Tài liệu Đồ án chi tiết máy

Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương MỤC LỤC: Phần 1: tính toán động học I -chọn động cơ…………………………………………………………..3 1 -Chọn động cơ điện một chiều……………………………………….3 2 –điều kiện chọn động cơ……………………………………………..5 II-phân phối tỷ số truyền…………………………………………………5 1-xác định tỷ số truyền chung………………………………………….5 2-tính toán cấc thông số hình học……………………………………...6 Phần 2- thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn trụ 2 cấp……8 I-chọn vật liệu …………………………………………………………..8 II-Xác định ứng suất cho phép…………………………………………..8 III-Tính bộ truyền bánh răng côn thẳng……………………………......10 1-Xác định chiều dài côn ngoài……………………………………..10 2-Xác định thông số ăn khớp……………………………………….10 3-kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc……………………………………..11 4-kiểm nghiệm độ bền uốn………………………………………….13 5-kiểm nghiệm về quá tải…………………………………………...14 6-thông số và kích thước bộ truyền cấp nhanh……………………...15 IV- Tính bộ truyền bánh trụ răng nghiêng……………………………..16 1-chọn vật liệu………………………………………………………16 2-Xác định thông số của bộ truyền………………………………….16 3-kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc……………………………………...17 4-kiểm nghiệm độ bền uốn…………………………………………..19 5-kiểm nghiệm về quá tải……………………………………………20 6-thông số và kích thước bộ truyền cấp nhanh……………………...20 7-điều kiện bôi trơn………………………………………………….20 Phần 3-tính toán thiết kế bộ truyền xích…………………21 I-chọn loại xích…………………………………………………….....21 II- Xác định các thông số của xích trong bộ truyền…………………..21 1-Xác định số răng đĩa xích…………………………………………21 2-Xác định bước răng p …………………………………………….21 3-tính sơ bộ khoảng cách trục:………………………………………22 4-Xác định số mắt xích x……………………………………………22 III- Kiểm nghiệm xích về độ bền……………………………………..23 IV -Tính đường kính đĩa xích………………………………………...23 1-Đường kính vòng chia đĩa xích……………………………………23 2-Xác định đường kính đỉnh đĩa xích……………………………….24 Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 1 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương 3-Xác định đường kính vòng đáy……………………………………24 V - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc…………………………..24 VI - Các lực tác dụng lên trục………………………………………25 Phần IV: Tính toán thiết kế trục………………………….25 I - Chỉ tiêu tính toán…………………………………………………25 II- Trình tự thiết kế…………………………………………………..25 1-Xác định sơ đồ đặt lực………………………………………….26 2-Tính sơ bộ đường kính trục…………………………………….28 3-Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực………..28 4-Tính toán cụ thể………………………………………………...30 Phần V: Tính chọn ổ lăn…………………………………50 I-Tính ổ theo trục 1…………………………………………………50 1-chọn loại ổ lăn………………………………………………...50 2-chọn kích thước ổ lăn a-chọn ổ lăn theo khả năng tải động ..50 b-chọn ổ lăn theo khả năng tải tĩnh….53 II-Tính ổ theo trục 2…………………………………………………53 1-chọn loại ổ lăn…………………………………………………54 2-chọn kích thước ổ lăn a-chọn ổ theo khả năng tải động…….54 b-chọn ổ theo khả năng tải tĩnh…......56 II-Tính ổ theo trục 3…………………………………………………56 1-chọn loại ổ lăn…………………………………………………56 2-chọn kích thước ổ lăn a-chọn ổ theo khả năng tải động……56 b-chọn ổ theo khả năng tải tĩnh……..58 Phần VI:Kết cấu vỏ hộp………………………………..58 I-Vỏ hộp……………………………………………………………..58 1-Tính kết cấu vỏ hộp……………………………………………58 2-Kết cấu bánh răng …………………………………………….58 3-Kết cấu nắp ổ………………………………………………….58 II-Một số chi tiết khác ………………………………………………60 1-Cửa thăm……………………………………………………...60 2-Nút thông hơi…………………………………………………61 3-Nút tháo dầu…………………………………………………..61 4-Kiểm tra tra mức dầu ………………………………………...61 5-Chốt định vị…………………………………………………...61 6-Ống lót và nắp ổ………………………………………………62 7-bulông vòng…………………………………………………..62 Phần VII:Bôi trơn hộp giảm tốc………………………….63 Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 2 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương Phần VIII:Xác định và chọn các kiểu lắp………………..64 Phần IX: Tài liệu tham khảo……………………………..67 Phần1: Tính toán động học I- chọn động cơ Chọn động cơ là công việc đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế chi tiết máy. Việc chọn động cơ phù hợp có ảnh hưởng rất nhiều đến các công việc sau này. Đặc biệt là bản vẽ chi tiết. 1* Chọn động cơ điện một chiều a 〉Xác định công suất đặt trên trục động cơ : Pđc *Điều kiện để chọn công suất động cơ là: Pđc>Pyc Trong đó Pyc=Ptd= Pct * β η với Pct là công suất trên trục công tác *Do bộ truyền có 2 tải đối xứng và sử dụng bộ truyền xích nên ta có Pct= 2* F *v 1000 Do lực kéo băng tải 2F=9200 N vận tốc băng tải v=0.45 m/s Vậy Pct= 9200 * 0.45 =4.14 1000 kw *Hiệu suất truyền động là n η = ∏ η i = η ot2 * η x2 * η ol3 * η brt * η brc * η k i =1 Với η ot η ol ηx η kn η brt η brc hiệu suất ổ trượt hiệu suất ổ lăn hiệu suất bộ truyền xích hiệu suất khớp nối hiệu suất bánh răng trụ hiệu suất bánh răng côn Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 3 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương bảng 1 Số lượng 2 3 2 1 1 1 Hiệu suất ηot ηol ηx ηkn ηbrt ηbrc Giá trị 0.985 0.993 0.93 0.99 0.97 0.96 Vậy ta có: η = 0.9852*0.9933*0.932*0.99*0.97*0.96 = 0.76 *Hệ số tải trọng tương đương : β  n Pi t  β=  ∑i =1   * i  2   t ck   P1  <1 Do P tỉ lệ T nên ta có  n Ti t  β=  ∑i =1   * i  2   t ck   T1  =   Tmm  2 t mm  T 1  2 t1  T 2  2 t 2  * + * + *   T 1  t ck  T 1  t ck  T 1  t ck  = 3 4 4  2 + 12 * + 0.7 2 *  1.5 * 8 * 3600 8 8      =0.86 từ đó ta có β 0.86 Pyc=Pct* η =4.14* 0.76 =4.68 kw b 〉 Xác định tốc bộ đồng bộ của động cơ: nđc ta có nsb=nct*usb *Xác định nct số vòng quay trên trục công tác nct= Trong đó 60000 * v ∏* D v: vận tốc của tải v=0.45 m/s D: đường kính tang tải D=350 mm Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 4 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 nct= Kiều Đại Dương 60000 * 0.45 =24.58 3.14 * 350 v/ph *Chọn tỉ số truyền sơ bộ usb usbhệ=usbh*usbng usbng tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền ngoài Do bộ truyền ngoài là bộ truyền xích nên ta chọn usbng=3 Chọn sơ bộ tỉ số truyền hộp usbh=19 Vậy usbhệ=3*19=57 Khi đó ta có nsb=nct*usbhệ=24.58*57=1401 