Đồ án thiết kế máy Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Thùng Trộn Sử Dụng Hộp Giảm Tốc Phân Đôi 2 Cấp ĐHBK TPHCM Đạt 9đ Bảo Vệ

LỜI NÓI ĐẦU1CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN21.1.Chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền21.1.1.Xác định công suất bộ phận công tác là thùng trộn21.1.2.Hiệu suất chung của hệ thống truyền động21.1.3.Công suất cần thiết của động cơ21.1.4.Số vòng quay của trục thùng trộn21.1.5.Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền động21.1.6.Điều kiện để lựa chọn động cơ21.1.7.Các thông số động cơ được chọn31.2.Lập bảng đặc tính31.2.1.Tính toán các giá trị công suất, mômen xoắn và số vòng quay cho từng trục4CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG62.1.Thông số kỹ thuật của bộ truyền đai thang62.2.Thiết kế bộ truyền đai thang62.2.1.Chọn dạng đai62.2.2.Đường kính bánh đai nhỏ62.2.3.Đường kính bánh đai lớn62.2.4.Vận tốc đai62.2.5.Chọn sơ bộ khoảng cách trục72.2.6.Chiều dài đai theo khoảng cách trục a72.2.7.Tính lại khoảng cách trục a72.2.8.Góc ôm đai trên bánh đai nhỏ72.2.9.Tính toán các hệ số Ci82.2.10.Chiều rộng bánh đai và đường kính ngoài da của các bánh đai82.2.11.Lực căng đai ban đầu92.2.12.Lực tác dụng lên trục92.2.13.Ứng suất lớn nhất trong dây đai92.2.14.Tuổi thọ đai (giờ).10CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG123.1.Thông số đầu vào123.2.Bộ truyền cấp nhanh123.2.1.Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng123.2.2.Ứng suất cho phép133.2.3.Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng163.2.4.Khoảng cách trục aw163.2.5.Thông số ăn khớp163.2.6.Xác định thông số hình học của bộ truyền173.2.7.Chọn cấp chính xác cho bộ truyền183.2.8.Gía trị các lực tác dụng lên bộ truyền183.2.9.Hệ số tải trọng động183.2.10.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc183.2.11.Kiểm nghiệm ứng suất uốn203.3.Bộ truyền cấp chậm233.3.1.Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng233.3.2.Ứng suất cho phép233.3.3.Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng253.3.4.Khoảng cách trục aw263.3.5.Thông số ăn khớp263.3.6.Xác định thông số hình học của bộ truyền273.3.7.Chọn cấp chính xác cho bộ truyền283.3.8.Gía trị các lực tác dụng lên bộ truyền283.3.9.Hệ số tải trọng động283.3.10.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc283.3.11.Kiểm nghiệm ứng suất uốn303.4.Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu34CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤCCHỌN THEN354.1.Thông số thiết kế lấy ở chương 1354.2.Thiết kế trục364.2.1.Vật liệu chế tạo trục và ứng suất cho phép364.2.2.Thiết kế sơ bộ đường kính trục theo mômen xoắn374.2.3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực374.2.4.Thiết kế trục40a)Trục I40b)Trục II44c)Trục III484.2.5.Kiểm nghiệm độ bền trục524.2.6.Kiểm nghiệm then554.2.7 Kiểm nghiệm nối trục đàn hồi57CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ Ổ TRỤC585.1.Chọn loại ổ lăn cho 3 trục585.2.Tính toán lựa chọn ổ bi đỡ 1 dãy trên trục I585.2.1.Sơ đồ tính toán585.2.2.Thông số làm việc585.2.3.Xác định phản lực tác dụng lên ổ595.2.4.Tính toán và lựa chọn kích thước ổ lăn595.2.5.Xác định lại tuổi thọ của ổ lăn605.2.6.Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ615.2.7.Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ615.3.Tính toán lựa chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ trên trục II615.3.1.Sơ đồ tính toán615.3.2.Thông số làm việc615.3.3.Xác định phản lực tác dụng lên ổ625.3.4.Tính toán và lựa chọn kích thước ổ lăn625.3.5.Xác định lại tuổi thọ của ổ lăn645.3.6.Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ645.3.7.Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ645.4.Tính toán lựa chọn ổ bi đỡ 1 dãy trên trục III645.4.1.Sơ đồ tính toán645.4.2.Thông số làm việc655.4.3.Xác định phản lực tác dụng lên ổ655.4.4.Tính toán và lựa chọn kích thước ổ lăn655.4.5.Xác định lại tuổi thọ của ổ lăn675.4.6.Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ675.4.7.Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ67CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN VÀ BÔI TRƠN696.1.Thiết kế vỏ hộp696.2.Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp696.3.Các chi tiết liên quan đến hộp giảm tốc72a.Bulông vòng72b.Chốt định vị và vít tách nắp72c.Cửa thăm73d.Nút thông hơi73e.Nút tháo dầu73f.Que thăm dầu746.4.Các chi tiết phụ khác756.4.1.Nắp ổ756.4.2.Cố định ổ trên trục và trong vỏ hộp756.4.3.Các chi tiết che chắn ổ766.5.Bôi trơn hộp giảm tốc776.5.1.Bôi trơn bánh răng776.5.2.Bôi trơn ổ lăn78CHƯƠNG 7: DUNG SAI LẮP GHÉP807.1.Dung sai ổ lăn807.2.Lắp ghép bánh răng trên trục807.3.Lắp ghép nắp ổ với thân hộp807.4.Lắp ghép vòng chắn dầu trên trục807.5.Lắp chốt định vị807.6.Lắp ghép then80KẾT LUẬN85TÀI LIỆU THAM KHẢO86Đề số 11: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘNPhương án số: 22Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 1 Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2 Bộ truyền đai thang; 3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi; 4 Nối trục đàn hồi; 5 Thùng trộn (Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ)CHƯƠNG 1CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN1.1.Chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền1.1.1.Xác định công suất bộ phận công tác là thùng trộnVì động cơ làm việc với sơ đồ tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có: 1.1.2.Hiệu suất chung của hệ thống truyền động: Theo bảng 3.3 tài liệu 1, ta chọn: : Hiệu suất bộ truyền đai : Hiệu suất của một cặp ổ lăn. (có 4 cặp) : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh. Vì sau khi phân đôi dòng công suất lại được nhập lại nên chỉ tính hiệu suất cho một cặp bánh răng ở cấp phân đôi, và ta tính hiệu suất của cấp nhanh như là hiệu suất của một cặp bánh răng chữ V. : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm. : Hiệu suất nối trục đàn hồi.Do đó: 1.1.3.Công suất cần thiết của động cơ: 1.1.4.Số vòng quay của trục thùng trộn: nct = 55 (vòngphút)1.1.5.Tỷ số truyền chung được xác định theo công thức: trong đó unh, uch – tỉ số truyền cặp bánh răng cấp nhanh và chậm.uđ – tỉ số truyền của bộ truyền đai.1.1.6.Chọn động cơ phải thỏa mãn các điều kiện sau:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

