Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nối với một bộ truyền ngoài hộp (Bánh răng côn trụ 2 cấp)

Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Phần I: Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí I. Chọn động cơ điện 1. Chọn kiểu, loại động cơ Đây là trạm dẫn động băng tải nên ta chọn động cơ: 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc, do nó có nhiều ưu điểm cơ bản sau: - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp. - Dễ bảo quản và làm việc tin cậy. 2. Chọn công suất động cơ Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho khi động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy, điều kiện sau phải thoả mãn: dc dcdm dtP P≥ (KW) Trong đó: dc dmP - công suất định mức của động cơ. dc dmP - công suất đẳng trị trên trục động cơ. Do ở đây tải trọng là không đổi nên: ct dc dc lv dt lv PP P ηΣ= = Với: dc lvP - công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ ct lvP - Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác: 3 3 . 4750.0,65 3,0875 10 10 ct t lv F VP = = = (KW) Ft – lực vòng trên trục công tác (N); V – vận tốc vòng của băng tải (m/s). ηΣ - hiệu suất chung của toàn hệ thống. Theo bảng 2.3: Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ (tài liệu: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Tập 1 – Trịnh Chất & Lê Văn Uyển – NXB Giáo Dục) [I] ta chọn: 1kη = ; 0,99olη = ; 0,96brcη = ; 0,97brtη = ; 0,92xη = Vậy ta có: 4 4. . . . 1.0,99 .0,96.0,97.0,92 0,8230k ol brc brt xη η η η η ηΣ = = = P P t Sơ đồ tải trọng Kbd = 1,5 Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 2 Suy ra, công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ: 3,0875 3,7515 0,8230 ct dc lv lv PP η∑= = = (KW) Vậy suy ra: 3,7515dc dcdm dtP P≥ = (KW) 3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb Số vòng quay đồng bộ được chọn sao cho: Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống: dbsb ct nU n = nằm trong khoảng tỉ số truyền nên dùng (tra bảng 2.4 – (I)): sb ndU U∑∈ Trong đó: nct – số vòng quay của trục công tác. Đây là hệ dẫn động băng tải nên: 3 360.10 . 60.10 .0,65 82,8025 3,14.150ct Vn Dπ= = = (v/ph) Trong đó: D - đường kính tang dẫn của băng tải (mm) V - vận tốc vòng của băng tải (m/s) Tỉ số truyển nên dùng của cả hệ thống phải bao gồm cả khoảng tỉ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc và khoảng tỉ số truyền nên dùng của bộ truyền ngoài hộp. .X C Tnd nd ndU U U − ∑ = = (1,5 ÷ 5).(8 ÷ 31,5) = 12 ÷ 157,5 Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ: nđb = 1500 (v/ph). Suy ra: 1500 18,1154 82,8025sb U = = . Giá trị này thoả mãn sb ndU U∑∈ Vậy ta chọn được số vòng quay đồng bộ của động cơ là: nđb = 1500 (v/ph). 4. Chọn động cơ Qua các bước trên ta đã xác định được: 3,7515 1500 / dc dm db P KW n v ph ⎫≥ ⎪⎬= ⎪⎭ Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay sơ bộ thoả mãn những điều kiện trên. Căn cứ vào những điều kiện trên tra bảng phụ lục P1.1; P1.2: P1.3: Các thông số kỹ thuật của động cơ, ta chọn động cơ 4A100L4Y3. Bảng các thông số kỹ thuật của động cơ này. 5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ a. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ Kiểu động cơ Công suất KW Vận tốc quay (v/ph) Cos %η max dn T T k d n T T 4A100L4Y3 4,0 1420 0,84 84 2,2 2,0 Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 3 4 3 1 2 Ft 5 6 Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ thống. Vậy: dc dcmm bdP P≥ (KW) Trong đó: Pmmdc – Công suất mở máy của động cơ dc dc mm mm dmP K P= kmm dn TK T = - Hệ số mở máy của động cơ Pbddc – Công suất ban đầu trên trục động cơ Kbd – Hệ số cản ban đầu (sơ đồ tải trọng) Từ các công thức trên ta tính được: . . 2.4 8dc dc dckmm mm dm dm dn TP K P P KW T = = = = . 3,7515.1,5 5,6273dc dcbd lv bdP P K KW= = = Ta thấy: dc dcmm bdP P> . Vậy động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện mở máy. b. Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ Nhìn vào sơ đồ tải trọng ta thấy tính chất tải trọng là không đổi nên ta không cần kiểm tra quá tải cho động cơ. II. Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống: 1420 17,1492 82,8025 dc ct nu nΣ = = = Trong đó: ndc – số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph) nct - số vòng quay của trục công tác (v/ph) Ta có: . .ng h x hu u u u uΣ = = Với: ung – tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp uh – tỉ số truyền của hộp giảm tốc uh = u1.u2 u1, u2 – tỉ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm 1. Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộp Hệ dẫn động gồm hộp giảm tốc hai cấp bánh răng nối với 1 bộ truyền ngoài hộp. Nên ung = (0,1 ÷ 0,15)uh ⇒ (0,1 0,15) (0,1 0,15).17,1492 1,3095 1,6039ngu u∑= ÷ = ÷ = ÷ Kết hợp với bảng 2.4: Tỉ số truyền nên dùng [I] ta chọn: ung = ux = 1,5 Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 4 ⇒ 17,1492 11, 43281,5h ng n u n ∑= = = 2. Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc uh = u1.u2 Với hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ 2 cấp, để nhận được chiều cao hộp giảm tốc nhỏ nhất có thể tra tỉ số truyền bộ truyền bánh răng cấp nhanh u1 theo đồ thị: Hình 3.21 [I], tương đương với việc tính theo công thức: ™ Tỉ số truyền của cập chậm (tỉ số truyền của bánh răng trụ) 232 2 .1,073 (1 0,5 ) ba h be be uu k k ψ≈ − Trong đó: kbe – hệ số chiều rộng vành răng bánh răng côn (kbe = 0,25 ÷ 0,3) 2baψ - hệ số chiều rộng bánh răng trụ ( 2 0,3 0,4baψ = ÷ ) Chọn kbe = 0,3 và 2 0, 4baψ = , ta có: 332 1,32 1,32 8,5746 2,7018hu u≈ = = ™ Tỉ số truyền của cấp nhanh (tỉ số truyền của bánh răng côn) 1 2 11, 4328 4, 2315 2,7018 huu u = = = III. Xác định các thông số trên các trục 1. Tính tốc độ quay của các trục (v/ph) - Tốc độ quay của trục I: 1420 1420 1 dc I k nn u = = = (v/ph) - Tốc độ quay của trục II: 1 1420 335,5745 4, 2315 I II nn u = = = (v/ph) - Tốc độ quay của trục III: 2 335,5745 124, 2040 2,7018 II III nn u = = = (v/ph) - Tốc độ quay của trục IV: 124,2040 82,8027 1,5 III IV x nn u = = = (v/ph) 2. Tính công suất trên các trục (KW) - Công suất danh nghĩa trên trục động cơ: ( )3,7515ctdc lvlv PP KWηΣ= = - Công suất danh nghĩa trên trục I: . . 3,7515.1.0,99 3,7140dcI lv k olP P η η= = = (KW) - Công suất danh nghĩa trên trục II: . . 3,7140.0,96.0,99 3,5298II I I II olP P η η−= = = (KW) - Công suất danh nghĩa trên trục III: . . 3,5298.0,97.0,99 3,3896III II II III olP P η η−= = = (KW) - Công suất danh nghĩa trên trục IV: Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 5 . . 3,3896.0,92.0,99 3,0872IV III III IV olP P η η−= = = (KW) 3. Tính mômen xoắn trên các trục (Nmm) - Mômen xoắn trên trục động cơ: 6 69,55.10 . 9,55.10 .3,7515 25230,1585 1420 dc dc dc PT n = = = (Nmm) - Mômen xoắn trên trục I: 6 69,55.10 . 9,55.10 .3,7140 24977,9577 1420 I I I PT n = = = (Nmm) - Mômen xoắn trên trục II: 6 69,55.10 . 9,55.10 .3,5298 100453,3718 335,5745 II II II PT n = = = (Nmm) - Mômen xoắn trên trục III: 6 69,55.10 . 9,55.10 .3,3896 260625,1006 124, 2040 III III III PT n = = = (Nmm) - Mômen xoắn trên trục IV: 6 69,55.10 . 9,55.10 .3,0872 356060,3700 82,8027 IV IV IV PT n = = = (Nmm) 4. Lập bảng số liệu tính toán: Thông số Trục Tốc độ quay (v/ph) Tỉ số truyền Công suất (KW) Mômen xoắn (Nmm) Trục động cơ 1420 1 3,7515 25230,1585 Trục I 1420 3,7140 24977,9577 4,2315 Trục II 335,5745 3,5298 100453,3718 Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 6 2,7018 Trục III 124,2040 3,3896 260625,1006 1,5 Trục IV 82,8027 3,0872 356060,3700 Phần II: Tính toán thiết kế các chi tiết truyền động I. Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp 1. Chọn vật liệu cặp bánh răng côn và cặp bánh răng trụ - Do hộp giảm tốc ta đang thiết kế có công suất trung bình, nên chọn vật liệu nhóm I có độ cứng HB < 350 để chế tạo bánh răng. - Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng,nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị độ cứng. ( )1 2 10 15H H HB≥ + ÷ - Dựa vào bảng 6.1, [I]: Cơ tính của một số vật liệu chế tạo bánh răng, ta chọn: • Cặp bánh răng côn: Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 7 Loại bánh Nhiệt luyện Độ rắn Giới hạn bền bσ (MPa) Giới hạn chảy chσ (MPa) Bánh nhỏ Thép 45 – tôi cải thiện HB 241…285 850 580 Bánh lớn Thép 45 – tôi cải thiện HB 192…240 750 450 • Cặp bánh răng trụ: Loại bánh Nhiệt luyện Độ rắn Giới hạn bền bσ (MPa) Giới hạn chảy chσ (MPa) Bánh nhỏ Thép 45 – tôi cải thiện HB 192…240 750 450 Bánh lớn Thép 45 thường hóa HB 170…217 600 340 2. Xác định ứng suất cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép [ ]Hσ và ứng suất uốn cho phép xác định theo các công thức sau: lim[ ] o H H R V XH HL H Z Z K K S σσ = (1) lim[ ] o F F R S XF FC FL F Y Z K K K S σσ = (2) Trong đó: ZR – Hệ số xét đến độ nhám mặt răng làm việc. ZV – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng. KXH - Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng. YR - Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. YS - Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất. KXF - Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn. Chọn sơ bộ: 1R V XHZ Z K = và 1R S XFY Z K = nên các công thức (1), (2) trở thành: lim[ ] o H H HL H K S σσ = (3) lim[ ] o F F FC FL F K K S σσ = (4) Trong đó: ™ 0 limHσ và 0 limFσ : lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở. Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 8 Giá trị của chúng được tra trong bảng 6.2, [I]. Vì ta chọn vật liệu bánh răng là thép 45 thường hóa hay tôi cải thiện nên: 0 lim 2 70H HBσ = + (MPa) 0 lim 1,8F HBσ = (MPa) Vậy: - Trong bộ truyền bánh răng côn: Bánh nhỏ: 0 lim1 12 70 2.245 70 560H HBσ = + = + = (MPa) 0 lim1 11,8 1,8.245 441F HBσ = = = (MPa) Bánh lớn: 0 lim2 22 70 2.230 70 530H HBσ = + = + = (MPa) 0 lim2 21,8 1,8.230 414F HBσ = = = (MPa) - Trong bộ truyền bánh răng trụ: Bánh nhỏ: 0 lim3 32 70 2.215 70 500H HBσ = + = + = (MPa) 0 lim3 31,8 1,8.215 387F HBσ = = = (MPa) Bánh lớn: 0 lim4 42 70 2.200 70 470H HBσ = + = + = (MPa) 0 lim4 41,8 1,8.200 360F HBσ = = = (MPa) ™ KFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng của việc đặt tải. Vì hệ dẫn động ta thiết kế, tải được đặt một phía (bộ truyền quay 1 chiều) > KFC = 1 ™ KHL,FL: Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng, được xác định theo công thức sau: H HOm HL HE NK N = (5) ; F FOmFL FE NK N = (6) Với: - mH, mF: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn. Vì vật liệu ta chọn làm bánh răng có HB < 350 nên: mH = mF = 6 - NHO: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc. 2,430HO HBN H= (HHB – Độ rắn Brinen) - Bộ truyền bánh răng côn: Chọn độ rắn: bánh nhỏ HB1=245 ; bánh lớn HB2=230, khi đó: NHO1 = 30.2452,4 = 1,63.107 NHO2 = 30.2302,4 = 1,39.107 - Bộ truyền bánh răng trụ: Chọn độ rắn: bánh nhỏ HB3 = 215 ; bánh lớn HB4 = 200, khi đó: NHO3 = 30.2152,4 = 1,19.107 NHO4 = 30.2002,4 = 0,99.107 - NFO: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn Với tất cả các loại thép thì: NFO = 4.106 - NHE, NFE: số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 9 Vì ở đây bộ truyền chịu tải động tĩnh, nên theo [I] thì: NHE = NFE = N = 60.c.n.tΣ Với: c, n, tΣ lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong 1 phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét. Ta có: c=1 4 17.365. .24. 16352 5 3 t hΣ = = - Trong bộ truyền bánh răng côn: Bánh nhỏ có: n1 = 1420 (v/ph) nên: 9 1 1 60.1.1420.16352 1,39.10HE FEN N= = = Bánh lớn có: n2 = 335,5745 (v/ph) nên: 9 2 2 60.1.335,5745.16352 0,33.10HE FEN N= = = - Trong bộ truyền bánh răng trụ: Bánh nhỏ có: n3 = 335,5745 (v/ph) nên: 93 3 60.1.335,5745.16352 0,33.10HE FEN N= = = Bánh lớn có: n4 = 124,2040 (v/ph) nên: 94 4 60.1.124, 2040.16352 0,12.10HE FEN N= = = Vậy: - Bộ truyền bánh răng côn cấp nhanh có: 9 71 11,39.10 1,63.10HE HON N= > = > lấy 1 1HE HON N= Vậy từ (5) > KHL1 = 1. 9 61 11,39.10 4.10FE FON N= > = > lấy 1 1FE FON N= Vậy từ (6) > KFL1 = 1. 7 72 233.10 1,39.10HE HON N= > = > lấy 2 2HE HON N= Vậy từ (5) > KHL2 = 1. 7 62 233.10 4.10FE FON N= > = > lấy 2 2FE FON N= Vậy từ (6) > KFL2 = 1. - Bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm có: 7 73 333.10 1,19.10HE HON N= > = > lấy 3 3HE HON N= Vậy từ (5) > KHL3 = 1. 7 63 333.10 4.10FE FON N= > = > lấy 3 3FE FON N= Vậy từ (6) > KFL3 = 1. 7 74 412.10 0,99.10HE HON N= > = > lấy 4 4HE HON N= Vậy từ (5) > KHL4 = 1. 7 64 412.10 4.10FE FON N= > = > lấy 4 4FE FON N= Vậy từ (6) > KFL4 = 1. ™ SH,SF: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, tra bảng 6.2, [I] ta có ứng với vật liệu đã chọn thì: SH = 1,1; SF = 1,75 Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 10 Từ đó ta xác định được sơ bộ ứng suất cho phép của bánh răng. - Bộ truyền bánh răng côn (cấp nhanh): lim11 1 560[ ] .1 509,09 1,1 o H H HL H K S σσ = = = (MPa) lim11 1 441[ ] .1.1 252 1,75 o F F FC FL F K K S σσ = = = (MPa) lim2 2 2 530[ ] .1 481,82 1,1 o H H HL H K S σσ = = = (MPa) lim22 2 414[ ] .1.1 236,57 1,75 o F F FC FL F K K S σσ = = = (MPa) Với cấp nhanh, ta sử dụng bộ truyền bánh răng côn răng thẳng. Dù bánh răng côn răng thẳng có khả năng tải nhỏ hơn so với răng không thẳng, làm việc ồn hơn song năng suất chế tạo cao hơn, ít nhạy với sai số chế tạo và lắp ráp. Vì vậy, ứng suất tiếp xúc cho phép là: [ ] [ ]2 481,82H Hσ σ= = (MPa).Vì [ ] [ ]1 2H Hσ σ> . Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: [ ] 2ax 2,8 2,8.450 1260H chmσ σ= = = (MPa) Ứng suất uốn cho phép khi quá tải (vật liệu có HB<350) là: [ ]1 1ax 0,8 0,8.580 464F chmσ σ= = = (MPa) [ ]2 2ax 0,8 0,8.450 360F chmσ σ= = = (MPa) - Bộ truyền bánh răng trụ (cấp chậm): lim33 3 500[ ] .1 454,55 1,1 o H H HL H K S σσ = = = (MPa) lim33 3 387[ ] .1.1 221,14 1,75 o F F FC FL F K K S σσ = = = (MPa) lim4 4 4 470[ ] .1 427,27 1,1 o H H HL H K S σσ = = = (MPa) lim44 4 360[ ] .1.1 205,71 1,75 o F F FC FL F K K S σσ = = = (MPa) Với bộ truyền cấp chậm, bánh răng trụ răng nghiêng, thi: - Ứng suất tiếp xúc cho phép là: [ ] [ ]3 4 454,55 427, 27[ ]' 440,91 2 2 H H H σ σσ + += = = (Mpa) Ta thấy [ ]'Hσ thỏa mãn điều kiện: [ ] [ ]4min[ ]' 1, 25 1,25H H Hσ σ σ≤ = - Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 11 [ ] ax 4' 2,8 2,8.427,27 1196,36H m chσ σ= = = (Mpa) - Ứng suất uốn cho phép khi quá tải: [ ]3 3ax 0,8 0,8.450 360F chmσ σ= = = (MPa) [ ]4 4ax 0,8 0,8.340 272F chmσ σ= = = (MPa) 3. Tính toán truyền động bánh răng côn răng thẳng (cấp nhanh) a) Xác định chiều dài côn ngoài (của bánh côn chủ động, được xác định theo độ bền tiếp xúc) [ ] 12 3 2 1 . 1. (1 ). . . H e R be be H T K R K u K K u β σ= + − (7) Trong đó: - KR = 0,5Kd – Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng. Vì bộ truyền cấp nhanh là truyền động bánh răng côn răng thẳng bằng thép nên: Kd = 100 MPa1/3 > KR = 0,5Kd = 0,5.100 MPa1/3 = 50 MPa1/3 - HK β - Hệ số kể đến sự phận bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng bánh răng côn. - Kbe – Hệ số chiều rộng vành răng. 0, 25...0,3be e bK R = = Trong các bước tính ở trên ta đã chọn Kbe = 0,3 Từ đó ⇒ 1. 0,3.4, 2315 0,75 2 2 0,3 be be K u K = =− − Bộ truyền ta thiết kế thuộc dạng sơ đồ I trong tài liệu [I], trục lắp trên ổ bi, độ rắn mặt răng HB < 350, loại răng là răng thẳng nên theo [I], bảng 6.21 – Trị số của các hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng trong bộ truyền bánh răng côn, ta có: 1,3HK β = - T1 – mômen xoắn trên trục bánh chủ động. (Nmm) T1 = 24977,9577 (Nmm) - [ ]Hσ - ứng suất tiếp xúc cho phép. [ ] 481,82Hσ = (MPa) Thay các đại lượng trên vào công thức (7), ta được: 2 3 2 24977,9577.1,350 4, 2315 1. 117,38 (1 0,3).0,3.4, 2315.481,82e R mm= + =− b)Xác định các thông số ăn khớp Khi xác định môđun và số răng cần chú ý: - Để tránh cắt chân răng, số răng tối thiểu của bánh răng trụ răng thẳng tương đương với bánh răng côn: 1 min 17VZ Z≥ = , trong đó: Với bánh răng côn răng thẳng: 11 1os V ZZ c δ= - Để răng đủ độ bền uốn, thì môđun vòng ngoài: Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 12 10te bm ≥ với b = Kbe.Re Quan tâm tới 2 điểm vừa nêu, ta tiến hành chọn m và Z như sau: ™ Xác định số răng bánh 1 (bánh nhỏ) Ta có: [ ] 1 31 2 1 . . (1 ). . . H e d be be H T K d K K K u β σ= − (8) Theo (7) ⇒ 1 2 2 2 1 1 . 