Đồ án Thiết kế sản phẩm với CAD - Hộp giảm tốc khai triển

LỜI NểI ĐẦU Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển với tốc độ vũ bão, mang lai những lợi ích to lớn cho con ngời về các lĩnh vực tinh thần và vật chất. để nâng cao đời sống nhân dân để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như các nước trên thế giới. Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu trong những năm tới là thực hiện “CNH và HĐH” đất nước. Muốn thực hiện điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển mạnh đó là cơ khí chế tạo, nó đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị cho các ngành kinh tế quốc dân, để phục vụ cho việc phát triển ngành cơ khí hiện nay chúng ta cần đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ cao đồng thời phải đáp ứng được những công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền sản xuất. Nhằm thực hiện mục tiêu đó với vai trò là một sinh viên trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp nói riêng và những sinh viên các trường kỹ thuật nói chung trong cả nước luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện trao đổi kiến thức đã đợc dạy trong trường sau khi ra trường để có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới đất nước trong thế kỷ mới của đất nước trong thế kỷ mới. Sau một thời gian học tập ở trường và cuối học kỳ này ở bộ môn CNCTM em được giao đề tài đồ án là thiết kế sản phẩm với CAD “Hộp giảm tốc khai triển”. Qua đề tài này em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp em hiểu được rõ hơn những công việc của một kỹ sư thiết kế quy trình công nghệ. Trong thời gian làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo đặc biệt là TS.Nguyễn Văn Dự và Ths.Đỗ Thế Vinh giáo viên hướng dẫn trực tiếp. Nhưng với những hiểu biết còn hạn chế, khả năng nhận thức của bản thân và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đề tài của em không tránh khỏi sai sót. Nên em rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các Thầy giáo trong bộ môn CNCTM và các bạn để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Em xin trân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện Đỗ Văn Nam NHẬN XẫT CỦA GIÁO VIấN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1. Tớnh chọn động cơ điện Chọn kiểu loại động cơ + Động cơ điện xoay chiều - Gồm cú 2 loại: Động cơ đồng bộ 3 pha và động cơ khụng đồng bộ 3 pha. - Ở đõy ta chọn động cơ khụng đồng bộ 3 pha kiểu lồng súc vỡ loại động cơ này cú cấu tạo, vận hành đơn giản nhất và khụng cần biến đổi dũng điện. Chọn cụng suất động cơ Cụng suất trờn trục động cơ điện được xỏc định theo cụng thức (2.8)-[1]. (1) Trong đú: PCT: Cụng suất cần thiết trờn trục động cơ ( kW) PT: Cụng suất tớnh toỏn trờn trục mỏy cụng tỏc (kW) h : Hiệu suất truyền động Với: Tra bảng 2.3[1] ta cú: h1: Hiệu suất của bộ truyền bỏnh răng (h1 = 0,97) h2: Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn (h2 = 0,993) h3: Hiệu suất của khớp nối (h3 = 1) Vậy hiệu suất truyền động là: Theo đầu bài: tải trọng làm việc là khụng đổi nờn ta cú: Cụng suất tớnh toỏn là cụng suất làm việc trờn trục mỏy cụng tỏc theo cụng thức (2.10)-[1]: Trong đú: Ft: Lực kộo trờn băng tải ( Ft=3,3kN) V: Vận tốc vũng băng tải ( V = 2,4m/s) Vậy cụng suất tớnh toỏn là: Thay vào (1) ta cú cụng suất cần thiết trờn trục động cơ là: Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ Số vũng quay của trục cụng tỏc theo cụng thức (2.16)-[1] ta cú: Với: V: Vận tốc băng tải hoặc xớch tải (m/s). D: Đường kớnh tang quay (mm). Số vũng quay sơ bộ của trục động cơ phải thỏa món. Trong đú: Umin, Umax lần lượt là tỷ số truyền nhỏ nhất và lớn nhất của hộp giảm tốc 2 cấp. Tra bảng 2.4 [I] ta cú: Umax = 40, Umin = 8 Vậy ta chọn số vũng quay đồng bộ của động cơ: ndb = 1500 (v/ph) Chọn động cơ thực tế Điều kiện để chọn động cơ như sau: Tra bảng P.13 [I] ta cú: Kiểu động cơ Cụng suất(kW) Vận tốc quay(v/ph) Cos j h% Tmax/Tdn Tk/Tdn 4A132M4Y3 11 1458 0,87 87,5 5,5 2,0 Kiểm tra điều kiện mở mỏy và điều kiện quỏ tải cho động cơ a. Kiểm tra điều kiện mở mỏy cho động cơ Khi khởi động, động cơ sinh ra cần 1 cụng suất đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ thống. Vỡ vậy cần kiểm tra điều kiện mở mỏy cho động cơ. Điều kiện mở mỏy của động cơ thỏa món nếu cụng thức sau đảm bảo: Trong đú: Pmmdc: cụng suất mở mỏy của động cơ (kW) Pbddc: Cụng suất ban đầu trờn trục động cơ (kW) Ta cú: do vậy động cơ được chọn thỏa món điều kiện mở mỏy. 2. Phõn phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống được xỏc định theo cụng thức: Trong đú: ndc: Số vũng quay của động cơ ( ndc = 1458 v/ph) nct: Số vũng quay của trục cụng tỏc ( nct = 117,589 v/ph) Với hệ dẫn động gồm cỏc bộ truyền mắc nối tiếp như đó cho trong sơ đồ ta cú: Trong đú: u1: tỷ số truyền của bộ truyền bỏnh răng cấp nhanh u2: tý số truyền của bộ truyền bỏnh răng cấp chậm 2.1 Tỷ số truyền của cỏc bộ truyền ngoài hộp giảm tốc Do trục động cơ được nối trực tiếp với trục đầu vào của hộp giẩm tốc nờn tỷ số truyền của cỏc bộ truyền ngoài hộp giảm tốc bằng 1. 