MSSV: 1711435 LỚP: CK17CTM1

TP HỒ CHÍ MINH, ngày 01 tháng 09 năm 2019

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2

1.1.Chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền 2

1.1.1.Xác định công suất bộ phận công tác là thùng trộn 2

1.1.2.Hiệu suất chung của hệ thống truyền động 2

1.1.3.Công suất cần thiết của động cơ 2

1.1.4.Số vòng quay của trục thùng trộn 2

1.1.5.Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền động 2

1.1.6.Điều kiện để lựa chọn động cơ 2

1.1.7.Các thông số động cơ được chọn 3

1.2.Lập bảng đặc tính 3

1.2.1.Tính toán các giá trị công suất, mômen xoắn và số vòng quay cho từng trục 4

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 6

2.1.Thông số kỹ thuật của bộ truyền đai thang 6

2.2.Thiết kế bộ truyền đai thang 6

2.2.1 Chọn dạng đai 6

2.2.2 Đường kính bánh đai nhỏ 6

2.2.3 Đường kính bánh đai lớn 6

2.2.4 Vận tốc đai 6

2.2.5 Chọn sơ bộ khoảng cách trục 7

2.2.6 Chiều dài đai theo khoảng cách trục a 7

2.2.7 Tính lại khoảng cách trục a 7

2.2.8 Góc ôm đai trên bánh đai nhỏ 7

2.2.9 Tính toán các hệ số Ci 8

2.2.10.Chiều rộng bánh đai và đường kính ngoài da của các bánh đai 8

2.2.11.Lực căng đai ban đầu 9

2.2.12.Lực tác dụng lên trục 9

2.2.13.Ứng suất lớn nhất trong dây đai 9

2.2.14.Tuổi thọ đai (giờ) 10

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 12

3.1.Thông số đầu vào 12

3.2.Bộ truyền cấp nhanh 12

3.2.1 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng 12

3.2.2 Ứng suất cho phép 13

3.2.3 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng 16

3.2.4 Khoảng cách trục aw 16

3.2.5 Thông số ăn khớp 16

3.2.6 Xác định thông số hình học của bộ truyền 17

3.2.7 Chọn cấp chính xác cho bộ truyền 18

3.2.8 Gía trị các lực tác dụng lên bộ truyền 18

3.2.9 Hệ số tải trọng động 18

3.2.10.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 18

3.2.11.Kiểm nghiệm ứng suất uốn 20

3.3.Bộ truyền cấp chậm 23

3.3.1 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng 23

3.3.2 Ứng suất cho phép 23

3.3.3 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng 25

3.3.4 Khoảng cách trục aw 26

3.3.5 Thông số ăn khớp 26

3.3.6 Xác định thông số hình học của bộ truyền 27

3.3.7 Chọn cấp chính xác cho bộ truyền 28

3.3.8 Gía trị các lực tác dụng lên bộ truyền 28

3.3.9 Hệ số tải trọng động 28

3.3.10.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 28

3.3.11.Kiểm nghiệm ứng suất uốn 30

3.4.Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu 34

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC-CHỌN THEN 35

4.1.Thông số thiết kế lấy ở chương 1 35

4.2.Thiết kế trục 36

4.2.1 Vật liệu chế tạo trục và ứng suất cho phép 36

4.2.2 Thiết kế sơ bộ đường kính trục theo mômen xoắn 37

4.2.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 37

4.2.4 Thiết kế trục 40

a) Trục I 40

b) Trục II 44

c) Trục III 48

4.2.5 Kiểm nghiệm độ bền trục 52

4.2.6 Kiểm nghiệm then 55

4.2.7 Kiểm nghiệm nối trục đàn hồi 57

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ Ổ TRỤC 58

5.1.Chọn loại ổ lăn cho 3 trục 58

5.2.Tính toán lựa chọn ổ bi đỡ 1 dãy trên trục I 58

5.2.1 Sơ đồ tính toán 58

5.2.2 Thông số làm việc 58

5.2.3 Xác định phản lực tác dụng lên ổ 59

5.2.4 Tính toán và lựa chọn kích thước ổ lăn 59

5.2.5 Xác định lại tuổi thọ của ổ lăn 60

5.2.6 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ 61

5.2.7 Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ 61

5.3.Tính toán lựa chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ trên trục II 61

