GVHD : Chương : Chọn động phân phối tỷ số truyền II) Chọn động : 1.1.1 Cơng suất cần thiết : Công suất trục công tác(xích tải): P.V 2600.1,1 = = 2.86 KW 1000 1000 N a Công suất cần thiết: N CT = η Ta có: η = η1 η η η N= η1 = Hiệu suất khớp nối η = 0,995 Hiệu suất cặp ổ lăn η = 0,97 Hiệu suất truyền bánh η = 0,95 Hiệu suất truyền xích ⇒ η = 1.0,995 4.0,97 2.0,95 = 0,88 N 2.86 ⇒ N ct = = = 3.25KW η 0,88 b Công suất đònh mức: Nđm > Nct Nếu chọn động có số vòng quay lớn tỷ số truyền động chung tăng dần, tăng kích thước giá thành thiết bị tăng ta cần tính tốn kinh tế cụ thể để chọn động điện có số vòng quay cho giá thành hệ thống truyền động nhỏ Ở ta chọn động điện ký hiệu A02-41-4, cơng suất động có số vòng quay nđc= 1450 vòng/phút Hiệu suất: 86% Nđc=4KW II )Phân phối tỷ số truyền • Tỷ số truyền động chung i: i= n dc nt _ nđc = 1450 vg/ph nt : số vòng quay tang Người thực : GVHD : nt = 60.1000V 60.1000.1,1 = = 53vg / ph πD π 400 i= ndc 1450 = =27,358 nt 53 ic = ix i h = ix.ibn1.ibn2 ibn : Tỷ số truyền bánh nghiêng Mà theo tiêu chuẩn ix = (3 – 6) chọn ix= 3,5  ih = 27,358 =7,81 3,5 Mà ibn1=(1,2 – 1,3 )ibn2  ibn1=2,45  ibn2= 3,19 Kiểm tra lại : ic= ix.ibn1.ibn2 =3,5.3,19.2,45=27,354 ∆i = i −ic = 27,358 −24,354 100 =0,4 ≤3% Bảng thống kê số liệu tính Trục Động I II III IV Thơng số i ibn1=2,45 ibn2=3,19 ix=3,5 n(vong/phut) 1450 1450 592 186 53 N(KW) 3,8 3,5 3,1 3,25 Chương : Người thực : Tính tốn thiết kế GVHD : truyền PHẦN I: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 1) Chọn loại xích :Chọn xích ống lăn gọi tắt xích lăn Giống xích ống ngồi ống có lắp thêm lăn, nhờ giảm ma sát trượt ống đĩa xích ma sát lăn lăn đĩa 2) Chọn số đĩa xích : Số đĩa xích ít, đĩa bị động quay bị mòn nhanh, va đập mắt xích vào đĩa tăng xích làm việc ồn Vì thiết kế cần đảm bảo số nhỏ đĩa xích Theo bảng (6_3)/105 sach thiết kế chi tiết máy(Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm) : Với ix= 3,5 Chọn số đĩa xích nhỏ Z1 = 24 Số đĩa xích lớn Z2 = ix.Z1 = 3,5.24 = 84 Đối với xích ống lăn Zmax = 120 Vậy Z2 < Zmax 3) Xác định bước xích : Bước xích t xát định từ tiêu độ bền mòn lề Hệ số điều kiện sử dụng (công thức: (6-6)/105 sách TKCTM) k = k d k A k.0 k dc k b k c Trong : kd = 1: hệ số xét đến tính chất tải trọng ngồi ( va đập nhẹ ) kA = : hệ số xét đến chiều dài xích ( Chọn A = 40 ) k0 = : hệ số xét đến cách bố trí truyền ( đường nối hai tâm đĩa xích làm với đường nằm ngang góc nhhỏ 60 ) kdc = : hệ số xét đến khả điều chỉnh lực căng xích ( điều chỉnh đĩa xích ) Kb = 1,5 : hệ số xét đến điều kiện bơi trơn ( bơi trơn định kỳ ) kc = 1,25 : hệ số xét