Đồ án môn học cơ sở thiết kế máy truyền dẫn bánh răng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHÊ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC Cơ sở Thiết kế máy TRUYỀN DẪN BÁNH RĂNG GVHD: Cô Vũ Thị Thùy Anh Nhóm sinh viên thực hiện: Phan Minh Tân Đỗ Văn Tài Vũ Văn Phu Lê Hồng Quân Phạm Đức Việt Hà Nội, 04/2013 Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy LỜI NĨI ĐẦU Mơn học Cơ sở Thiết kế máy đóng vai trò quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư và cán bợ kỹ thuật cấu tạo ,nguyên lý làm việc và phương pháp tính tốn thiết kế chi tiết, thiết bị phục vụ cho máy móc ngành cơng nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học có kết hợp chặt chẽ lí thuyết với thực nghiệm Lí thuyết tính tốn chi tiết máy xây dựng sở kiến thức tốn học, vật lí, học lí thuyết, ngun lý máy, sức bền vật liệu v.v…,được xác minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sản xuất Đồ án môn học là một đồ án có tầm quan trọng mợt sinh viên theo học nghành khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức cấu tạo, ngun lý làm việc và phương pháp tính tốn thiết kế chi tiết có cơng dụng chung ,nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả giải vấn đề tính tốn và thiết kế chi tiết máy ,làm sở để vận dụng vào việc thiết kế máy Được giúp đỡ và hướng dẫn tận tình Cô Vũ Thị Thùy Anh bộ môn, đến đồ án môn học chúng em hoàn thành Tuy nhiên lần đầu làm quen với công việc tính tốn thiết kế máy hiểu biết hạn hẹp dù cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng mơn có liên quan song bài làm chúng em khơng thể tránh khỏi sai sót Kính mong nhận giúp đỡ nhiều thầy cô bộ môn để chúng em ngày càng tiến bộ Chúng em xin chân thành cảm ơn Cô Vũ Thị Thùy Anh giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này ! MỤC LỤC Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy PHẦN I - HỘP GIẢM TỐC KHAI TRIỂN BÁNH RĂNG TRU A – TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP NHANH BÁNH RĂNG TRU, RĂNG NGHIÊNG B – TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM BÁNH TRU, RĂNG THẲNG PHẦN II - THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC HAI CẤP BÁNH RĂNG CÔN - TRU A - BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG B - BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRU RĂNG THẲNG PHẦN III – PHU LUC_BẢNG CÁC THÔNG SỐ NỘI SUY Một số kí hiệu được sử dụng: Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy σH σF [σH] [σF] σOHlim σOFlim m aw d1 , d2 z1 , z2 KHα, KFα KHβ, KFβ KHV, KFV ψba, ψbd KH/ KF β sH, sF єα, єβ αω de dm me mm Re Rm b KR Kbe Yβ YF Ứng suất tiếp xúc Ứng suất uốn Ứng suất tiếp xúc cho phép Ứng suất uốn cho phép Giới hạn mỏi tiếp xúc` Giới hạn mỏi uốn Môđun bánh trụ thẳng Khoảng cách trục Đường kính vòng chia bánh dẫn và bánh bị dẫn Số bánh dẫn và bánh bị dẫn Hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp Hệ số tập trung tải trọng Hệ số tải trọng động Hệ số chiều rộng vành bánh trụ Hệ số tải trọng tính tiếp xúc/uốn Góc nghiêng Hệ số an toàn tính ứng suất tiếp xúc Hệ số trùng khớp ngang, dọc Góc ăn khớp Đường kính vòng chia ngoài Đường kính vòng chia trung bình Mơđun vòng chia ngoài Mơ đun vòng chia trung bình Chiều dài ngoài Chiều dài trung bình Chiều rộng vành Hệ số phụ thuộc bánh và loại bánh Hệ số chiều rộng vành Hệ số kể đến độ nghiêng Hệ số dạng Phần I HỘP GIẢM TỐC KHAI TRIỂN BÁNH RĂNG TRU Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy QUY TRÌNH TÍNH TOÁN CHUNG Chọn vật liệu Xác định Ứng suất tiếp xúc cho phép Xác định Ứng suất uốn cho phép Xác định Ứng suất tải cho phép Chọn hệ số chiều rộng vành Xác định