5.3.1 Sơ đồ tính toán 61

5.3.2 Thông số làm việc 61

5.3.3 Xác định phản lực tác dụng lên ổ 62

5.3.4 Tính toán và lựa chọn kích thước ổ lăn 62

5.3.5 Xác định lại tuổi thọ của ổ lăn 64

5.3.6 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ 64

5.3.7 Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ 64

5.4.Tính toán lựa chọn ổ bi đỡ 1 dãy trên trục III 64

5.4.1 Sơ đồ tính toán 64

5.4.2 Thông số làm việc 65

5.4.3 Xác định phản lực tác dụng lên ổ 65

5.4.4 Tính toán và lựa chọn kích thước ổ lăn 65

5.4.5 Xác định lại tuổi thọ của ổ lăn 67

5.4.6 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ 67

5.4.7 Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ 67

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN VÀ BÔI TRƠN 69

6.1.Thiết kế vỏ hộp 69

6.2.Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp 69

6.3.Các chi tiết liên quan đến hộp giảm tốc 72

a Bulông vòng 72

b Chốt định vị và vít tách nắp 72

c Cửa thăm 73

d Nút thông hơi 73

e Nút tháo dầu 73

f Que thăm dầu 74

6.4.Các chi tiết phụ khác 75

6.4.1 Nắp ổ 75

6.4.2 Cố định ổ trên trục và trong vỏ hộp 75

6.4.3 Các chi tiết che chắn ổ 76

6.5.Bôi trơn hộp giảm tốc 77

6.5.1 Bôi trơn bánh răng 77

6.5.2 Bôi trơn ổ lăn 78

CHƯƠNG 7: DUNG SAI LẮP GHÉP 80

7.1.Dung sai ổ lăn 80

7.2.Lắp ghép bánh răng trên trục 80

7.3.Lắp ghép nắp ổ với thân hộp 80

7.4.Lắp ghép vòng chắn dầu trên trục 80

7.5.Lắp chốt định vị 80

7.6.Lắp ghép then 80

KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng động cơ và phân phối tỉ số truyền 3

Bảng 1.2 Bảng đặc tính kỹ thuật của động cơ 5

Bảng 2.1 Kích thước mặt cắt, đường kính bánh đai của loại đai thang B 6

Bảng 2.2 Kết quả thiết kế bộ truyền đai thang 11

Bảng 3.1 Thông số ban đầu cho cặp bánh răng cấp nhanh 12

Bảng 3.2 Thông số ban đầu cho cặp bánh răng cấp chậm 12

Bảng 3.2 Kết quả thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 22

Bảng 3.3 Kết quả thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm 33

Bảng 4.1: Kích thước then cho các trục 52

Bảng 4.2: Giá trị của Mômen cản uốn và mômen cản xoắn tại các tiết diện kiểm tra 54

Bảng 4.3: Biên độ và giá trị trung bình ứng suất 54

Bảng 4.4: Kết quả kiểm nghiệm hệ số an toàn s 55

Bảng 4.5: Gía trị ứng suất dập và cắt của then trên các trục 57

Bảng 5.4: Bảng chọn ổ 68

Bảng 6.1: Kích thước bulông vòng 72

Bảng 6.2: Kích thước chốt định vị 72

Bảng 6.3: Kích thước cửa thăm 73

Bảng 6.4: Kích thước nút thông hơi 73

Bảng 6.5: Kích thước nút tháo dầu 74

Bảng 6.6: Kích thước que thăm dầu 74

Bảng 6.7: Kích thước vòng hãm lò xo định vị mặt trong của ổ trục I 76

Bảng 7.1: Bảng dung sai lắp ghép 81

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1: Sơ đồ động của hệ thống dẫn động thùng trộn 35

Hình 4.2: Sơ đồ lực tác dụng lên các trục 36

Hình 4.3: Phác thảo kích thước hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh 40

Hình 4.4: Sơ đồ đặt lực, biểu đồ momen và kết cấu trục vào của hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh 42

Hình 4.5: Sơ đồ đặt lực, biểu đồ momen và kết cấu trục trung gian của hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh 46

Hình 4.6: Sơ đồ đặt lực, biểu đồ momen và kết cấu trục ra của hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh 50

Hình 5.1: Sơ đồ tính toán ổ lăn cho trục I 58

Hình 5.2: Sơ đồ tính toán ổ lăn cho trục II 61

Hình 5.3: Sơ đồ tính toán ổ lăn cho trục III 64

Hình 6.1: Kích thước que thăm dầu 75

YÊU CẦU THIẾT KẾ

Đề số 11: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

Phương án số: 22

Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ;

2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Thùng trộn (Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8

YÊU CẦU:

 01 thuyết minh;

 01 bản vẽ lắp A0;

 01 bản vẽ chi tiết;

NỘI DUNG THUYẾT MINH

1 Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động

2 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

a Tính toán các bộ truyền hở (đai, xích hoặc bánh răng)

b Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục 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

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp đổi mới của đất nước, tầm quan trọng của ngành Cơ Khí nói chung và ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy nói riêng, giữ vai trò then chốt trong công cuộc Công Nghệp Hóa và Hiện Đại Hóa đất nước

Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy móc ngành công - nông nghiệp và giao thông vận tải

Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết với thực nghiệm Lí thuyết tính toán các chi tiết máy được xây dựng trên cơ sở những kiến thức về toán học, vật lí, cơ học lí thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu v.v…, được chứng minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sản xuất

Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa Cơ Khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết

kế các chi tiết có công dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau này