v/ph 2*** ĐIỀU KIỆN ĐỂ CHỌN ĐỘNG CƠ LÀ *Pđc >Pyc *nđb ≈ nsb *Tk/Tdn >Tmm/T1=1.5 Dựa vào bảng P1-3 trang 236 sách “ tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí” tập 1 (TK1) Ta chọn loại động cơ có nđb=1500 v/ph và pyc=4.68 kw bảng 2 Kí hiệu động cơ Công suất động cơ (kw) Số vòng quay của động cơ (v/ph) Tỷ số 4A112M4Y3 5.5 kw 1425 v/ph Tk/Tdn=2.0 Do Pđc>Pyc & Tk/Tdn>Tmm/T1=1.5 Nên động cơ 4A112M4Y3 thoả mãn yêu cầu II- Phân phối tỷ số truyền 1* Xác định tỷ số truyền chung 1425 uch= nđc/nct = 24.58 =57.97 lại có uch=uh*ung chọn trước tỷ số truyền của bộ truyền xích là suy ra tỷ số truyền uh= 57.97 3 ung=3 =19.3 *xác định u1,u2 với u1 là tỷ số truyền của cặp bánh răng côn (cấp nhanh) Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 5 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương u2 là tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ ta chọn Kbe=0.3 ψ bd2=1.2 [K01]= [K02] Ck=1.1 (cấp chậm) 2.25 *ψ bd 2 * [ K 02 ] 2.25 * 1.2 = (1 − 0.3) * 0.3 =12.9 (1 − K be ) * K be * [ K 01 ] ⇒ λ k= ⇒ λk * C k3 = 12.9 * 1.13 = 17.1 từ đồ thị h3.21(TK1) ta tìm được U sb  U 1 = 4.7   U 2 = 4.1 57.97 ta tính lại Ung= U *U = 4.7 * 4.1 = 3.01 1 2 2*Tính toán các thông số hình học Nguyên tắc Pi :tính từ trục công tác về trục động cơ Ni:tính từ trục động cơ đến trục công tác *Tính công suất trên các trục Ta có: Công suất trên trục công tác Pct=4.14 kw P ct Công suất trên trục III là :P3= η η = ot x 4.14 =4.52 0.985 * 0.93 P kw 4.52 3 Công suất trên trục II là :P2= η *η = 0.97 * 0.993 = 4.69 k w brt ol P 4.69 2 :P1= η *η = 0.97 * 0.96 = 5.04 kw brt brc Công suất trên trục động cơ là Công suất trên trục I là P 5.04 1 P’đc= η * η = 0.993 * 0.99 = 5.13 kw ol kn *Tính số vòng quay trên các trục Ta có : Số vòng quay của trục động cơ là:nđc =1425 v/ph ndc Số vòng quay của trục I là: n1= Ukn Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 6 = nđc=1425 v/ph bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương n 1425 1 Số vòng quay của trục II là: n2= u = 4.7 = 303.2 v/ph 1 n 303.2 2 Số vòng quay của trục III là :n3= u = 4.1 = 73.95 v/ph 2 Số vòng quay của trục công tác là: n3 = nct= Ung 73.95 3.01 =24.58 v/ph *Tính mômen xoắn trên từng trục Ta có: Trên trục động cơ: Pdc' 5.13 = 9.55 * 10 6 * = 34380 N.mm Tđc=9.55*10 * n dc 1425 P1 5.04 6 Trên trục I là: T1=9.55*106* n = 9.55 * 10 * 1425 = 33776.8 N.mm 1 P 4.69 6 2 Trên trục II là: T2=9.55*106* n = 9.55 * 10 * 303.2 = 147722.6 N.mm 2 P 4.52 6 3 Trên trục III là: T3=9.55*106* n = 9.55 *10 * 73.95 = 583718.7 N.mm 3 6 Trên trục công tác: Pct Tct=9.55*106* nct = 9.55 * 10 6 * 4.14 = 1608502.8 24.58 N.mm Vậy ta có bảng sau: trục tỷ số truyền Công suất P kw số vòng n v/ph Momen xoắn T N.mm trục đc Trục I Uk=1 Trục II U1=4,7 Trục III U2=4,1 Trục Công tác Ux=3,01 5.13 5.04 4.69 4.52/2 4.14 1425 1425 303.2 73.95 24.58 34380 33776.8 147722.6 Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 7 583718.7/2 1608502.8 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương Phần II: Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn trụ 2 cấp *Số liệu đầu vào P1=5.04 kw P2=4.69 kw n1=1425 v/ph n2=303.2 v/ph uh=19.3 ta đã tìm được u1=4.7 u2=4.1 lh=18000 giờ tải trọng thay đổi theo sơ đồ I- Chọn vật liệu Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên theo 6.1 (tr90 TK1) Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=241…285 σ ch1=580 Mpa Có σ b1=850 Mpa Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=192…240 σ ch1=450 Mpa Có σ b1=750 Mpa II - Xác định ứng suất cho phép Theo bảng 6.2(tr94 TK1) với thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB=180…350 ta có σ H0 lim = 2 HB + 70 δ H = 1.1 σ F0 lim = 1.8 HB δ F = 1.75 Chọn dộ rắn bánh nhỏ HB1 =245 Chọn dộ rắn bánh nhỏ HB2 =230 Khi đó Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 8 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương  σ H0 lim1 = 2 * 245 + 70 = 560Mpa   σ F lim1 = 1.8 * 245 = 441Mpa  σ H0 lim 2 = 2 * 230 + 70 = 530Mpa   σ F lim 2 = 1.8 * 230 = 414Mpa σ H0 lim & σ F0 lim lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở NHO số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn NHO1=30*HB2.4 =30*2452.4 =1.6*107 NHO2=30*HB2.4 =30*2302.4 =1.39*107 số chu kì thay đổi ứng suất tương đương 3  T  t NHE =60c* ∑ i  * i  Tmax  ∑t i n1  T  NHE2 =60c* * ∑t i * ∑ i u1  Tmax 3  t  * i  ∑t i =60*1*1425/4.7*18000*(13*4/8+0.73*4/8) =21.99*107 >NHO2 Do đó hệ số tuổi thọ KKL2=1 Do NHE2 < NHE1(u2 NHO1 do đó KHL1=1 chọn sơ bộ ZR ZV Zxl=1 theo 6.1a ta có [ σ H1]= σ oHlim1*KHL1/ δ H=560/1.1=109 Mpa [ σ H2]= σ oHlim2*KHL2/ δ H=530/1.1=481.8 Mpa *với cấp nhanh sử dụng răng thẳng & NHE1 > NHO1 => KHL=1 do đó [ σ H]’=min([ σ H1]; [ σ H2])= [ σ H2]=481.8 Mpa *với cấp chậm sử dụng răng nghiêng Theo 6.12 ta có [ σ H]=1/2*([ σ H1]; [ σ H2])=(509+481.8)/2=495.4 <1.25[ σ Tính ứng suất uốn cho phép Ta có NFE số chu kì thay đổi ứng suất tương đương NHE  T =60c* ∑ i  Tmax    mf * ] H2 ti ∑t i Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 9 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương Trong đó mf=6 là bậc của đường cong mỏi ( do HB<350Mpa ) NFE2=60*1*1425/4.7*18000(164/8+0.764/8) =18.3*107 Do NFO số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn NFO=4*106 với mọi loại thép  NFE2 > NFO => KFL2=1  Do u2 NFE2< NFE1 => NFE1> NFO =>KFL1=1  ứng uốn cho phép : - S F là hệ số an toàn khi tính về uốn. Theo bảng 6.2[1]/92: S F =1,75 - YR là hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng - YS là hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất - K XF là hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn  chọn sơ bộ YR.YS.KxF=1 [ σ F]= σ oFlim*KFC*KFL/SF với KFC hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải do tải quay 1 chiều nên KFC=1 [ σ F1]=441*1*1/1.75=252 Mpa [ σ F1]=414*1*1/1.75=236.5 Mpa *ứng suất quá tải cho phép [ σ H]max =2.8min ( σ ch1; σ ch2)=2.8 σ ch2=2.8*450=1260 Mpa [ σ F1]max=0.8 σ ch1=0.8*580=464 Mpa [ σ F1]max=0.8 σ ch2=0.8*450=360 Mpa III – Tính bộ truyền bánh răng côn thẳng 1/ Xác định chiều dài côn ngoài Công thức thiết kế -Theo CT6.52a[1]/110: 2 Re = K R u 2 + 1. 3 T1 K H β / (1 − K be ) K be u [ σ H ]  Trong đó: + K R là hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Với truyền động bánh răng côn răng thẳng có: K R = 0,5 K d =0,5.100=50(MPa1/3) + K H β là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng + K be là hệ số chiều rộng vành răng: Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 10 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương u1 = 4 .7,chọn K be =0,25=> K be * u1 0.25 * 4.7 = = 0.67 2 − K be 2 − 0.25 +Theo bảng 6.21[1]/111, trục lắp trên ổ đũa ,tra truy hồi ta có: K H β =1,14 Re=50 4.7 2 +1 * 3 33776.8 * 1.14 (1 − 0.25) * 0.25 * 4.7 * 481.8 2 =137.69 mm 2/ Xác định các thông số ăn khớp: -Số răng bánh nhỏ: de1=2*Re/ 1 + u12 = 2 * 137.69 1 + 4.7 2 = 57.30mm tra bảng 6.22[1]/112=>Z1p=15. Với HB<350, Z1=1,6Z1p=1,6.15=24 răng -Đường kính trung bình và mô đun trung bình dm1=(1-0.5Kbe)de1=(1-0.5*0.25)*57.30 =50.14 mm mtm=dm1/Z1=50.14/24=2.09 mm -Xác định mô đun: mte=mtm/(1-0.5Kbe)=2.09/(1-0.5*0.25)=2.39 mm Theo bảng 6.8 lấy theo tiêu chuẩn mte = 2,5( mm ) , do đó: -Ta tính lại dm1 & mtm mtm=mte*(1-0.5Kbe)=2.5(1-0.5*0.25)=2.19 mm vậy Z1=dm1/mtm=50.14/2.19=22.89 lấy Z1=23 răng -Xác định số răng bánh 2 và góc côn chia Z2 = uZ1=4.7*23=108.1 răng chọn Z2=108 răng δ1 =arctg(Z1/Z2)= arctg(23/108)=12o1’20” δ2 =90o- δ1 =77o58’40” Theo bảng 6.20[1]/110, chọn hệ số dịch chỉnh đều x1=0.4,x2= -0,4 -Đường kính trung bình của bánh nhỏ: dm1=Z1*mtm=23*2.19=50.37 mm Chiều dài côn ngoài : Re=0.5*mte* Z 12 + Z 22 =0.5*2.5* 232 +108 2 =138.03 mm 3/ Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo CT6.58[1]/113: σ H = Z M .Z H .Z ε 2T1 K H u 2 + 1 2 ≤ σ = [ σ H ] Z R .ZV .K XH [ ] H 0,85bd m2 1u Trong đó: Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 11 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương - Z M là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5[1]/94: Z M =274(Mpa1/3) - Z H là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. Do xt=x1+x2=0 va do β=0 Tra bảng 6.12[1]/104: Z H =1,76 - Z ε là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. εα hệ số trùng khớp ngang εα =[1.88-3.2(1/23+1/108)]*cos βm =1.71 4 − εα 4 − 1,71 = = 0,87 3 3 - K H là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. Theo CT 6.61[1]/114: K H = K H β K Hα K HV + K H β =1,14(theo tính toán phần trên) + K Hα =1(bánh răng côn răng thẳng) + K HV =1+VH bd m1 /(2T1 K H β K Hα ) Vận tốc vòng : Theo 6.59a[1]/113: Z ε = n 1425 1 = 3.14 * 50.37 * = 3.76 m/s v= Πd m1 60000 60000 -Theo bảng 6.13[1]/106, chọn cấp chính xác 8. -Theo (6.64) ν H = δ H * g 0 * v * d m1 * u1 + 1 u1 Với δ H =0,006(tra bảng 6.15 trang107 TK1) g0 =56(bảng 6.16) => ν H = 0.006 * 56 * 3.76 * 50.37 * 4.7 +1 = 9.87 4.7 vậy d m1 50.37 = 1 + 9.87 * 34.51 * 2 * 33776.8 * 1 * 1.14 1 * K Hα * K Hβ KHv=1+ν H *b * 2T =1.22 Trong đó b=Kbe*Re=0.25*138.03=34.51 mm chọn sơ bộ b=35 mm => KH=1.14*1*1.22=1.39 Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 12 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương Do đó ta có σ H = 274 * 1.76 * 0.87 * 2 * 33776.8 * 1.39 4.7 2 + 1 0.85 * 34.51 * 50.37 2 * 4.7 =476.50 Mpa Ta có - [ σ H ] ' = [ σ H ] ZV Z R K xH = 481.8.1.1.1 = 481.8( MPa ) Trong đó : v =3.76m/s<5m/s → ZV =1 hệ số ảnh hưởng của vận tốc vòng; chọn cấp chính xác tiếp xúc 7, Ra=0.63…1,25 µ m → Z R =1;da <700mm → K xH =1 -Như vậy σ H < [ σ H ] ' nhưng chênh lệch không nhiều [σ H ]' − σ H 481.8 − 476.50 = = 1.1 o/o [σ H ]' 481.8 Nên thỏa mãn 4/ Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo CT6.66[1]/114: σ F 1 = 2T1 K FYεYβYF 1 /(0,85bmm1d m1 ) ≤ [ σ F 1 ] σ F 2 = σ F 1YF 2 / YF 1 ≤ [ σ F 2 ] Trong đó: -T1 là mô men xoắn trên bánh chủ động -KF là hệ số tải trọng khi tính về uốn. Theo CT6.67[1]/115: K F = K F β K Fα K FV b 35 với Kbe = R = 138.03 = 0.25 e K be .u1 0.25* 4.7 tỉ số 2 − K = 2 − 0.25 = 0.78 be -Tra nội suy theo bảng 6.21 trang 133 TK1 ta có: K F β = 1,34 - K Fα =1(bánh răng thẳng) VF bd m1 d (u + 1) - K FV = 1 + (CT6.68[1]/115) với VF = δ F g0v m1 2T1 K F β K Fα u (6.68a) Tra bảng 6.15[trang 107 TK1] : δ F = 0,016 6.16[trang 107 TK1] : 56 Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 13 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương 50,37(4,7 + 1) = 26.33 4,7 26,33.35.50,37 = 1,5 → K F = 1,34.1.1,5 = 2,01 Thay số → K FV = 1 + 2.33776,8.1,34.1 Theo trên ta có ε α = 1,71 → Yε = 1/1,71 = 0,585 - Yβ là hệ số kể đến độ nghiêng của răng, với răng thẳng Yβ =1 - YF 1 ,YF 2 là hệ số dạng răng VF = 0,016.56.3,76 Với Zv1 =Z1/cos δ1 =23/0.978 = 23.5 răng Zv2 =Z2/cos δ 2 =100/0.208 = 518,5 răng Và x1=0,4, x2=-0,4 Tra bảng 6.18[1]/107=> YF1=3,45; YF2=3,63 2.33776,8.2,01.0,585.1.3,45 = 83.97( MPa ) Thay số σ F 1 = 0,85.35.2,19.50.37 < [ σ F 1 ] = 252 Mpa σF2 = 83,97.3,63 = 88,35( MPa ) < [ σ F 2 ] = 236.5 Mpa 3,45 Ta thấy σ F 1 < [ σ F 1 ] và σ F 2 < [ σ F 2 ] Như vậy độ bền uốn được đảm bảo. 5/ kiêm nghiệm về quá tải Tmm Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kqt= T =1,5 1 để tránh biến dạng dư hoặc gẫy giòn lớp bề mặt Theo CT6.48[1]/108: σ Hmax = σ H kqt = 476,50 1,5 = 583.6( MPa ) < [ σ Hmax ] = 1620( MPa ) Theo CT6.49[1]/108: σ F 1max = σ F 1.K qt = 83,97.1,5 = 156,3( MPa ) < [ σ F 1 ] max = 464( MPa ) σ F 2max = σ F 2 .K qt = 88,35.1,5 = 164,4( MPa ) < [ σ F 2 ] max = 360( MPa ) Như vậy răng thỏa mãn điều kiện về quá tải. Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 14 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương 6/ CÁC THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH. Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 15 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Thông số Kiều Đại Dương Kí hiệu Chiều dài côn ngoài Chiều rộng vành răng Chiều dài côn trung bình Số răng bánh răng Góc nghiêng bánh răng Hệ số dịch chỉnh Đường kính chia ngoài Góc côn chia Re b Rm Z1,Z2 β x1,x2 de δ Chiều cao răng ngoài he Chiều cao đầu răng ngoài Chiều cao chân răng ngoài Đường kính đỉnh răng ngoài Môđun vòng ngoài Tỉ số truyền hae h fe d ae mte um Công thức Re=0,5mte Z b=KbeRe Rm=Re - 0,5b 2 1 + Z 22 de1=mteZ1; de2=mteZ2 δ1 = arctg(Z1 / Z 2 ) δ 2 = 900 − δ1 he = 2hte .mte + c , với hte = cosβ m , c = 0,2mte hae1 = (hte + xn1cosβ m )mte hae 2 = 2hte mte − hae1 h fe1 = he − hae1 h fe 2 = he − hae 2 d ae1 = d e1 + 2hae1cosδ 1 d ae 2 = d e 2 + 2hae 2 mte = mtm /(1 − 0,5 K be ) Kết quả 138,03(mm) 35(mm) 120,53(mm) Z1=23;Z2=108 00 x1,2=0,4;0,4(mm) 57,5&270(m m) 12o1’20’’ 77o58’40’’ 5,5mm 3,5mm 1,5mm 2 mm 4 mm 64,35mm 270.62 mm 2,5mm 4,7 IV- Tính bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm răng nghiêng 1.Chọn vật liệu Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 16 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế nên ta chọn vật liệu của bộ truyền cấp chậm như bộ truyền cấp nhanh. 2.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN T2 K H β -Theo CT6.15a[1]/94: aw = K a (u2 + 1) 3 2 [ σ H ] u2 Ψ ba Trong đó: + K a là hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Tra bảng 6.5[TK1]/94 được K a = 43(MPa)1/3 do răng nghiêng + T2 là mô men xoắn trên bánh chủ động, T2 = 147722,6 Nmm + Theo bảng 6.6 [TK1]/95 chọn Ψ ba = 0,4 (bộ truyền không đối xứng) +Theo bảng 6.16[TK1]/95: Ψ bd = 0,53Ψ ba ( u2 + 1) = 0,53.0,4(4,1 + 1) = 1,08 +Theo bảng 6.7[TK1]/96: theo sơ đồ 5 K H β =1,08 tra theo truy hồi Thay số ta có: 147722,6.1,08 aw = 43(4,1 + 1) 3 = 161,1( mm ) 495,42.4,1.0,4 Lấy sơ bộ aw = 170 (mm)  Xác định các thông số ăn khớp: Theo CT 6.17 [1]/97: m = (0,01 → 0,02)aw = (0,01 → 0,02)170 = 1,70 → 3,4 Theo bảng tiêu chuẩn 6.8 chọn m = 2,5(mm) Chọn sơ bộ β = 100 , do đó cos β =0,9848. Theo CT6.31[1] số răng bánh nhỏ: 2a cosβ 2.170.0,9848 Z1 = w = = 26,26 . Lấy Z1 = 26 răng m(u2 +1) 2,5(4,1+1) Số răng bánh lớn : Z2 = uZ1=4,1.26 = 106,6. Lấy Z2 = 106 răng Tỉ số truyền thực : um = Z 2 / Z1 = 106 / 26 = 4,1 m ( Z1 + Z 2 ) 2,5(26 + 106) cosβ = = = 0,97 → β = 140 4'11'' 2aw 2.170 -Đường kính vòng chia: d1 = mZ1 / cosβ = 2,5.26 / 0,97 = 67(mm ) Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 17 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương d 2 = mZ 2 / cosβ = 2,5.106 / 0,97 = 273(mm ) -Chiều rộng vành răng : bw = Ψ ba aw = 0,4.170 = 68( mm ) -Đường kính đỉnh răng: d a1 = d1 + 2m = 67 + 2.2,5 = 72(mm ) d a 2 = d 2 + 2m = 273 + 2.2,5 = 278(mm ) - Đường kính đáy răng: d f 1 = d1 − 0,5m = 67 − 2,5.2,5 = 60.75(mm ) d f 2 = d 2 − 2,5m = 273 − 0,5.2,5 = 266,75(mm ) 3.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Theo CT6.33[1]/103, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc: 2T2 K H (u2 + 1) σ H = Z M .Z H .Z ε 2 bw um d w2 Trong đó: - Z M là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5[1]/94: Z M =274(Mpa1/3) - Z H là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. 2cosβ b Theo CT6.34[1]: Z H = sin2α tw o 0 Theo CT6.35[1]: tg β b = cosα t tg β = cos(20,57 ).tg(14 4'11′′) =13o12’18” 0 0 Với α t = α tw = arctg (tgα / cosβ ) = arctg (tg 20 / 0,97) = 20,57 Do đó : Z H = 2cos(13.2 o ) / sin(2.20,57 o ) = 1,72 - Z ε là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Theo 6.37[1]/103, hệ số trùng khớp d bw sin β 68.sin14.07 0 εβ = = = 1,98 > 1 mΠ 2,5.3,14   1 1  1    1 ε α = 1,88 − 3,2  + ÷ cosβ = 1,88 − 3,2  + ÷ 0,97 = 1,675 Z Z 26 106      1 2   1 1 ⇒ Zε = = = 0,773 εα 1,675 - K H là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. Theo CT 6.61[1]/114: K H = K H β K Hα K HV Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 18 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương + K H β =1,08( tính ở trên) + K Hα đường kính vòng lăn bánh nhỏ 2.aw 2.170 dw2= u + 1 = 4,1 + 1 = 66.67 2 Vận tốc vòng : Πd w2 n2 3,14.66,67.303,2 v= = = 1,06( m / s ) 60000 60000 V < 4m/s, tra bảng 6.13[1] chọn cấp chính xác động học là 9 → K Hα = 1,13 VH bw d w1 + K HV = 1 + 2T2 K H β K Hα Với v H = δ H g0v aw / um Tra bảng 6.15[TK1]/105 → δ H = 0,006 → g0 = 73 6.16 → v H = 0,002.73.1,06 170 / 4,1 = 2.99 2,99.68.66,67 → K HV = 1 + = 1,04 2.147722,6.1,08.1,13 → K H = 1,08.1,04.1,13 = 1,27 Thay số : 2.147722,6.1,27.(4,1 + 1) σ H = 274.1,72.0,773 = 453( MPa ) 68.4,1.66.67 2 -Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép: Theo CT6.1 với v=1,06m/s < 5m/s → Z v = 1 -với cấp chính xác động học là 9 Ra: 2.5…1.25 nên → Z R = 0,95.d a < 700mm , K XH = 1 do đó: [ σ H ] ' = [ σ H ] ZV Z R K xH = 495.4.0,95.1.1 = 470,7( MPa ) →σ H < [σ H ] ' ta có 470, 7 − 453 = 3.7 o/o 470, 7 Vậy điều kiện tiếp xúc được đảm bảo. Vậy ta chọn bw=70 mm 4.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 19 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014 Đồ án chi tiết máy CĐT2 Kiều Đại Dương σ F 1 = 2T2 K FYεYβYF 1 /(bwd w1m ) ≤ [ σ F 1 ] (6.43) σ F 2 = σ F 1YF 2 / YF 1 ≤ [ σ F 2 ] (6.44) Trong đó: Theo bảng 6.7 với Ψ bd = 1,08 ta có K F β = 1,16 Với v = 1,06(m/s) < 2,5(m/s), tra bảng 6.14[1], cấp chính xác 9 thì K Fα = 1,37 . Tra bảng 6.15 → δ F = 0,006 6.16 → g0 = 73 v F = δ F g0v a w / um = 0,006.73.1,06 170 / 4,1 = 7,97 VF bwd w1 7,97.70.66,67 K FV = 1 + =1+ = 1,08 2T2 K F β K Fα 2.147722,6.1,37.1,16 K F = K F β K Fα K FV = 1,16.1,37.1,08 = 1,71 Với ε α = 1,655 → Yε = 1/1,655 = 0,6 β = 14,070 → Yβ = 1 − 14,070 /1400 = 0,90 Số răng tương đương : Zv1 =Z1/cos3 β =26/0,973 =28.49 Zv2 =Z2/cos3 β =106/0,973 = 116,14 Với Zv1 = 28 ,Zv2 =116 và hệ số dịch chỉnh x1 = x2 =0, tra bảng 6.18 YF 1 = 3,85 ta có YF 2 = 3,60 Ứng suất uốn : 2.147722,6.1,71.0,6.0,90.3,85 = 90,02( MPa ) < [ σ F 1 ] = 252( MPa ) 70.66,67.2,5 90,02.3,6 σF2 = = 84,17( MPa ) < [ σ F 2 ] = 236,5( MPa ) 3,85 Vậy độ bền uốn được thỏa mãn. 5.KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI Theo đầu bài, ta có hệ số quá tải : kqt=1,5 Theo CT6.48[1]/108: σ Hmax = σ H kqt = 495,4 1,5 = 606,7( MPa ) < [ σ Hmax ] = 1260( MPa ) σ F1 = Theo CT6.49[1]/108: σ F 1max = σ F 1.K qt = 90,02.1,5 = 135,03( MPa ) < [ σ F 1 ] max = 464( MPa ) Giáo viên hướng dẫn:ĐỖ ĐỨC NAM Page 20 bộ môn:CSTKM&ROBOT 10/11/2014