Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu chuyên ngành cho sinh viên bách khoa hà nội Các tài liệu này sử dụng cho sinh viên học các môn Chi tiết máy, thiết kế máy, cơ sở thiết kế máy, cơ ứng dụng và thực hiện đồ án môn học của các ngành cơ khí. Ngoài ra tài liệu tham khảo này giúp các Kỹ sư thực hiện công việc thiết kế
HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 12/02/2020 I TÍNH ĐỘNG HỌC Chọn động điện 1.1 Công suất làm việc 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động 1.3 Công suất cần thiết trục động 1.4 Số vịng quay trục cơng tác 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ 1.6 Số vòng quay sơ trục động 1.7 Chọn động 4 5 5 Phân phối tỷ số truyền Tính thơng số trục 3.1 Cơng suất 3.2 Số vòng quay 3.3 Momen xoắn 3.4 Bảng thông số 6 7 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Chọn loại đai tiết diện đai Chọn đường kính hai bánh đai d1 d2 Xác định khoảng cách trục a 10 Tính số đai Z 11 Tổng hợp thơng số truyền đai thang 11 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 12 III Chọn loại xích 12 Chọn số đĩa xích 13 Xác định bước xích 13 Xác định khoảng cách trục số mắt xích 14 Kiểm nghiệm xích độ bền 14 Xác định thông số đĩa xích 15 Xác định lực tác dụng lên trục 16 Tổng hợp thông số truyền xích 17 IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 18 Chọn vật liệu bánh 18 Xác định ứng suất cho phép 19 Xác định sơ khoảng cách trục 21 Xác định thông số ăn khớp 4.1 Mô đun 4.2 Xác định số 4.3 Xác định lại khoảng cách trục 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh 4.5 Xác định góc ăn khớp αtw 21 21 21 22 22 22 Xác định ứng suất cho phép 22 Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 23 23 25 Một số thông số khác cặp bánh 26 Tổng kết thông số truyền bánh 26 V TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 27 Chọn vật liệu bánh 27 Xác định ứng suất cho phép 28 Xác định sơ khoảng cách trục 30 Xác định thông số ăn khớp 4.1 Mô đun 4.2 Xác định số 4.3 Xác định góc nghiêng 30 30 30 31 4.4 Xác định góc ăn khớp αtw 31 Xác định thông số động học ứng suất cho phép 31 Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 32 32 34 Một số thông số khác cặp bánh 35 Tổng kết thông số truyền bánh 35 VI TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG 36 Chọn vật liệu bánh 36 Xác định ứng suất cho phép 37 Xác định sơ chiều dài ngồi 39 Xác định thơng số ăn khớp 4.1 Mô đun 4.2 Xác định số 4.3 Xác định góc chia 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh 4.5 Xác định đường kính trung bình chiều dài ngồi 39 39 40 40 40 40 Xác định ứng suất cho phép 40 Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 41 41 43 Thơng số hình học cặp bánh 44 Tổng kết thông số truyền bánh 45 TÍNH ĐỘNG HỌC Dữ liệu cho trước: Thiết kế băng tải Lực kéo băng tải F = N Vận tốc băng tải v = m/s Đường kính tang D = mm Thiết kế xích tải Lực kéo xích tải F = N Vận tốc xích tải v = m/s Số đĩa xích tải z = Bước xích tải p = mm Mục tiêu: • Xác