Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
Công suất, số vòng quay :
P
ct
=6,747 (kW) ; n
lv
=41,80 (v/ph); P
đc
=7,5(kW).
15,6
92,0.99,0
6,5
===
ol
lv
III
P
P
(kW) ;
40,6
97,0.99,0
15,6
===
brol
III
II
P
P
(kW) ;
67,6
97,0.99,0
40,6
.
===
brol
II
I
P
P
(kW) ;
p
đc
=
74,6
99,0.1
67,6
.
==
olkn
I
nn
p
(KW) ;
2.Số vòng quay trên các trục là:
n
I
= n
đc
= 1450 (v/ph)
n
II
=
25,277
23,5
1450
1
1
2
===
u
n
n
(v/ph)
n
III
=
60,90
06,3
25,277
2
2
3
===
u
n
n
(v/ph)
n
LV
=
8,41
17,2
6,90
3
==
ũ
u
n
(v/ph)
3.Mô men trên các trục của hộp giảm tốc:
T
đc
= 9,55. 10
6
.
30446
1450
74,6
.10.55,9
6
==
dc
dc
n
P
(N. mm).
T
I
= 9,55. 10
6
.
43930
1450
67,6
.10.55,9
6
==
I
I
n
P
(N. mm).
T
II
= 9,55. 10
6
.
220451
25,277
40,6
.10.55,9
6
==
II
II
n
P
N. mm.
T
III
= 9,55. 10
6
.
648262
6,90
15,6
.10.55,9
6
==
III
III
n
P
N. mm.
T
ct
= 9,55. 10
6
.
1279426
8,41
6,5
.10.55,9
6
==
lv
lv
n
P
N. mm.
Ta lập đợc bảng kết quả tính toán sau:
Trục
Trục
động cơ
I II III Làm việc
Khớp u
1
= 5,23 u
2
= 3,06 u
x
=2,17
P (kW) 6,74 6,67 6,40 6,15 5,6
N(v/ph) 1450 1450 277,25 90,60 41,80
T(N.mm) 44391 43930 220451 648262 1279426
5
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
PHầN II: Bộ truyền xích.
1) Chọn loại xích .
Theo tính toán ở trên ta có công suất ,số vòng quay và tỉ số truyền trên
trục 3 và trục công tác:
Trục 3: n
3
= 90,60(v/p) ; P
3
= 6,15(kW)
Trục công tác: n
lv
= 41,8(v/p) ; P
lv
= 5,6(kW)
Tỉ số truyền bộ truyền ngoài: u
x
= 2,17(lần)
Vận tốc tang quay v=0,7(m/s) ,lực kéo băng tải F=8000(N)
chọn bộ truyền xích con lăn mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật.
2)Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích.
2.1Số răng đĩa xích.
Để đảm bảo bộ truyền quay đều, động năng va đập nhẹ và tuổi thọ của
xích cần đảm bảo số răng
nhỏ nhất của đĩa xích lớn hơn z
min
.Đối với xích con lăn vận tốc trung
bình z
min
=17-19.
Theo bảng 5.4 (TR.80,TTTKHTDĐCK-T1) ứng với u
x
= 2,17 ta chọn đ-
ợc:
Số răng đĩa nhỏ là z
1
=25> z
min
Số răng đĩa lớn đợc xác định nh sau:
z
2
= u
x
.z
1
= 2,17.25 = 54,25<z
max
=120.Chọn z
2
=55
Tỉ số truyền thực của bộ truyền xích là:
u
x
= z
2
/z
1
= 55/25 =2,2
2.2Bớc xích p.
Điều kiện đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích đợc cho
theo công thức (5.3):
P
t
=P.k.k
z
.k
n
[P] (1)
Trong đó:
1. P
t
Công suất tính toán(kW)
6
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
2. P Công suất cần truyền P = P
3
=6,15(kW)
3. [P] Công suất cho phép.
4. Theo bảng 5.5(TR.81,TTTKHTDĐCK-T1)
ứng với n
3
= 90,6(v/p) ta có [P]= 34,8(kW)
5. k Hệ số sử dụng.
6. k
z
Hệ số răng .
7. k
n
Hệ số số vòng quay.
+) Xác định hệ số răng k
z
theo:
k
z
= z
01
/ z
1
Với z
01
= 25 là số răng đĩa nhỏ ứng với các bớc xích tiêu chuẩn xác
định bằng thực nghiệm.
z
1
=25 số răng đĩa nhỏ chọn ở trên.
