TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN

TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN 1. Thiết kế bộ truyền ngoài Ta có bảng thông số của bộ truyền: P= P 2 = 4,49 (Kw) T= T 2 = 664798,45 (Nmm) n= n 2 = 64,5 (vg/ph) u= u x = 2,5 β = 10 o 1.1. Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ vận tốc thấp nên dung xích con lăn. 1.2. Chọn số răng đĩa xích Với u = 2,5, theo bảng 5.4[1] ta chọn z 1 = 25 (răng) là số răng đĩa xích nhỏ Số răng đĩa xích lớn được xác định theo công thức5.1[1]: Z 2 = u.Z 1 = 2.25 = 62,5 (răng) Do Z 2 nguyên lên chọn Z 2 = 62 (răng) Tỷ số truyền thực: 2 th 1 Z 62 u 2,48 Z 25 = = = Sai số: th u u 2,48 2,5 u= .100 .100 0,8(%) 4(%) u 2,5 − − ∆ = = ≤ 1.3. Xác định số bước xích Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện [ ] z t d P.k.k .k P P k η = ≤ Với P t : công suất tính toán P: công suất cần truyền, P = 4,49(kW) Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng và vận tốc vòng đĩa xích nhỏ là: Z 01 = 25 (răng) và n 01 = 50 (vg/ph) Do vậy ta tính được: k z : hệ số răng, ta có k z = 01 1 25 1 25 z z = = , k n : hệ số vòng quay k n = 1 01 z z , với n 01 = 50 vòng/phút 50 0,775 64,5 n k⇒ = = Theo công thức 5.4[1] K= k 0 .k a .k bt .k đ .k c .k đc Với k 0 : hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền,tra bảng 5.6[1] với 0 10 β = chọn k 0 =1 k a : hệ số kể đến khoảng cách trục và ciều dài xích, chọn a=(30-50)p tra bảng 5.6[1] được: k a = 1 (a = 50p) k đc : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực căng xích chọn cách điều chỉnh bằng con lăn căng xích k đc =1 k bt : hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn, dùng cách bôi trơn nhỏ giọt, môi trường làm việc có bụi, chọn k bt = 1,3 k đ : hệ số kể đến tải trọng động, bộ truyền làm va đập nhẹ, chọn k đ = 1,2 k c : hệ số kể đến chế độ làm việc bộ truyền, bộ truyền làm việc 2 ca, k c =1,25 ⇒ K = 1.1.1.1,3.1,2.1,25 = 1,95 K d : hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy với 3 dãy ta có: k d =2,5 Vậy ta có: z t d P.k.k .k 4,49.1.0,775.1,95 P 2,7(kW) k 2,5 η = = = Theo bảng 5.5[1], với P t =2,7 [ ] P≤ và n 01 = 50 vòng/phút, chọn bộ truyền xích 1 dãy có: Bước xích : p = 25,4 (mm) thoả mãn điều kiện bền mòn Đường kính chốt : d c = 7,95 (mm) Chiều dài ống : B= 22,61 (mm) Công suất cho phép: [P]= 3,20 (Kw) P t < [P] = 3,20 (kW). 1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích Chọn sơ bộ: a= 35p = 35.25,4= 889 (mm) Theo công thức 5.12[1], số mắt xích ( ) 2 2 1 1 2 2 z z p z z2.a x p 2 4 .a π − + = + + x ( ) 2 2 62 25 .25, 4 2.889 25 62 25, 4 2 4 889 π − + = + + = 114,49 Lấy số mắt xích chẵn x c = 114 Theo công thức 5.13[1], tính lại khoảng cách trục: ( ) 2 2 1 2 2 1 c c 1 2 z z z zp a x x 0,5 z z 2 4 2 π   + −     = − + − + −      ÷         ( ) 2 2 25, 4 25 62 62 25 114 114 0,5 25 62 2 4 2 π   + −     = − + − + −     ÷         =883 (mm) Để xích không phải chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng ∆a = 0,003a = 0,003.1262 = 3(mm) Vậy khoảng cách trục thực tế: a = 880 (mm). + Số lần va đập của xích Theo ct 5.14[1], ta có số lần va đập I của bản lề xích trong 1 giây: i = 1 z .n 25.64,5 