khoảng cách trục Mođun Xác định số mỡi bánh, góc nghiêng Tính tốn lại tỉ số truyền 10.Xác định thơng số hình học bợ truyền 11.Tính vận tốc vòng ,chọn cấp xác 12.Tính lực tác dụng lên bộ truyền 13.Hệ số dạng 14.Kiểm nghiệm Ứng suất tiếp xúc 15.Kiểm nghiệm Ứng suất uốn 16.Kiểm nghiệm tải 17.Bảng thông số bộ truyền Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy Tính bộ truyền bánh hộp giảm tốc khai triển bánh trụ với các số liệu cho sau: Cơng suất đợng cơ: Số vòng quay đợng cơ: Thời gian sử dụng: Tải trọng thay đổi theo bậc: Thời gian: Phân tỉ số truyền: Bỏ qua ma sát bợ trùn P=5,7 KW n1=960 vòng/phút L= 12000h T1=T; T2=0,6T; T3=0,4T t1=0,3tck; t2=0,3tck; t3=0,4tck uh= 20 , với λc3 = 1,3  Xác định mômen xoắn: T1 = 9,55.106 = 9,55.106.5,7/960 =56703Nmm  Tìm tỉ số truyền cho từng cấp: u1 : Tỉ số truyền cặp bánh trụ nghiêng (cấp nhanh) u2 : Tỉ số truyền cặp bánh trụ thẳng (cấp chậm) Ta có: λc3 =  1,3 =1  1,3.u15+ 1,3.u14 - 400u1- 400.20 =  u1 ~ 5,75  u2 = uh / u1 = 20/5,75 ~ 3,48 1/ Chọn vật liệu cho bánh dẫn, bánh bị dẫn cho cả cấp Thép C45 cải thiện Bánh dẫn: HB1=245; σb1=850Mpa; σch1= 580Mpa Bánh bị dẫn: HB2=230; σb2=750Mpa; σch2= 450Mpa 2/ Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép -Số chu kì làm việc sở: NHO1 =30.HB12,4 =30.2452,4=16,3.106 chu kì NHO2 =30.HB22,4 =30.2302,4 =14.106 chu kì Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy -Vì tải trọng thay đởi theo bậc =>Số chu kì làm việc tương đương: NHE1 =60c∑(Ti/Tmax)3 niti =60.1.960[(T1/T)3t1 +(T2/T)3t2 +(T3/T )3t3] =60.960[ t1 +(0.8T/T)3t2+(0.5T/T)3t3] =60.960[0,3+0,83.0,3 +0,53.0,4].12000 =348.106 chu kì NHE2 = NHE1/u1 =348.106/3,48 =100.106 chu kì Vì NHE1>NHO1; NHE2>NH02 =>KHL1= KHL2=1; Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc xác định sau: σOHlim=2.HB+70 => σOH1lim=2.245+70=2.245+70=560MPa σOH2lim=2.230+70=2.230+70=530Mpa Ứng suất tiếp xúc cho phép tính theo cơng thức: [σH] = σOHlim.KHL/SH Vì thép tơi cải thiện: SH=1,1 (Hệ số an toàn) + Bánh dẫn: [σH1]= σOH1lim + Bánh bị dẫn: [σH2]= σOH2lim = 560 = 530 = 509,1 Mpa = 481,8 Mpa  Đối với cấp nhanh, bánh trụ ,răng nghiêng: Ứng suất tiếp xúc cho phép tính theo cơng thức: [σH]= 0,5.([σH1]+ [σH2]) = 495,45 MPa  Đối với cấp chậm, bánh trụ, thẳng Vì [σH2] < [σH1] => Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 481,8 Mpa 3/ Xác định ứng suất ́n cho phép -Số chu kì làm việc sở: Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy NFO1 = NFO2 =5.106 chu kì =>Số chu kì làm việc tương đương: NFE1=60c.n1∑(Ti/Tmax)6niti =60.960(0,3+0,86.0,3+0,56.0,4)12000=266.106 chu kì NFE2=NFE1/u1=76,4.106 chu kỳ Vì NFE1>NFO1; NFE2>NF02 =>KFL1= KFL2=1 Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi uốn xác định sau: σOFlim=1.8HB => σOF1lim=1,8.245=441 MPa σOF2lim=1,8.230=414 Mpa Ứng suất uốn cho phép: [σF] =σFlim.KFL/SF Chọn SF= Ta có: [σF1] =σF1lim.KFL1/SF = 441/2= 220,5 MPa [σF2] =σF2lim.KFL2/SF = 414/2= 207 Mpa 4/ Ứng suất quá tải cho phép [σH]max=2,8 σch2=2,8.450=1260 Mpa; [σF1]max=0,8 σch1=0,8.580=464 Mpa [σF2]max=0,8 σch2=0,8.450=360 Mpa Đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy A – TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP NHANH BÁNH RĂNG TRU, RĂNG NGHIÊNG 5/Chọn hệ số chiều rộng vành Do bánh nằm đối xứng ổ trục nên ψba=0,3- 0,5 Chọn ψba=0,4 Khi đó: ψbd= ψba(u1+1)/2=0,4.(5,75+1)/2=1,35 Từ bảng 6.4, chọn được: KHβ=1,07; KFβ=1,13 6/ Xác định khoảng cách trục aw = 43(u1+1) = 43.(5,75+1) = 138 mm Theo tiêu chuẩn, chọn aw=150 mm 7/ Mođun m = ( 0,01  0,02 ) a = 1,5  (mm) Theo tiêu chuẩn, chọn m=2,5 mm 8/ Xác định số mỗi bánh, góc nghiêng Từ điều kiện 8o =< β