định cơng suất số vòng quay cần thiết động cơ, từ chọn lựa loại động phù hợp • Xác định tỉ số truyền truyền (bánh răng) truyền ngồi (đai xích) • Xác định công suất, mômen xoắn truyền Phương pháp: • Từ liệu băng tải (xích tải), xác định cơng suất số vịng quay làm việc • Kết hợp với hiệu suất phận hệ dẫn động, xác định cơng suất cần thiết động • Tỉ số truyền truyền chưa biết, nhiên chọn sơ tỉ số truyền khoảng hợp lý (xem tài liệu tham khảo) Lưu ý, để đảm bảo kích thước truyền ngồi khơng q lớn với truyền tỉ số truyền truyền phải lớn tỉ số truyền truyền ngồi • Sau chọn sơ tỉ số truyền, xác định tỉ số truyền chung (sơ bộ) hệ dẫn động xác định số vòng quay cần thiết động • Dựa vào cơng suất cần thiết số vịng quay động cơ, chọn động thoả mãn hai điều kiện sau Công suất động chọn phải lớn công suất cần thiết (nhưng không chênh lệch q nhiều, gây lãng phí) Số vịng quay động gần với số vòng quay cần thiết (nếu khơng chọn phải thay đổi tỉ số truyền sơ xác định lại số vòng quay cần thiết động cơ) • Sau chọn động cơ, xác định xác tỉ số truyền hệ dẫn động Từ xác định xác tỉ số truyền truyền ngồi • Từ tỉ số truyền xác định trên, kết hợp với cơng suất băng tải (xích tải), xác định công suất mô men xoắn truyền (mô men xoắn trục) Chọn động điện 1.1 Công suất làm việc Plv = Chú ý: với đề Plv = F ×v = (kW) 1000 2×F ×v = (kW) 1000 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động Trong thực thế, băng (xích) tải thiết kế chế tạo trước Sau thử nghiệm, tính tốn để xác định xác lực vận tốc phù hợp với nhu cầu Với đồ án này, nhiệm vụ sinh viên chọn động thiết kế phận giảm tốc, tính tốn bạn không cần kể đến phận băng (xích) tải Hiệu suất hệ dẫn động (giảm tốc) cụ thể sau: η = ηbr ηôl2 ηđ(x) ηkn Tra bảng (2.3)[1](trang 19): • Hiệu suất truyền đai (xích) ηđ(x) = • Hiệu suất truyền bánh ηbr • Hiệu suất cặp ổ lăn ηơl = • Hiệu suất khớp nối ηkn = Do vậy: η = ηbr ηôl2 ηđ(x) ηkn = 1.3 Công suất cần thiết trục động Pyc = Plv = (kW) η 1.4 Số vòng quay trục công tác Với hệ dẫn động băng tải nlv = 60000 × v = (v/ph) π×D nlv = 60000 × v = (v/ph) z×p Với hệ dẫn động xích tải 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ Chọn sơ bộ: • Tỷ số truyền truyền xích ux = • Tỷ số truyền truyền đai uđ lấy theo dãy 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15 • Tỷ số truyền truyền bánh trụ ubr = • Tỷ số truyền truyền bánh côn ubr = 3,5 Tỷ số truyền sơ usb = uđ(x) × ubr = · · · × · · · = 1.6 Số vòng quay sơ trục động nsb = nlv × usb = · · · × · · · = (v/ph) 1.7 Chọn động Tra bảng phục lục tài liệu [1], chọn động thỏa mãn yêu cầu: nđc ≈ nsb = (v/ph) Pđc ≥ Pyc = (kW) Chú ý: Ưu tiên động có công suất gần với Pyc Thông số động chọn: • Ký hiệu động cơ: • Cơng suất động P = (kW) • Vận tốc quay n = (vịng/phút) • Đường kính động d = (mm) Phân phối tỷ số truyền Ở phần trên, tỷ số truyền hệ dẫn động tính sơ Sau chọn động cơ, cần phải tính phân phối tỷ số truyền Các bước sau: Tỷ số truyền chung hệ dẫn động uch = nđc = nlv Có thể chọn tỷ số truyền truyền đai (xích) trước sau từ uch tính tỷ số truyền truyền bánh (ubr = uch /uđ(x) ) ngược lại chọn tỷ số truyền truyền bánh trước Chú ý: tỷ số truyền đai, xích, bánh phải phù hợp với giá trị khoảng cho phép Cụ thể: • Tỷ số truyền truyền xích ux = • Tỷ số truyền truyền đai uđ lấy theo dãy 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15 • Tỷ số truyền truyền bánh trụ ubr = • Tỷ số truyền truyền bánh côn ubr = 3,5 Tính thơng số trục 3.1 Công suất Công suất trục tính từ trục cơng tác (trục làm việc) Cơng suất trục công tác Pct = Plv = (kW) Công suất trục (trục hộp giảm tốc) P2 = Pct = (kW) ηx (đề 1, 3) P2 = Pct = (kW) ηkn (đề 2, 4) Công suất trục (trục vào hộp giảm tốc) P1 = P2 = (kW) ηôl ηbr Công suất thực tế trục động Pđc = P1 = (kW) ηôl ηkn (đề 1, 3) Pđc = P1 = (kW) ηôl ηd (đề 2, 4) 3.2 Số vòng quay Số vòng quay trục tính từ trục động cơ, theo số vòng quay động chọn Số vòng quay trục động nđc = Số vòng quay trục n1 = nđc = (v/ph) (đề 1, 3) nđc n1 = = (v/ph) (đề 2, 4) uđ Số vòng quay trục n2 = n1 = (v/ph) ubr Số vịng quay trục cơng tác n2 = (v/ph) ux (đề 1, 3) nct = n2 = (v/ph) (đề 2, 4) nct = 3.3 Momen xoắn Momen xoắn trục tính theo cơng thức Ti = 9,55 × 106 × Pi ni Pi ni cơng suất số vòng quay trục i Momen xoắn trục động Tđc = 9,55 × 106 × Pđc = (Nmm) nđc T1 = 9,55 × 106 × P1 = (Nmm) n1 T2 = 9,55 × 106 × P2 = (Nmm) n2 Momen xoắn trục Momen xoắn trục Momen xoắn trục công tác Tct = 9,55 × 106 × Pct = (Nmm) nct 3.4 Bảng thông số Sau xác định thông số trục, kết tổng hợp bảng thông số Tỷ số truyền Công suất P (kW) Số vòng quay n (v/ph) Momen xoắn T (Nmm) Động ukn (hoặc uđ) Pđc nđc Tđc Trục Trục ubr P1 n1 T1 P2 n2 T2 Trục công tác ux (hoặc ukn) Pct nct Tct Chú ý: Công suất động công suất thực tế tính trên, khơng phải cơng suất danh nghĩa Để đảm bảo kích thước hộp giảm tốc khơng q nhỏ (dẫn đến khó chọn lựa chi tiết), đề nghị sinh viên tính khoảng cách a sau: √ T1 a = 1,23 × (ubr + 1) ubr • Nếu 120 ≤ a : đạt yêu cầu • Nếu a < 120 cần phải tính tốn lại từ mục Phân phối tỷ số truyền, cụ thể phải tăng ubr TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Thơng số yêu cầu: • P1 = (kW) • n1 = (v/ph) • u = • Hệ số tải trọng động kđ Mục tiêu: • Xác định thông số đai thang thoả mãn yêu cầu tải (thơng số u cầu) • Bộ truyền đai thang phải có kích thước hợp lý (ví dụ khoảng cách trục không lớn, số lượng đai không nhiều) Phương pháp: • Thiết kế truyền đai dựa tiêu khả kéo tuổi thọ • Đai chi tiết có sẵn, thiết kế đai trình chọn đai để thoả mãn tiêu Chọn loại đai tiết diện đai Chọn loại đai thang: (hay sử dụng đai thường đai hẹp) Tra đồ thị 4.1[1](trang 59) với thông số P = (kW) n1 = (v/ph), chọn tiết diện đai : Chọn đường kính hai bánh đai d1 d2 Tra bảng 4.13[1](trang 59) giới hạn đường kính bánh đai nhỏ Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho bảng 4.21[1] (trang 63) phần thich Kiểm tra vận tốc đai π × d1 × n1 = = · · · < vmax 60000 = 25 (m/s) với đai thang thường vmax = 40 (m/s) với