Em chân thành cảm ơn thầy TS NGUYỄN VŨ THỊNH, các thầy cô và

các bạn trong khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ

án

Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi,

em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn

Sinh viên thực hiện đồ án

Lê Văn Hòa

CHƯƠNG 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1 Chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền

1.1.1 Xác định công suất bộ phận công tác là thùng trộn

Vì động cơ làm việc với sơ đồ tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có:

Theo bảng 3.3 tài liệu [1], ta chọn:

ñ 0,95: Hiệu suất bộ truyền đai

ol 0,99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn (có 4 cặp)

br10,96: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh Vì sau khi phân đôi dòng công suất lại được nhập lại nên chỉ tính hiệu suất cho một cặp bánh răng ở cấp phân đôi, và ta tính hiệu suất của cấp nhanh như là hiệu suất của một cặp bánh răng chữ V

br20,97: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm

tt ct ch

trong đó unh, uch – tỉ số truyền cặp bánh răng cấp nhanh và chậm

uđ – tỉ số truyền của bộ truyền đai

1.1.6 Chọn động cơ phải thỏa mãn các điều kiện sau:

ñc caànthieát

P P ,tức là ta phải chọn động cơ có P ñc3,89kWTra bảng Phụ lục 15.2[4]/tr.552, ta chọn động cơ có công suất Pđc= 5,5kW với số vòng quay và phân bố tỷ số truyền hệ thống truyền động chọn trên bảng 1.1

Tỉ số 

ba ba21 1,6, trong đó  ba1, ba2 - hệ số chiều rộng vành răng cặp bánh răng cấp nhanh và cấp chậm và đối với hộp giảm tốc hai cấp có cấp nhanh phân đôi thì unh được tính theo công thức 3.20[1], nên ta có:

2 13

uch

Tỷ số truyền hộp giảm tốc, uh

Tỷ số truyền cặp bánh răng cấp nhanh,

unh

Tỷ số truyền cặp bánh răng cấp chậm,

uch

Bộ truyền đai, uđ

1.2.1 Theo các thông số vừa chọn ta tính toán các giá trị công suất, mômen

xoắn và số vòng quay cho từng trục:

Tình toán công suất trên các trục:

ct ct

ol ct III

kn ol III II

br ol II I

br ol I ñc

440,37 110,09 /4,0

110,09 55,05 /2

55,05 /

ñc

ñc I

ñ I II

nh II III

u n

ñc I I

I II II

II III III

III ct ct

ct

P

n P

n P

n P

n P

Bảng 1.2 Bảng đặc tính kỹ thuật của động cơ

Trục Thông số Động cơ Trục I Trục II Trục III Công

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

2.1 Thông số kỹ thuật của bộ truyền đai thang

- Công suất bộ truyền: P1=4,8kW

Chọn loại đai làm bằng vải cao su vì chịu được va đập nhẹ, độ bền cao,

độ đàn hồi tốt do Enhỏ, ít chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm

Theo hình 4.22a/tr.167[1]: phụ thuộc vào công suất P1=4,8kW và số vòng quay

n1=960 vòng/phút ta chọn đai loại B Theo bảng 4.3/tr.137[1] với đai loại B, ta

Vì v1 9,048 /m s  v 25 /m s nên thỏa điều kiện vận tốc cho phép đối với đai thang thường

Theo bảng 4.13/tr.59[2], ta chọn đai có chiều dài L=1800mm = 1,8m

- Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong một giây:

Gía trị a vẫn thỏa mãn trong khoảng cho phép

2.2.8 Góc ôm đai trên bánh đai nhỏ:

2 1 1

Vì 1 150,86o 150o=> Theo 4.7/tr.54[2] ta thấy thỏa mãn điều kiện không trượt trơn đối với đai vải cao su

P C C C C C C

 

Ta chọn z = 2 đai (thỏa điều kiện z ≤ 6)

2.2.10 Chiều rộng bánh đai và đường kính ngoài da của các bánh đai:

Từ số đai z có thể xác định chiều rộng bánh đai B theo công thức:

B z e f     mm

Trong đó các thông số biên dạng e,f (mm) tra theo bảng 4.4/tr.138[1] ứng với đai loại B ta được: e = 19,0mm ; f=12,5mm

