền

- Chọn khoảng cách giữa 2 thùng liên tiếp là a = 400 (mm)

- Vận tốc của băng tải :

27,01.5,1/4,0



i t

i-số sản phẩm trong một bộ phận làm việc

- Năng suất khối lượng tính toán lớn nhất:

24 1000

2400 10 1000 / )

a

G

q vl   

- Chọn dây băng loại 3 ( bảng 4.3[1]); vải bạt B-820 (bảng 4.5[1])

- Chiều dài dây băng:

k m

l i 



Với :

+l  2mm- chiều dày lớp bọc cao su ở mặt làm việc ( bảng 4.6[1])

+m  1 , 5mm- chiều dày một lớp màng cốt ( bảng 4.5[1])

+i = 1- số lớp màng cốt trong dây băng

+k  1 , 5mm- chiều dày lớp bọc cao su ở mặt không làm việc ( bảng 4.6[1])Tacó : = 2 + 1.1,5 +1,5 =5 (mm)

- Khối lượng dây băng vải cao su trên một đơn vị chiều dài:

55 , 0 5 1 , 0 1 , 1 1 ,

 B

+B-chiều rộng dây băng

+ -chiều dày dây băng

+Hệ số cản : = 0,022 (bảng 6.16[1])

- Xác định lực cản chuyển động và kéo căng băng:

- Trọng lượng con lăn trên một mét dài (bảng 6.10[1])

+Nhánh có tải : q c 2 , 1 (kg/m)

- Tại điểm 1 có lực căng tại nhánh ra của tang dẫn động:

S1=Sra

- Lực cản trên đoạn 1 - 2: (2.33[2])

) ( 04 , 0 022 , 0 5 , 1 ).

63 , 0 55 , 0 ( ) ( 0 1 2

1 2 1 1

2 S W S 

- Lực kéo ở đoạn 2-3 : (2.45[2])

003 , 0 07 , 0 07 ,

1 1

3 2 2

(5,

- Lực căng tại 4:

243 , 8 07 ,

1 1 4

3 3

ra vao S S e S e

1

) ( 66 , 3 043 , 0 07 ,

1 1

) ( 86 , 11 243 , 8 07 ,

- Kiểm tra độ bền của băng

Số lớp vải của băng:

02 , 0 55 100

9 86 , 11

+Smax-lực căng tính toán lớn nhất của băng

+K-hệ số dự trữ bền kéo của băng (bảng 3.6[2])

+Kd-giới hạn bền chống đứt trên cơ sở 1cm của một lớp đệm.+Kd=55kg/cm-đối với vải bạt mác B-820

Vậy i 3  0 , 02

- Kiểm tra độ võng:

+Độ võng cho phép:

 f  ( 0 , 025  0 , 03 ).l kt  0 , 005  0 , 006 với l kt  0 , 2m

+Độ võng:

] [ 001 , 0 38 , 3 8

2 , 0 55 , 0 8

min

2

f S

03 ,

0 vao ra

) ( 46 , 0 ) 86 , 11 38 , 3 ( 03 ,



- Tính bộ phận dẫn động :

Chọn đường kính tang : D tg  100 (mm)

Kiểm tra đường kính tang truyền động theo áp lực dây băng lên tang:





 .

360 0

t tg

p B

W

) ( 27 ) ( 027 , 0 2 , 0 180 10000

Pt=1000011000 (kg/m2)

+ -góc ôm của dây băng lên tang.

+  -hệ số bám giữa dây băng và tang (bảng 6.6[1])

+W0=Sv-Sr (5.34[1])

+B-bề rộng dây băng

- Số vòng quay của tang trong một phút :

62 , 52 1 , 0 98 , 0

27 , 0 60

v

- Công suất cần thiết của động cơ :

Từ động cơ thông qua khớp nối đến hộp giảm tốc khai triễn hai cấp và bộ truyềnxích để kéo một trục, trên trục đó có gắn hai tang chủ động của hai băng tải, do đó:

 102

27 , 0 94 , 8 2

kW

- Chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc là 12; tỷ số truyền của bộ truyền xích là 2,1

1326 1

, 2 12 62 , 52

 tg t

sb n v

- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n db  1500 (vòng/phút)