đai thang hẹp v= vmax Nếu không thỏa mãn giảm d1 tính lại Xác định d2 theo cơng thức d2 = u × d1 × (1 − ϵ) Chọn hệ số trượt ϵ = 0.02, d2 = u × d1 × (1 − 0.02) = Theo bảng 4.21[1] (trang 63) phần thích chọn d2 (mm) Chú ý: chọn d2 gần với giá trị vừa tính Tỷ số truyền thực tế ut = Sai lệch tỷ số truyền d2 = = d1 (1 − ϵ) ut − u × 100% = % < 4% u ∆u = Nếu sai chọn lại d1 tính lại Xác định khoảng cách trục a Khoảng cách trục sơ xác định theo công thức asb = 1,5d2 Dựa vào ut = , tra bảng 4.14[1](trang 60), chọn Chiều dài đai L a = , từ tính asb = (mm) d2 d1 + d2 (d2 − d1 )2 + L = 2asb + π 4asb Thay số L = Dựa vào bảng 4.13[1](trang 59), chọn L theo tiêu chuẩn, L = Chú ý: chọn L gần với giá trị tính giá trị hay sử dụng Số vòng chạy đai 1(s) i = v = = L Kiểm tra i < imax = 10 (m/s) Nếu không thỏa mãn: giảm L chọn lại d1 , d2 Tính xác khoảng cách trục: a= λ+ √ λ2 − 8∆2 đó: d1 + d2 = d1 + d2 ∆= = λ=L−π Tính a = (mm) Xác định góc ơm bánh đai nhỏ α1 : α1 = 180◦ − 57◦ (d2 − d1 ) = a Kiểm tra điều kiện α1 · · · ≥ 120◦ Nếu không thỏa mãn: tăng L thay đổi d1 , d2 10 4.3 Xác định góc nghiêng cos β = m (Z1 + Z2 ) = aw β = arccos(cos β) = ◦ 4.4 Xác định góc ăn khớp αtw ( αt = αtw = arctan tan α cos β ) = ◦ Góc nghiêng hình trục sở βb = arctan(cos αt tan β) = ◦ Xác định thông số động học ứng suất cho phép Tỷ số truyền thực tế ut = Đường kính vịng lăn dw1 = aw = (mm) ut + dw2 = aw − dw1 = (mm) Vận tốc vòng bánh v= π dw1 n1 = (m/s) 60000 Ứng suất cho phép tính mục ứng suất cho phép sơ Sau xác định vật liệu, kích thước thơng số động học bánh răng, cần phải xác định xác ứng suất cho phép [σH ] = [σH ]sb ZR Zv KxH [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF đó: • [σH ]sb [σF ]sb ứng suất cho phép sơ tính mục • ZR : hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc Từ liệu trang 91 92 chọn: Ra = · · · ÷ · · · ⇒ ZR = • Zv : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng – Nếu v > (m/s), Zv = 0.85 v 0.1 = – Nếu v ≤ (m/s), Zv = • KxH : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh KxH = • YR : hệ số ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân Chọn YR = 31 • Ys : hệ số xét đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất Ys = 1.08 − 0.0695 ln(m) với m mô đun = (mm) Ys = 1.08 − 0.0695 ln(m) = • KxF : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh đến độ bền uốn KxF = Thay số [σH ] = [σH ]sb ZR Zv KxH = Bánh chủ động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Bánh bị động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc √ σH = ZM ZH Zϵ T1 KH (ut + 1) ≤ [σH ] bw ut d2w1 • ZM : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ZM = 274 • ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc √ cos βb = ZH = sin(2 αtw ) • Zϵ : hệ số trùng khớp Phụ thuộc hệ số trùng khớp ngang ϵα hệ số trùng khớp dọc ϵβ – ϵα : hệ số trùng khớp ngang [ ( ϵα = 1.88 − 3.4 1 + Z1 Z2 )] cos β = – ϵβ : hệ số trùng khớp dọc ϵβ = Nếu ϵβ < √ Zϵ = bw sin β = mπ (4 − ϵα )(1 − ϵβ ) ϵβ + = ϵα