Đường kính ngoài bánh đai nhỏ:

Kiểm nghiệm đai theo ứng suất kéo cho phép:

max 7MPa k 10MPa thỏa điều kiện cho phép đối với đai thang

2.2.14 Tuổi thọ đai xác định theo công thức 4.37/tr.156[1]:

m r

h

L

Trong đó: r 9MPa i; 5,03 ;s m 1 8

Bảng 2.2 Kết quả thiết kế bộ truyền đai thang

Tiết diện đai A (mm2) 138

Ứng suất lớn nhất max (MPa) 7

Lực căng đai ban đầu Fo (N) 414

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

3.1 Thông số đầu vào:

Bảng 3.1 Thông số ban đầu cho cặp bánh răng cấp nhanh

3.2.1 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng:

Do bộ truyền chịu công suất trung bình, không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt HB ≤ 350 Đồng thời để bộ truyền bánh răng có khả năng chạy mòn tốt ta chọn độ rắn bánh dẫn HB1 lớn hơn bánh bị dẫn HB2 theo công thức 6.32/tr.247[1]:

HB 1 ≥ HB 2 + (10÷15)HB

Cụ thể, theo bảng 6.13[1] ta chọn:

+ Bánh dẫn: thép C45 được tôi cải thiện đạt độ rắn HB1=255HB

+ Bánh bị dẫn: thép C45 được tôi cải thiện đạt độ rắn

HB2=240HB

3.2.2 Ứng suất cho phép:

a) Ứng suất tiếp xúc cho phép

Đối với vật liệu là thép khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính

sơ bộ theo công thức 6.33/tr.249[1]:

  

 

Trong đó:

- Giới hạn mỏi tiếp xúc OHlim tương ứng với số chu kỳ cơ sở

được cho trong bảng 6.13/tr.249[1]:

OHlim1 1 OHlim2 2

HE

N K

N



trong đó: NHE – số chu kỳ làm việc tương đương

NHO – số chu kỳ làm việc cơ sở

mH – bậc của đường cong mỏi, có giá trị bằng 6

Số chu kỳ làm việc tương đương được xác định theo công thức 6.36/tr.250[1]:

3 1

Điều kiện trên thỏa nên ta chọn : H  462,44MPa

b) Ứng suất uốn cho phép:

Đối với vật liệu là thép khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính

sơ bộ theo công thức 6.47/tr.253[1]:



  

 Trong đó:

- Giới hạn mỏi tiếp xúc OF limtương ứng với số chu kỳ cơ sở được cho trong bảng 6.13/tr.249[1]:

OFlim1 1 OFlim2 2

FE

N K

N



trong đó: NFE – số chu kỳ làm việc tương đương

NFO – số chu kỳ làm việc cơ sở

mF – chỉ số mũ

Số chu kỳ làm việc tương đương được xác định theo công thức

6.49/tr.254[1]:

6 1

432 1 246,861,75

OF

F OF

Theo bảng 6.15/tr.259 do bánh răng nằm không đối xứng qua các ổ trục

và HB1,HB2 < 350HB nên ba 0,25 0,4 , chọn ba 0,315 theo tiêu

chuẩn Khi đó:

ba nh bd

H F

K K

Theo [1] chọn mn theo tiêu chuẩn, ta được mn= 2,5mm

b) Số răng các bánh răng

- Đối với hộp giảm tốc cấp nhanh, để tải trọng phân bố đều cho các cặp bánh răng phân đôi, người ta thường dùng hai cặp bánh răng nghiêng có góc nghiêng: 30o   40o

88 422

n t

- Đường kính vòng đáy:

1 1

2 2

2,5 64 2,5.2,5 57,752,5 256 2,5.2,5 249,75

1,0311,062

Hv Fv

K K



3.2.10 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc:

Đối với bánh răng trụ răng nghiêng, ta sử dụng công thức 6.86/tr.275[1]

để kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

3 1

Trong đó:

- Ứng suất tiếp xúc tính toán được xác định theo công thức:

3 1

4cos 4cos(30,75 ) 2,19sin2 sin(2.22,95 )

3 1

3

.190.2,19.0,828 2.10 98,89.1,223.(4 1)