2.2 Tỷ số truyền của cỏc bộ truyền trong hộp giảm tốc Tỷ số truyền của hộp giảm tốc cú thể phõn theo chỉ tiờu tiết diện ngang của hộp nhỏ nhất ( cũng chớnh là để bụi trơn hộp giảm tốc hợp lý nhất). Khi này tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm được tớnh theo cụng thức sau: Với yba2, yba1: hệ số chiều rộng bỏnh răng cấp chậm, cấp nhanh. Chọn thỡ 3. Tớnh toỏn cỏc thụng số trờn cỏc trục 3.1 Tớnh cụng suất trờn cỏc trục - Cụng suất danh nghĩa trờn trục động cơ: - Cụng suất danh nghĩa trờn trục I: - Cụng suất danh nghĩa trờn trục II: - Cụng suất danh nghĩa trờn trục III: - Cụng suất danh nghĩa trờn trục IV: 3.2 Tớnh số vũng quay trờn cỏc trục - Số vũng quay trờn trục động cơ: - Số vũng quay trờn trục I: - Số vũng quay trờn trục II: - Số vũng quay trờn trục III: - Số vũng quay trờn trục IV: 3.3 Tớnh mụmen xoắn trờn cỏc trục - Mụmen xoắn trờn trục động cơ: - Mụmen xoắn trờn trục I: - Mụmen xoắn trờn trục II: - Mụmen xoắn trờn trục III: - Mụmen xoắn trờn trục II: Động cơ Trục I Trục II Trục III Trục IV U 1 4,96 2,5 1 P (kW) 8,656 8,6 8,28 7,98 7,92 N(v/ph) 1458 1458 294 117,6 117,6 T (Nmm) 56697,39 56330,6 268959,18 648035,71 643163,27 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ 2.1. Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 2.1.1 Chọn vật liệu Do khụng cú yờu cầu gỡ đặc biệt và tải trọng làm việc là khụng đổi nờn ở đõy ta chọn cặp vật liệu cho bộ truyền cấp nhanh là như nhau. Tra bảng 6.1 [1] ta cú: - Bỏnh nhỏ 1: Thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB 241 … 285 cú sb1 = 850 Mpa sch1 = 580 Mpa - Bỏnh lớn 2: Thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB 192 … 240 cú sb2 = 750 Mpa sch2 = 450 Mpa 2.1.2 Ứng suất cho phộp Ứng suất tiếp xỳc cho phộp [sH], ứng suất uốn cho phộp [sF] được xỏc định theo cụng thức. [sH] = soHlim.KHL. ZR .ZV .KXH / SH (1.1) [sF] = soFlim. KFC. KFL.YR/ SF (1.2) Với: soHlim, soFlim:ứng suất tiếp xỳc cho phộp và ứng suất uốn cho phộp ứng với số chu kỡ cơ sở. Theo bảng 6.2 [1] với thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB 180 … 350 cú: s0Hlim1 = 2.HB + 70 = 2.270 +70 = 610 (MPa) soFlim1 =1,8.HB =1,8.270 = 486 (MPa) s0Hlim2 = 2.HB + 70 = 2.230 +70 = 530 (Mpa) soFlim2 =1,8.HB =1,8.230 = 414 (MPa) KFC: Hệ số xột đến ảnh hưởng đặt tải. Chọn: KFC = 1 do bộ truyền quay 1 chiều; KHL,KFL: Hệ số tuổi thọ. KHL = KFL = : Bậc đường cong mỏi. : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất tiếp xỳc, ứng suất uốn. Đối với thộp 45: = 4.106 : Số chu kỡ thay đổi về ứng suất tương đương. Với: c, n, tS: Lần lượt là số lần ăn khớp trong một vũng quay, số vũng quay trong một phỳt,và tổng số giờ làm việc của cặp bỏnh răng đang xột. Ta thấy: Ta lấy ịKHL1=1; KHL2=1; KFL=1. Với: SH,SF: Hệ số an toàn khi tớnh về tiếp xỳc và uốn. Theo bảng 6.2 [1]. SH = 1,1; SF = 1,75 ; ZR = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng độ nhỏm mặt răng. ZV = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng vận tốc vũng. KXH = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng của kớch thước răng. YR = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng của độ nhỏm mặt lượn chõn răng. Thay cỏc tham số vào (1.1), (1.2) ta cú: [sH1] = 610.1.1/1,1 = 554,55 (MPa) [sH2] = 530.1.1/1,1 = 481,82 (MPa) [sH] = ([sH1] + [sH2] )/2 = 518,19 (MPa) [sF1] = 486.1/1,75 = 277,71 (MPa) [sF2] = 414. 