đến chế độ làm việc truyền (làm việc ca ) Như k = 1,5 1,25 =1,875 Cơng suất tính tốn truyền (cơng thức 6-7 sách TKCTM trang 106) : N t = N k k z k n ≤ [ N ] Z o1 25 = ≈ (chọn Z01=25) Z1 24 n o1 200 = = 3,8 ( chọn no1 = 200 vg/ph) ▪Hệ số số vòng quay đóa dẫn: kn = n IV 53 ▪Hệ số số đóa dẫn: kz = Nt = N k kz kn=3,1.1,875.1,0.3,8=22,1 KW Tra bảng (6 – 4/103 TKCTM ) với no1 = 200 v/ph chọn xích lăn dãy có t=38,1 mm , Công suất cho phép: [ N ] = 36,3 KW Người thực : GVHD : Với loại xích tra bảng (6_1) , tìm kích thước chủ yếu xích: ▪Tải trọng phá huỷ: Q =100 000 N ▪Khối lượng mét xích: q = 5,5 kg ∗Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện (6_9): n1 ≤ n gh ( n1 =53 vg/ph, ngh =550vg/ph) 4) Khoảng cách trục số mắt xích : Tính số mắt xích : Z + Z2 A  Z − Z1  t X= + +   t  2.π  A 24 + 84 2.40  65 − 26  38,1 + + = 141,9  => X = 38,1  2.3,14  40 ▪Chọn X = 142 ▪Kiểm nghiệm số lần va đập giây: u= Z1 n 24.200 = = 2,25 15.X 15.142 Tra bảng 6-7 sach TKCTM trang 109, số lần va đập cho phép giây 25 nên [u]=20 thoả điều kiện u ≤ [u] ▪Tính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích chọn: Công thức (6-3) sach TKCTM/102 2  Z1 + Z Z1 + Z  t    Z − Z1   A = X− + X −  − 8.  4 2  2.π       2 38,1  24 + 84 24 + 84   84 - 24    A= 142 − + 142 −   − 8.  2  2.3,14       = 1636 mm Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh xích khỏi bò căng quá, cần giảm khoảng cách trục A khoảng : ΔA = 0,003.A = mm  Lấy A = 1632 mm 5) Tính đường kính vòng chia đóa xích Đóa dẫn : d C1 = t 38,1 = 293 mm = 180 180 sin sin Z1 24 Người thực : GVHD : Đóa bò dẫn : d C1 = t 38,1 = 1024 mm = 180 180 sin sin Z2 84 6) Tính lực tác dụng lên trục R= 6.10 7.k t N Z1 t.n 6.10 1,05.3,1 = = 1068( N) 24.38,1.200 PHẦN II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 1) Thiết kế truyền bánh cấp nhanh :( Bánh nghiêng ) a) Chọn vật liệu : - Bánh nhỏ : thép 45 thường hoá, σb = 600 N/mm2, σch = 300 N/mm2, HB = 190 (giả thiết phôi rèn đường kính phôi 100 mm) - Bánh lớn : thép 35 thường hoá, σb = 480 N/mm2, σch = 240 N/mm2, HB = 160 (giả thiết phôi rèn đường kính phôi từ 300 - 500 mm) b) Định ứng suất cho phép • Ứng suất tiếp xúc cho phép : - Số chu kỳ làm việc bánh lớn :  Mi  M max Ntđđ2 =60.u ∑  m  .ni Ti  == 60.592.300.5.12(13.0,7+0,83.0,3)=545,75.106 Trong : u=1 :Số lần ăn khớp bánh quay vòng nII :Số vòng quay phút bánh lớn T :Tổng thời gian làm việc − Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ : Ntđ1 = i Ntđ2 =2,45.545,75.10 =1337,106.106 Vì N1,N2 lớn số chu kỳ sơ sở đường cong mõi tiếp xúc đường cong uốn nên tính ứng suất cho phép bánh nhỏ bánh lớn lấy K N' =K N'' =1 - Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn :( bảng 3-9, sách TKCTM trang 43) + Bánh lớn : [σ tx ] = 2,6.HB = 2,6.170 = 442 N / mm + Bánh nhỏ : [σ tx1 ] = 2,6.HB = 2,6.200 = 520 N / mm c) Ứng suất uốn cho phép: - Số chu kỳ làm việc bánh lớn :  Mi  M max Ntđđ2 =60.u ∑  m  .ni Ti  == 60.592.300.5.12(16.0,7+0,86.0,3)=497,83.106 Người thực : GVHD : Trong : u=1 :Số lần ăn khớp bánh quay vòng nII :Số vòng quay phút bánh lớn T :Tổng thời gian làm việc − Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ : Ntđ1 = i Ntđ2 =2,45 497,83.10 =1219,69.106 Lấy hệ số an tồn n=1,5 hệ số tập trung ứng suất chân k σ = 1,8 (phơi rèn thép thường hóa ), giới hạn mỏi thép 45 là: σ −1 = 0,43.σ b = 0,43.600 = 258 N / mm Giới hạn mỏi thép 35: σ −1 = 0,42.σ b = 0,43.480 = 206,4 N / mm Vì bánh quay chiều : 1,5.258 = 143 N / mm 1,5.1,8 1,5.206,4.1 = 115 N / mm - Bánh lớn [σ ]u = 1,5.1,8 - Bánh nhỏ [σ ]u1 = d) Sơ lấy hệ số tải trọng K=1,3 e) Chọn hệ số chiều rộng ψ A = b = 0,3 A f) Khoảng cách trục A: ( công thức 3-10), Lấy θ’=1,25 A ≥ (ibn + 1).3 ( (2,45 + 1).3 ( 1,05.10 KN ) = [σ ]tx ibn ψ A n θ ' 1,05.10 1,3.3,8 ) = 95,05mm 442.2,45 0,4.1,25.592 Lấy A=95mm g) Vận tốc vòng cấp xác chế tạo bánh răng: Vận tốc vòng (công thức 3-17) V = 2π.A.n1 2.3,14.95.592 = = 1,7m/s 60.1000.(i + ) 60.1000.( 2,45 + )  Với V=1,7m/s theo bảng 3-11 sách TKCTM trang 46, chọn cấp xác chế tạo bánh cấp h) Xác định hệ số tải trọng K K = K tt K d Ktt :hệ số tập trung tải trọng Do tải trọng khơng đổi độ rắn bánh HB 2,5.mn 2,5.1,5 = = 23,4 mm sin β sin(9,3) j) Kiểm nghiệm sức bền uốn răng: •Số tương đương bánh nhỏ Z td = Z1 24 = = 37 cos β ( 0,986 ) Số tương đương bánh lớn : Z td = 89 ( 0,986) = 92 • Hệ số dạng răng:( bảng 3-18 ) - Bánh nhỏ : y1 = 0,442 - Bánh lớn : y2 = 0,517 •Hệ số lấy θ’’ =1,5 ⇒ Kiểm nghiệm ứng suất uốn chân : Người thực : GVHD : • Bánh nhỏ: σ u1 = 19,1.10 6.K.N 19,1.10 6.1,4.3,5 = = 98,57N/mm 2 '' y1 m n Z1 n.b.θ 0,442.1,5 36.592.1,5.30 σ u1 < [ σ u1 ] = 143 N/mm y • Bánh lớn: σ u2 = σ u1 y = 98,57.0,442 = 83,88 N/mm 0,517 σ u2 < [ σ u2 ] = 115 N/mm k) Các thông số hình học chủ yếu truyền:  Môđun pháp mn = 1,5 mm  Số Z1 = 36 răng, Z2 =89  Góc ăn khớp αn = 200  Góc nghiêng β =9o18’  Đường kính vòng chia: d1 = d2 = mn Z 1,5.36 = = 54,77mm cos β 0,986 mn Z 1,5.89 = = 135,39mm cos β 0,986 lấy d =55 mm, d = 136 mm  Khoảng cách trục A = 95mm  Chiều rộng bánh răng: b = 30 mm  Đường kính vòng đỉnh răng: D e1 = d + 2m n = 55 + 2.1,5 = 58mm D e = d + 2m n = 136 + 2.1,5 = 139mm  Đường kính vòng chân răng: Di1 = d1 + 2,5mn = 55 + 2,5.1,5 = 58,75mm Di = d + 2,5mn = 136 + 2,5.1,5 = 139,75mm l) Tính lực tác dụng lên trục: 2.M X 2.9,55.10 6.N 2.9,55.10 6.3,5 = = = 2062( N ) Lực vòng : P = d d n 55.592 P.tgα n 2062.tg 20 o = = 760( N ) Lực hướng tâm: Pr = cos β 0,9868 Lực dọc trục: Pa = P.tgβ = 2062 0,1637 = 338( N ) Người thực : GVHD : 2) Thiết kế truyền bánh cấp chậm a) Chọn vật liệu : - Bánh nhỏ : thép 45 thường hoá, σb = 580 N/mm2, σch = 280 N/mm2, HB = 160 (giả thiết phôi rèn đường kính phôi 100 mm) - Bánh lớn : thép 35 thường hoá, σb = 480 N/mm2, σch = 240 N/mm2, HB = 160 (giả thiết phôi rèn đường kính phôi từ 300 - 500 mm) b) Định ứng suất cho phép • Ứng suất tiếp xúc cho phép : - Số chu kỳ làm việc bánh lớn :  Mi  M max Ntđđ2 =60.u ∑  m  .ni Ti  == 60.186.300.5.12(13.0,7+0,83.0,3)=171,47.106 Trong : u=1 :Số lần ăn khớp bánh quay vòng nII :Số vòng quay phút bánh lớn T :Tổng thời gian làm việc − Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ : Ntđ1 = i Ntđ2 =3,19.171,47.10 =546,99.106 Vì N1,N2 lớn số chu kỳ sơ sở đường cong mõi tiếp xúc đường cong uốn nên tính ứng suất cho phép bánh nhỏ bánh lớn lấy K N' =K N'' =1 - Ứng suất tiếp xúc cho phép :( bảng 3-9, sách TKCTM trang 43) + Bánh lớn : [σ tx ] = 2,6.HB = 2,6.160 = 416 N / mm + Bánh nhỏ : [σ tx1 ] = 2,6.HB = 2,6.190 = 496 N / mm c) Ứng suất uốn cho phép: - Số chu kỳ làm việc bánh lớn :  Mi  M max Nđ2 =60.u ∑  m  .ni Ti  == 60.186.300.5.12(16.0,7+0,86.0,3)=156,41.106 Người thực : GVHD : Trong : u=1 :Số lần ăn khớp bánh quay vòng nII :Số vòng quay phút bánh lớn T :Tổng thời gian làm việc − Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ : N1 = i Ntđ2 =3,19 156,41.10 =498,96.106 Lấy hệ số an tồn n=1,5 hệ số tập trung ứng suất chân k σ = 1,8 (phơi rèn thép thường hóa ), giới hạn mỏi thép 45 là: σ −1 = 0,43.σ b = 0,43.580 = 249,4 N / mm Giới hạn mỏi thép 35: σ −1 = 0,42.σ b = 0,43.480 = 206,4 N / mm Vì bánh quay chiều : 1,5.249,4 = 138,5 N / mm 1,5.1,8 1,5.206,4.1 = 115 N / mm - Bánh lớn [σ ]u = 1,5.1,8 - Bánh nhỏ [σ ]u1 = d) Sơ lấy hệ số tải trọng K=1,3 e) Chọn hệ số chiều rộng ψ A = b = 0,4 A f) Khoảng cách trục A: ( công thức 3-10), Lấy θ’=1,25 A ≥ (ibn + 1).3 ( (3,19 + 1).3 ( 1,05.10 KN ) = [σ ]tx ibn ψ A n θ ' 1,05.10 1,3.3,1 ) = 126mm 416.3,19 0,4.1,25.186 Lấy A=126mm g) Vận tốc vòng cấp xác chế tạo bánh răng: Vận tốc vòng (công thức 3-17) V = 2π.A.n1 2.3,14 126.186 = = 0,58m/s 60.1000.(i + ) 60.1000.( 3.19 + )  Với V=0,58m/s theo bảng 3-11 sách TKCTM trang 46, chọn cấp xác chế tạo bánh cấp h) Xác định hệ số tải trọng K K = K tt K d Ktt :hệ số tập trung tải trọng Do tải trọng khơng đổi độ rắn bánh HB