điều kiện ứng suất tiếp xúc

3.2.11 Kiểm nghiệm ứng suất uốn:

F F

F F

Y



Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn

b) Kiểm tra độ bền uốn:

Đối với bánh răng trụ răng nghiêng, ta sử dụng công thức 6.92/tr.277[1]

để kiểm nghiệm độ bền uốn:

1 w

Trong đó:

- Ứng suất uốn tính toán được xác định theo công thức:

1 w

F t F F

o n

b Y

3,85.3090,31.1,15.0,685.0,99 74,23

50.2,5

F t F F

Số răng

Bánh dẫn z1, răng 22 Bánh bị dẫn z2, răng 88 Đường kính

vòng chia:

Bánh dẫn d1, mm 64 Bánh bị dẫn d2, mm 256 Đường kính

vòng đỉnh:

Bánh dẫn da1, mm 69 Bánh bị dẫn da2, mm 261 Đường kính

vòng đáy:

Bánh dẫn df1, mm 57,75 Bánh bị dẫn df2, mm 249,75

Vận tốc vòng của bánh răng v1,m/s 1,48

Lực tác

dụng:

Lực hướng tâm Fr, N 1308,80 Lực tiếp tuyến Ft, N 3090,31 Lực dọc trục Fa, N 1838,54

Tính toán kiểm nghiệm

Thông số Gía trị cho phép Gía trị tính toán Nhận xét Ứng suất tiếp xúc H, MPa 403,92 418,62 Đủ bền

3.3.1 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng:

Do bộ truyền chịu công suất trung bình, không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt HB ≤ 350

Cụ thể, theo bảng 6.13[1] ta chọn:

+ Bánh dẫn: thép C45 được tôi cải thiện đạt độ rắn HB1=255HB

+ Bánh bị dẫn: thép C45 được tôi cải thiện đạt độ rắn HB2=240HB 3.3.2 Ứng suất cho phép:

Tính toán tương tự như bộ truyền cấp nhanh

a) Ứng suất tiếp xúc cho phép

Đối với vật liệu là thép khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính

sơ bộ theo công thức 6.33/tr.249[1]:

HE

N K

N



trong đó: NHE – số chu kỳ làm việc tương đương

NHO – số chu kỳ làm việc cơ sở

mH – bậc của đường cong mỏi, có giá trị bằng 6

- Số chu kỳ làm việc tương đương được xác định theo công thức

Đối với vật liệu là thép khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính sơ bộ theo công thức 6.47/tr.253[1]:





  

 Trong đó:

- Giới hạn mỏi tiếp xúc OF limtương ứng với số chu kỳ cơ sở được cho trong bảng 6.13/tr.249[1]:

OFlim1 1 OFlim2 2

- Hệ số tuổi thọ K được xác định theo công thức 6.34/tr.250[1]: FL

m FL

FE

N K

N



trong đó: NFE – số chu kỳ làm việc tương đương

NFO – số chu kỳ làm việc cơ sở

432 1 246,861,75

OF

F OF

Theo bảng 6.15/tr.260 do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục và HB1,HB2

< 350HB nên ba 0,3 0,5 và vì với kết cấu của hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh thì cấp chậm chịu tải lớn hơn có thể chế tạo với chiều rộng bánh răng khá lớn nên chọn ba 0,5nhờ vị trí bánh răng đối xứng với các ổ trục nên có thể khắc phục sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, do đó chọn ba 0,5 theo tiêu chuẩn Khi đó:

.(u 1) 0,5.(2 1) 0,75

ba ch bd

H F

K K

106 253

m

z u z

t t

w

z m a

m

a d

Hv Fv

K K





3.3.10 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc:

Đối với bánh răng trụ răng thẳng, ta sử dụng công thức 6.63/tr.258[1]

để kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

1 w 3 1

.( 1)

- Ứng suất tiếp xúc tính toán được xác định theo công thức:

3 1

3 1

3

.190.2,45.0,858 2.10 375,62.1,190.(2 1)

3.3.11 Kiểm nghiệm ứng suất uốn:

c) Hệ số dạng răng YF:

Đối với bánh dẫn:

2 1

2

27,913,2

2

27,913,2

F F

Y