=> k
z
= z
01
/ z
1
= 25/25 = 1
+) Xác định hệ số số vòng quay k
n
:
k
n
= n
01
/ n
1
Với: n
01
= 200 (v/p)
n
1
= n
3
= 90,6(v/p)
=> k
n
= n
01
/ n
1
= 200/90,6 = 2,2
+) Xác định hệ số sử dụng k theo công thức (5.4) :
k= k
o
.k
a
.k
dc
.k
bt
.k
đ
.k
c
Trong đó các hệ số đợc tra trong bảng 5.6
(TR.82,TTTKHTDĐCK-T1):
k
o
Hệ số xét đến ảnh hởng của vị trí bộ truyền. Đờng nối
tâm đĩa xích so với đờng
nằm ngang một góc 0 => k
o
=1
k
a
Hệ số xét đến khoảng cách trục và chiều dài xích. Chọn
a=40p => k
a
=1
7
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
k
dc
Hệ số xét đến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng
xích.Vị trí trục đợc điều
chỉnh bằng một trong hai đĩa xích => k
dc
=1
k
bt
Hệ số xét đến ảnh hởng của bôi trơn.
chất lợng bôi trơn II => k
bt
=1.3
k
đ
Hệ số tải trọng động, xét đến tính chất tải trọng. Tải
trọng va đập vừa=> k
đ
=1,35
k
c
Hệ số xét đến chế độ làm việc bộ truyền. Làm việc 2 ca
=> k
c
=1,25.
Thay các hệ số xét đến tra đợc vào công thức trên ta có:
k= k
o
.k
a
.k
dc
.k
bt
.k
đ
.k
c
= 1.1.1.1,3.1,25.1,3 = 2,19
Thay vào công thức (1):
P
t
=P.k.k
z
.k
n
=6,15.2,19.1.2,2=29,63(kW)<[P]=34,8(kW)
Theo bảng 5.5 (TR.81,TTTKHTDĐCK-T1) ứng với n
01
= 200 (v/p)
chọn bộ truyền xích
một dãy có bớc xích p=38,1.
2.3. Khoảng cách trục và số mắt xích.
Với tỉ số truyền u
x
= 2,17(lần) chọn sơ bộ khoảng cách trục:
a = 40.p = 40.38,1 = 1524mm
Theo công thức (5.12)ta tính đợc số mắt xích x:
57,120
40.1,38 4
1,38.)2555(
2
5525
1,38
1524.2
4
.)(
2
.2
2
2
2
2
1221
=
+
+
+=
+
+
+=
a
pzzzz
p
a
x
Lấy số mắt xích là chẵn x=120
Tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13) :
[ ]
+++=
2
12
2
1212
*
)zz(
2)zz(5,0x)zz(5,0xp25,0a
[ ]
mma 1513
)2555(
2)2555(5,0120)2555(5,01201,38.25,0
2
2
*
=
+++=
Lấy a
*
=1513mm.
8
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
Để xích không phải chịu lực căng quá lớn ,cần giảm bớt khoảng
cách trục a:
a=(0,002 0,004)a=(0,002 0,004)1513=
(3,026 .6,052)mm
Giảm đi một lợng a=4mm
Vậy khoảng cách trục chính xác là: a=1509mm
Số lần va đập i của bản lề xích trong 1s là:
26,1
120.15
6,90.25
.15
.
11
===
x
nz
i
(lần/s)
Theo bảng 5.9 số lần va đập cho phép [i]=20(lần/s) => đảm bảo
điều kiện i < [i]
2.4.Tính kiểm nghiệm xích về độ bền.
Bộ truyền xích thờng xuyên chịu tải trọng va đập trong quá trình
làm việc và có thể bị quá tải
lớn khi mở máy. Do đó cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo
hệ số an toàn (5.15).
[ ]
s
FFF.k
Q
s
votd
++
=
(2)
Trong đó:
Q(N) Tải trọng phá hỏng. Theo bảng 5.2(TR.78,TTTKHTDĐCK-
T1) ứng với xích
con lăn một dãy có bớc xích p=38,1 =>
Q=127000N.
k
d
Hệ số tải trọng động k
d
=1,2 ứng với chế độ làm việc trung bình.