1/1,75 = 236,57 (MPa) * Ứng suất tiếp xỳc cho phộp khi quỏ tải: [sH1]Max = 2,8.sch1 = 2,8 .580 = 1624 (MPa) [sH2]Max = 2,8.sch2 = 2,8 .450 =1260 (MPa) * Ứng suất uốn cho phộp khi quỏ tải: [sF1]Max = 0,8.sch1 = 0,8.580 = 464 (MPa) [sF2]Max = 0,8.sch2 = 0,8.450 = 360 (MPa) 2.1.3 Xỏc định thụng số cơ bản của bộ truyền Đối với hộp giảm tốc, thụng số cơ bản là khoảng cỏch trục aw. Nú được xỏc định theo cụng thức sau: Trong đú: Ka: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bỏnh răng. Tra bảng 6.5 [1] ta cú: Ka = 43 Mpa1/3 T1: Mụ men xoắn trờn trục bỏnh chủ động. T1 = 56330,6 (Nmm) [sH]: ứng suất tiếp xỳc cho phộp. [sH] = 518,19 MPa u: Tỉ số truyền của bộ truyền. u = 4,96 yba :Hệ số chiều rộng bỏnh răng. Tra bảng 6.6 [1] ta cú: yba = 0,3 KHB : Hệ số kể đến sự phõn bố khụng đều tải trọng trờn chiều rộng vành răng. Ta cú: ybd = 0,5. yba ( u +1) = 0,5.0,3(4,96 + 1) = 0,894 Tra bảng 6.7 [1] ta cú KHb = 1,07 Thay cỏc giỏ trị đó tớnh vào (3) ta cú: Chọn: aW1 = 137 (mm) 2.1.4 Xỏc định cỏc thống số ăn khớp a. Xỏc định modun Ta cú: m = (0,01 … 0,02)aw = (1,37 … 2,74) (mm) Tra bảng 6.8 [1] ta chọn m = 2. b. Xỏc định số răng Z, gúc nghiờng b, hệ số dịch chỉnh x Giữa khoảng cỏch trục aw, số răng bỏnh nhỏ Z1, số răng bỏnh lớn Z2, gúc nghiờng b của răng và modun trong bộ truyền ăn khớp ngoài liện hệ với nhau theo cụng thức: - Chọn trước gúc nghiờng b = 150 - Từ (4) ta suy ra số răng của bỏnh nhỏ: (răng) - Chọn: Z1 = 22 (răng) => Số răng bỏnh lớn là: Z2 = u1.Z1 = 4,96.22 = 109,12 (răng). - Chọn: Z2 = 109 (răng) Tớnh lại: tỷ số truyền thực là: Tổng số răng: Zt = Z1+Z2 = 131 (răng) - Tớnh lại gúc nghiờng b: - Chiều rộng vành răng : - Chọn: bw1 = 45 (mm) 2.1.5 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xỳc Ứng suất xuất hiện trờn mặt răng của bộ truyền phải thoả món điều kiện sau: (5) Trong đú: ZM: Hệ số kể đến cơ tớnh vật liệu của cỏc bỏnh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5 [1] ta cú: ZM = 274 (MPa1/3) ZH: Hệ số kể đến hỡnh dạng bề mặt tiếp xỳc. bb: Gúc nghiờng của răng trờn hỡnh trụ cơ sở. tg bb = cos at.tg b Đối với cặp bỏnh răng nghiờng khụng dịch chỉnh: at = aW = Chọn a =200 ; at = tg bb = cos 20,840.tg 17,020 = 0,29 ị bb = 15,970 ị Ze :Hệ số kể đến sự trựng khớp của răng, được xỏc định thụng qua eb , ea. ea :Hệ số trựng khớp ngang. ea = [1,88 – 3,2.(1/ Z1 + 1/ Z2)]. cosb ea = [1,88 – 3,2.(1/ 22 + 1/ 109)]. Cos17,020= 1,63. eB: Hệ số trựng khớp dọc eb = bW.sin b /(m.p) eb = 41,1.sin 17,020 / ( 2. 3,14 ) = 1,92 > 1 ị KH: Hệ số tải trọng khi tớnh về tiếp xỳc. KH = KHb.KHa.KHV KHb : Hệ số kể đến sự phõn bố tải trọng khụng đều trờn chiều rộng răng Tra bảng 6.7 [1] ta cú: KHb = 1,07. KHa: Hệ số kể đến sự phõn bố khụng đều tải trọng cho cỏc đụi răng đồng thời ăn khớp. - Tớnh đường kớnh vũng lăn bỏnh nhỏ: Vận tốc vũng: Tra bảng 6.13[1], bộ truyền dựng cấp chớnh xỏc 9. Tra bảng 6.14[1] ta cú KHa = 1,16; KFa = 1,4. KHV : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vựng ăn khớp dH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của cỏc sai số ăn khớp. Tra bảng 6.15[1] ta cú: dH = 0,002 g0 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch cỏc bước răng 1 và 2. Tra bảng 6.16 [1] ta cú: g0 = 73. Thay số vào cụng thức (5) ta cú: * Xỏc định chớnh xỏc ứng suất tiếp xỳc cho phộp [sH]CX = [sH].ZV.ZR .KHX Với v = 3,51 (m/s) < 5 (m/s), chọn Zv = 1 KHX: Hệ số xột đến ảnh hưởng của kớch thước bỏnh răng. KHX = 1 Vỡ cấp chớnh xỏc động học là 9 chọn cấp chớnh xỏc về mức tiếp xỳc là 8, khi đú cần gia cụng đạt độ chớnh xỏc với độ nhỏm Ra = (2,5...1,25)mm. Do đú: ZR = 0,95 [sH]CX = 518,19.1.1. 0,95 = 492,28 (MPa) Sự chờnh lệch giữa sH và [sH ] Vậy bộ truyền được thiết kế thoả món điều kiện bền tiếp xỳc. 2.1.6. Kiểm nghiệm về độ bền uốn Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất sinh ra tại chõn răng khụng được vượt quỏ một giỏ trị cho phộp. (6) (7) Trong đú: T1: Mụ men xoắn trờn trục chủ động. T1 = 56330,6 Nmm mn: Mụ đun phỏp. mn = 2 bW: Chiều rộng vành răng. bw = 45mm dW1: Đường kớnh vũng lăn bỏnh chủ động. dw1 = 46 mm Ye: Hệ số kể đến sự trựng khớp của răng. Yb: Hệ số kể đến độ nghiờng của răng. YF1 , YF2: Hệ số dạng răng của bỏnh 1 và 2. Tớnh ZV1 ,ZV2: Tra bảng 6.18 [I] ta cú: YF1 = 3,9, YF2 = 3,6 KF: Hệ số tải trọng khi tớnh độ bền uốn. KF = KFa.KFb.KFV Tra bảng 6.7 [1] ta cú KFb =1,16 Tra bảng 6.14 [1] ta cú KFa = 1,4 Tra bảng 6.15; 6.16 [1] ta cú: dF = 0,006; g0 = 73 Thay vào cụng thức (6), (7) ta cú: Ta thấy sF1 < [sF1]; sF2 < [sF2] Vậy bộ truyền được thiết kế thỏa món điều kiện bền uốn. 2.1.7 Kiểm nghiệm răng về quỏ tải Khi làm việc bỏnh răng cú thể bị quỏ tải khi mở mỏy. Vỡ vậy, cần kiểm tra quỏ tải dựa vào ứng suất tiếp xỳc cực đại, ứng suất uốn cực đại. Ta cú hệ số quỏ tải (6.48)[1]: Trong đú: T: là mụmen xoắn danh nghĩa Tqt: là mụmen xoắn quỏ tải, với hệ số Kbd =1,3. + Để trỏnh biến dạng dư hoặc gẫy răng bỏnh răng, ứng suất tiếp xỳc cực đại sHMax khụng vượt quỏ một giỏ trị cho phộp. Nghĩa là: sH Max = sH . Ê [sH]Max + Đồng thời để đề phũng biến dạng dư hoặc phỏ hỏng tĩnh mặt lượn chõn răng thỡ: < Kết luận: Vậy bộ truyền được thiết kế thỏa món điều kiện quỏ tải. Bảng thụng số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh Thụng số Ký hiệu Cụng thức tớnh Kết quả Đơn vị Khoảng cỏch trục aw a = 0,5.m.(Z1 + Z2)/cos b 137 mm ĐK vũng chia D1 D1 = m.Z1/cosb 46,02 mm D2 D2 = m.Z2/cosb 227,99 mm ĐK vũng đỉnh Da1 Da1 = D1 + 2m 50,02 mm Da2 Da2 = D2 + 2m 231,99 mm ĐK vũng chõn Df1 Df1 = D1 – 2,5m 39,02 mm Df2 Df2 = D2 – 2,5m 222,99 mm ĐK vũng cơ sở Db1 Db1 = D1.cosa 43,24 mm Db2 Db2 = D2.cosa 214,24 mm ĐK vũng lăn Dw Dw = 2a/(u+1) 46 mm Modun phỏp mn (0,01.....0,02) aW 2 Chiều rộng vành răng bw bW1 = yba. aW1 45 mm Tỷ số truyền u 4,96 Số răng Z1 22 Z2 Z2 = U1. Z1 109 Hệ số dịch chỉnh X1 0 X2 0 Gúc nghiờng b 17,02 Độ Hệ số trựng khớp dọc eb 1,92 Hệ số trựng khớp ngang ea 1,63 * Cỏc lực tỏc dụng lờn bộ truyền cấp nhanh - Lực vũng: - Lực hướng tõm: - Lực dọc trục: 2.2. Thiết kế bộ truyền cấp chậm 2.2.1 Chọn vật liệu Do khụng cú yờu cầu gỡ đặc biệt và tải trọng làm việc là khụng đổi nờn ở đõy ta chọn cặp vật liệu cho bộ truyền cấp nhanh là như nhau. Tra bảng 6.1 [1] ta cú: - Bỏnh nhỏ 3: Thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB 241 … 285 cú sb3 = 850 Mpa sch3 = 580 Mpa - Bỏnh lớn 4: Thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB 192 … 240 cú sb4 = 750 Mpa sch4 = 450 Mpa 2.2.2 Ứng suất cho phộp Ứng suất tiếp xỳc cho phộp [sH], ứng suất uốn cho phộp [sF] được xỏc định theo cụng thức. [sH] = soHlim.KHL. ZR .ZV .KXH / SH (8) [sF] = soFlim. KFC. KFL.YR/ SF (9) soHlim, soFlim: Ứng suất tiếp xỳc cho phộp và ứng suất uốn cho phộp ứng với số chu kỡ cơ sở. Theo bảng 6.2 [ I ] với thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB 180 … 350 cú: s0Hlim3 = 2.HB + 70 = 2.270 +70 = 610 (MPa) soFlim3 =1,8.HB =1,8.270 = 486 (MPa) s0Hlim4 = 2.HB + 70 = 2.230 +70 = 530 (Mpa) soFlim4 =1,8.HB =1,8.230 = 414 (MPa) KFC: Hệ số xột đến ảnh hưởng đặt tải. KFC = 1 do bộ truyền quay 1 chiều; KHL, KFL: Hệ số tuổi thọ. KHL = KFL = : Bậc đường cong mỏi. : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất tiếp xỳc, ứng suất uốn. Đối với thộp 45: = 4.106 : Số chu kỡ thay đổi về ứng suất tương đương. Với: c, n, tS: Lần lượt là số lần ăn khớp trong một vũng quay, số vũng quay trong một phỳt,và tổng số giờ làm việc của cặp bỏnh răng đang xột. Ta thấy: ; Ta lấy ị KHL3 = 1; KHL4 = 1; KFL = 1 + SH,SF: Hệ số an toàn khi tớnh về tiếp xỳc và uốn. Theo bảng 6.2 [1]. SH = 1,1; SF = 1,75 ; ZR = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng độ nhỏm mặt răng. ZV = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng vận tốc vũng. KXH = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng của kớch thước răng. YR = 1 hệ số xột đến ảnh hưởng của độ nhỏm mặt lượn chõn răng Thay cỏc tham số vào (1), (2) ta cú: [sH3] = 610.1.1/1,1 = 554,55 (MPa) [sH4] = 530.1.1/1,1 = 481,82 (MPa) [sH] = ([sH3] + [sH4] )/2 = 518,19 (MPa) [sF3] = 486.1/1,75 = 277,71 (MPa) [sF4] = 414. 1/1,75 = 236,57 (MPa) * Ứng suất tiếp xỳc cho phộp khi quỏ tải: [sH3]Max = 2,8.sch3 = 2,8 .580 = 1624 (MPa) [sH4]Max = 2,8.sch4 = 2,8 .450 =1260 (MPa) * Ứng suất uốn cho phộp khi quỏ tải: [sF3]Max = 0,8.sch3 = 0,8.580 = 464 (MPa) [sF4]Max = 0,8.sch4 = 0,8.450 = 360 (MPa) 2.2.3 Xỏc định thụng số cơ bản của bộ truyền Đối với hộp giảm tốc, thụng số cơ bản là khoảng cỏch trục aw. Nú được xỏc định theo cụng thức sau: Trong đú: Ka: Là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bỏnh răng. Tra bảng 6.5 [I] ta cú: Ka = 43 Mpa1/3 T1: Mụ men xoắn trờn trục bỏnh chủ động. T1 = 268959,18 (Nmm) [sH]: ứng suất tiếp xỳc cho phộp. [sH] = 518,19 MPa u: Tỉ số truyền của bộ truyền. u = 2,5 yba: Hệ số chiều rộng bỏnh răng. Tra bảng 6.6 [I] ta cú: yba = 0,3. KHB : Hệ số kể đến sự phõn bố khụng đều tải trọng trờn chiều rộng vành răng. Ta cú: ybd = 0,5. yba ( u +1) = 0,5.0,3(2,5 + 1) = 0,525 Tra bảng 6.7 [1] ta cú KHb = 1,03 Thay cỏc giỏ trị đó tớnh vào (10) ta cú: Chọn aW2 = 168 (mm) 2.2.4 Xỏc định cỏc thống số ăn khớp a. Xỏc định modun - Ta cú: m = (0,01 … 0,02)aw = (1,68 … 3,36)(mm). - Tra bảng 6.8 [1] ta chọn m = 2. b. Xỏc định số răng Z, gúc nghiờng b, hệ số dịch chỉnh x Giữa khoảng cỏch trục aw, số răng bỏnh nhỏ Z1, số răng bỏnh lớn Z2, gúc nghiờng b của răng và modun trong bộ truyền ăn khớp ngoài liện hệ với nhau theo cụng thức: (11) - Chọn trước gúc nghiờng b = 150 - Từ (4) ta suy ra số răng của bỏnh nhỏ: (răng) - Chọn Z3 = 46 (răng) Vậy số răng bỏnh lớn là: Z4 = u2.Z3 = 2,5.46 = 115 (răng) Chọn Z4 = 115 (răng) Tớnh lại: tỷ số truyền thực là: Tổng số răng: Zt = Z3+Z4 = 161 (răng) - Tớnh lại gúc nghiờng b: - Chiều rộng vành răng : - Chọn bw2 = 55 (mm) 2.2.5 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xỳc Ứng suất xuất hiện trờn mặt răng của bộ truyền phải thoả món điều kiện sau: (12) Trong đú: ZM: Hệ số kể đến cơ tớnh vật liệu của cỏc bỏnh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5 [1] ta cú: ZM = 274 (MPa1/3) ZH: Hệ số kể đến hỡnh dạng bề mặt tiếp xỳc. bb: Gúc nghiờng của răng trờn hỡnh trụ cơ sở. tg bb = cos at.tg b - Đối với cặp bỏnh răng nghiờng khụng dịch chỉnh: at = aW = - Chọn a =200; at = tg bb = cos 20,840.tg 17,020 = 0,29 ị bb = 15,970 ị Ze: Hệ số kể đến sự trựng khớp của răng, được xỏc định thụng qua eb , ea. ea: Hệ số trựng khớp ngang. ea = [1,88 – 3,2.(1/ Z3 + 1/ Z4)]. cosb ea = [1,88 – 3,2.(1/ 46 + 1/ 115)]. Cos17,020= 1,7. eB: Hệ số trựng khớp dọc eb = bW.sin b /(m.p) eb = 50,4.sin 17,020 / ( 2. 3,14 ) = 2,35 > 1 ị KH: Hệ số tải tr