Từ bảng P13 phụ lục [3] với N =0,05(kW) và n db  1500 (vòng/phút), nên ta dùngđộng cơ : 4A50A4Y3 có P dc  0 , 06 (kW),Tmax/Tmin  2 , 2;T k /T dn  2; n dc  1378 (vòng/phút)

2.2 - Tính toán động học :

+Tỷ số truyền hệ dẫn động:

18 , 26 62 , 52 / 1378

05 , 0

P

x ol

054 , 0

3

P

bl ol

056 , 0

2

P

br ol

1

2 n u  

74 , 114 78 , 2 / 98 , 318 / 2

2

3 n u  

96 , 401 1378

058 , 0 10 55 , 9 10

55

,

1

1 6

, 318

056 , 0 10 55 , 9 10

55

,

2

2 6

, 114

054 , 0 10 55 , 9 10

55

,

3

3 6

n P

Trục

Thông số

CHƯƠNG 3 : TÍNH BỀN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 3.1 - Tính toán bộ truyền xích :

1) Chọn loại xích:

Do vận tốc thấp, nên ta dùng xích con lăn

2)Xác định các thông số của xích và bộ truyền :

- Chọn số răng đĩa xích dẫn:

Ta chọn Z1=13 (răng)

Với ux=2,1 : tỉ số truyền bộ truyền xích

- Số răng đĩa xích lớn:

Với n01=200vg/ph

kn=n01/n1=200/114,47=1,74

Theo công thức(5.4[3])và bảng( 5.6[3]):

k=k0.ka.kđc.kđ.dc.kbt=1.1.1.1.1,25.1=1,25

+k0=1- hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền

+ka=1- hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích

+kđc=1- hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

+kđ=1- hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng

+kc=1,25- hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền

+kbt=1- hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn

Như vậy:

Pt=0,054.1,25.1,9.1,74=0,22 (kW)

Theo bảng 5.5[3], với n01=200vg/ph, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích

p =8(mm) thỏa mãn điều kiện bền mòn:

pt<[p]=0,43 (kW)

- Khoảng cách trục a=40.p=40.8=320 (mm)

- Theo công thức (5.12[3]), số mắt xích :

- Tính lại khoảng cách trục a:

1 2 2

2 1 2

Z x

=

) ( 5 , 319 } ] / ) 13 27 [(

2 )]

27 13 ( 5 , 0 100 [ ) 27 13 ( 5 , 0 100

+Tải trọng phá hỏng : Q=4600N

+Khối lượng một mét xích : q=0,2 kg

+kđ=1,2 (tải trọng mở máy bằng 1,5 lần tải trọng danh nghĩa)

v=Z1.t.n1/60000=13.8.114,47/60000=0,2 (m/s)

Ft=1000.p/v=1000.0,054/0,2=270 N

Fv=q.v2 =0,2.0,22 =0,008 N

F0=9,81.kf.q.a=9,81.6.0,2.0,318=3,74 N

Trong đó : kf=6

Do đó :

S=4600/(1,2.270+3,74+0,008)=14

Theo bảng 5.10[3] với n0=200vg/ph , ta có [S]=7,8

Vậy S>[S] bộ truyền xích đảm bảo độ bền

d t r

+A=11 (mm2) (bảng 5.12[3])

+Fvđ=13.10-7.n1.p3.m=13.10 7.114,47.83.1=0,076 (N)

1.11/10.1,2)076,02,1.270(62,047,

H

Vậy dùng thép 40X tôi cải thiện đạt độ rắn HB260, ứng xuất cho phép [H

]=950Mpa(bảng 5.11[3]), đảm bảo được điều kiện tiếp xúc cho răng đĩa 1 và 2

  ( với cùng vật liệu và nhiệt luyện )

5) Xác định lực tác dụng lên trục :

Theo công thức (5.20[3]):

Fr=kx.Ft=1,05.270=283,5 (N)

Kx=1,05 đối với bộ truyền nghiêng một góc nhỏ hơn 400

3.2 - Tính toán các bộ truyền bánh răng :

1) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng :

- Vật liệu phải thỏa điều kiện về độ bền tiếp xúc (tránh tróc rỗ, mài mòn, dính…)và độ bền uốn Do không yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá trongthiết kế, ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng như nhau Theo bảng 6.1[3] ta chọn :

+Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn: HB241÷285, có giới hạn bền 

b=850(Mpa) và  ch=580(Mpa)

+Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn: HB192÷240 có giới hạn bền 

b=750(Mpa) và  ch=450(Mpa)

2) Phân phối tỉ số truyền : uh=12 cho 2 cấp, theo bảng3.1[3] ta có : u1=4,32 và

u2=2,78

3) Xác định ứng suất cho phép :

- Ứng suất tiếp xúc cho phép :

+SF=1,75 (hệ số an toàn trung bình)

- Chọn độ rắn của bánh nhỏ: HB1=245; độ rắn của bánh lớn: HB2=230

Vậy : NHE1> NHO1, ta có KHL1=1

NHE2> NHO2, ta có KHL2=1

- Sơ bộ ta xác định được ứng suất tiếp xúc cho phép (sơ bộ lấy ZRZVKLKxH=1):[H]= 0

4) Tính bộ truyền cấp nhanh bánh răng thẳng :

a) Tính sơ bộ khoảng cách trục aw :

aw1=Ka(u1+1)

3

1 2 1

] [ H ba

H

u

K T







+T1=401,96 (Nmm) - moment xoắn trên trục I

+u1=4,32 : tỷ số truyền

+KH : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về tiếp xúc, KH =1,12 (bảng 6.7[3])

+ba=0,315: hệ số chiều rộng bánh răng

Ta có:bd=0,53ba( u1+1)=0,53.0,315(4,32+1)=0,88

+Ka : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng Với thép ta có : Ka=49,5(răng thẳng)

Ta có : aw1=49,5(4,32+1)3 0 , 315 481 , 8 2 4 , 32

12 , 1 96 , 401

=29,64 (mm)Theo tiêu chuẩn ta chọn : aw1=40 (mm)

b) Xác định các thông số ăn khớp :

- Môđun của bánh răng được xác định : m=(0,01÷0,02)aw1=1=mn

)



Z Z m

=45(mm)c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :

- Ứng suất tiếp xúc :



1

1 ( 1)2

w m w

m H H

M

d u b

u K T Z Z

[ H]+ZH : hệ số xét đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc

cos 2

+ b:góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở tgb=cost.tg

+t,tw:góc ăn khớp trong mặt mút

Với : +Bánh răng thẳng ta có t=tw=arctg(tg cos  )

+ =200 : góc profin gốc ; t: góc profin răng ;   0 0

Suy ra : t=tw=200

b

 =0, ta có : ZH= sin( 2 20 )

0 cos 2

0 0

=1,764+Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng

+Bánh răng thẳng , dùng công thức (6.36a[3]) : Z =

. 1 1 

 d w n

1,23(m/s)Tra bảng 6.13[3] chọn cấp chính xác : cấp 9

- Hệ số tải trọng:

+ KHV: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.



H H

w w H

K K T

d b

1

1

 H: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, ta có H=0,004

g0: Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và 2, theo bảng6.16[3] ta có g0=73 (m 3,55 ; CCX 9)

6 , 1 96 , 401 2 88 , 0 764

d) Kiểm nghiệm răng theo độ bền uốn :

- Để đảm bảo độ bền uốn cho răng:

1

F

 = T K b d Y Y m Y

w w

F F

1

1 1

+ KF : hệ số tải trọng tính, KF= KF KF KFV

+ KF : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về tiếp xúc, tra bảng 6.7[3] : KF=1,24

+ KF : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thờiăn khớp, tra bảng 6.14[3] : KF =1,37

+ KFV: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp



F F

w w F

K K T

d b

+ F tra bảng 6.15[3] ta có :  F=0,016

+g0 tra bảng 6.16[3] ta có: g0=73

+YF1 ,YF2 : hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2 , phụ thuộc số răng tương đương

+YR=1 (bánh răng phay)

+KXF=1 (da<400mm) , do đó theo công thức 6.2[3] và 6.2a[3] :

Kết luận : các bánh răng 1 và 2 thoả độ bền uốn

e) Kiểm nghiệm răng về quá tải :

f) Các thông số và kích thước của bộ truyền cấp nhanh :

- Chiều rộng vành răng : bw=14 (mm)

