Đồ án Chế tạo máy: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ 3 pha với vận tốc 0,9 m/s

GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 1 LỜI NÓI ĐẦU GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................................................................ 1 MỤC LỤC............................................................................................................................................................................... 2 PHẦN I................................................................................................................................................................................... 4 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN ............................................................................................... 4 1.1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ – CHỌN ĐỘNG CƠ. .................................................................................... 5 1.2 PHÂN PHỐI TI ̉SỐ TRUYỀN: ........................................................................................................................... 6 1.3 TÍNH TOÁN SỐ VÒNG QUAY,MOMENT XOẮN VÀ CÔNG SUÂT́ TRÊN CÁC TRỤC ............................................... 6 BẢNG SỐ LIỆU DÙNG CHO THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN ......................................................................................... 8 PHẦN II ................................................................................................................................................................................. 9 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI .................................................................................................................. 9 BỘ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH .................................................................................................................................................. 9 2.1. CHỌN LOẠI XÍCH ......................................................................................................................................... 9 2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA XÍCH VÀ BỘ TRUYỀN XÍCH............................................................................. 9 2.3. THIẾT KẾ KẾT CẤU ĐĨA XÍCH VÀ XÁC ĐỊNH LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC........................................................ 12 PHẦN III ............................................................................................................................................................................... 14 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG....................................................................................................................................... 14 HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG TRỤ HAI CẤP KHAI TRIỂN ......................................................................................... 14 3.1 CHỌN VẬT LIỆU .......................................................................................................................................... 14 3.2 ỨNG SUẤT CHO PHÉP: ............................................................................................................................... 14 3.3 TÍNH TOÁN CÁP NHANH : BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG ..................................................................... 17 3.4 TÍNH TOÁN CẤP CHẬM:BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG ............................................................................ 23 3.5 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN .................................................................................................................. 28 PHẦN IV ............................................................................................................................................................................... 29 THIẾT KẾ TRỤC –THEN ................................................................................................................................................... 29 4.1 CHỌN VẬT LIỆU ......................................................................................................................................... 29 4.2 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC ......................................................................................................... 29 4.3 XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC GỐI ĐỠ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC ................................................................. 29 4.4 THIẾT KẾ TRỤC I-THEN VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC ......................................................................................... 31 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 3 4.5 THIẾT KẾ TRỤC II –THEN VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC ........................................................................................ 37 4.6 THIẾT KẾ TRỤC III –THEN VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC ....................................................................................... 43 PHẦN V ................................................................................................................................................................................ 50 THIẾT KẾ Ổ LĂN – NỐI TRỤC ......................................................................................................................................... 50 5.1THIẾT KẾ Ổ LĂN TRÊN TRỤC 1 ...................................................................................................................... 50 5.2THIẾT KẾ Ổ TRÊN TRỤC 2 ............................................................................................................................. 53 5.3 THIẾT KẾ Ổ TRÊN TRỤC 3 ............................................................................................................................ 56 5.4 CHỌN NỐI TRỤC......................................................................................................................................... 58 PHẦN 6 ................................................................................................................................................................................. 59 THIẾT KẾ THÂN MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC ......................................................................................................... 59 6.1 THIẾT KẾ VỎ HỘP ...................................................................................................................................... 59 6.2. CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC ............................................................................................................................ 61 PHẦN 7 ................................................................................................................................................................................. 65 CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP ......................................................................................................... 65 7.1. CHỌN DẦU BÔI TRƠN................................................................................................................................ 65 7.2. DUNG SAI LẮP GHÉP................................................................................................................................. 65 BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP .............................................................................................................................. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................................................... 69 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 4 PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN  HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Hệ thống dẫn động băng tải gồm : 1 – Động cơ điện 3 pha không đồng bộ : 2 – Nối trục đàn hồi ; 3 – Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển ; 4 – Bộ truyền xích ống con lăn ; 5 – Băng tải. Số liêụ thiết kế : - Lưc̣ vòng trên băng tải : F = 3500 N - Vâṇ tốc băng tải : v = 0,9 m/s - Đường kính tang dẫn : D = 500 mm - Thời gian phuc̣ vu ̣: L = 9 năm - Quay môṭ chiều, làm việc hai ca , tải va đập nhẹ. ( 1 năm làm viêc̣ 300 ngày , 1 ca làm viêc̣ 8 giờ) Chế đô ̣tải T1 = T ; t1 = 45s ; T2 = 0,7T ; t2 = 44s. GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 5 1.1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ – CHỌN ĐỘNG CƠ.  Công suất cưc̣ đaị trên truc̣ băng tải : Ta có : max . 3500.0,9 3,15 1000 1000 t lv F v P P KW     Công suất đẳng tri ̣ (tương đương) trên truc̣ băng tải : 2 2 2 1 2 2 21 2 1 max 1 2 1 . .. 1 .45 0,7 .44 . 3,15. 2,724 45 44 n i i td n i T T t tP t T T P P KW t t t                     Hiêụ suất chung của toàn hê ̣thống : 2 4 2 4. . . 1.0,97 .0,99 .0,93 0,84ch k br ol x       Trong đó : Theo bảng 2.3 – [1] ta choṇ :  Hiêụ suất trên truc̣ đàn hồi : 1k   Hiêụ suất bô ̣truyền bánh răng tru ̣: 0,97br   Hiêụ suất truyền của môṭ căp̣ ổ lăn : 0,99ol   Hiêụ suất bô ̣truyền xích : 0,93x   Công suất cần thiết trên truc̣ đôṇg cơ : 2,724 3,24 0,84 td ct ch P P KW    Số vòng quay trên truc̣ Tang trống băng tải : 60000. 60000.0,9 34,4 / . .500 lv v n vg ph D    Tƣ̀ bảng 2.4-[1] chọn tỉ số truyền sơ bộ của hộp giảm tốc bánh răng hai cấp khai triển uh=14 và tỉ số truyền bộ truyền xích ux=3  Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống : uch = 14.3=42. GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 6  Số vòng quay sơ bô ̣của đôṇg cơ đươc̣ xác điṇh như sau : . 34,4.42 1445 /sb lv chn n u vg ph   Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là 1500vg/ph  Ta chọn động cơ thỏa dc ct dc sb P P n n     Theo phu ̣luc̣ P1.3-[1] ta choṇ loại đôṇg cơ không đồng bộ 3 pha 4A100L4Y3 có : max 4 1420 / 2,2 dc dc dn P KW n vg ph T T          1.2 PHÂN PHO ́ I TỈ SO ́ TRUYE ̀ N:  Tỉ số truyền chung của hệ thống 1 2 1420 . . . 41,3 34,4 dc ch x h x lv n u u u u u u n      Trong đó :  u1 ; u2 lần lươṭ là tỉ số truyền cấp nhanh và cấp châṃ.Với Uh = u1.u2 = 14  ux là tỉ số truyền của bô ̣xích Do đó : 41,3 2,95 14 ch x h u u u    Theo bảng 3.1- [1] Ta choṇ : u1 = 4,79 ; u2 = 2,92 1.3 TÍNH TOÁN SỐ VÒNG QUAY,MOMENT XOA ́ N VÀ CÔNG SUA ́T TRÊN CÁC TRỤC  Số vòng quay của các truc̣ GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 7 1 1 1420 296 / 4,79 dcnn vg ph u    1 2 2 296 102 / 2,92 n n vg ph u    2 3 102 34,5 / 2,95x n n vg ph u     Công suất trên các truc̣ : 3 3,15 3,18 0,99 lv ol P P KW     3 2 3,18 3,46 . 0,93.0,99x ol P P KW    2 1 3,46 3,6 . 0,97.0,99br ol P P KW    1 3,6 3,75 . 0,97.0,99 dc br ol P P KW     Moment xoắn trên các truc̣ đươc̣ tính theo công thức : 69,55.10 . ii i P T n  6 63 3 3 3,18 9,55.10 . 9,55.10 . 880261 . 34,5 P T N mm n    6 62 2 2 3,46 9,55.10 . 9,55.10 . 323951 . 102 P T N mm n    6 61 1 1 3,6 9,55.10 . 9,55.10 . 116149 . 296 P T N mm n    6 6 3,759,55.10 . 9,55.10 . 25220 . 1420 dc dc dc P T N mm n    GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 8 BẢNG SỐ LIỆU DÙNG CHO THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Trục Động cơ - I II III Dẫn tải Công suất P(KW) 3,75 3,6 3,46 3,18 Tỉ số truyền 4,79 2,92 2,95 Số vòng quay n (vg/ph) 1420 296 102 34,5 Moment xoắn T(N.mm) 25220 116149 323951 880261 Với trục Động cơ – I là trục nối giữa trục động cơ và trục cấp nhanh của bánh răng nghiêng bằng nối trục đàn hồi vì hiệu suất nối trục đàn hồi bằng 1. GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 9 PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI BỘ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 2.1. CHỌN LOẠI XÍCH  Ta chọn loại xích ống – con lăn vì tải trọng nhỏ và vận tốc thấp.  Xích ống – con lăn có độ bền mòn cao hơn xích ống,chế tạo đơn giản hơn xích răng và cũng vì ưu thế đó nên loại xích này được sử dụng phổ biến hơn. 2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA XÍCH VÀ BỘ TRUYỀN XÍCH Các thông số bộ truyền xích : ux=2,95 ; P1=3,46KW ; n1=102vg/ph ; T1=323951N.mm  Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức : 1 xZ =29-2.u =29-2.2,95=23,1 răng  Chọn 1Z =25 răng  Số răng trên đĩa xích bị dẫn được tính theo công thức 2 x 1Z =u .Z =2,95.25=73,75  Chọn 2Z =75 răng < max 120Z  răng  Hệ số điều kiện sử dụng xích k tính theo công thức sau: . . . . . 1,2.1.1,25.1.1.1,25 1,875r a o dc bt lvK K K K K K K   Trong đó : - Hệ số tải trọng động Kr = 1,2 – tải va đập nhẹ. - Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục a = (30->50)pc thì Ka = 1 - Hệ số ảnh hưởng cách bố trí bộ truyền Ko = 1,25 - Hệ số ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích Kdc = 1 - Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn Kbt = 1 - Hệ số xét đến chế độ làm việc Klv = 1,25 làm việc 2 ca.  Hệ số xét đến ảnh hưởng số răng của đĩa xích. GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 10 1 25 25 1 25 ZK Z     Hệ số vòng quay : 01 1 200 1,96 102 n n K n     Công suất tính toán Pt : 1. . . 1,875.1.1,963,46. 7,5 1,7 z n t x P K K K P KW K    Xích con lăn 2 dãy có Kx=1,7  Theo bảng 5.5- [1] với n01 = 200vg/ph ta chọn bộ truyền xích 2 dãy có bước xích 25,4cp mm .Thỏa mãn điều kiện bền mòn [P] 11tP KW   Đồng thời theo bảng 5.8 –[1] số vòng quay tới hạn tương ứng ở bước xích 25,4cp mm là nth = 800vg/ph nên điều kiện n < nth được thỏa mãn.  Vận tốc trung bình v của đĩa xích tính theo công thức 1 1. . 102.25.25,4 1,08 / 600000 60000 60000 cdn n Z pv m s       Lực vòng có ích : 1000 1000.3,46 3204 1,08 t P F N v     Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc với [po] chọn teo bảng 5.3 là 30MPa - [1] 1 33 1 1 . 3,46.1,875 600 600 22,09 . .[ ]. 25.102.30.1,7 c o x P K p mm Z n P K    Do pc = 25,4mm nên điều kiện trên được thỏa mãn.  Chọn sơ bộ khoảng cách trục (30 50) 40.25,4 1016ca p mm     GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 11  Số mắt xích X xác định theo công thức 2 1 2 2 12 . 2 2 c c c L a Z Z Z Z p X p p a             22.1016 25 75 75 25 25,4 . 131,58 25,4 2 2 1016 X            Ta chọn X = 132 mắt xích. Chiều dài xích : L = pc.X = 25,4.132= 3352,8 mm  Tính chính xác lại khoảng cách trục 2 2 1 2 1 2 1 20,25. 8 2 2 2 c Z Z Z Z Z Z a p X X                        2 2 25 75 25 75 25 75 0,25.25,4 132 132 8 955,92 2 2 2 mm                       Để xích không quá căng khi chịu lực ta giảm khoảng cách trục (0,002 ÷ 0,004)a  a = 953mm.  Số lần va đập của xích trong 1 giây 1 1. 102.25 1,29 [i]=20 15. 15.132 n Z i X     Theo bảng 5.6 với bước xích pc = 25,4 ta chọn [i] = 20. Theo [2] Kiểm tra xích theo hệ số an toàn theo công thức . 113400 19,78 . 1,7.3204 5,832 280,47x t v o Q s K F F F          8,2s s  Tra bảng 5.7 – [2] với n1 và pc  Vậy bộ truyền làm việc đủ bền GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 12 Theo bảng 5.2 [1] ta có  Tải trọng phá hủy Q = 113400N với pc = 25,4mm  Khối lượng một mét xích qm = 5kg  Lực căng trên nhánh dây căng F1 = Ft = 3204N  Lực căng do lực ly tâm gây nên 2 2. 5.1,08 5,832v mF q v N    Lực căng ban đầu của xích Fo 9,81. . . 9,81.6.5.0,953 280,47o f mF K q a N   Với hệ số phụ thuộc vào độ võng của xích Kf = 6 Hệ số tải trọng động Kx = 1,7 2.3. THIẾT KẾ KẾT CẤU ĐĨA XÍCH VÀ XÁC ĐỊNH LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC  Đường kính đĩa xích được xác định theo công thức : 1 1 25,4 202,66 sinsin 25 cpd mm Z               2 2 25,4 606,56 sinsin 75 cpd mm Z               1 1 0,7 202,66 0,7.25,4 220,44a cd d p mm     2 2 0,7 606,56 0,7.25,4 624,34a cd d p mm     1 1 2 202,66 2.8,0297 186,6fd d r mm     2 2 2 606,56 2.8,0297 590,5fd d r mm     Với 10,5025. ' 0,05 8,0297r d mm   và 1 ' 15,88d mm Tra bảng 5.2- [1].  Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức : GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 13 5 3 1 2,1.10 0,47 ( . ). 0,47 0,42.(3204.1,7 10,985.10 ) . 306.1,7 451,67 H r t p vd d E K F K F A K MPa        trong đó với Z1 = 25 ;kr = 0,42 là hệ số ảnh hưởng số răng đĩa xích;E = 2,1.10 5 MPa;A=306mm 2 bảng 5.12 [1] Kp=1,7 đối với xích 2 dãy Lực va đập trên một dãy xích tính theo CT : 7 3 7 3 3 113.10 . . . 13.10 .102.3,46 .2 10,985.10vdF n P m N      với m = 2 là số dãy xích. Vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được các ứng suất tiếp xúc cho phép   600H MPa  đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1. Tương tự  2H H  (với cùng vật liệu và nhiệt luyện)  Lực tác dụng lên trục : . 1,15.3204 3684,6r m tF K F N   Với Km = 1,15 là hệ số kể đến trọng lượng xích khi xích nằm ngang hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 40 độ so với đường nối hai tâm đĩa xích. GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 14 PHẦN III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG TRỤ HAI CẤP KHAI TRIỂN 3.1 CHỌN VẬT LIỆU *Theo bảng 6.1,ta chọn: -Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285. Giới hạn bền σ 𝑏1 = 850Mpa. Giới hạn chảy σ 𝑐ℎ1 = 580Mpa -Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt đọ rắn độ rắn HB192…240 . Giới hạn bền σ 𝑏2 = 750 Mpa . Giới hạn chảy σ 𝑐ℎ2 = 450Mpa 3.2 ỨNG SUẤT CHO PHÉP: 3.2.1 Ứng suất tiếp xúc: Ứng suất tiếp xúc cho phép: σ𝐻 = σ0𝐻𝑙𝑖𝑚 . 𝐾𝐻𝐿 𝑆𝐻 Số chu kỳ tương đương: 𝑁𝐻𝐸 = 60. 𝑐. 𝑛. 𝑇𝑖 𝑇𝑚𝑎𝑥 32 𝑖=1 . 𝑡𝑖 Vì mỗi vòng quay răng chỉ vào khớp 1 lần nên c = 1;với LH=43200h 𝑁𝐻𝐸1 = 60 × 1 × 1420 × 𝑇 𝑇 3 × 45 89 + 0,7𝑇 𝑇 3 × 44 89 × 43200 = 24,85× 108chu kì 𝑁𝐻𝐸2 = 60 × 1 × 296 × 𝑇 𝑇 3 × 45 89 + 0,7𝑇 𝑇 3 × 44 89 × 43200 = 5,18× 108chu kì Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180...350.Ta có: σ 0𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2𝐻𝐵 + 70; 𝑆𝐻 = 1,1; σ 0𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8𝐻𝐵; 𝑆𝐹 = 1,75 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 15 Chọn độ rắn của bánh nhỏ HB1= 250 ;độ rắn của bánh lớn HB2=235,khi đó Số chu kỳ cơ sở: 𝑁0𝐻 = 30𝐻𝐵 2,4 𝑁0𝐻1 = 30 × 250 2,4 = 0,17× 108 chu kì 𝑁0𝐻2 = 30 × 235 2,4 = 0,15× 108 chu kì Vì 𝑁𝐻𝐸 > 𝑁𝐻𝑂 nên 𝐾𝐻𝐿1 = 𝐾𝐻𝐿2= 1 Giới hạn mỏi tiếp xúc cho phép: σ 0𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2𝐻𝐵 + 70 σ 0𝐻𝑙𝑖𝑚 1 = 2 × 250 + 70 = 570Mpa σ 0𝐻𝑙𝑖𝑚 1 = 2 × 235 + 70 = 540Mpa Hệ số an toàn: 𝑆𝐻 = 1,1 Ứng suất tiếp xúc cho phép  1 1 σ 570 518,2 1,1 H    MPa  2 1 σ 540 490,9 1.1 H    Mpa Với cấp nhanh sử dụng bộ truyền bánh răng nghiêng,do đó theo (6.12) σ𝐻 = 𝜎𝐻1 + 𝜎𝐻2 2 = 518,2 + 490,9 2 = 504,55𝑀𝑃𝑎 *Thỏa điều kiện : σ𝐻 𝑚𝑖𝑛 ≤ σ𝐻 ≤ 1,25 σ𝐻 𝑚𝑖𝑛 = 613,625𝑀𝑃𝑎 với σ𝐻 𝑚𝑖𝑛 = 𝑚𝑖𝑛 σ𝐻1 ; σ𝐻2 3.2.2 Ứng suất uốn: Ứng suất uốn: σ𝐹 = σ0𝐻𝑙𝑖𝑚 𝐾𝐹𝐸 𝑆𝐹 Số chu kỳ tương đương: 𝑁𝐻𝐸 = 60. 𝑐. 𝑛. 𝑇𝑖 𝑇𝑚𝑎𝑥 62 𝑖=1 . 𝑡𝑖 (𝑚𝐹 = 6 vì độ rắn của răng H< 350𝐻𝐵 và đối với bánh răng được mài mặt chân răng) GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 16 Vì mỗi vòng quay răng chỉ vào khớp 1 lần nên c = 1. 𝑁𝐻𝐸1 = 60 × 1 × 1420 × 𝑇 𝑇 6 × 45 89 + 0,7𝑇 𝑇 6 × 44 89 × 43200 = 20,75× 108chu kì 𝑁𝐻𝐸2 = 60 × 1 × 296 𝑇 𝑇 6 × 45 89 + 0,7𝑇 𝑇 6 × 44 89 × 43200 = 4,3× 108chu kì Số chu kỳ cơ sở:𝑁0𝐹 = 5 × 10 6 chu kì Vì 𝑁𝐹𝐸 > 𝑁0𝐹 nên 𝐾𝐹𝐿1 = 𝐾𝐹𝐿2= 1 Giới hạn mõi uốn cho phép: σ0𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8𝐻𝐵 (Mpa) σ0𝐹𝑙𝑖𝑚 1 = 1,8 × 250 = 450𝑀𝑝𝑎 σ0𝐹𝑙𝑖𝑚 2 = 1,8 × 235 = 423𝑀𝑝𝑎 Hệ số an toàn : 𝑆𝐻 = 1,75 Ứng suất tiếp xúc cho phép  1 1 σ 450 257,14 1,75 F    Mpa  2 1 σ 423 241,7 1,75 F    Mpa Ứng suất quá tải cho phép (theo 6.10 và 6.11) 𝜎𝐻 𝑚𝑎𝑥 = 2,8𝜎𝑐ℎ2 = 2,8 × 450 = 1260𝑀𝑃𝑎 𝜎𝐹1 𝑚𝑎𝑥 = 0,8𝜎𝑐ℎ1 = 0,8 × 580 = 464𝑀𝑃𝑎 𝜎𝐹2 𝑚𝑎𝑥 = 0,8𝜎𝑐ℎ2 = 0,8 × 450 = 360𝑀𝑃𝑎 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 17 3.3 TÍNH TOÁN CÁP NHANH : BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG 3.3.1 Khoảng cách trục (theo 6.15a) 𝑎𝑤1 = 𝐾𝑎 𝑢1 + 1 𝑇1 × 𝐾𝐻𝛽 𝛹𝑏𝑎 σ𝐻 2𝑢1 3 Theo bảng 6.6 do bánh răng nằm đối xứng với các ổ trục nên 𝛹𝑏𝑎 = 0.3 ÷ 0.5.Chọn 𝛹𝑏𝑎 = 0,3 với răng nghiêng Ka =43 (bảng 6.5) 𝛹𝑏𝑑 = 0,5𝛹𝑏𝑎 𝑢 + 1 = 0,5.0,3. 4,79 + 1 = 0,8685 Theo bảng 6.7 ta chọn 𝐾𝐻𝛽 ≈ 1,12 ⇒ 𝑎𝑤1 = 43 4,79 + 1 25220 × 1,12 0,3 × 504,552 × 4,79 3 = 106,02𝑚𝑚 Chọn 𝑎𝑤1 = 107mm 3.3.2 Xác định các thông số ăn khớp : Theo (6.17) ta có: m = 0,01 ÷ 0,02 aw = (1,07 ÷ 2,14) mm Theo bảng 6.8 chọn môđun pháp m = 2mm Số răng bánh nhỏ 𝑍1 = 2𝑎𝑤1 cos𝛽 𝑚 𝑢 + 1 Từ điều kiện:8° ≤ 𝛽 ≤ 20° ⇒ 2𝑎𝑤1 . cos 8° 2 𝑢 + 1 ≥ 𝑍1 ≥ 2𝑎𝑤1 . cos 20° 2 𝑢 + 1 ⇒ 2𝑎𝑤1 . cos 8° 2 4,79 + 1 ≥ 𝑍1 ≥ 2𝑎𝑤1 . cos 20° 2 4,79 + 1 ⇒ 18,3 ≥ 𝑍1 ≥ 17,36 .Chọn 𝑍1 = 18 răng Số răng bánh lớn:𝑍2 = 𝑢.𝑍1 = 4,79 × 18 = 86,22 răng.Chọn 𝑍2 = 87 răng Góc nghiêng răng,ta có: GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 18 cos𝛽 = 𝑚 𝑍1 + 𝑍2 2𝑎𝑤1 ⇒ β = cos−1 𝑚 𝑍1 + 𝑍2 2𝑎𝑤1 = cos−1 2 18 + 87 2 × 107 ≈ 11°5′43′′ 3.3.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo 6.13 ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc 𝜎𝐻 = 𝑍𝑀 .𝑍𝐻 .𝑍𝜀 . 2𝑇1.𝐾𝐻 𝑢 + 1 𝑏𝑤𝑢𝑑𝑤1 2 Theo bảng 6.5 𝑍𝑀 = 274 𝑀𝑃𝑎 3 Theo 6.35 tan𝛽𝑏 = cos𝛼𝑡 . tan𝛽 = cos 20,35. tan 11,095 ⇒𝛽𝑏 = 10,42° Với: 𝛼𝑡 = 𝛼𝑡𝑤= 1 1 0 0tan tan 20tan tan 20,35 20 20'59" cos cos11,095                 Do đó theo (6.34) 𝑍𝐻 = 2. cos𝛽𝑏 sin 2𝛼𝑡𝑤 = 2. cos 10,42 sin 2.20,35 = 1,74 Theo (6.37) ta có: 𝜀𝛽 = 𝑏𝑤 sin 𝛽 𝜋.𝑚 = 0,3.107 sin 11,095 2.𝜋 = 0,989 Do đó theo (6.38) ta có: 𝑍𝜀 = 1 𝜀𝛼 = 1 1,634 ≈ 0,782 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 19 Với 1 2 1 1 1,88 3,2 cos Z Z              = 1,88 − 3,2 1 18 + 1 87 cos 11,095° ≈ 1,634 Đường kính vòng lăn bánh nhỏ 𝑑𝑤1 = 2𝑎𝑤1 𝑢𝑚 + 1 = 2.107 4,79 + 1 = 36,96𝑚𝑚 Theo (6.40) 𝑣 = 𝜋𝑑𝑤1 .𝑛1 6 × 104 = 𝜋 × 36,96 × 1420 6 × 104 ≈ 2,75 𝑚/𝑠 Theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác 9 Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9,ta có 𝐾𝐻𝛼 = 1,16;KFα=1,4 Theo (6.42) 𝑉𝐻 = 𝜎𝐻 .𝑔0 . 𝑣 𝑎𝑤1 𝑢 = 0,002.73.2,75. 107 4,79 = 1,9𝑚/𝑠 Trong đó theo bảng 6.15,𝛿𝐻 = 0,002,theo bảng 6.16 g0=73.Do đó theo (6.41) 𝐾𝐻𝑉 = 1 + 𝑉𝐻𝑏𝑤𝑑𝑤1 2𝑇1.𝐾𝐻𝛽 .𝐾𝐻𝛼 = 1 + 1,9 × 32,1 × 36,96 2 × 25220 × 1,12 × 1,16 = 1,034 Theo (6.39) 𝐾𝐻 = 𝐾𝐻𝛽 .𝐾𝐻𝛼 .𝐾𝐻𝑉 = 1,12 × 1,16 × 1,034 = 1,34 Thay các giá trị vừa tính được vào (6.33) ta được 𝜎𝐻 = 274 × 1,74 × 0,782 2 × 25220 × 1,34. 4,79 + 1 0,3 × 107 × 4,79 × 36,962 = 508,9𝑀𝑃𝑎 Xác định chính xác ứng suất tiếp cho phép Với v = 2,75m/s < 5m/s ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc dòng ZV=1.Cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9,khi đó cần gia công đạt độ nhám GVHD : Nguyễn Văn Thạnh ĐACTM-ĐỀ 2 PHƢƠNG ÁN 9 SVTH : Nguyễn Hữu Quang - 20801673 Page 20 𝑅𝑎 = 2,5…1,25𝜇𝑚 do đó 𝑍𝑅 = 0,95 với da< 700mm, KXH = 1,do đó theo (6.1) và (6.1a) 𝜎𝐻 ′ = 𝜎𝐻 .𝑍𝑉 .𝑍𝑅 .𝐾𝑋𝐻 = 504,55.1.0,95.1 = 479,3𝑀𝑃𝑎 Như vậy 𝜎𝐻 > 𝜎𝐻 do đó cần tăng them khoảng cách trục aw và tiến hành kiểm tra lại kết quả ta được. aw = 113mm =>  468,9 479,3H HMPa MPa    →Thỏa mản điều kiện tiếp xúc 3.3.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Theo (6.43) 𝜎𝐹1 = 2𝑇1.𝐾𝐹 .𝑌𝜀 .𝑌𝛽 .𝑌𝐹1 𝑏𝑤 . 𝑑𝑤1.𝑚 Theo bảng 6.7 𝐾𝐹𝛽 = 1,24 Theo bảng 6.14 v = 2,75 m/s và cấp chính xác 9,𝐾𝐻𝛼 = 1,4 theo (6.47) 𝑉𝐹 = 𝛿𝐹𝑔0𝑉 𝑎𝑤 𝑢 = 0,006.73.2,75 107 4,79 = 5,69𝑚/𝑠 Trong đó theo bảng 6.15, 𝛿𝐹 = 0,006 theo bảng 6.16 g0=73.Do đó theo 6.46 1 1 . . 5,69 32,1 36,96 1 1 1,078 2 . . 2 25220 1,24 1,4 F w w FV F F v b