2 2.117,38 54 . 1 1 4, 2315 1 d e e e R K R Rd K u u = = = =+ + + (mm) Kết hợp de1 = 54 mm với các dữ kiện bánh răng côn răng thẳng và tỉ số truyền u = 4,2315, tra bảng 6.22, [I] ta được số răng Z1p = 16 Vì độ rắn mặt răng H1, H2 < HB 350 ⇒ Z1 = 1,6.Z1p = 1,6.16 = 26 ™ Xác định đường kính trung bình dm1 và môđun trung bình Đường kính trung bình: dm1 = (1 - 0,5Kbe)de1 (9) = (1 - 0,5.0,3).54 = 45,9 (mm) Môđun trung bình: 1 1 m tm dm Z = (10) ⇒ 45,9 1,7726tmm = = (mm) ™ Xác định môđun Môđun vòng ngoài, bánh răng côn răng thẳng theo công thức (6.56), [I] ta có: 1,77 2,08 1 0,5 1 05.0,3 tm te be mm K = = =− − (mm) Từ bảng 6.8, [I]: Trị số tiêu chuẩn của môđun, ta chọn mte theo giá trị tiêu chuẩn mte = 2. Từ mte = 2 ta tính lại mtm suy từ công thức trên và dm1 suy từ công thức (10). Ta có: mtm = (1 - 0,5.0,3).2 =1,7 (mm) 11 45,9 27 1,7 m tm dZ m = = = . Vậy Z1 = 27 răng. ™ Xác định số răng bánh 2 (bánh lớn) và góc côn chia - Số răng bánh lớn: Z2 = u1.Z1 = 4,2315.27 = 114,25. Lấy Z2 = 114 răng. ⇒ Tỉ số truyền thực tế: 2 1 114 4, 22 27 Zu Z = = = - Góc côn chia: 11 2 28 13,32 118 oZacrtg acrtg Z δ ⎛ ⎞= = =⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 190 90 13,349 76,68o o o oδ δ= − = − = Theo bảng 6.20, [I], với Z1 = 27, ta chọn hệ số dịch chỉnh đều: x1 = 0,35 ; x2 = - 0,35 Chiều dài côn ngoài: 2 2 2 21 2R 0,5. . 0,5.2. 27 114 117,15e tem Z Z= + = + = (mm) Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy Bộ Môn Cơ Sở Thiết Kế Máy 13 c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh răng côn phải thỏa mãn điều kiện sau: [ ] 2 1 1 2 1 1 2. 1 . 0,85. . H H M H H m T K u Z Z Z bd uε σ σ+= ≤ (11) Trong đó: - ZM: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Tra bảng 6.5, [I], vì vật liệu bánh nhỏ và bánh lớn đều làm bằng thép nên chọn ZM = 274 MPa1/3. - ZH: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, trị số của ZH được tra trong bảng 6.12, [I] Tra bảng 6.12, [I] với x1 + x2 = 0, góc nghiêng β = βm = 0 ta có ZH = 1,76 - Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Vì ở đây thiết kế bánh răng côn răng thẳng, nên theo công thức 6.59a [I], ta có: 4 3 Z αε ε−= Với: αε : Hệ số trùng khớp ngang, được tính theo công thức sau: 0 1 2 1 1 1 11,88 3, 2 . os 1,88 3, 2 . os0 1,73 27 114m c c Z Zα ε β⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎡ ⎤⎛ ⎞= − + = − + =⎢ ⎥⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦⎝ ⎠⎣ ⎦ ⇒ 4 1,73 0,873Zε −= = - KH: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc . .H H H HVK K K Kβ α= Trong đó: +) HK β : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Theo phần trên 1,3HK β = +) HK α : Hệ số kể đến sự phân bố không đểu tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp. Với bánh răng côn răng thẳng: 1HK α = +) HVK : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp. Theo công thức 6.63, [I], ta có: 1 1 1 2 H m HV H H v bdK T K Kβ α = + Trong đó: ( )1 1 1 . 1 . . . mH H o d u v g v u δ += Thuyế