Nếu ϵβ ≥ √ Zϵ = = ϵα • KH : hệ số tải trọng KH = KHβ KHα KHv 32 – KHβ : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành (đã xác định mục 3) KHβ = – KHα : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp KHβ = với thẳng – KHv : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra bảng 6.13[1](trang 106) với bánh trụ nghiêng v = (m/s), cấp xác truyền: CCX = Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với * * * * CCX = HB < 350 Răng nghiêng v = (m/s) Nội suy tuyến tính KHv = Thay số được: KH = KHβ KHα KHv = • bw : chiều rộng vành bw = ψba aw = làm tròn (số nguyên) bw = (mm) • dw1 : đường kính vịng lăn (đã tính mục 5) dw1 = Thay số √ σH = ZM ZH Zϵ T1 KH (ut + 1) = bw ut d2w1 ◦ Trường hợp σH < [σH ] – Kiểm tra: [σH ] − σH 100% = · · · < 10% [σH ] – Nếu không thỏa mãn tức thừa bền, cần phải giảm ψba aw ◦ Trường hợp σH > [σH ] – Kiểm tra: σH − [σH ] 100% = · · · < 4% [σH ] – Nếu thỏa mãn, giữ ngun kết tính tốn tăng chiều rộng vành bw ) ( σH bw = bw [σH ] – Nếu không thỏa mãn, cần phải tăng aw tính lại 33 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn T1 KF Yϵ Yβ YF ≤ [σF ] bw dw1 m σF YF σF = ≤ [σF ] YF σF = • [σF ] [σF ] ứng suất uốn cho phép tính mục • KF : hệ số tải trọng tính uốn KF = KF α KF β KF v – KF β : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành Tra bảng 6.7[1](trang 98) với ψbd = sơ đồ bố trí sơ đồ 6, được: KF β = – KF α : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp KHβ = với thẳng – KF v : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với * * * * CCX = HB < 350 Răng nghiêng v = (m/s) Nội suy tuyến tính KHv = Thay số được: KF = KF α KF β KF v = • Yϵ : hệ số kể đến trùng khớp Yϵ = = ϵα • Yβ : hệ số kể đến độ nghiêng Yβ = − β = 140◦ • YF YF : hệ số dạng Phụ thuộc số tương đương Zv1 Zv2 Zv1 = Z1 = cos3 β Zv2 = Z2 = cos3 β Tra bảng 6.18[1](trang 109) với: – Zv1 = – Zv2 = – x1 = – x2 = 34 được: YF = YF = Thay số T1 KF Yϵ Yβ YF = · · · ≤ [σF ] bw dw1 m σF YF σF = = · · · ≤ [σF ] YF σF = Nếu không thỏa mãn phải tăng m tính lại Một số thơng số khác cặp bánh Đường kính đỉnh da1 = d1 + m = da2 = d2 + m = Đường kính đáy df = d1 − 2.5 m = df = d2 − 2.5 m = T1 = (N) dw1 Ft1 tan 20◦ = (N) Lực hướng tâm Fr1 = Fr2 = cos β Lực dọc trục Fa1 = Fa2 = Ft1 tan β = (N) Lực vòng Ft1 = Ft2 = Tổng kết thông số truyền bánh Thông số Ký hiệu Khoảng cách trục Số aw Z1 Z2 m β bw1 bw2 dw1 dw2 da1 da2 df df (mm) (mm) ◦ (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ft Fr Fa (N) (N) (N) Mơ đun pháp Góc nghiêng Chiều rộng vành Đường kính vịng lăn Đường kính đỉnh Đường kính đáy Lực ăn khớp Lực vòng Lực hướng tâm Lực dọc trục 35 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CƠN RĂNG THẲNG Thơng số u cầu: • P = PI = (kW) • T1 = TI = (Nmm) • n1 = nI (v/ph) • u = ubr • Lh = (giờ) Mục tiêu: • Xác định thông số truyền bánh thoả mãn độ bền • Bộ truyền bánh phải có kích thước hợp lý (ví dụ khoảng cách trục khơng q lớn nhỏ) Phương pháp: • Thiết kế truyền bánh dựa tiêu