0,94 15.x 15.114 = = Theo bảng 5.9[1], với p = 25,4 thì [i] = 30 Vậy i < [i] 1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mòn Theo công thức 5.15[1] ta có S = [ ] t 0 v Q S k .F F F đ ≥ + + Trong đó : Q: Tải trọng phá hỏng được tra trong bảng 5.2[1]. Theo bảng 5.2[1], với xích con lăn 1 dãy có p= 25,4 thì tải trọng phá huỷ Q = 170,1 (KN) =170100 (N), khối lượng 1m xích q = 7,5 (kg) k đ : hệ số tải trọng động. Do chế độ làm việc trung bình ⇒ k đ = 1,2. v= 1 z .p.n 25.25,4.64,5 0,68(m / s) 60000 60000 = = F t : lực vòng, F t = ( ) P 4,49 1000. 1000. 6602,94 v 0,68 N= = F v : lực căng do lực li tâm sinh ra Ta có: F v = q.v 2 =7,5.0,68 2 =3,468 (N) F 0 : lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra, được tính theo công thức 5.16[1] : F v = 9,81k f .q.a Trong đó: a: Khoảng cách trục, a=0,88 (m) k f : Hệ số phụ thuộc độ võng f của xích, lấy k f = 4 q: Khối lượng 1m xích, q= 7,5 (kg) ⇒ F 0 = 9,81.4.7,5.0,88 = 258,98 (N) Vậy S = [ ] t 0 v Q 170100 20,78 S k .F F F 1,2.6602,94 258,98 3,468 đ = = ≥ + + + + Theo bảng 5.10[1] với n=64,5 (vg/ph) và p=25,4 có [s] = 8,2 Vậy s > [s] : bộ truyền xích đảm bảo đủ bền. 1.6. Xác định các thông số của dĩa xích Theo công thức 5.17[1] ta có: Đường kính vòng chia: 1 1 p 25,4 d 202,66(mm) sin sin z 25 π π = = = 2 2 p 25,4 d 501,49(mm) sin sin z 62 π π = = = Vậy đường kính vòng chia của đĩa dẫn d 1 =202,66 (mm), đĩa bị dẫn d 2 = 501,49 (mm). Theo bảng 14.4b[1] ta có: Đường kính vòng đỉnh răng của: + Đĩa dẫn: a1 1 d p.(0,5 cotg ) 25,4 0,5 cot g 213,76(mm) z 25 π π   = + = + =  ÷   + Đĩa bị dẫn: a2 2 d p.(0,5 cotg ) 25,4 0,5 cot 513,55(mm) z 62 g π π   = + = + =  ÷   Bán kính đáy: r = 0,5025.d l + 0,05 Với d l tra trong bảng 5.2[1] đường kính con lăn ta được: d l =15,08(mm) Vậy: r = 0,5025.d l + 0,05=0,5025.15,08+0,05= 7,63 (mm) Đường kính chân răng: + Đĩa dẫn: d f1 = d 1 – 2.r= 202,66–2.7,63= 187,4 (mm) + Đĩa bị dẫn: d f2 = d 2 – 2.r=501,49 –2.7,63= 486,23 (mm) Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc H σ trên mặt răng đĩa xích: Theo công thức 5.18[1]: ( ) [ ] r t v H d k . F.k +F .E 0,47 A.k đ đ H σ σ = ≤ Trong đó: F t : Lực vòng, F t = 6602,94 (N) F vđ : Lực va đập trên m=3 dãy xích, theo công thức 5.19[1]: F vđ = 13.10 -7 .n.p 3 .m F vđ = 13.10 -7 . 64,5.25,4 3 .3 = 4,12 (N) E = 1 2 1 2 2.E .E E E+ . Vật liệu dung làm con lăn và răng đĩa là thép có E 1 = E 2 = E = 2,1.10 5 (Mpa) k đ : Hệ sô tải trọng động, k đ = 1,2 k r : Hệ số kể đến số răng đĩa xích, với z 1 = 25 (răng) tra bảng trang 87 sách tttkhdđ 1 ta có ⇒ k r = 0,42 k d = 2,5 (do sử dụng 3 dãy xích) Theo bảng 5.12[1], với p = 25,4 và 3 dãy xích có A= 450 mm 2 Vậy: ( ) ( ) 5 H 0,42. 6602,94.1,2 4,12 .2,1.10 0,47 370,53 MPa 450.2,5 σ + = = Như vậy theo bảng 5.11[1] dùng thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn HB210, ứng suất tiếp xúc cho phép là [ ] H σ = 600 (MPa) đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa xích 1. Tương tự với răng đĩa xích 2 do chọn cùng vật liệu và chế độ nhiệt luyện nên cũng có: [ ] H H σ σ ≤ . 