- Góc nghiêng của răng :  =00

- Số răng bánh răng :Z1=17 ; Z2=73

- Đường kính vòng chia : d1=m.Z1=1.17=17 (mm)

a) Tính sơ bộ khoảng cách trục aw :

aw2=Ka(u2+1)

3

2 2

2

] [ H ba

H

u

K T







+T2=1676,59 (Nmm) - mômen xoắn trên trục II

+u2=2,78 : tỷ số truyền

+KH : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về tiếp xúc, KH =1,03 (bảng 6.7[3])

+ba=0,315: hệ số chiều rộng bánh răng

Ta có:

+bd =0,53ba( u2+1)=0,53.0,315(2,78+1)=0,63

+Ka : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng.Với thép ta có: Ka=49,5(răng thẳng)

aw2=49,5(2,78+1)3 0 , 315 481 , 8 2 2 , 78

03 , 1 59 , 1676

=38,18 (mm)Theo tiêu chuẩn ta chọn : aw1=50 (mm)

b) Xác định các thông số ăn khớp :

- Môđun của bánh răng được xác định : m=(0,01÷0,02)aw1=1=mn

)



Z Z m

=51(mm)c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :

2

2 ( 1)2

w m w

m H H

M

d u b

u K T Z Z

[ H]+ZH : hệ số xét đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc

cos 2

+ b:góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở, tgb=cost.tg

+t,tw:góc ăn khớp trong mặt mút

Với :

+Bánh răng thẳng ta có t=tw=arctg(tg cos  )

+ =200 : góc profin gốc ; t: góc profin răng ;   0 0

Ta có : t=tw=200

+b=0, ta có : ZH= sin( 2 20 )

0 cos 2

0 0

=1,764+Z :Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng

+Với bánh răng thẳng , dùng công thức (6.36a[3]) :

. 2 2 

 d w n

0,45 (m/s)Tra bảng 6.13[3] chọn cấp chính xác : cấp 9

- Hệ số tải trọng:

KH=KH KH KHV

+ KH : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thờiăn khớp, tra bảng 6.14[3] ta có: KH =1,13(v 2,25;CCX9)

+KH : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về tiếp xúc, tra bảng 6.7[3] : KH =1,03

+ KHV: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp



H H

w w H

K K T

d b

+ H: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, ta có H=0,004

+g0: Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và 2, theo bảng6.16[3] ta có g0=73 (m 3,55 ; CCX 9)

23 , 1 59 , 1676 2 87 , 0 764 , 1

(đảm bảo độ bền tiếp xúc)

d) Kiểm nghiệm răng theo độ bền uốn :

- Để đảm bảo độ bền uốn cho răng:

= T b K d Y Y m Y

w w

F F

2

1 2

+ KF : hệ số tải trọng tính, KF= KF KF KFV

+ KF : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về tiếp xúc, tra bảng 6.7[3] : KF=1,08

+ KF : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thờiăn khớp, tra bảng 6.14[3] : KF =1,37

+ KFV: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp



F F

w w F

K K T

d b

+ F tra bảng 6.15[3] ta có :  F=0,016

+g0 tra bảng 6.16[3] ta có : g0=73

+YF1 ,YF2:hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2 , phụ thuộc số răng tương đương

ZV1 , ZV2

Ta có : ZV1=Z1=27

Tra bảng 6.18[3] ta có: YF1=3,86 YF2=3,61

Với m=1, ta có :

YS=1,08-0,0695.ln(m)=1,08-0,0695.ln(1)=1,08

+YR=1 (bánh răng phay)

+KXF=1 (da<400mm) , do đó theo công thức 6.2[3] và 6.2a[3] :

Kết luận : các bánh răng 1 và 2 thoả độ bền uốn

e) Kiểm nghiệm răng về quá tải :

- Khoảng cách trục : aw=51 (mm)

- Môđun pháp : m=1

- Chiều rộng vành răng : bw=16 (mm)

- Góc nghiêng của răng :  =00

- Số răng bánh răng : Z1=27 ; Z2=75

- Đường kính vòng chia : d1=m.Z1=1.27=27 (mm)

b) Xác định sơ bộ đường kính trục :

- Mômen xoắn tác dụng vào các trục:

T1=401,96 (Nmm)

T2=1676,59 (Nmm)