đảm bảo độ bền mỏi tiếp xúc uốn • Phương pháp thiết kế bánh phải theo chuẩn, hướng dẫn rút gọn chuẩn ISO Chọn vật liệu bánh Tra bảng 6.1[1](trang 92), chọn: Vật liệu bánh lớn • Nhãn hiệu thép: • Chế độ nhiệt luyện: • Độ rắn HB = · · · ÷ , chọn HB2 = • Giới hạn bền σb2 = (MPa) • Giới hạn chảy σch2 = (MPa) Vật liệu bánh nhỏ • Nhãn hiệu thép: • Chế độ nhiệt luyện: • Độ rắn HB = · · · ÷ , chọn HB1 = • Giới hạn bền σb1 = (MPa) • Giới hạn chảy σch1 = (MPa) Chú ý: chọn vật liệu bánh vật liệu nhóm I có HB < 350 chọn HB1 = HB2 + 10 ÷ 15 36 Xác định ứng suất cho phép [σH ] = σHlim ZR Zv KxH KHL SH [σF ] = σF0 lim YR YS KxF KF L SF Chọn sơ ZR Zv KxH = YR YS KxF = • SH ,SF : hệ số an tồn tính ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn Tra bảng 6.2[1](trang 94) – Bánh chủ động SH1 = ; SF = – Bánh bị động SH2 = ; SF = • σHlim ,σF0 lim : ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ sở σHlim = HB + 70 σF0 lim = 1.8 HB – Bánh chủ động σHlim1 = HB1 + 70 = MPa σF0 lim1 = 1.8 HB1 = MPa – Bánh bị động σHlim2 = HB2 + 70 = MPa σF0 lim2 = 1.8 HB2 = MPa • KHL ,KF L : hệ số tuổi thọ √ KHL = mH KF L = mF √ NH0 NHE NF NF E – mH ,mF : bậc đường cong mỏi Bánh có HB < 350, mH = mF = – NH0 ,NF : số chu kỳ thay đổi ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn * Bánh chủ động NH01 = 30 HB1 2.4 = NF 01 = × 106 * Bánh bị động NH01 = 30 HB2 2.4 = NF 02 = × 106 – NHE ,NF E : số chu kỳ thay đổi ứng suất NHE = NF E = 60 c n tΣ 37 * c: số lần ăn khớp vòng quay c = * n: vận tốc vòng bánh * tΣ : tổng số làm việc tΣ = Lh Bánh chủ động NHE1 = NF E1 = 60 c n tΣ = Bánh bị động NHE2 = NF E2 = NHE1 = u Bánh chủ động: ◦ Nếu NHE1 > NH01 lấy NHE1 = NH01 KHL1 = ◦ Nếu NHE1 < NH01 √ KHL1 = NH01 = NHE1 ◦ Nếu NF E1 > NF 01 lấy NF E1 = NF 01 KF L1 = ◦ Nếu NF E1 < NF 01 √ KF L1 = NF 01 = NF E1 Bánh bị động: ◦ Nếu NHE2 > NH02 lấy NHE2 = NH02 KHL2 = ◦ Nếu NHE2 < NH02 √ KHL2 = NH02 = NHE2 ◦ Nếu NF E2 > NF 02 lấy NF E2 = NF 02 KF L2 = ◦ Nếu NF E2 < NF 02 √ KF L2 = NF 02 = NF E2 Thay số vào công thức được: - Bánh chủ động σHlim1 KHL1 = MPa SH1 [σH1 ] = [σF ] = σF0 lim1 KF L1 == MPa SF - Bánh bị động [σH2 ] = σHlim2 KHL2 = MPa SH2 [σF ] = σF0 lim2 KF L2 = MPa SF Với truyền bánh côn thẳng [σH ]sb = min([σH1 ,[σH2 ]) = MPa 38 Xác định sơ chiều dài ngồi Re = KR √ √ u2 + T1 KHβ Kbe (1 − Kbe ) u [σH ]2sb • KR : hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh loại Ka = 50 (Mpa) • T1 : momen xoắn trục chủ động T1 = (Nmm) • [σH ]sb : ứng suất tiếp xúc cho phép [σH ]sb = (MPa) • u: tỷ số truyền u = • Kbe : hệ số chiều rộng vành Chọn sơ Kbe = 0.25 ÷ 0.3 Kbe u → = − Kbe • KHβ : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành Tra bảng 6.21[1](trang 113) với Kbe u = − Kbe – Sơ đồ bố trí sơ đồ I, trục lắp ổ đũa – HB < 350 – Loại thẳng – được: KHβ = Thay số Re = KR √ √ u2 + T1 KHβ = Kbe (1 − Kbe ) u [σH ]2sb Xác định thông số ăn khớp 4.1 Mơ đun Đường kính vịng chia Re = + u2 Tra bảng 6.22[1](trang 114) với de1 = (mm) tỷ số truyền u = , số Z1p = Với HB < 350 → Z1 = 1.6 Z1p = Chọn Z1 = (số nguyên) Đường kính vịng trung bình mơ đun vịng trung bình de1 = √ dm1 = (1 − 0.5 Kbe ) de1 = dm1 = mtm = Z1 Mơ đun vịng ngồi mte = mtm = (1 − 0.5 Kbe ) Tra bảng 6.8[1](trang 99), chọn mte theo tiêu chuẩn: mte = (mm) Mơ đun vịng trung bình mtm = (1 − 0.5 Kbe ) mte = 39 4.2 Xác định số Z1 = dm1 = mtm Chọn Z1 = (số nguyên) Z2 = u Z1 Chọn Z2 = (gần với giá trị tính nhất) Tỷ số truyền thực tế ut = Sai lệch tỷ số truyền Z2 = Z1 ut − u 100% = % u ∆u = Nếu ∆u > 4% phải chọn lại Z1 Z2 4.3 Xác định góc chia ( δ1 = arctan Z1 Z2 ) δ2 = 90◦ − δ1 = 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh Với truyền bánh côn thẳng, sử dụng dịch chỉnh x1 + x2 = Tra bảng 6.20[1](trang 112) với Z1 = ; ut = , x1 = , từ x2 = −x1 = 4.5 Xác định đường kính trung bình chiều dài ngồi Đường kính trung bình dm1 = mtm Z1 = dm2 = mtm Z2 = Chiều dài ngồi mte Re = √ Z12 + Z22 = Xác định ứng suất cho phép Tỷ số truyền thực tế ut = Vận tốc vòng bánh v= π dm1 n1 = (m/s) 60000 40 Ứng suất cho phép tính mục ứng suất cho phép sơ Sau xác định vật liệu, kích thước thơng số động học bánh răng, cần phải xác định xác ứng suất cho phép [σH ] = [σH ]sb ZR Zv KxH [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF đó: • [σH ]sb [σF ]sb ứng suất cho phép sơ tính mục • ZR : hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc Từ liệu trang 91 92 chọn: Ra = · · · ÷ · · · ⇒ ZR = • Zv : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng – Nếu v > (m/s), Zv = 0.85 v 0.1 = – Nếu v ≤ (m/s), Zv = • KxH : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh KxH = • YR : hệ số ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân Chọn YR = • Ys : hệ số xét đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất Ys = 1.08 − 0.0695 ln(m) với mtm mô đun = (mm) Ys = 1.08 − 0.0695 ln(m) = • KxF : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh đến độ bền uốn KxF = Thay số [σH ] = [σH ]sb ZR Zv KxH = Bánh chủ động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Bánh bị động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc √ σH = ZM ZH Zϵ √ T1 KH u2t + ≤ [σH ] 0.85 b ut d2m1 • ZM : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ZM = 274 • ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Với bánh thẳng dịch chỉnh ZH = 1.76 41 • Zϵ : hệ số trùng khớp √ Zϵ = − ϵα ϵα : hệ số trùng khớp ngang ( ϵα = 1.88 − 3.2 √ Do Zϵ = 1 + Z1 Z2 ) = − ϵα = • KH : hệ số tải trọng KH = KHβ KHα KHv – KHβ : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành (đã xác định mục 3) KHβ = – KHα : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp KHβ = với thẳng – KHv : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra bảng 6.13[1](trang 106) với bánh côn thẳng v = (m/s), cấp xác truyền: CCX = Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với * * * * CCX = HB < 350 Răng thẳng v = (m/s) Nội suy tuyến tính KHv = Thay số được: KH = KHβ KHα KHv = • b: chiều rộng vành b = Kbe Re = làm tròn (số nguyên) b = (mm) • dw1 : đường kính trung bình (đã tính mục 5) dm1 = Thay số √ σH = ZM ZH Zϵ √ T1 KH u2t + ≤ [σH ] 0.85 b ut d2m1 ◦ Trường hợp σH < [σH ] – Kiểm tra: [σH ] − σH 100% = · · · < 10% [σH ] – Nếu không thỏa mãn tức thừa bền, cần phải giảm chiều rộng vành b Re ◦ Trường hợp σH > [σH ] 42 – Kiểm tra: σH − [σH ] 100% = · · · < 4% [σH ] – Nếu thỏa mãn, giữ ngun kết tính tốn tăng chiều rộng vành b ( ) σH b=b [σH ] – Nếu khơng thỏa mãn, cần phải tăng Re tính lại 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn T1 KF Yϵ Yβ YF ≤ [σF ] 0.85 b dm1 mtm σF YF σF = ≤ [σF ] YF σF = • [σF ] [σF ] ứng suất uốn cho phép tính mục • KF : hệ số tải trọng tính uốn KF = KF α KF β KF v – KF β : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành Tra bảng 6.21[1](trang 113) với Kbe u * = − Kbe * Sơ đồ bố trí sơ đồ I, trục lắp ổ đũa * HB < 350 * Loại thẳng được: KF β = – KF α : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp KF β = với thẳng – KF v : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với * * * * CCX = HB < 350 Răng thẳng v = (m/s) Nội suy tuyến tính KF v = Thay số được: KF = K F α K F β KF v = • Yϵ : hệ số kể đến trùng khớp Yϵ = = ϵα • Yβ : hệ số kể đến độ nghiêng Do thẳng Yβ = 43 • YF YF : hệ số dạng Tra bảng 6.18[1](trang 109) với: Z1 = cos δ1 Z2 – Zv2 = = cos δ2 – x1 = – Zv1 = – x2 = được: YF = YF = Thay số T1 KF Yϵ Yβ YF = · · · ≤ [σF ] 0.85 b dm1 mtm σF YF σF = = · · · ≤ [σF ] YF σF = Nếu không thỏa mãn phải tăng m tính lại Thơng số hình học cặp bánh Đường kính vịng chia de1 = mte Z1 = de2 = mte Z2 = Chiều cao he = 2.2 mte = Chiều cao đầu hae1 = (hte + x1 ) mte = hae2 = (hte + x2 ) mte = Chiều cao chân hf e1 = hte − hae1 = hf e2 = hte − hae2 = Đường kính đỉnh ngồi dae1 = de1 + hae1 cos δ1 = dae2 = de2 + hae2 cos δ2 = Lực ăn khớp truyền bánh côn Ft1 = Ft2 = T1 = (N) dm1 Fr1 = Fa2 = Ft1 tan 20◦ cos δ1 = (N) Fa1 = Fr2 = Ft1 tan 20◦ sin δ1 = (N) 44 Tổng kết thông số truyền bánh Thông số Ký hiệu Chiều dài ngồi Mơ đun vịng Số Re mte Z1 Z2 b x1 x2 δ1 δ2 de1 de2 dae1 dae2 hae1 hae2 hf e1 hf e2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) ◦ ◦ (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ft1 Fr1 Fa1 (N) (N) (N) Chiều rộng vành Hệ số dịch chỉnh Góc chia Đường kính vịng chia ngồi Đường kính đỉnh ngồi Chiều cao đầu Chiều cao chân Lực ăn khớp bánh chủ động Lực vòng Lực hướng tâm Lực dọc trục 45 ... Ft1 Fr1 Fa1 (N) (N) (N) Chi? ??u rộng vành Hệ số dịch chỉnh Góc chia Đường kính vịng chia ngồi Đường kính đỉnh ngồi Chi? ??u cao đầu Chi? ??u cao chân Lực ăn khớp bánh chủ động Lực vòng Lực hướng... Vật liệu bánh nhỏ • Nhãn hiệu thép: • Chế độ nhiệt luyện: • Độ rắn HB = · · · ÷ , chọn HB1 = • Giới hạn bền σb1 = (MPa) • Giới hạn chảy σch1 = (MPa) Chú ý: chọn vật liệu bánh vật liệu. .. mỏi tiếp xúc uốn • Phương pháp thiết kế bánh phải theo chuẩn, hướng dẫn rút gọn chuẩn ISO Chọn vật liệu bánh Tra bảng 6.1[1](trang 92), chọn: Vật liệu bánh lớn • Nhãn hiệu thép: • Chế độ nhiệt