F
t
Lực vòng F
t
=1000.P/v(N)
F
o
Lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra(N)
F
v
Lực căng do lực li tâm sinh ra (N)
[s] Hệ số an toàn cho phép theo bảng 5.10 ta tra đợc [s] = 8.2
+) Lực vòng đợc xác định theo công thức sau:
9
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
F
t
=1000.P/v=1000.6,15/1,45 = 4241(N)
+) Lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra F
o
:
F
o
=9,81.k
f
.q.a
Với:
k
f
Hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí của bộ
truyền
Với f=0,015a=1,8mm và góc nghiêng đờng nối tâm là 0
0
lấy k
f
=4
q Khối lợng một m xích.theo bảng 5.2 ứng với xích con
lăn 1 dãy có bớc xích
p=38,1mm => q=5,5kg
a Khoảng cách trục (m) a=1509mm=1,509m
=> F
o
= 9,81.k
f
.q.a = 9,81.4.5,5.1,509 =325,47(N)
+) Lực căng do lực li tâm sinh ra F
v
:
F
v
= q.v
2
= 5,5.1,45
2
= 11,56(N)
Thay các giá trị trên vào công thức (2) ta có:
[ ]
5,883,16
56,1147,3254241.2,1
127000
.
=>=
++
=
++
=
s
FFFk
Q
s
votd
=> bộ truyền xích đảm bảo điều kiện bền
2.5.Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục.
a) Xác định các thông số của đĩa xích.
+) Các đờng kính của đĩa xích đợc xác định theo công thức :
mm
z
p
d 99,303
25
sin
1,38
sin
1
1
=
=
=
mm
z
p
d 38,667
55
sin
1,38
sin
2
2
=
=
=
mmg
z
gpd
a
64,320
25
cot5,01,38cot5,0
1
1
=
+=
+=
10
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
mmg
z
gpd
a
34,685
55
cot5,01,38cot5,0
2
2
=
+=
+=
d
f1
= d
1
-2r=304-2.11,22=281,55mm
d
f2
= d
2
-2r=667,4-2.11,22=644,94mm
Với bán kính đáy r = 0,5025d
l
+0,05 = 0,5025.22,23+0,05 =
11,22mm
d
l
=11,91mm (theo bảng 5.2 (TR.78,TTTKHTDĐCK-T1)
b) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích .
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.18):
( )
[ ]
H
d
vddtr
H
k.A
EFKFk
47,0
+
=
Trong đó:
k
r
Hệ số xét đến ảnh hởng của số răng đĩa xích k
r1
=0,42 ;
k
r2
=0,23
k
d
Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy.Do bộ
truyền chỉ có 1 dãy k
d
=1
K
đ
Hệ số tải trọng động K
đ
=1,2
F
t
Lực vòng(N) F
t
=4241(N)
F
vd
Lực va đập trên 1 dãy xích (N) F
vd
=13.10
-7
.n
1
.p
3
=13.10
-
7
.90,6.38,1
3
=6,51(N)
E Mođun đàn hồi E=2,1.10
5
MPa
A Diện tích chiếu của bản lề, ứng với p=38,1mm =>
A=395mm
2
(theo bảng 5.12)
[
H
] ứng suất tiếp xúc cho phép (MPa), bảng 5.11
(TR.86,TTTKHTDĐCK-T1)
ứng suất tiếp xúccủa đĩa xích 1:
( )
( )
)(3,501
1.395
10.1,215,62,1.424142,0
47,0
.
47,0
5
1
1
MPa
kA
EFKFk
d
vddtr
H
=
+
=
+
=
11
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
ứng suất tiếp xúc của đĩa xích 2:
( )
( )
)(371
1.395
10.1,215,62,1.424123,0
47,0
.
47,0
5
2
2
MPa
kA
EFKFk
d
vddtr
H
=
+
=
+
=
Nh vậy theo bảng 5.11 (TR.86,TTTKHTDĐCK-T1) để đảm bảo
độ bền tiếp xúc cho các
đĩa xích ta dùng thép C45 tôI cảI thiện, ram đạt độ rắn bề mặt HB
210
ứng suất tiếp xúc cho phép [
H
]=600(MPa),
Ta có :
[ ]
HH
=> đảm bảo độ bền tiếp xúc.
c) Các lực tác dụng lên trục.
+) Lực căng trên nhánh chủ động
F
1
=F
t
+F
2
F
2
=F
o
+F
v
Với:
- F
o
Lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra
F
o
= 325,47(N)
- F
v
Lực căng do lực li tâm sinh ra F
v
= 11,56(N)
- F
t
Lực vòng(N) F
t
=4241(N)
=> F
2
=F
o
+F
v
= 325,47 + 11,56 = 337,03(N)
F
1
=F
t
+F
2
=4241+337,03 = 4578,03(N)
+) Lực tác dụng lên trục
F
r
= k
x
.F
t
= 1,15.4241=4877,15(N)
Trong đó k
x
là hệ số kể đến trọng lợng xích k
x
=1,15 với bộ
truyền có góc nghiêng 0.