1.7. Xác định lực tác dụng lên trục Theo công thức 5.20[1]: F r = k x .F t Trong đó: k x : Hệ số kể đến trọng lượng xích => bộ truyền đặt nằm nghiêng góc β< 40 o , chọn k x = 1,15 F t : Lực vòng, F t =6602,94 (N) Vậy F r = 1,15.6602,94 = 7593,33 (N) 1.8. Các thông số của bộ truyền xích: Thông số Ký hiệu Giá trị Loại xích Xích ống con lăn Bước xích (mm) p 25,4 Số mắt xích x 114 Chiều dài xích (mm) L Khoảng cách trục (mm) a 880 Số răng đĩa xích nhỏ z 1 25 Số răng đĩa xích lớn z 2 62 Vật liệu đĩa xích Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ (mm) d 1 202,66 Đường kính vòng chia đĩa xích lớn (mm) d 2 501,49 Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ (mm) d a1 213,76 Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn (mm) d a2 513,55 Bán kính đáy (mm) r 7,63 Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ (mm) d f1 187,4 Đường kính chân răng đĩa xích lớn (mm) d f2 486,23 Lực tác dụng lên trục (N) F r 7593,33 2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít Các thông số của bộ truyền trục vít: P= P 1 = 5,67 (kw) n 1 = 968 (vg/ph) u= u tv = 14,78 T 1 = 55938,53 (N) T 2 = 664798,45 (N) n 2 = 64,5 (vg/ph) Số ca làm việc: 2 (ca) Thời gian phục vụ: l h = 12500 giờ 2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít + Tính sơ bộ vận tốc trượt Theo công thức 7.1[1], ta tính vận tốc trượt sơ bộ: ( ) 5 5 3 3 s 1 2 v 4,5.10 .n . T 4,5.10 .968. 664798,45 3,8 m / s − − = = = Trong đó: n 1 : Số vòng quay của trục vít T 1 : Mômen xoắn trên trục bánh vít v s = 3,8 (m/s) < 5 (m/s). Sử dụng đồng thanh không thiếc ЬpAЖ 9-4 đúc ly tâm có để chế tạo bánh vít có σ b = 500(MPa), σ ch = 200 (MPa). Theo bảng 7.2[1] ta sử dụng thép 45 để chế tạo trục vít là thép tôi, độ rắn mặt ren đạt độ cứng HRC ≥ 45 2.2. Xác định ứng suất cho phép Vì bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc có cơ tính thấp hơn nhiều so với trục vít bằng thép nên chỉ cần xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép đối với vật liệu làm bánh vít. 2.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc ЬpA Ж 9-4 ta có: với v s =3,8 (m/s) => [ ] H 160(MPa) σ = . 2.2.2. Ứng suất uốn cho phép Theo công thức 7.6[1] ta có: [ ] [ ] F FO HL .K σ σ = Trong đó [ ] FO σ : ứng suất uốn cho phép với 10 6 chu kỳ Bộ truyền quay 1 chiều, theo công thức 7.7[1] ta có: [ ] FO b ch 0,25. 0,08 0,25.500 0,08.200 141(MPa) σ σ σ = + = + = K FL : hệ số tuổi thọ. Theo công thức 7.9[1] ta có: 6 9 FL FE 10 K N = Với 9 2i FE 2i i 2max T N 60 n .t T   =  ÷   ∑ Vì tải trọng không đổi nên: N FE = 60.n 2 .t ∑ Với: n 2 : là số vòng quay của bánh vít trong 1 phút có: n 2 =64,5 (vg/ph) t ∑ : Tổng số thời gian làm việc của bộ truyền t ∑ =l h =12500 giờ => N FE = 60.64,5.12500=4,84. 7 10 (chu kì) Do đó: [...]... KF = KFv.KFβ = KHv.KHβ = 1.1,24= 1,24 Vậy: σF = 1, 4.664798, 45.1, 71.1, 24 = 9, 04 < [ σ F ] = 87, 42 ( MPa ) 75.300.9, 7 Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bền uốn 2.6 Xác định các kích thước bộ truyền Khoảng cách trục: aw=190 (mm) Mô đun m=10 : Hệ số đường kính: q=8 Tỷ số truyền : u= 15 Số ren trục vít : z1= 2 Số răng bánh vít : z2= 30 Hệ số dịch chỉnh : x=0 Góc vít γ = 140 2 ' : Chiều dài phần cắt... d2 300 ϕ = 2,180 < 30 nên ta có: γ Ft1= Fa2= Fa1.tg = 4431,99.tg14,033 = 1107,76 (N) α Fr1= Fr2= Fa1.tg = 4431,99.tg20= 1613,11 (N) 2.9 Các thông số bộ truyền trục vít Thông số Ký hiệu Giá trị Khoảng cách trục (mm) aw 190 Mô đun (mm) m 10 Hệ số đường kính q Tỷ số truyền u Số ren trục vít z1 Số ren bánh vít z2 Hệ số dịch chỉnh x Góc vít (độ) γ 14o 2 ' Chiều dài phần cắt ren trục vít b1 130 Chiều rộng... không nên ta có KH =1 ≤ KHv: Hệ số tải trọng động Theo bảng 7.6[1], v s=4,18 (m/s) 5 (m/s) ta có cấp chính xác chế tạo bộ truyền là 8 Tra bảng 7.7[1] ta có: KHv= 1,24  KH= 1.1,24= 1,24 Vậy: 3 170  30 + 8  664798, 45.1, 24 σH = = 126, 7(MPa) ≤ [ σ H ] = 160(MPa)  ÷ 30  190  8 = > Bộ truyền đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc 2.5.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn Theo công thức 7.26[1]ta có điều kiện đảm bảo điều... Xác định sơ bộ khoảng cách trục Theo công thức 7.16[1] ta có: 2  170  T2 K H a w = ( z2 + q ) 3   z [σ ] ÷ q ÷  2 H  Trong đó: z 2: là số răng bánh vít Với u= utv = 14,78, chọn z1 = 2 => z2 = u2z1 = 14,78.2 = 29,56 (răng), chọn z2=30 (răng) Tỷ số truyền thực: u th = z 2 30 = = 15 z1 2 Sai số: ∆u= u th − u 15 − 14, 78 100 = = 1,5% ≤ 4% u 14, 78 q: Hệ số đường kính trục vít Chọn sơ bộ q = 0,25.z2... 10.30= 300 (mm) Đường kính vòng đáy: df1= m.(q- 2,4)= 10.(8- 2,4)=56 (mm) d f2= m(z2- 2,4+2x)= 10.(30-2,4+2.0)=276 (mm) Đường kính vòng đỉnh trục vít: da1= d1+2m= 80+2.10= 100 (mm) 2.7 Tính nhiệt truyền động trục vít Bộ truyền lắp thêm quạt nguội ở đầu trục vít Ta có nhiệt độ đầu trong hộp phải thỏa mãn điều kiện 7.31[1] : td = t0 + 1000 ( 1 − η ) P1  K t ( A-A q ) ( 1 +ψ ) + K tq A q  β   ≤ [... 664798,45 Nmm KH: Hệ số tải trọn Chọn sơ bộ KH = 1,2 Vậy: a w = ( 30 + 8 ) 2 3  170  669798, 45.1, 2 = 190,52 ( mm )  ÷ 8  30.160  Chọn aw= 190 (mm) 2.4 Xác định các thông số Modun dọc trục của trục vít: Theo công thức 7.17[1]: m = 2a w 2.190 = = 10 z 2 + q 30 + 8 Chọn m theo trị số tiêu chuẩn trong bảng 7.3[1] ta được: m = 10 (mm) Tính chính xác khoảng cách trục aw: aw = 10 ( 30 + 8 ) m = 190... cao nhất của dầu Trục vít đặt dưới bánh vít [t d] = 90o + Kt: Hệ số tỏa nhiệt Chọn Kt = 13 W/(m2.oC) + ψ ψ : hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy, lấy = 0,25 + η: hiệu suất thực tế của bộ truyền Theo công thức 7.22[1] η = 0,95 Với ϕ tgγ w tg ( γ w + ϕ ) : Góc ma sát được tra bảng 7.4[1]theo vận tốc trượt v s=4,18(m/s) và vật liệu làm bánh vít.=> => + ϕ = 2,18 tg140 2 ' η = 0,95 = 0,82... x < 0,7 2.5 Kiểm nghiệm bánh vít 2.5.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc Theo công thức 7.19[1] ta có điều kiện bền tiếp xúc của răng bánh vít là: 3 170  z 2 + q  T2 K H σH = ≤ [σH ]  ÷ z2  a w  q + Tính lại vận tốc trượt: Theo công thức 7.20[1]: vs = π d w1.n1 60000.cos γ w Trong đó: dw1 = m(q + 2x) = 10.(8 - 2.0) = 80 (mm)  z1   2  o ' γ w = arctg  = arctg  ÷ ÷ = 14 2  8 + 2.0   q + 2.x . TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN 1. Thiết kế bộ truyền ngoài Ta có bảng thông số của bộ truyền: P= P 2 = 4,49 (Kw) T= T 2 = 664798,45. .k P P k η = ≤ Với P t : công suất tính toán P: công suất cần truyền, P = 4,49(kW) Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng