Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 1.1 Chọn động phân phối tỷ số truyền 1.1.1 Xác định công suất động - Công suất trục động điện xác định theo công thức: Pct  β.Pt η Trong đó: Pct : Cơng suất trục động Pt : Công suất trục máy công tác η : Hiệu suất truyền động +  = T  t  i  i  12  0,9 0,9407 8  T1  t ck η =  ni Theo sơ đồ η = khớp nối mổ lăn kbánh xích Với m, k số cặp ổ lăn số cặp bánh răng: m = 4; k = Dựa vào bảng 2.3 (Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ) tìm khớp nối = 0,99; ổ lăn = 0,99; bánh = 0,97; xích = 0,92  η = 0.99 0,994 0,973 0,92 = 0,831 F.v 6500.0,45  2,925 KW + Pt = Plv = 1000 1000 +  Pct = 0,952 2,925 0,831 = 3,35 KW 1.1.2 Xác định sơ số vòng quay đồng - Tỷ số truyền ut hệ thống dẫn động ut = uHGT uxích - Số vòng quay trục tang quay nlv = 60000.v D = 60000.0,45  240 = 36 (vòng/phút) - Theo bảng 2.4 , tỷ số truyền nên dùng cho truyền hệ: uHGTsb = 8÷40 (Hộp giảm tốc cấp); uxíchsb = 2÷5  ut = (8÷40).( 2÷5) = (16÷200) Số vịng quay sơ nsb = nlv utsb = 36 (16÷200) =(576÷7200) (vịng/phút) 1.1.3 Chọn quy cách động - Động chọn dựa vào bảng P1.1 đến bảng P1.7 phải thỏa mãn điều kiện sau: Pđc ≥ Pct ; nđb ≥ nsb ; Tk/Tdn ≥ Tmm/T1 Có Pct = 3,35 KW; nsb = (576÷7200) (vịng/phút); Tmm/T1 = 1,5 Hà Nội 11 - 2004 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 Ta chọn động DK51_4 có thơng số sau: Pđc = 4.5 KW; nđc = 1440 (vòng/phút); Tk/Tdn = 1,4; Tmm/T1 = Cosφ = 0,85; mđc = 84 (kg); Đường kính trục động cơ: dđc = 35 mm 1.1.4 Phân phối tỷ số truyền - Tỷ số truyền hệ thống dẫn động uht = n đc n lv = 1440 36 = 40 - Vì hộp giảm tốc loại cấp phân đôi cấp nhanh nên uHGT = u1 u2 u1: tỉ số truyền truyền cấp nhanh u2: tỉ số truyền truyền cấp chậm Ta chọn uHGT = 20 u 40 ht  uxích = = 20 = u HGT Dựa vào bảng 3.1 tìm u1, u2 HGT thỏa mãn đồng thời tiêu: khối lượng nhỏ nhất, momen quán tính thu gọn nhỏ thể tích bánh nhúng dầu lớn uHGT = 20  u1 = 5,1; u2 = 3,92 1.1.5 Tính cơng suất, mơmen số vịng quay trục - Trục công tác: + Pt = Plv = 2,925 (KW) + nlv = 36 (vòng/phút) Pt + Tt = Tlv = 9,55.106 n = 9,55.106 lv 2,925 = 36 776.103 (Nmm) - Trục 3: Plv 2,925 + P3 = η η  0,92.0,99 3,211 (KW) x ol + n3 = nlv ux = 36 = 72 (vòng/phút) P3 + T3 = 9,55.106 n = 9,55.106 3,211 = 72 425,9.103 (Nmm) - Trục 2: P3 3,211 + P2 = η η  0,97.0,99 3,344 (KW) br ol + n2 = n3 u2 = 72.3,92 = 282,35 (vòng/phút) P2 3,344 + T2 = 9,55.106 n = 9,55.106 282,35 = 113,11.103 (Nmm) - Trục 1: P2 3,344  3,482 (KW) η br η ol 0,97.0,97.0,99 + n1 = nđc = 1440 (vòng/phút) + P1 = Hà Nội 11 - 2004 2 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 P1 3,482 + T1 = 9,55.106 n = 9,55.106 1440 = 23.103 (Nmm) - Trục động cơ: + Pđc = 4,5(KW) + nđc = 1440 (vòng/phút) Pđc + T1 = 9,55.106 n đc 4,5 = 9,55.106 1440 = 30.103 (Nmm) - Bảng kết tính tốn thu được: Thơng số P (KW) u n (vg/ph) T (Nmm) Trục ĐC 4,5 1440 30.103 Trục Trục Trục 3,482 3,344 3,211 u1 = 5,1 u2 = 3,92 1440 282,35 72 3 23.10 113,1.10 425,9.103 Trục làm việc 2,925 ux = 36 776.103 1.2 Thiết kế truyền 1.2.1 Tính tốn truyền hộp: Bộ truyền bánh a Chọn vật liệu - Do khơng có u cầu đặc biệt, ta thống hóa thiết kế, chọn vật liệu cấp bánh - Theo bảng 6.1, ta chọn: + Bánh nhỏ: Thép 45, cải thiện, độ rắn HB 241 285 σb1 = 850 MPa, σch1 = 580 MPa + Bánh lớn: Thép 45, cải thiện, độ rắn HB 192 240 σb2 = 750 MPa, σch2 = 450 MPa b Xác định ứng suất cho phép  Ứng suất tiếp xúc cho phép [σσH] tính theo cơng thức [σH] = σ°Hlim ZR.ZV.KxH.KHL/SH Trong đó: + ZR: hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc + ZV: hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng + KxH: hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh Ở bước tính thiết kế, sơ lấy ZR.ZV.KxH = 1, [σH] = σ°Hlim KHL/SH + σ°Hlim: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì sở + SH: hệ số an tồn tính tiếp xúc Theo bảng 6.2, với thép 45, cải thiện, độ rắn HB 180 350 σ°Hlim = 2HB + 70; SH = 1,1; Chọn HB1 = 245; HB2 = 230, suy ra: σ°Hlim1 = 2.245 + 70 = 560 (MPa) σ°Hlim2 = 2.230 + 70 = 530 (MPa) + KHL: hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng thời hạn phục vụ Hà Nội 11 - 2004 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 KHL = mH NHO/NHE mH: bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc; mH = HB ≤ 350 NHO – số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc NHO = 30H2,4HB NHO1 = 30H2,4HB1 = 30.2552,4 = 17,90.106 NHO2 = 30H2,4HB2 = 30.2402,4 = 15,47.106 NHE – số chu kì thay đổi ứng suất tương đương NHE = 60cΣ(Ti/Tmax)3.ni.ti n1 NHE2 = 60c u = 60.1 ΣtiΣ(Ti/Tmax)3/Σti 1440 5,1 18.103[13 + 0,93 ] = 27,35.106 > 15,47.106 = NHO2  KHL2 = 1; Tương tự NHE1 > NHO1, KHL1 = Vậy sơ tính [σH1] = [σH2] = 560.1 1,1 = 530.1 1,1 = 509 (MPa) 481,8 (MPa) Với cấp nhanh sử dụng bánh nghiêng, theo (6.12) : 1 [σH] = ([σH1] + [σH2]) = (509 + 481,8) = 495,4(MPa) < 1,25[σH2] Với cấp chậm sử dụng bánh thẳng NHE > NHO, KHL =  [σH]’ = [σH2] = 481,8 MPa  Ứng suất uốn cho phép[σσF] tính theo cơng thức [σF] = σ°Flim.YR.YS.KxF.KFC.KFL/SF Trong đó: + YR – hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân + YS – hệ số xét đến độ nhậy vật liệu tập trung ứng suất + KxF – hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến độ bền uốn Ở bước tính thiết kế, sơ lấy YR.YS.KxF = 1, [σF] = σ°Flim.KFC.KFL/SF + σ°Flim - ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì sở + SF – hệ số an tồn tính uốn Theo bảng 6.2 , với thép 45, cải thiện, độ rắn HB 180 350 σ°Flim = 1,8HB; SF = 1,75 σ°Flim1 = 1,8.245 = 441 (MPa) σ°Flim2 = 1,8.230 = 414 (MPa) + KFC – hệ số ảnh hưởng đến đặt tải, KFC = (bộ truyền quay chiều) + KFL – hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng truyền KFL = mF NFO/NFE Hà Nội 11 - 2004 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 mF: bậc đường cong mỏi thử uốn; mF = HB ≤ 350 NFO – số chu kì thay đổi ứng suất sở thử uốn NFO = 4.106 tất loại thép NFE – số chu kì thay đổi ứng suất tương đương NFE = 60cΣ(Ti/Tmax)6.ni.ti n1 NFE2 = 60c u = ΣtiΣ(Ti/Tmax)6/Σti 1440 60.1 5,1 18.103[16 + 0,96 ] = 23,4.106 > 4.106 = NFO  KFL2 = 1, tương tự có KFL1 = + Vậy sơ tính [σF1] = [σF2] = 441.1.1 1,75 414.1.1 1,75 = 252 (MPa) = 236,5 (MPa)  Ứng suất tải cho phép [σH]max = 2,8σch2 = 2,8.450 = 1260 (MPa) [σF1]max = 0,8σch1 = 0,8.580 = 464 (MPa) [σF2]max = 0,8σch2 = 0,8.450 = 360 (MPa) c Tính tốn truyền cấp nhanh: Bộ truyền bánh trụ nghiêng  Xác định sơ khoảng cách trục + Theo (6.15a) aw K a (u1  1)3 T1 '.K H   H u1ba Trong đó: + Theo bảng 6.5 chọn Ka = 43 (ứng với nghiêng, vật liệu thép – thép) + Theo bảng 6.6 chọn ψba = 0,3 + Xác định KHβ: ψbd = 0,5ψba(u1+1) = 0,5.0,3(5,1+1) = 0,67 Theo bảng 6.7, KHβ tương ứng với sơ đồ  KHβ = 1,07 + T1’ = T1/2 = 23000/2 = 11500 (Nmm)  a w  43(5,1  1)3 11500.1,07  459,4 5,1.0,3 = 118,38 (mm) Ta lấy aw = 118 mm  Xác định thông số ăn khớp + Theo (6.17), m = (0,01÷0,02)aw = (0,01÷0,02).102 = (1,02÷2,04) (mm) + Theo bảng 6.8 chọn module pháp m = (mm) + Chọn sơ β = 14°, cosβ = 0,97 2.a w cosβ 2.118.0,97 + Số bánh nhỏ: z1 = m(u  1) = 2(5,1  1) = 17,22 + Số bánh lớn: z2 = u1.z1 = 5,1.18 = 91,8 + Tỉ số truyền thực là: ut1 = 92/18 = 16/3 ≈ 5,11 Hà Nội 11 - 2004 Lấy z1 = 18 Lấy z2 = 92 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 + Tính lại β: cosβ = m(z1+z2)/(2aw) = 2(18+92)/(2.102) = 0,9661  β = 14,961° = 14°57’40’’ + Theo bảng 6.9 ứng với bánh nghiêng có β = 14,961° zmin = 16 + Chiều rộng vành bw = ψba aw = 0,3.118 = 35,4 (mm) + Hệ số trùng khớp dọc sin(14,961 ) sin  εβ = bw  m = 35,4 = 1,44 > 1,0 2π + Nhờ góc nghiêng β răng, z1 = zmin + nên ta không cần dịch chỉnh để đảm bảo khoảng cách trục  Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc xuất mặt truyền phải thỏa mãn: 2.T1 K H  ut1  1  H Z M Z H Z  bwut1d w21  ≤ [σH] Trong đó: + ZM – hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp Tra bảng 6.5, ta ZM = 274 (MPa)1/3 + ZH – hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH= cos  b sin 2 tw Ở đây: * βb – góc nghiêng hình trụ sở tgβb = cosαt.tgβ  tg  * Với nghiêng, khơng dịch chỉnh αtw = αt = arctg  cos     Theo TCVN 1065 – 71, α = 20°  tg20 ο   αtw = αt = arctg  cos(14,961 )  = 20,643°   ZH=  cos(14,961 ) = 1,71 sin( 2.20,643 ) + Zε – hệ số kể đến trùng khớp Vì εβ = 1,527 > 1,0 nên Zε = /    1   1    εα = 1,88 - 3,2 z  z   cosβ = 1,88 - 3,2 18  96   0,9661 = 1,612        Zε = 0,7876 + KH – hệ số tải trọng tính tiếp xúc KH = KHβ KHα KHv * KHβ – hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7  KHβ = 1,15 * KHα – hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp, tra bảng 6.14 - Vận tốc vòng v  Hà Nội 11 - 2004 π.d w1 n (m/s) 60000 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 Với dw1 – đường kính vòng lăn bánh nhỏ n1 – số vòng quay bánh chủ động 2.a w 2.118 dw1 = u  = 5,1 1 = 38,7 (mm) t1 v π.38,7.1440 60000 = (m/s) Theo bảng 6.13, với trụ nghiêng, v ≤ (m/s), ta chọn cấp xác Từ bảng 6.14, v < 5, cấp xác  KHα = 1,16 * KHv – hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp υ H b w d w1 a w KHv = 1+ 2.T '.K K Với υ H = δH go v u t1 Hβ Hα Trong đó: - v = m/s - go – hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp xác  go = 73 - δH – hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp Tra bảng 6.15 δH = 0,002   118 = 2,1 5,1 2,1.38,7.35,4 2.11500.1,07.1,16  υ = 0,002.73.3  KHv = 1+ = 1,1 KH = 1,15 1,16 1,1 = 1,4674 2.T1 ' K H  ut1  1  H Z M Z H Z  bwut1d w21  = 247.1,71.0,7876 2.11500.1,4674.(5,1  1) 35,4.5,1.38,7 = 290,3(MPa)  Tính xác [σH] [σH] = σ°Hlim ZR.ZV.KxH.KHL/SH + Tính ZR: Chọn Ra = 2,5 1,25μm m  ZR = 0,95 + Tính ZV: Lấy ZV = + KxH =  [σH] = 509.1.1.0,95 = 532 (MPa)  σH < [σH]  Thỏa mãn điều kiện tiếp xúc  Kiểm nghiệm độ bền uốn Ứng suât uốn sinh chân tính theo công thức σF1 = 2T1 '.K F Yε Yβ YF1 b w d w1 m YF2 σF2 = σF1 Y ≤ [σF1] ≤ [σF2] F1 T’1 = 11500 (Nmm) bw = 35,4 (mm) Hà Nội 11 - 2004 m = (mm) dw1 = 38,7 (mm) Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 + Yε – hệ số kể đến trùng khớp Yε = 1/εα Với εα – hệ số trùng khớp ngang  Yε = 1/1,612 = 0,62 εα = 1,612 + Yβ – hệ số kể đến độ nghiêng Yβ = – β/140 = – 14,961/140 = 0,893 + YF1, YF2 – hệ số dạng bánh 2, phụ thuộc vào zv1, zv2 zv1 = z1/cos3β = 18/0,96613 = 19,962 zv2 = z2/cos3β = 92/0,96613 = 102 Tra bảng 6.18 ta được: YF1 = 4,08 YF2 = 3,60 + KF – hệ số tải trọng tính uốn KF = KFβ KFα KFv * KFβ – hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính uốn, tra bảng 6.7, ứng với sơ đồ  KFβ = 1,12 * KFα – hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp tính uốn, tra bảng 6.14, với cấp xác 9, v < (m/s)  KFα = 1,4 * KFv – hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp tính uốn: υ F b w d w1 a w KFv = 1+ 2.T '.K K Với υ F = δF go v u t1 Fβ Fα Trong đó: - v = m/s - go – hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp xác  go = 73 - δF – hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp Tra bảng 6.15, δH = 0,006   σF1 = 118 = 6,32 5,1 6,32.38,7.35,4 2.11500.1,4.1,12 =  υ = 0,006.73.3  KHv = 1+ 1,24 KH = 1,12 1,4 1,24 = 1,944 2T1 '.K F Yε Yβ YF1 b w d w1 m Y  σF2 = σF1 F2 = 58,678 Y F1 = 2.16474.2,192.0,62.0,893.4,08 37,7.35,4.2 3,90 4,08 = 58,678 (MPa) = 56,089 (MPa) + Tính xác [σF1], [σF2] [σF] = σ°Flim.YR.YS.KxF.KFC.KFL/SF * Chọn YR = 1,05 * YS = 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2) = 1,0318 * KxF = ứng với da < 400mm  [σF1] = 262,29 1,05 1,0318 = 284,162 (MPa) [σF2] = 246,89 1,05 1,0318 = 267,487 (Mpa) Dễ dàng thấy [σF1] > σF1 [σF2] > σF2  Thỏa mãn điều kiện uốn  Kiểm nghiệm tải Hà Nội 11 - 2004 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 + Hệ số tải Kqt = Tmax/T = 1,5 + σHmax = [σH] K = 344,8 1,5 = 448,347 < [σH]max = 1260 + σF1max = σF1 Kqt = 58,678 1,6 = 90,68 < [σF1]max = 464 σF2max = σF2 Kqt = 56,089 1,6 = 89,74 < [σF2]max = 360  Thỏa mãn điều kiện tải qt  Các thơng số kích thước truyền Khoảng cách trục aw1 = 118 mm Module pháp m = mm Chiều rộng vành bw1 = 38,7 mm Tỉ số truyền ut1 = 5,11 Góc nghiêng β = 14,961° Số z1 = 18 z2 = 96 Dịch chỉnh x1 = x2 = Đường kính chia: mz 2.18 0,9661 mz 2.92 d1 = cos 1 = = 37,26 mm d2 = cos 2 = 0,9661 = 190,45 mm Đường kính lăn: dw1 = 2aw(ut1+1) = 2.118(5,11+1) = 1441,96 mm dw2 = dw1ut1 = 1441,96 5,11 = 7368,41 mm Đường kính đỉnh da1 = d1 + 2m = 37,26 + 2.2 = 41,26 mm da2 = d2 + 2m = 190,45 + 2.2 = 194,45 mm Đường kính đáy df1 = d1 – 2,5m = 37,26 – 2,5.2 = 32,26 mm df2 = d2 – 2,5m = 190,45 - 2,5.2 = 185,45 mm d Tính toán truyền cấp chậm: Bộ truyền bánh trụ thẳng  Xác định sơ khoảng cách trục + Theo (6.15a) aw K a (u2  1)3 T2 K H   H u ba Trong đó: + Theo bảng 6.5 chọn Ka = 49,5 (răng thẳng, vật liệu thép – thép) + Theo bảng 6.6 chọn ψba = 0,5 + Xác định KHβ: ψbd = 0,53ψba(u2+1) = 0,53.0,5(3,92+1) = 1,3038 Theo bảng 6.7, KHβ tương ứng với sơ đồ  KHβ = 1,12 + T2 = 113,11.103 Nmm + u2 = 3,92 + [σH] = 481,8 MPa Hà Nội 11 - 2004 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 a w  49,5(3,92  1)3  113,11.103.1,12  459,4 3,92.0,5 = 164,16 (mm) Ta lấy aw = 165 mm  Xác định thơng số ăn khớp + m = (0,01÷0,02)aw = (0,01÷0,02).165 = (1,65÷3,30) mm  Chọn m = 2,5 mm 2a w 2.165 + z1 = m(u  1) = 2,5(3,92  1) =26,8  Chọn z1 = 27  Chọn z2 = 105 + z2 = z1.u2 = 27.3,92 = 105,1  Tỉ số truyền thực ut2 = z2/z1 = 105/27 = 3,9 Không cần dịch chỉnh + Tính lại aw = m(z1+z2)/2 = 2,5(27+105)/2 = 165 mm mCos 2aw (27  105).2,5.Cos20 2.165 + Góc ăn khớp cosαtw = zt = = cos20°  αtw = 20° + Chiều rộng bánh bw2 = 0,5.165 = 82,5 mm  Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc xuất mặt truyền phải thỏa mãn: 2.T1 K H  ut1  1  H Z M Z H Z  bwut1d w21  ≤ [σH] Trong đó: + ZM – hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp Tra bảng 6.5, ta ZM = 274 (MPa)1/3 + ZH – hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH= cos  b = sin 2 tw sin( 2.20 ) = 1,764 + Với thẳng βb =  ε β =  Hệ số kể đến trùng khớp   Với ε α tính theo cơng thức sau   1     εα = 1,88 - 3,2 z  z   = 1,88 - 3,2 27  105   = 1,742       Zε =  Zε =  1,742 = 0,868 + KH – hệ số tải trọng tính tiếp xúc KH = KHβ KHα KHv * KHβ – hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7, ứng với sơ đồ  KHβ = 1,04 * KHα – hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp, tra bảng 6.14 Hà Nội 11 - 2004 10 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 - Vận tốc vòng v  π.d w2 n (m/s) 60000 Với dw2 – đường kính vịng lăn bánh nhỏ n2 – số vòng quay bánh chủ động 2.aw 2.165 3,92  dw2 = u  = t2 v π.67.282,35 60000 = 67 (mm) = (m/s) Theo bảng 6.13, với trụ thẳng, v < (m/s), chọn cấp xác Từ bảng 6.14, v < 5, cấp xác  KHα = 1,09 * KHv – hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp υ H b w d w2 aw KHv = 1+ 2.T K K Với υ H = δH go v u t2 Hβ Hα Trong đó: - v = 2,1624 m/s - go – hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp xác  go = 56 - δH – hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp Tra bảng 6.15, δH = 0,004   165 = 1,56 3,4 1,56.82,5.67 = 2.113110.1,04.1,09   H = 0,004.56.1  KHv = 1+ 1,043 KH = 1,04 1,09 1,043 = 1,182 2.T1 K H  ut1  1  H Z M Z H Z  bwut1d w21  = 274 1,764 0,868 2.113110.1,182.(3,92  1) 82,5.3,92.67 = 437,83 (MPa)  Tính xác [σH] [σH] = σ°Hlim ZR.ZV.KxH.KHL/SH + Tính ZR: Chọn Ra = 2,5 1,25μm m  ZR = 0,95 + Tính ZV: Khi v < m/s, lấy ZV = + KxH =  [σH] = 481,1.1.1.0,95 = 457 (MPa)  σH < [σH]  Thỏa mãn độ bền tiếp xúc  Kiểm nghiệm độ bền uốn Ứng suât uốn sinh chân tính theo cơng thức σF1 = σF2 2T2 K F Yε Yβ YF1 b w d w2 m YF2 = σF1 Y ≤ [σF2] F1 T’1 = 113110 (Nmm) Hà Nội 11 - 2004 ≤ [σF1] m = 2,5 (mm) 11 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 bw = ψba.aw = 0,5.165 = 82,5 mm dw2 = 67 (mm) + Yε – hệ số kể đến trùng khớp Yε = 1/εα Với εα – hệ số trùng khớp ngang  Yε = 1/1,746 = 0,573 εα = 1,746 + Yβ – hệ số kể đến độ nghiêng Yβ = – β/140 = + YF1, YF2 – hệ số dạng bánh 2, phụ thuộc vào zv1, zv2 zv1 = z1/cos3β = 27/13 = 27 zv2 = z2/cos3β = 105/13 = 105 Tra bảng 6.18 ta được: YF1 = 3,80 YF2 = 3,60 + KF – hệ số tải trọng tính uốn KF = KFβ KFα KFv * KFβ – hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính uốn, tra bảng 6.7, ứng với sơ đồ  KFβ = 1,08 * KFα – hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng  KFα = thời ăn khớp tính uốn, với thẳng * KFv – hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp tính uốn: υ F b w d w2 a w KFv = 1+ 2.T K K Với υ F = δF go v u t2 Fβ Fα Trong đó: - v = m/s - go – hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp xác  go = 56 - δF – hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp Tra bảng 6.15 δH = 0,0011   σF1 = 165 =2,34 3,4 2,34.82,5.67 2.113110.1,08.1 = 1,05  υ F = 0,006.56  KFv = 1+ KF = 1,08 1,05 = 1,134 2T2 K F Yε Yβ YF1  σF2 = σF1 b w d w2 m YF2 YF1 = 40,42 = 2.113110.1,134.0,573.1.3,80 82,5.67.2,5 3,60 3,80 = 40,42 (MPa) = 38,3 (MPa) + Tính xác [σF1], [σF2] [σF] = σ°Flim.YR.YS.KxF.KFC.KFL/SF * Chọn YR = 1,05 * YS = 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2,5) = 1,0163 * KxF = ứng với da < 400mm  [σF1] = 262,29 1,05 1,0163 = 279,894 (MPa) [σF2] = 246,89 1,05 1,0163 = 263,460 (Mpa) Dễ dàng thấy [σF1] > σF1 [σF2] > σF2  Thỏa mãn điều kiện uốn Hà Nội 11 - 2004 12 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46  Kiểm nghiệm tải + Hệ số tải Kqt = Tmax/T = 1,5 + σHmax = [σH] K = 437,83 1,5 = 553,816 < [σH]max = 1260 + σF1max = σF1 Kqt = 53,964 1,6 = 86,34 < [σF1]max = 464 σF2max = σF2 Kqt = 51,12 1,6 = 81,79 < [σF2]max = 360  Thỏa mãn điều kiện q tải qt  Các thơng số kích thước truyền Khoảng cách trục aw2 = 165 mm Module pháp m = 2,5 mm Chiều rộng vành bw1 = 82,5 mm Tỉ số truyền ut1 = 3,9 Góc nghiêng β = Số z1 = 27 z2 = 105 Dịch chỉnh x1 = x2 = Đường kính chia: d1 = mz1 = 2,5.27 = 67 mm d2 = mz2 = 2,5.105 = 262 mm Đường kính lăn: dw1 = 2aw(ut1+1) = 2.165(3,9+1) = 1617 mm dw2 = dw1ut1 = 1617 3,9 = 6306 mm Đường kính đỉnh da1 = d1 + 2m = 67 + 2.2,5 = 72 mm da2 = d2 + 2m = 262 + 2.2,5 = 267 mm Đường kính đáy df1 = d1 – 2,5m = 67 – 2,5.2,5 = 60,75 mm df2 = d2 – 2,5m = 262 - 2,5.2,5 = 255,75 mm 1.2.2 Tính tốn truyền ngồi hộp: Bộ truyền xích  Chọn loại xích: Chọn xích lăn  Xác định thơng số xích truyền xích  Chọn số đĩa xích + Có uxích = theo bảng 5.4, ta chọn z1 = 27  z2 = z1 uxích = 27 = 54  Chọn z2 = 54 < zmax = 120  uxt = z2/z1 = 54/27 =  Xác định bước xích + Điều kiện đảm bảo tiêu độ bền mòn truyền xích Pt = P.k.kz.kn ≤ [P] Trong đó: + Pt cơng suất tính tốn + P cơng suất cần truyền (Chính cơng suất trục HGT) Hà Nội 11 - 2004 13 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46  P = P3 = 4,5 KW + kz = z01/z1 = 25/27 – hệ số dạng + kn = n01/n1 – hệ số số vòng quay Với n1 = 163, ta chọn n01 = 200  kn = 200/163 + k tính từ hệ số thành phần cho bảng 5.6 k = k0kakđckbtdđkc k0 – hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền k0 = ka – hệ số kể đến khoảng cách trục ka = 1,25 (Lấy a ≤ 25p) kđc – hệ số kể đến ảnh hưởng việc điều chỉnh lực căng xích kđc = kbt – hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn kbt = 1,3 kđ – hệ số tải trọng động, kể đến tính chất tải trọng kđ = 1,2 kc – hệ số kể đến chế độ làm việc truyền kc = 1,25  k = 1.1.1.1,3.1,2.1,25 = 1,95  25 200 Pt = 9,058.1,95 27 163 = 10 (KW) Theo bảng 5.5, với n01 = 200 vg/ph, chọn truyền xích dãy có bước xích p = 38,1 mm thỏa mãn điều kiện bền mòn: Pt < [P] = 34,8 KW đồng thời theo bảng 5.8, p < pmax  Khoảng cách trục số mắt xích Chọn sơ khoảng cách trục a = 20p = 20.38,1 = 762 + Khi số mắt xích x: x = 2a/p + (z1 + z2)/2 + (z2 – z1)2p/(4π2a) = 2.20 + (27+54)/2 + (54 – 27)2.38,1/(4π2.762) = 81,42 Lấy số mắt xích chẵn x = 82, tính lại khoảng cách trục theo công thức: a = 0,25p{x – 0,5(z2 + z1) + [x  0,5(z  z )]  2[(z  z )/π/ } = 0,25.38,1{82 – 0,5(27 + 54) + [82  0,5(27  54)]  2[(54  27)/ ] } ≈ 756 mm + Số lần va đập xích: i = z1n1/(15x) = 27.163/(15.104) = 2,82 < [i] = 35  Kiểm nghiệm xích độ bền Kiểm nghiệm tải theo hệ số an toàn s = Q/(kđFt + Fo + Fv) ≥ [s] + Q: tải trọng phá hỏng, tra bảng 5.2, ta Q = 127 kN, khối lượng met xích q = 5,5 kg + kđ = 1,2 + Ft – lực vòng, N; Ft = 1000P/v Với v = z1.pn1/60000 = 27.38,1.163/60000 = 2,795 m/s Ft = 1000 4,5 /2,795 = 1610 N + Fv – lực căng lực li tâm sinh ra, N Fv = qv2 = 5,5.2,7952 = 42,966 N + Fo – lực căng trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra, N, tính theo công thức: Fo = 9,81kf.qa 2 Hà Nội 11 - 2004 2 14 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 Lấy k = ứng với truyền nằm ngang nghiêng góc 40° Fo = 9,81.4.5,5.1,142 = 246,47 N  s = 127000/(1,2.3241 + 246,47 + 42,966) = 30,39 Theo bảng 5.10, ứng với p = 38,1 mm n = 200 vg/ph [s] = 8,5 Vậy s > [s]: truyền xích đảm bảo đủ bền  Xác định thơng số đĩa xích lực tác dụng lên trục  Thơng số đĩa xích + Đường kính vịng chia đĩa xích d1 = p/sin(π/z1) = 38,1/sin(π/27) = 328,185 mm d2 = p/sin(π/z2) = 38,1/sin(π/59) = 715,867 mm da1 = p[0,5 + cotg(π/z1)] = 345 mm da2 = p[0,5 + cotg(π/z2)] = 733,9 mm r = 0,5025d1 + 0,05 = 0,5025.22,23 + 0,05 = 11,22 mm df1 = d1 – 2r = 328,185 – 2.11,22 = 305,745 mm df2 = d2 – 2r = 715,867 – 2.11,22 = 693,427 mm  Lực tác dụng lên trục Fr = kx.Ft = 1,15.1610 = 1851 N 1.3 Thiết kế trục chọn ổ lăn 1.3.1 Chọn vật liệu: chọn thép 45 có σb1 = 600 MPa, [τ] = 12 20MPa 1.3.2 Xác định sơ đường kính trục Xác định sơ đường kính trục theo cơng thức sau: dk ≥ Tk 0,2[ ] với k = 1, 2,  d1 ≥ 23000 0,2.15 = 19,7 mm T2 = 113110 Nmm  d2 ≥ 113110 0,2.15 = 33,53 mm T3 = 425900 Nmm  d2 ≥ 425900 0,2.15 = 52,16 mm T1 = 23000 Nmm + Vì trục động nối với trục vào HGT nối trục đàn hồi  d1 = (0,8 1,2)dđc = (0,8 1,2).38 = (30,4 45,6)  Chọn sơ d1 = 25 mm; d2 = 35 mm; d3 = 55 mm  Chiều rộng ổ lăn tương ứng b01 = 19; b02 = 21; b03 = 29 1.3.3 Xác định sơ khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực  Trục + lc12 = 0,5(lm22 + b01) + k3 + kn lm12 = (1,4 2,5)d1 = (1,4 2,5).31 = (43,4 77,5)  Chọn lm12 = 69; k3 = 15; kn = 17  lc12 = 76  l12 = - lc12 = -76 + l13 = 0,5(lm13 + b01) + k1 + k2 lm13 = (1,2 1,5).d1 = (1,2 1,5).31 = (37,2 46,5)  Chọn lm13 = 47; k1 = 10; k2 = 10  l13 = 56 Hà Nội 11 - 2004 15 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 + l14 = l24  Trục + l22 = l13 = 56 + l23 = l22 + 0,5(lm23 + lm22) + k1 lm23 = (1,2 1,3).35 = (42 52,5) Vì chiều rộng bánh 23 b23 = 82,5  Chọn lm23 = 81  l23 = 132 + l24 = 2l23 – l22 = 2.132 – 56 = 208 + l21 = 2l23 = 264  Trục + l32 = l23 = 132; l31 = l21 = l11 = 264; + l33 = l31 + lc33 lc33 = 0,5(lm33 + b03) + k3 + kn lm33 = (1,2 1,5)d3 = (66 82,5)  Chọn lm33 = 75;k3 = 15; kn = 17  lc33 = 84  l33 = 348 1.3.4 Xác định đường kính chiều dài đoạn trục a Vẽ sơ đồ trục, sơ đồ chi tiết quay lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục + Chọn hệ tọa độ Oxyz hình ta có sơ đồ phân tích lực chung: Fk z Fr2 Fr1 x Fa1 Ft1 Ft2 y Fa2 Fr3 Ft3 1' 2' Fx 3' + Các lực bánh bị động (1’, 2’, 3’) ngược chiều với lực bánh chủ động + Tính lực vịng, lực dọc trục, lực hướng tâm: Ft1 = Ft2 = 2(T1 /2) 2.23000 = 2.38,7 = 594 N d w1 Fa = Ft1.tgβ = 158 N Hà Nội 11 - 2004 16 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 tg( tw ) Fr1 = Fr2 = Ft1 cos(  ) = 232 N 2T2 113110 Ft3 = d = 67 = 3376 N w2 Fr3 = Ft3.tgαtw = 3376.tg20° = 1198 N Lực vịng xích tác dụng lên trục là: Fxích = 1610 N Lực khớp nối trục vào trục động là: Fk = 0,3 2.23000 50 = 210 N b Tính phản lực Fly, Flx gối đỡ mặt phẳng zOy zOx Chọn chiều phản lực hình đây:  Trục Fx13 = Fx14 = 594; Fz13 = Fz14 = Fa1 = 158;  Trục Fx22 = Fx24 = 594; Fx23 = Ft3 = 3376;  Trục Hà Nội 11 - 2004 Fy13 = Fy14 = Fr1 = 232; Fx12 = 210; Fy22 = Fy24 = 232; Fy23 = Fr3 = 1198; Fz22 = Fz24 = 158 17 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 Fx32 = 3376; Fy32 = 1198; Fy33 = 1610; Sử dụng phương trình momen phương trình cân lực để xác định phản lực gối đỡ Kết tính phản lực sau Flx10 = 324; Flx11 = 654; Flx20 = 3470; Flx21 = 2282; Flx30 = 1431; Flx31 = 2750; Fly10 = 232; Fly11 = 232; Fly20 = 376; Fly21 = 376; Fly30 = 156; Fly31 = 2436; c Biểu đồ momen uốn Mkx, Mky mặt phẳng zOx zOy biểu đồ momen xoắn Tk trục k = vẽ hình d Xác định momen uốn tổng momen tương đương Mtđkj ứng với tiết diện * Trục Mtd13 = 52515 Suy d13 = 20,27 Mtd14 = 44672,5 d14 = 19,21 Chọn đường kính đoạn trục trục 1: d13 = 20; d14 = 20; * Trục Mtd22 = 219224,2 Mtd23 = 426307,75 Mtd22 = 163186,4 Suy d22 = 32,64 d23 = 40,7 d22 = 29,58 Chọn đường kính đoạn trục trục 2: d22 = 30; d23 = 35; d22 = 30 * Trục Mtd32 = 414906,4 Hà Nội 11 - 2004 Suy d32 = 40,38 18 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 Chọn đường kính đoạn trục trục 3: d32 = 50; 1.3.5 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi a Với thép 45 có σb = 600 MPa Suy ra: σ-1 = 0,436σb = 0,436.600 = 261,6 MPa τ-1 = 0,58σ-1 = 0,58.261,6 = 151,7 Mpa Theo bảng 10.6, ψσ = 0,05;ψτ = 0; 1.4 Tính tốn chọn yếu tố vỏ hộp giảm tốc chi tiết khác 1.4.1 Các phần tử cấu tạo thành hộp giảm tốc 1.4.2 Kết cấu bánh vít, bánh răng, nắp ổ, cốc lót 1.5 Bơi trơn điều chỉnh ăn khớp 1.5.1 Bôi trơn bánh 1.5.2 Bôi trơn ổ lăn 1.6 Bảng thống kê kiểu lắp, trị số sai lệch giới hạn dung sai kiểu lắp 1.7 Bảng kê chi tiết hộp giảm tốc MỤC LỤC 1.1 Chọn động phân phối tỷ số truyền…………………………………… 1.1.1 Xác định công suất động cơ……………………………………………………… Hà Nội 11 - 2004 19 Đồ án môn học Chi tiết máy Nguyễn Träng Hïng – Cơ Tin – K46 1.1.2 Xác định sơ số vòng quay đồng bộ…………………………………………… 1.1.3 Chọn quy cách động cơ…………………………………………………………… 1.1.4 Phân phối tỷ số truyền…………………………………………………………… 1.1.5 Tính cơng suất, mơmen số vòng quay trục………………………… 1.2 Thiết kế truyền 1.2.1 Tính tốn truyền hộp……………………………………………… a Chọn vật liệu………………………………………………………………… b Xác định ứng suất cho phép………………………………………………… c Tính tốn truyền cấp nhanh……………………………………………… d Tính tốn truyền cấp chậm……………………………………………… 1.2.2 Tính tốn truyền hộp……………………………………………… 1.3 Thiết kế trục chọn ổ lăn 1.3.1 Sơ đồ phân tích lực……………………………………………………………… 1.3.2 Sơ đồ hộp giảm tốc………………………………………………………………… 1.3.3 Tính tốn thiết kế trục hộp giảm tốc…………………………………… 1.3.4 Kiểm nghiệm hệ số an toàn……………………………………………………… 1.3.5 Kiểm nghiệm độ bền cho then……………………………………………… 1.3.6 Tính tốn chọn ổ lăn cho trục………………………………………………… 1.4 Tính tốn chọn yếu tố vỏ hộp giảm tốc chi tiết khác 1.4.1 Các phần tử cấu tạo thành hộp giảm tốc………………………………………… 1.4.2 Kết cấu bánh vít, bánh răng, nắp ổ, cốc lót……………………………………… 1.5 Bơi trơn điều chỉnh ăn khớp 1.5.1 Bôi trơn bánh răng………………………………………………………………… 1.5.2 Bôi trơn ổ lăn……………………………………………………………………… 1.6 Bảng thống kê kiểu lắp, trị số sai lệch giới hạn dung sai kiểu lắp…………………………………………………………………………… 1.7 Bảng kê chi tiết hộp giảm tốc……………………………………… Hà Nội 11 - 2004 20 ... 776.103 1.2 Thiết kế truyền 1.2.1 Tính tốn truyền hộp: Bộ truyền bánh a Chọn vật liệu - Do khơng có u cầu đặc biệt, ta thống hóa thiết kế, chọn vật liệu cấp bánh - Theo bảng 6.1, ta chọn: + Bánh nhỏ:... mm 1.1.4 Phân phối tỷ số truyền - Tỷ số truyền hệ thống dẫn động uht = n đc n lv = 1440 36 = 40 - Vì hộp giảm tốc loại cấp phân đôi cấp nhanh nên uHGT = u1 u2 u1: tỉ số truyền truyền cấp nhanh... phép………………………………………………… c Tính tốn truyền cấp nhanh……………………………………………… d Tính tốn truyền cấp chậm……………………………………………… 1.2.2 Tính tốn truyền hộp? ??…………………………………………… 1.3 Thiết kế trục chọn ổ lăn 1.3.1 Sơ đồ phân tích