Từ các kết quả tính toán trên ta có bảng các thông số của các bộ truyền xích
con lăn :
Thông số Giá trị Thông số Giá trị
Bớc xích
p=38,1(mm)
Chiều rộng đĩa răng
b=58(mm)
Khoảng cách trục
a= 1509(mm)
Vận tốc vòng
v=1,45(m/s)
Đờng kính vòng chia
d
1
= 303,99(mm)
Số răng đĩa xích
z
1
=25
12
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
d
2
= 667,38(mm) z
2
=55
Đờng kính đỉnh răng
d
a1
= 302,64(mm)
d
a2
= 685,34(mm)
Đờng kính đáy răng
d
f1
= 281,55(mm)
d
f2
= 644,94(mm)
Lực tác dụng lên trục
F
r
= 4877,15 (N)
Góc nghiêng bộ truyền
=0
Phần 3 : TíNH TOáN THIếT Kế CHI TI ẩNTONG HGT
I . TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG TRONG HộP GIảM TốC
A.Tính toán bộ truyền cấp nhanh ( bánh trụ răng thẳng ).
1.Chọn vật liệu.
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 ữ 285 có:
Theo bảng 6.1
b1
= 850 MPa ;
ch 1
= 580 MPa.
Chọn HB
1
= 260 (HB)
Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 240 có:
b2
= 750 Mpa ;
ch 2
= 450 MPa.
Chọn HB
2
= 240 (HB)
Ta đã xác định đợc Công suất trên trục :P1 = PI = 6,67 KW;
Tốc độ : n1 = 1450 v/ph;
Mô men xoắn trên trục : T1 = 43930 Nmm;
Tổng thời gian làm việc : t
h
= 12500 h;
2. Xác định ứng suất cho phép.
+> Tính ứng suất tiếp xúc :
[ ]
( )
HLxHVRHHH
KKZZS
=
lim
;
Z
R
: Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc( R
a
=1,25 ữ 0,63 àm)
Z
V
=1 với v 5 m/s.
K
XH
: Hệ số xét đến ảnh hởng kích thớc bánh răng =1(da 700 mm )
Ta chọn sơ bộ Z
R
Z
V
K
xH
= 1
[ ]
HHLHH
SK
=
lim
S
H
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. S
H
=1,1(theo bảng 6.2).
limH
: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở;
0
limH
= 2.HB + 70
H lim1
= 2 . 260 + 70 = 590 MPa;
H lim2
= 2 . 240 + 70 =550 MPa;
13
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội D.A Chi Tiết Máy
K
HL
=
H
m
HEHO
NN
với m
H
= 6.
m
H
: Bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc.
N
HO
: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
N
HO
= 30. H
4,2
HB
H
HB
: độ rắn Brinen.
74,2
1
10.75,18260.30
==
HO
N
74,2
02
10.5,1520.30
==
H
N
N
HE
: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng.
( )
CKiii
i
i
HE
ttTTt
u
n
cN /./ 60
3
1
=
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T
i
, n
i
, t
i
: Lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
( )
ckiiiHE
ttTTt
u
n
cN /./ 60
3
1
1
1
2
=
7
1
733
2
10.6,110.68,14
8
3
.)6,0(
8
5
1.12500.
23,5
1450
.1.60
=>=
+=
HOHE
NN
ta có : N
HE2
> N
HO2
=> K
HL2
= 1
Ta có: N
HE1
= 5,23N
HE2
=> N
HE1
> N
HO1
=> K
HL1
= 1
[
H
]
1
=
)(36,536
1,1
1.590
MPa
=
; [
H
]
2
=
)(500
1,1
1.550
MPa
=
Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên :
[ ] [ ] [ ]
( )
)(500,min
21
MPa
HHH
==
+> Tính ứng suất uốn cho phep:
ứng suất uốn cho phép [
F
] đợc xác định theo công thức (6.2):
Trong đó:
- Y
R
Hệ số xét đến độ nhám của mặt lợn chân răng.
- Y
s
Hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung
ứng suất .
14
[ ]
FLFCxFsR
F
o
limF
F
K.K.K.Y.Y.
S
=
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét