Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ: n
sb
= 1443,240 [v/ph]
3-Chọn quy cách động cơ.
Tra bảng P.3.1 với P
ct
= 4,3451 [kW] và n
sb
= 1443,240 [v/ph]
Chọn động cơ :
Ký hiệu 4A112M4Y3
Công suất động cơ P
đc
=5,5 [kW]
Vận tốc quay n
đc
=1425 [v/ph]
2=
dn
k
T
T
II- Phân phối tỷ số truyền .
1-Tỷ số truyền U
t
của hệ thống dẫn động .
U
t
=
lv
dc
n
n
Thay số : U
t
=
7147,53
1425
= 26,5290
2- Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động U
t
cho các bộ truyền .
U
t
=U
D
.U
h
Chọn U
h
= 12
U
D
=
h
t
U
U
=
12
5290,26
= 2,210
Từ bảng 3.1 phân phối tỉ số truyền cho các cấp bánh răng trong hộp giảm tốc :
Tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh U
1
= 4,32
Tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm U
2
= 2,78
III- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
Dựa vào công suất cần thiết P
ct
của động cơ và sơ đồ của hệ thống dẫn động ta tính đợc
trị số công suất ,mômen và số vòng quay trên các trục.
P
I
= P
ct
.
kn
.
ôl
P
I
= 4,3451.0,99.0,99 = 4,0866 [kw].
n
I
=
210,2
1425
=
D
dc
U
n
= 645,092 [v/ph].
- 6 -
Tỷ số
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
T
I
= 9,55.10
6
.
I
I
n
P
= 60498,39[N.mm]
P
II
= P
I
.
br
.
ôl
P
II
= 4,0866.0,96.0,99 = 3,8839[kw].
n
II
=
1
U
n
I
= 149,32[v/ph]
T
II
= 9,55.10
6
.
II
II
n
P
= 248389,73[N.mm]
P
III
= P
II
.
br
.
ôl
P
III
=3,8839.0,96.0,99 = 3,6202[kw].
n
III
=
78,2
8,149326
2
=
U
n
II
= 53,714 [v/ph].
T
III
= 9,55.130
6
.
III
III
n
P
= 656262,81 [N.mm]
Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
Trục
Thông số
Động cơ 1 2 3
Công suất P
( )
kw
lv
4,3451 4,0866 3,8839 3,6912
Tỷ số truyền U 2,210 4,320 2,780
Số vòng quay n
( )
pv \
1425 645,090 149,330 53,720
Mô men xoắn
T(Nmm)
29119,8 60498,4 248389,7 656262,8
- 7 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Phần II thiết kế các bộ truyền.
I-Thiết kế bộ truyền đai.
1-Chọn loại đai.
Căn cứ vào yêu cầu của bộ truyền, chon loại đai vải cao su vì các đặc tính : có độ bền
mỏi và bền mòn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hởng của độ ẩm và sự thay đổi của nhiệt độ,
2-Xác định các thông số của bộ truyền .
a-Đờng kính bánh đai:
Bánh đai nhỏ :
d
1
= (5,2 6,4).
3
0
Với T
0
là mô men xoắn trên trục động cơ : T
0
= 29.119,8 Nmm
d
1
= ( 159,980 196,90 )
Theo Tiêu Chuẩn ta chọn: d
1
= 160 (mm).
Bánh đai lớn:
d
2
= d
1
U
D
.(1-
)
Với
là hệ số trợt của đai, với đai dẹt vải cao su
= 0,01.
d
2
= 350,064
Theo Tiêu Chuẩn chọn: d
2
= 355 (mm).
Tỉ số truyền thực tế :
U
D
= d
2
/[d
1
.(1-
)]
U
D
= 2,2410
Sai số % U
D
: %U
D
= 1,33% < 4%
b-Khoảng cách trục:
Với đai vải cao su truyền vận tốc trung bình :
Khoảng cách trục : a = 2(d
1
+d
2
)
a = 1030 [mm]
c-Chiều dài đai:
Chiều dài đai đợc tính :
L=2a+0,5(d
1
+d
2
)+
( )
( )
2
1
2
4a
dd
Thay số ta có : L = 2878,189 [mm].
Vận tốc truyền đai : v=
60000
.
11
nd
v = 11,9380 [m/s]
Nghiệm số vòng chạy của đai trong l(s) :
- 8 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
i =
l
v
= 4,263 <5 thoả mãn.
Tăng chiều dài đai lên: 200[mm] dể nối đai.
c-Góc ôm
1
:
Theo công thức góc ôm :
1
=180
o
-57
o
.
a
dd
12
1
=169,2087
o
3-Xác định tiết diện đai.
a- Chiều dày đai :
Để hạn chế ứng suất cuốn sinh ra trong đai và tăng tuổi thọ cho đai thì :
/d
1
(/d
1
)
Max
Tra bảng 4.8 với đai vảI cao su :
(/d
1
)
Max
= 1/40
/d
1
1/40
40[mm]
Trong bảng 4.1 chon loại đai :bKH-65 có 4 lớp không có lớp lót với :
= 40[mm]
b-chiều rộng đai:
Theo công thức: b =
[ ]
.
.
F
dt
KF
F
t
: Lực vòng :
V
P
F
t
1
.1000
=
Với : P
1
= 4,0866[kw] ; V= 11,9380 [m/s]
F
t
=363,972 [N]
K
đ
: Hệ số tảI trọng động :
Từ bảng 4.7/T1 với thiết bị dẫ động quay hai chiều :
K
đ
= 1,25 + 0,1 = 1.35 (+0,1 do làm việc 2 ca)
[
F
] :ứng suất cho phép .
[
F
] = [
F
]
o
.C
.C
v
. C
o
-[
F
]
o
: ứng suất cho phép , đợc xác định bằng thực nghiêm:
- 9 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
[
F
]
o
= k
1
-k
2
./d
1
ở đây sử dung bộ truyền đặt nằm ngang và đIều chỉnh định kỳ thì ứng suất ban đầu : [
F
]
o
= 1,8 [MPa] tra bảng 4.9/T1 ta chon đơc : k
1
= 2,5 ;k
2
= 10
Do dó : [
F
]
o
= 2,25 [MPa]
-C
: Hệ số ảnh hởng của góc ôm
1
tren bánh đai nhỏ đén khả năng kéo của đai : C
= 1- l.0,03(180-
1
)
C
= 0,9696
-C
v
: Hệ số ảnh hởng của lực ly tâm đến độ bám của đai :
C
v
= 1- k
v
.(0,01v
2
-1)
Với đai vảI cao su : k
v
= 0,04
C
v
= 0,9829
-C
o
: Hệ số ảnh hởng của vị trí bộ truyền trong không gianvà phơng pháp căng đai. Bảng
4.12/T1 với đai thờng đặt nằm ngang chon : C
o
= 1
Thay các giá trị vào công thức trên ta có :
[
F
]
o
= 2,1442
b =57,2897
Theo tiêu chuẩn bảng 4.1/T1 chọn : b =50 [mm].
c-Tiết diện đai :
A = b. = 200 [mm].
d-chiều rộng đai :
Tra bảng 26.16/T2 chọn đợc B = 63 [mm].
4-Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục .
a-Lực căng ban đầu:
Đợc tính theo công thức : F
o
=
0
. b.
F
o
= 360 [N]
b-Lực tác dụng lên truc:
Đợc tính theo công thức : F
r
=2.F
0
.sin(
1
/2 )
Với
1
=169,2087
o
F
r
= 717,2026 [N].
- 10 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
5-Bảng tóm tắt các thông số của bộ truyền đai .
Thông số Giá trị
Đờng kính bánh đai nhỏ (d
1
,mm) 160
Đờng kính bánh đai lớn (d
2
,mm) 355
Chiều rộng bánh đai (B, mm) 63
Chiều dàI đai (L,mm) 2878,189
Tiết diện đai(A, mm)
4ì50
Lực tác dung lên trục (F
r
,mm) 717,2026
II. Thiết kế bộ truyền bánh răng trong HGT.
1-Chọn vật liệu.
Để thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu ta chọn vật liệu hai bánh là nh nhau,vì ở đây tải
trọng trung bình nên ta chọn vật liệu nh sau.
a-Chọn vật liệu bánh nhỏ:
Chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB
1
= 241 285
Có
b1
= 850 [Mpa].
ch1
= 580 [Mpa].
b-Chọn vật liêu bánh lớn :
Để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh lớn có
độ rắn mặt răng thấp hơn bánh nhỏ từ 10 đến 15 HB.
Chọn thép 45tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB
2
= 192 240
Có
b2
= 750 [Mpa].
ch2
= 450[Mpa].
2- Xác định ứng suất cho phép.
ứng suất tiếp xúc cho phép [
H
] và ứng suất uốn cho phép [
F
] đợc xác định theo công
thức sau .
[
H
] =
H
HLxHvrH
S
KKZZ
0
lim
[
F
] =
F
FcFLxFsRF
S
KKKYY
0
lim
.
Trong đó : Z
R
- Hệ số xêt đến độ nhám của mặt răng làm việc.
Z
v
- Hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng.
K
xH
- Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng.
Y
R
- Hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân
- 11 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
răng.
Y
s
- Hệ số xét đến ảnh hởng của vật liệu đối với tập chung
ứng suất .
K
xF
- Hệ số xét đến kích thớc của bánh răng ảnh hởng đến
độ bền uốn.
K
Fc
- Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải vì bộ truyền quay một
Chiều nên K
Fc
= 1.
K
HL,
K
FL
-Hệ số tuổi thọ.
S
H
,S
F
- Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn.
0
Hlim
- ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở.
0
Flim
- ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở.
Khi thiết kế sơ bộ lấy Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1 và Y
R
.Y
s
K
xF
= 1, do đó công thức ứng suất cho phép
là:
[
H
] =
H
HLH
S
K.
0
lim
[
F
] =
F
FcFLF
S
KK
0
lim
.
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
1
=245 Mpa
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
2
=230 Mpa
tra bảng 6.2/1/ đợc.
0
Hlim
= 2.HB +70 và S
H
=1,1.
0
Flim
= 1,8.HB và S
F
=1,75.
0
Hlim1
= 2.HB
1
+70 = 2.245 + 70 = 560 [Mpa].
0
Hlim2
= 2.HB
2
+70 = 2.230 + 70 =530 [Mpa].
0
Flim1
= 1,8.HB
1
= 1,8.245 =441 [Mpa]
0
Flim2
= 1,8.HB
2
= 1,8.230 =414 [Mpa]
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc là:
N
HO
= 30.H
2,4
1H.
N
H01
= 30.245
2,4
=1,6 .10
7
.
N
H02
= 30.230
2,4
=1,39.10
7
.
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn đối với mọi loại thép
N
Fo
= 4.10
6
.
- 12 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Vì bộ truyền chịu tải trọng động nên chu kỳ tơng đơng là:
N
HE
= 60.c.(T
i
/T
Max
)
3
.n
i
.t
i
N
HE2
= 60.c.n
1
/u
1
.t
i
.((T
i
/T
Max
)
3
.
Với c, n, t
lần lợt là số lần ăn khớp trong một phút, số vòng quay trong một phút, tổng
số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Thay số tính ra ta có:
N
HE1
> N
HO1
nên lấy hệ số tuổi thọ K
HL1
= 1.
N
HE 2
> N
HO2
nên lấy hệ số tuổi thọ K
HL2
= 1.
N
FE 1
> N
FO1
nên lấy hệ số tuổi thọ K
FL1
= 1.
N
FE 2
> N
FO2
nên lấy hệ số tuổi thọ K
FL2
= 1.
Từ các số liệu trên ta xác định đợc ứng suất cho phép.
[
H
] =
H
HLH
S
K.
0
lim
[
H
]
1
=
H
HLH
S
K.
0
lim
=
11
1560
,
.
=509 [Mpa].
[
H
]
2
=
H
HLH
S
K.
0
lim
=
1,1
1.530
= 481,8 [Mpa].
Với bộ truyền cấp nhanh bánh răng trụ răng thẳng nên ứng suất tiếp xúc cho phép là giá
trị nhỏ hơn trong hai giá trị [
H
]
1
và [
H
]
2
.vậy ứng suất tiếp xúc cho phép là: [
H
]
=
481,8 [Mpa].
Với bộ truyền cấp chậm dùng bánh răng trụ răng thẳng, do đó :
[
H
] = 1/2([
H
]
1
+[
H
]
2
) = 495,4 [MPa]
[
F
] =
F
FcFLF
S
KK
0
lim
.
[
F
]
1
=
F
FcFLF
S
KK
0
lim
=
75,1
1.1.441
= 525 [Mpa].
[
F
]
2
=
F
FcFLF
S
KK
0
lim
=
75,1
1.1.414
=236,5 [Mpa].
xác định ứng suất quá tải cho phép.
Với bánh răng đợc tôi cải thiện thì :
[
H
]
max
= 2,8.
ch2
= 2,8.450 =1260 [Mpa].
[
F1
]
max
= 0,8.
ch1
= 0,8.580 = 464 [Mpa].
- 13 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
[
F2
]
max
= 0,8.
ch2
= 0,8.450 = 360 [Mpa].
3-Tính bộ truyền cấp nhanh.
a-xác định sơ bộ khoảng cách trục a
w
:
Ta có :
a
w1
= K
a
.(U
1
+1)
3
1
2
1
][
.
baH
H
U
K
T
.
Trong đó : K
a
- Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng tra
bảng 6.5/1/ trang 96 đợc K
a
= 49,5.MPa
1/3
U
2
- tỷ số truyền của cặp bánh răng , U
2
= 4,32 (tính ở trên).
T
I
- Momen xoắn trên trục bánh chủ động, T
I
= 60498,3 [Nmm]
K
H
- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, nó phu thuộc vào vị trí của
bánh răng đối với ổ và hệ số
1d
.
1d
= 0,53.
ba
.(U
1
+1).
Tra bảng 6.6/1/ ta chọn
ba
= 0,3
bd
= 0,53.0,3(4,32+1) = 0,8458
Tra bảng 6.7/T1/ trang 98 đợc K
H
= 1,1268 (Nội suy).
a
w2
= 160,5464[mm]
Chọn : a
w2
= 160[mm]
b-xác định các thông số ăn khớp:
m= (0,01ữ0,02)a
w2
= (0,01ữ0,02).160= 1,6 ữ 3,2.
Theo bảng 6.8/T1/ chọn môđun pháp m = 2,5.
xác định số răng bánh nhỏ.
Vì răng thẳng nên ta có : Z
1
=
)132,4(5,2
160.2
)11.(
.2
2
+
=
+Um
a
w
= 24,06
Chọn Z
1
= 24 răng .
Do đó Z
2
= u
1
.z
1
= 4,32 24 = 103,68 Chọn Z
2
=103 răng.
Tính lại khoảng cách trục :
a
w1
=
2
)10324.(5,2
2
.
+
=
t
Zm
= 158,75 [mm].
Với Z
t
là tổng số răng .
Tính lại tỷ số truyền :
- 14 -
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
U
1
=
24
103
1
2
=
Z
z
= 4,291
+Xác định hệ số dịch chỉnh để đảm bảo a
w
=160 ( mm)
Hệ số dịch tâm: y=
( )
21
5,0 zz
m
a
w
+
=
( )
103245,0
5,2
160
+
=0,5
Hệ số : k
y
=
127
5,0.1000.1000
=
t
z
y
=3,9370
Tra bảng 6.10a/T1/ ta đợc: k
x
=0,1183
Hệ số giảm đỉnh răng : y =
0150,0
1000
127.1183,0
1000
.
==
tx
zk
Tổng hệ số dịch chỉnh: x
t
=y+y=0,5+0,015=0,515
Hệ số dich chỉnh bánh 1:
x
1
=0,5[x
t
-(z
2
-z
1
)
t
z
y
]=0,5[0,515-(103-24)
127
5,0
]=0,102
Hệ số dịch chỉnh bánh 2: x
2
=x
t
-x
1
=0,515- 0,102= 0,4130
xác định góc ăn khớp
tw
.
Cos
tw
=
92851,0
180.2
20cos.5,2.127
.2
cos
0
==
w
t
a
mZ
.
tw
= 21,1956
0
c-Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn điều kiện sau:
H
= Z
M
.Z
H
.Z
.
+
2
12
2
)1.( 2
ww
HII
dUb
UKT
[
H
].
Trong đó : Z
M
- Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của các bánh răng ăn khớp
tra bảng 6.5/1/ ta đợc Z
M
= 274 Mpa
1/3
.
Z
H
- Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc .
Z
H
=
).sin(
cos.
tw
b
2
2
=
)1956,21.2sin(
1.2
0
= 1,7639 .
Z
- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, với răng thẳng
=0 ta có.
Z
=
3
4
.
- 15 -
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét