BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CƠNG NGHỆ
BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
------
------
BAO CAO ĐƠ AN
CƠ SƠ THIÊT KÊ MAY
THIÊT KÊ TRẠM DÂN ĐÔNG
BĂNG TAI
CAN BÔ HƯỚNG DÂN
ThS. Mai Vĩnh Phúc
NHÓM SV THỰC HIỆN:
Trân Văn Vinh MSSV: B1903765
Đinh Phước Thọ MSSV: B1903738
Ngành: Ki thuât cơ khi– Khóa: 45
Tháng11/2021
Lời cảm ơn
LỜI CAM ƠN
Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cám ơn Trường Đại học
Cần Thơ đã tạo điều kiện thuân lợi để chúng em có thể học tâp, trao đổi
trực tuyến trên nền tảng Zoom.
Cám ơn quý thầy, cơ bộ mơn Khoa Cơng Nghệ đã tân tình giảng
dạy những kiến thức quý báu làm nền tảng, để chúng em có thể áp dụng
trong suốt q trình thực hiện đồ án.
Xin trân trọng cám ơn thầy Mai Vinh Phúc đã đồng hành cùng
chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án, với sự tân tình giúp đỡ,
hướng dẫn và chỉ bảo những kinh nghiệm quý giá.
Do lần đầu làm đồ án với những hạn chế về mặt kiến thức cũng
như kinh nghiệm khó tránh khỏi tồn tại những thiếu sót. Rất mong nhân
được sự nhân xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phia q thầy cơ để bài
báo cáo của chúng em thêm phần hoàn thiện.
Lời cuối cùng, em xin kinh chúc quý thầy cô nhiều sức khỏe, thành
công và hạnh phúc.
Em xin chân thành cảm ơn!
Cần thơ, ngày 01 tháng 11 năm 2021
Sinh viên thực hiện
Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
Đinh Phước Thọ
Trân Văn Vinh
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
-i-
Đề 8.0.4
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
-ii-
Mục lục
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN..................................................................................................................i
ĐỀ................................................................................................................................... ii
MỤC LỤC.......................................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH........................................................................................................ v
DANH MỤC BẢNG........................................................................................................vi
CHƯƠNG I................................................................................................................... 1
TÍNH TOAN PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ LỰA CHỌN ĐÔNG CƠ........ 1
1.1. Đặc điểm của hộp giảm tốc................................................................................. 1
1.2. Tính tốn cơng suất cần thiết của động cơ..........................................................3
1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ..................................................................................... 4
1.4. Chọn động cơ điện............................................................................................... 4
1.5. Phân phối lại tỉ số truyền..................................................................................... 5
1.6. Tính cơng suất trên các trục................................................................................ 5
1.7. Tính tốc độ quay trên các trục............................................................................. 6
1.8. Tính momen xoắn trên các trục........................................................................... 6
1.9. Tổng hợp kết quả tính tốn.................................................................................. 7
CHƯƠNG II..................................................................................................................8
THIÊT KÊ BƠ TRUYỀN NGỒI............................................................................. 8
2.1. Thiết kế bộ truyền đai...........................................................................................8
CHƯƠNG III................................................................................................................ 14
THIÊT KÊ BÔ TRUYỀN TRONG............................................................................14
3.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh.................................14
3.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm .....................................27
3.3. Tổng hợp lại các thông số của bộ truyền bánh răng ..........................................38
CHƯƠNG IV................................................................................................................ 39
THIÊT KÊ TRỤC, Ổ, KHỚP NỐI............................................................................ 39
4.1. Tính tốn thiết kế trục.......................................................................................... 39
4.2. Chọn ổ lăn ........................................................................................................... 62
4.3. Tính tốn nối trục.................................................................................................68
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
-iii-
Mục lục
CHƯƠNG V.................................................................................................................. 71
THIÊT KÊ VỎ HÔP, CAC CHI TIÊT PHỤ, DUNG SAI LẮP GHÉP.................71
5.1. Thiết kế vỏ hộp..................................................................................................... 71
5.2. Các chi tiết phụ.................................................................................................... 73
5.3. Bảng tổng kết bulông........................................................................................... 79
5.4. Bôi trơn hộp giảm tốc...........................................................................................80
5.5. Dung sai và lắp ghép ...........................................................................................80
CHƯƠNG VI................................................................................................................ 85
KÊT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ..................................................................................... 85
6.1. Kết luận................................................................................................................ 85
6.2. Kiến nghị.............................................................................................................. 85
TÀI LIỆU THAM KHAO........................................................................................... 86
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
-iv-
Danh mục hình
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp phân đơi cấp nhanh.......................................... 2
Hình 2.1: Đồ thị chọn đai thang theo thơng số của bánh dẫn.......................................8
Hình 4.1: Phác thảo hộp giảm tốc................................................................................. 42
Hình 4.2: Phân tich lực..................................................................................................43
Hình 4.3: Biểu đồ nội lực và kết cấu sơ bộ trục I......................................................... 45
Hình 4.4: Biểu đồ nội lực và kết cấu sơ bộ trục II........................................................49
Hình 4.5: Biểu đồ nội lực và kết cấu sơ bộ trục III...................................................... 52
Hình 4.6: Nối trục vịng đàn hồi....................................................................................68
Hình 5.1: Chốt định vị...................................................................................................73
Hình 5.2: Nắp ổ lăn....................................................................................................... 74
Hình 5.3: Cửa thăm và nút thơng hơi............................................................................75
Hình 5.4: Nút tháo dầu.................................................................................................. 76
Hình 5.5: Que thăm dầu................................................................................................ 76
Hình 5.6: Vịng móc và vit nâng................................................................................... 77
Hình 5.7: Vịng phớt......................................................................................................78
Hình 5.8: Vịng chắn dầu...............................................................................................78
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
-v-
Danh mục bảng
DANH MỤC BANG
Bảng 1.1: Các thông số cơ bản của động cơ điện......................................................... 4
Bảng 1.2: Tổng hợp lại các thông số.............................................................................7
Bảng 2.1: Bảng các thông số đai loại B........................................................................ 9
Bảng 2.2: Bảng tổng hợp các thông số đai B................................................................ 13
Bảng 3.1: Thông số vât liệu của bánh răng cấp nhanh................................................. 14
Bảng 3.2: Các thơng số hình học bộ truyền cấp nhanh.................................................26
Bảng 3.3: Thông số vât liệu của bánh răng cấp châm.................................................. 27
Bảng 3.4: Các thơng số hình học bộ truyền cấp châm..................................................37
Bảng 3.5: Tổng hợp lại các thông số của bộ truyền bánh răng.....................................38
Bảng 4.1: Các thông số của hộp giảm tốc..................................................................... 41
Bảng 4.2: Tổng hợp các thông số tinh ở các tiết diện...................................................55
Bảng 4.3: Kết quả tinh tốn...........................................................................................62
Bảng 4.4: Thơng số ổ lăn trục I..................................................................................... 64
Bảng 4.5: Thông số ổ lăn trục II....................................................................................66
Bảng 4.6: Thông số ổ lăn trục III.................................................................................. 67
Bảng 4.7: Thông số nối trục đàn hồi............................................................................. 69
Bảng 5.1: Thông số vỏ hộp giảm tốc đúc......................................................................71
Bảng 5.2: Kich thước gối trục dinh với thân hộp..........................................................72
Bảng 5.3: Kich thước chốt định vị................................................................................ 73
Bảng 5.4: Kich thước nắp ổ...........................................................................................74
Bảng 5.5: Kich thước cửa thăm.....................................................................................74
Bảng 5.6: Kich thước nút thông hơi.............................................................................. 75
Bảng 5.7: Kich thước nút tháo dầu................................................................................76
Bảng 5.8: Kich thước rãnh lắp vòng phớt và vòng phớt...............................................78
Bảng 5.9: Tổng hợp Bulông-đai ốc............................................................................... 79
Bảng 5.10: Tổng hợp dung sai.......................................................................................82
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
-vi-
Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
CHƯƠNG 1
TÍNH TOAN PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ LỰA CHỌN
ĐÔNG CƠ
1.1 Đặc điểm của hộp giảm tốc
Động cơ điện thường có tốc độ vơ cùng lớn, nhưng khi ứng dụng
vào sản xuất thực tế thì nhiều trường hợp cần tốc độ quay nhỏ hơn nhiều.
Vì vây để giảm tốc độ của động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu của các
máy móc thiết bị người ta đã tạo ra hợp giảm tốc.
Hộp giảm tốc là một cơ cấu gồm các bộ truyền bánh răng (răng trụ,
răng nón) hay trục vit, tạo thành một tổ hợp biệt lâp để giảm số vịng
quay và truyền cơng suất từ động cơ đến máy công tác. Là thiết bị trung
gian sử dụng truyền động ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền cố định,
cùng với việc giảm vân tốc góc là tăng moment xoắn và tải trọng đáng
kể.
Hộp giảm tốc có nhiều loại:
-Tùy loại truyền động (bánh răng trụ, bánh răng côn, trục vit, bánh
răng - trục vit)
-Tùy theo số lần thay đổi tỉ số truyền (cấp 1, cấp 2, cấp 3…)
-Vị tri tương đối giữa các trục trong không gian (nằm ngang, thẳng
đứng…)
- Đặc điểm của sơ đồ động (khai triển, đồng trục, phân đôi…)
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -1-
Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
Với đầu đề được cho ta xác định đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ
hai cấp phân đôi cấp nhanh.
Ưu điểm
- Tải trọng phân bố đều trên các ổ trục.
- Bánh răng phân bố đối xứng so với ổ, sự tâp trung tải trọng theo
chiều dài răng it hơn so với sơ đồ khai triển thông thường.
- Tại các tiết diện nguy hiểm của trục trung gian mômen xoắn chỉ
tương ứng với một nữa công suất truyền tới trục
Nhờ các ưu điểm trên, hộp giảm tốc loại này có thể nhẹ hơn 20%
so với hộp giảm tốc khai triển.
Nhược điểm
- Chiều rộng của hộp giảm tốc tăng lên.
- Cấu tạo của bộ phân ổ phức tạp hơn.
- Số lượng chi tiết và gia cơng tăng.
Hình 1.1: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp phân đôi cấp nhanh
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -2-
Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
1.2 Tính tốn cơng suất cân thiết của động cơ
ntang =
Mmax =
60000 . V
=
60000 . 0,67
π.D
π . 400
P.D
7470 . 400
2
=
= 31,9901 (vòng/phút)
= 1494000 (Nmm) = 1494 (Nm)
2
Moment đẳng trị trên băng tải
Theo đồ thị đặc tinh tải trọng ta có:
M1 = 0,8Mmax = 1195,2 (Nm)
t1 = 1 (h)
M2 = Mmax = 1494 (Nm)
t2 = 6 (h)
M3 = 0,9Mmax = 1344,6 (Nm)
t3 = 1 (h)
Theo công thức 2-3 [1] ta có:
M1 2 .t1 +M2 2 .t2 +M3 2 .t3
t1 +t2 +t3
Mdt =
→ Mdt =1441,7294 (Nm)
Công suất đẳng trị trên băng tải tinh theo công thức 2-4 [1] :
Nđt =
Mdt . ntang
9550
=
1441,7294 . 31.9901
9550
Công suất cần thiết của động cơ:
Trong đó:
Nct ≥
Nđt
= 4,829 (kW)
η
η = ηđ . ηol 4 . ηbr 3 . ηnt
Với các thông số tra bảng 2.1 [3]
ηđ =0,95
ηol =0,99
ηbr =0,96
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Hiệu suất bộ truyền đai thang.
Hiệu suất của một cặp ổ lăn.
Hiệu suất của một cặp bánh răng trụ.
Trang -3-
Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
ηnt =1
Hiệu suất của nối trục.
η = ηđ . ηol 4 . ηbr 3 . ηnt = 0,95 . 0,994 . 0,963 = 0,8074
Ta suy ra công suất cần thiết của động cơ
Nđt
4,829
= 5,9809 (kW)
Nct =
=
η
0,8074
1.3 Chọn số vịng quay sơ bộ
Theo cơng thức 2.11 [3] ta có:
��� = ��� . ���
⟺ ��� = ��� . uđ . uhgt
Chọn tỉ số truyền theo bảng 2.2 [3]:
tỷ số truyền của đai thang
uđ = 4
uhgt =11 tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp
⟹ ��� = 31,9901 . 4 . 11 = 1407,5644 (vòng/phút)
1.4 Chọn động cơ điện
Ta chọn động cơ dựa trên công suất cần thiết và số vòng quay sơ
bộ sao cho:
Nđm ≥ Nct = 5,9809 (kW)
Theo bảng P1.2 [2] trang 235 chọn kiểu động cơ điện DK, có số
hiệu Dk.52-4 có các thơng số kỹ thuât như sau:
Bảng 1.1: Các thông số cơ bản của động cơ điện
Kiểu động
cơ
Dk.52-4
Cơng
suất
Vận tốc
(kW) (vịng/phút)
7
1440
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
cos�
TK/Tdn
Tmax/Tdn
0,85
1,5
2
Moment vô
lăng của rôto
GD2,kgm2
Khối
lượng
động
cơ (kg)
0,28
104
Trang -4-
Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
1.5 Phân phối lại tỉ số truyền
Có được số vòng quay của động cơ và số vòng quay của trục tang
ta tinh lại tỉ số truyền chung của tồn bộ hệ thống:
�đ�
�đ�
1440
=
=
= 45,0139
��ℎ��� =
��� ����� 31,9901
Ta có ��ℎ��� = �đ . �ℎ�� = � đ . ��ℎ . ��ℎ
Trong đó: ��ℎ là tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh
��ℎ là tỉ số truyền của bộ truyền cấp châm
Phân phối lại tỉ số truyền cho bộ truyền trong:
Chọn �đ = 4,5
⇒ �ℎ�� = ��ℎ . ��ℎ
��ℎ��� 45,0139
=
=
= 10,0031
�đ
4,5
Dựa vào bảng 3.1 [2] ta chọn tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh
và cấp châm như sao:
uch = 2,794
unh = 3,58
1.6 Tính cơng suất trên các trục
Cơng suất trên các trục lần lược là:
Trục công tác
Trục 3:
Trục 2:
Trục 1:
Trục động cơ:
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
����� = �đ� = 4,829 (kW)
�����
�3 =
��� . ���
=
�1 =
�2
��� 2 ���
=
�2 =
�3
��� . ���
�đ� =
�1
�đ . ���
=
4,829
1 . 0,99
= 4,8778(kW)
4,8778
0,96 . 0,99
5,1324
0,962 . 0,99
=
5,6253
0,95 . 0,99
= 5,1324 (kW)
= 5,6253 (kW)
= 5,9812 (kW)
Trang -5-
Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
1.7 Tính tốc độ quay trên các trục
Tốc độ quay của các trục lần lượt là:
Trục động cơ:
Trục 1:
Trục 2:
Trục 3:
�đ� =
�1 =
�2 =
�3 =
Trục công tác:
�đ�
1440 (vòng/phút)
�đ
=
1440
4,5
�2
��ℎ
=
89,3855
2,794
�1
��ℎ
=
320
3,58
= 320 (vòng/phút)
= 89,3855 (vòng/phút)
= 31,9919 (vòng/phút)
����� = �3 = 31,9919 (vịng/phút)
1.8 Tính momen xoắn trên các trục
Momen xoắn trên các trục tinh theo công thức trang 49 [2] lần lượt
là:
Momen xoắn trên trục động cơ:
6
Mđc = 9,55. 10 .
Nđc
nđc
= 9,55. 106 .
Momen xoắn trên trục 1:
M1 = 9,55. 106 .
N1
M2 = 9,55. 106 .
N2
n1
= 39666,9861 (Nmm)
5,6253
= 167 880,0469 (Nmm)
= 9,55. 106 .
5,1324
=548 348,6695(Nmm)
Momen xoắn trên trục 3:
N
1440
= 9,55. 106 .
Momen xoắn trên trục 2:
n2
5,9812
320
89,3855
4,8778
M3 = 9,55. 106 . n 3 = 9,55. 106 . 31,9919 = 1 456 087,01(Nmm)
3
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -6-
Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
Momen xoắn trên trục công tác:
�����
4,829
6
����� = 9,55. 10 .
= 9,55. 106 .
�����
31,9919
= 1 441 519,572 (Nmm)
1.9 Tổng hợp kết quả tính tốn
Bảng 1.2: Tổng hợp lại các thông số
Trục
Thông số
Trục động
cơ
Tỷ số truyền-u
uđ = 4,5
Vân tốc quay n
(vịng/phút)
1440
Cơng suất N
(kW)
5,9812
Momen_xoắn M
39666,9861
(Nmm)
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trục I
Trục II
unh = 3,58
Trục công
tác
Trục III
uch = 2,794
unt = 1
320
89,3855
31,9919
31,9919
5,6253
5,1324
4,8778
4,829
167880,0469
548348,6695
1456087,01
1441519,572
Trang -7-
Chương II: Thiết kế bộ truyền ngồi
CHƯƠNG II
THIÊT KÊ BƠ TRUYỀN NGOÀI
2.1 Thiết kế bộ truyền đai
Với tỉ số truyền đã chọn cho bộ truyền đai là uđ = 4,5. Ta thấy
chọn đai thang cho bộ truyền là phù hợp.
Thông số đầu vào của bộ truyền đai:
nđc =
1440 (vòng/phút)
Nđc = 5,9812 (kW)
Hình 2.1: Đồ thị chọn đai thang theo thơng số của bánh dẫn
Dựa vào số vịng quay và cơng suất đầu vào của bánh dẫn (trục
động cơ điện) ta chọn được loại đai phù hợp là đai thang thường loại B.
Và tiến hành tinh tốn các thơng số phù hợp với loại đai đã chọn.
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -8-
Chương II: Thiết kế bộ truyền ngoài
Bảng 2.1: Bảng các thông số đai loại B
STT
1
2
Thông số đai
Diện tich tiết diện: A (mm2)
Đai loại B
138 (mm2)
Đường kinh bánh đai nhỏ
Chọn theo tiêu chuẩn bảng 5.13 và bảng 5.14 [3]
d1= 140 (mm)
Kiểm nghiệm vân tốc của đai
3
Theo công thức 5.39 [3]
v=
π.d1 .n1
60000
=
π.140.1440
60000
= 10,5558 (m/s)
v < vmax
thỏa điều kiện
vmax = (30 ÷ 35) m/s
Tinh đường kinh bánh bị dẫn
Theo công thức 5.25 [3]
d2 =
4
=
1440
320
n1
. d (1 − ξ)
n2 1.
d2= 630 (mm)
. 140. (1 − 0,02) = 617,4(mm)
Làm tròn theo tiêu chuẩn bảng 5.14 [3]
Kiểm nghiệm số vịng quay trục bị dẫn
Theo cơng thức 5.27 [3]
n' 2 = (1 − ξ).
5
= (1 − 0,02).
∆n2 =
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
140
630
d1
.n
d2 1
n2 thỏa
. 1440 = 313,6 (vòng/phút)
320−313,6
320
. 100 = 2% < 3%
Trang -9-
Chương II: Thiết kế bộ truyền ngồi
STT
Thơng số đai
Đai loại B
Sơ bộ khoảng cách trục
6
Theo bảng 5.15 [3] và �đ = 4,5 ta chọn:
a = 0,9.d2 = 0,9.630 = 567 (mm)
434≤567≤1540
thỏa
Điều kiện: 0,55(d1 + d2 ) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2 )
Chiều dài đai L
Theo công thức 5.1 [3]
7
π. (d1 + d2 ) (d2 − d1 )2
+
L = 2a +
2
4a
π. (140 + 630) (630 − 140)2
= 2.567 +
+
2
4.567
L = 2800 (mm)
=2449,3774 (mm)
Làm tròn theo tiêu chuẩn bảng 5.11 [3]
Kiểm nghiệm số vịng quay của đai
8
Theo cơng thức 5.41 [3]
v
i = ≤ imax = 10 (vòng/s)
L
10,5558
i=
= 3.7699 (vòng/s)
2,8
i < imax
thỏa
Xác định chinh xác khoảng cách trục a
9
Theo công thức 5.2 [3]
2L − π(d2 + d1 ) + [2L − π(d2 + d1 )]2 − 8(d2 − d1 )2
a=
8
a = 756 (mm)
= 755,5191 (mm)
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -10-
Chương II: Thiết kế bộ truyền ngồi
STT
Thơng số đai
Đai loại B
Tinh góc ơm
10
Theo cơng thức 5.3 [3]
α1 = 180� −
�2 − �1
. 57� = 143� 3" > 120�
�
Công suất trên bánh dẫn P1
Diện tich tiết diện đai A
Vân tốc đai v
143�
5,9812 (kW)
138 (mm2)
10,5558 (m/s)
Cơng suất có ich cho phép [P0] tra bảng 4.19 [2]
4,61 (kW)
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vân tốc
Theo cơng thức 5.44 [3] tìm
11.
Xác
định
số
đai
cần
0,9943
Cv = 1 − 0,05(0,01. v2 − 1)
Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng Cr
Đặc tinh tải trọng: va đâp nhẹ
Hệ số xét đến ảnh hưởng của sự phân bố không
đều tải trọng giữa các dây đai Cz
0,7
0,95
Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài L
thiết
�� =
6
�
=
�0
6
1,0379
2800
2240
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ơm đai
0,9021
Theo cơng thức 5.45 [3]
�
− 1
110
�
)
�� = 1,24(1 −
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền Cu
Thế vào công thức 5.43 [3]: z ≥
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
P1
[P0 ]Cα Cu CL Cz Cr Cv
1,14
z ≥1,8384
chọn z=2
Trang -11-
Chương II: Thiết kế bộ truyền ngồi
STT
Thơng số đai
12.
Chiều rộng bánh đai
Các
Theo công thức 5.46 [3]
kich
thước
chủ
yếu
của
t= 20 (mm)
B = (z − 1)t + 2S
Tra bảng 10-3 [1] để tìm (t , S, ho)
Xác định các đường kinh ngồi
Theo cơng thức 5.47 [3]
dn1 = d1 + 2h0
bánh
dn2 = d2 + 2h0
đai
Lực căng ban đầu
13
Đai loại B
Theo công thức 5.48 [3]
S= 12,5 (mm)
⇒ B = 45 (mm)
h0 = 5 (mm)
dn1 = 150(mm)
dn2 = 640(mm)
�� = 165.6 (N)
�� = �0 . �
Lực tác dụng lên trục
14
Theo công thức 5.48 [3]
F ≈ 3F0 z sin
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
α1
2
F≈942,2544 (N)
Trang -12-
Chương II: Thiết kế bộ truyền ngoài
Bảng 2.2 Bảng tổng hợp các thông số đai B
Các thông số cơ bản của bộ truyền
Đai thang loại B
Đường kinh bánh dẫn d1
140 (mm)
Đường kinh bánh bị dẫn d2
630 (mm)
Đường kinh ngoài dn1
150 (mm)
Đường kinh ngoài dn2
640 (mm)
Chiều dài đai L
2800 (mm)
Khoảng cách trục a
756 (mm)
Góc ơm α1
Số đai z
143�
Chiều rộng bánh đai B
45 (mm)
Lực căng ban đầu Fo
165,6 (N)
Lực tác dụng lên trục F
942,2544 (N)
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
2 đai
Trang -13-
Chương III: Thiết kế bộ truyền trong
CHƯƠNG III
THIÊT KÊ BÔ TRUYỀN TRONG
3.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
3.1.1. Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện
Vì đây là bộ truyền kin chịu tải trọng trung bình nên chọn vât liệu
có độ rắn HB ≤350, để có thể chạy mịn tốt ta lấy độ rắn của bánh răng
nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn 10÷15 HB. Chọn phơi dâp.
��1 ≥ ��2 + (10 ÷ 15)��
Ta dùng bảng 3-6 và 3-8 [1] để chọn vât liệu bánh răng nhỏ và lớn.
Bảng 3.1: Thông số vật liệu của bánh răng cấp nhanh
Giới hạn Giới hạn
Đường kính
bền kéo σbk chảy σch
phơi (mm)
(N/mm2)
(N/mm2)
Bánh răng
Loại Thép
Độ rắn HB
Bánh nhỏ
50T
thường hóa
100-300
620
320
230
Bánh lớn
45 thường hóa
300-500
560
280
200
3.1.2. Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng xuất mỏi uốn cho phép
3.1.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Ta có cơng thức 3-1[1]:
Trong đó:
[σ]tx = [σ]Notx k'N
-[σ]Notx : là ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc
lâu dài tra bảng 3-9 [1].
- k’N: hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc, tinh theo công thức 3-2 [1].
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -14-
Chương III: Thiết kế bộ truyền trong
k'N =
Với:
6
No
Ntđ
- No: số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc bảng 3-9 [1].
- Ntđ: số chu kỳ tương đương, trường hợp bánh răng chịu tải trọng
thay đổi tinh theo công thức 3-4 [1].
Trong đó:
Ntđ = 60u
n
i=1
[(
Mi 3
) ni Ti ]
Mmax
- Mi, ni, Ti: lần lượt là moment xoắn, số vòng quay trong một phút
và tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ i.
- Mmax: là moment xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng (không
tinh đến moment xoắn do quá tải trong thời gian rất ngắn).
- u: số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vịng.
Nếu Ntđ ≥ No thì lấy k’N = 1
Bánh dẫn (bánh nhỏ):
[σ]Notx1 = 2,6. HB1
No1 = 107
1
6
1
Ntđ1 = 60.1. (0,83 . + 13 . + 0,93 . ). 320.5.300.16 = 41,7. 107
8
8
8
Suy ra:
Ntđ1 ≥ No1 nên lấy k’N1 = 1
[σ]tx1 = [σ]Notx1 = 2,6. HB1 = 2,6.230 = 598 (N/mm2)
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -15-
Chương III: Thiết kế bộ truyền trong
Bánh bị dẫn (bánh lớn):
[σ]Notx2 = 2,6. HB2
Ntđ2 =
Suy ra:
Ntđ1
unh
No2 = 107
41. 107
= 11,6. 107
=
3,58
Ntđ2 ≥ No2 nên lấy k’N2 = 1
[σ]tx2 = [σ]Notx2 = 2,6. HB2 = 2,6.200 = 520 (N/mm2)
3.1.2.2. Ứng suất uốn cho phép
Răng làm việc hai mặt (răng chịu ứng suất thay đổi đổi chiều), nên
theo công thức 3-6 [1] ta có:
Trong đó:
[σ]u =
σ−1 k''N
n. Kσ
- σ−1 : là giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng, đối với thép:
σ−1 ≃ (0,4 ÷ 0,45)σbk
- σbk : là giới hạn bền kéo của một số loại thép, tra trong bảng
3-8 [1] ta được:
σbk1 = 620(N/mm2)
σbk2 = 560(N/mm2)
- n : là hệ số an tồn. Đối với thép cán thường hóa n ≃ 1,5.
- Kσ : là hệ số tâp trung ứng suất chân răng. Đối với bánh răng
bằng thép thường hóa:
Kσ ≃ 1,8
- k''N : là hệ số chu kỳ ứng suất uốn, tinh theo công thức 3-7 [1].
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
k''N =
m
No
Ntđ
Trang -16-
Chương III: Thiết kế bộ truyền trong
- No : là số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn, có thể lấy:
No ≈ 5. 106
- Ntđ : là số chu kỳ tương đương, trường hợp bánh răng chịu tải
trọng thay đổi tinh theo công thức 3-8 [1].
Ntđ = 60u
n
i=1
[(
Mi m
) n i Ti ]
Mmax
- m : là bâc đường cong mỏi, đối với thép thường hóa lấy m ≈ 6.
Bánh dẫn(bánh nhỏ):
σ−1 1 = 0,4 . 620 = 248 (N/mm2)
1
6
1
Ntđ1 = 60.1. (0,86 . + 16 . + 0,96 . ). 320.5.300.16 = 39. 107
8
8
8
Vì Ntđ1 ≥ No nên lấy k’'N1 = 1
248 . 1
[σ]u1 =
= 91,8519 (N/mm)2
1,5 . 1,8
Bánh bị dẫn (bánh lớn)
σ−1 2 = 0,4 . 560 = 224 (N/mm2)
Ntđ1 39. 107
Ntđ2 =
=
= 10,9. 107
unh
3,58
Vì Ntđ2 ≥ No nên lấy k’'N2 = 1
224 . 1
[σ]u2 =
= 82,9630 (N/mm)2
1,5 . 1,8
3.1.3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng
Có thể chọn sơ bộ K = (1,3 ÷ 1,5). Trị số nhỏ dùng cho các bộ
truyền chế tạo bằng vât liệu có khả năng chạy mịn, các ổ bố tri đối xứng
so với bánh răng hoặc bộ truyền có vân tốc thấp, do vây ta chọn K = 1,3.
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -17-
Chương III: Thiết kế bộ truyền trong
3.1.4. Xác định khoảng cách trục A
Chọn hệ số chiều rộng bánh răng ψA , đối với bánh răng trụ chịu tải
trung bình ψA = 0,3 ÷ 0,45, ta chọn ψA = 0,315
Ta dùng bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên theo công thức
3-10 [1]:
1,05. 106 2 KN
)
A ≥ (i + 1) (
ψA θ'n2
[σ]tx . i
3
Trong đó:
- [σ]tx : lấy của bánh bị dẫn, do bánh bị dẫn có [σ]tx nhỏ hơn
[σ]tx = [σ]tx2 = 520 (N/mm2)
- i : tỉ số truyền của cặp bánh răng
- N : công suất bánh dẫn
N=
5,6253
2
i = unh = 3,58
= 2,8127 (kW)
- θ' : là hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tinh theo sức bền tiếp
xúc của bánh răng nghiên so với bánh răng thẳng θ' ≈ 1,15 ÷ 1,35 ,ta
lấy θ' = 1,35.
Thế các thông số ở trên vào công thức:
1,05. 106 2
1,3 . 2,8127
A ≥ (3,58 + 1) (
)
520 . 3,58 0,315 . 1,35 . 89,3855
3
≥ 143,2581 (mm)
Chọn A = 144 (mm)
SVTH: Đinh Phước Thọ
Trần Văn Vinh
Trang -18-
