Đồ Án Hộp giảm tốc 2 cấp trục vít ăn khớp với bánh vít truyền động cặp bánh răng trụ răng thẳng cho đường

Đề tài: HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP TRỤC VÍT ĂN KHỚP VỚI BÁNH VÍT TRUYỀN ĐỘNG CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CHO ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O44

100Mb bao gồm tất cả file CAD, 2D, thuyết minh, bản vẽ nguyên lý, thiết kế, các chi tiết trong hộp giảm tốc, kết cấu, động học hộp giảm tốc .Ngoài ra còn kèm theo nhiều tài liệu hướng dẫn thiết kế và chọn trục, chọn bánh răng, ổ lăn, tính ứng suất trục, tính lực .

[TABLE]
[TR]
[TD]MỤC LỤC :[/TD]
[TD]Trang​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lời nói đầu
Phần 1 : Chọn động cơ dẫn động
Phần 2 : Phân phối tỷ số truyền
Phần 3 : Thiết kế các bộ truyền
I , Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít cấp nhanh :
1, Chọn vật liệu chế tạo
2, Ứng suất cho phép
3, Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít
4, Kiểm nghiệm bền bộ truyền trục vít – bánh vít
II, Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm
1, Vật liệu chế tạo bánh răng
2, Ứng suất cho phép
3, Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
4, Kiểm nghiệm bền bộ truyền bánh răng trụ
Phần 4 : Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ để hở
I, Vật liệu chế tạo bộ truyền ngoài
II, Tính toán ứng suất cho phép
III, Thiết kế bộ truyền
IV, Kiểm nghiệm bộ truyền theo độ bền uốn
V, Kiểm nghiệm bền tiếp xúc và quá tải
VI, Các thông số cơ bản của bộ truyền
Phần 5 : Thiết kế trục
I, Chọn vật liệu
II, Tính thiết kế trục
1, Xác định các lực tác dụng lên trục
2, Tính sơ bộ trục
3, Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực
4, Xác định chiều dài và đường kính các đoạn trục
III, Tính chọn then
1, Chọn then .
2, Kiểm tra bền then
IV, Kiểm nghiệm bền mỏi trục về độ bền mỏi
V, Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh
Phần 6 :Tính chọn ổ lăn
I, Chọn loại ổ lăn
II, Chọn cấp chính xác ổ lăn
III, Chọn kích thước ổ lăn
1, Chọn ổ theo khả năng tải động
IV, Các biện pháp công nghệ của ổ lăn
1, Gối đỡ ổ
2, Cố định ổ trên trục
3, Cố định ổ trong vỏ hộp giảm tốc
4, Điều chỉnh khe hở ổ lăn
5, Bôi trơn ổ lăn
6, Lót kín các bộ phận của ổ
V, Thiết kế khớp nối trục
Phần 7 : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc
I, Chọn bề mặt ghép nắp và thân
II, Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp
III, Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp
1, Bu lông móc vòng hoặc móc vòng
2, Chốt định vị
3, Cửa thăm
4, Nút thông hơi
5, Nút tháo dầu
6, Kiểm tra mức dầu
Phần 8 : Lắp ghép , dung sai
I, Chọn cấp chính xác
II, Kiểu lắp và dung sai của các tiết máy quay trên trục
III, Kiểu lắp và dung sai lắp ghép ổ lăn
IV, Kiểu lắp và dung sai mối ghép then
V, Dung sai hình dáng và vị trí bề mặt
[/TD]
[TD]3479991012131717172022292929313234343535353537384048484950555757575858646464646565666667676769696970717172737373747475 ​[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
LỜI NÓI ĐẦU :
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong nhiều chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản về kết cấu máy .
Đồ án môn học thiết kế hệ dẫn động cơ khí là sự áp dụng những kiến thức đã học được vào việc đi thiết kế một hệ dẫn động cụ thể. Qua đồ án giúp em có một cái nhìn cụ thể hơn về ngành nghề cơ khí nói chung và chế tạo máy nói riêng.
Trong quá trình thực hiện đồ án em rất cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Th.sỹ Đoàn Yên Thế. Sự giúp đỡ của thầy đã giúp em có thể nhanh chóng hoàn thành nhiệm vụ . Khi thiết kế em cũng đã tham khảo tài liệu tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( 2 tập ) của PGS.PTS Trịnh Chất và PTS Lê Văn Uyển .
Phần 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG.​
Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp. Muốn chọn đúng loại động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại đồng thời cần chú ý đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động .
Trong các loại động cơ điện ta nhận thấy động cơ điện ba pha không đồng bộ rôto ngắn mạch có các đặc điểm sau : Kết cấu đơn giản, giá thành tương đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy , có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện .
Nhưng nó lại có nhược điểm : Hiệu suất và hệ số công suất thấp (so với động cơ ba pha đồng bộ ), không điều chỉnh được vận tốc (so với động cơ điện một chiều và động cơ ba pha không đồng bộ rôto dây cuốn ).
Nhờ có nhiều ưu điểm cơ bản trên , động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ rôto ngắn mạch được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp. Để dẫn động các thiết bị vận chuyển, băng tải, xích tải , thùng trộn .ta sử dụng loại động cơ này.
Để chọn động cơ ta tiến hành theo các bước sau đây :
- Tính công suất cần thiết của động cơ;
- Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ ;
- Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá tải, mômen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế .
1, Xác định công suất động cơ :
P[SUB]ct[/SUB] = P[SUB]t[/SUB]/h[SUB]t [/SUB]. ( 1- 1 ).
Với h[SUB]t[/SUB] = h[SUB]1[/SUB].h[SUB]2[/SUB].h[SUB]3.[/SUB]h[SUB]4[/SUB][SUP]3[/SUP] ( 1- 2 ) gọi là hiệu suất của toàn bộ bộ truyền .
h[SUB]1[/SUB]- hiệu suất của bộ truyền ngoài;
h[SUB]2[/SUB]- hiệu suất của bộ truyền trục vít bánh vít ;
h[SUB]3[/SUB]- hiệu suất của bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc ;
h[SUB]4[/SUB]- hiệu suất của 1 cặp ổ lăn .
Tra bảng 2-3 trang 19 sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( TKHDĐCK ) tập 1, ta được các giá trị sau : h[SUB]1 [/SUB]= 0,93
h[SUB]2 [/SUB]= 0,80
h[SUB]3[/SUB] = 0,96
h[SUB]4[/SUB] = 0,99
Thay vào ( 1- 2 ) ta được : h[SUB]t [/SUB] = 0,6930
Xác định công suất tính toán : Theo đề ra thì công suất dẫn động lò quay là P = 6 KW ; tải trọng không đổi trong quá trình làm việc và chịu va đập nhẹ . Như vậy ta lấy công suất dẫn động lò quay là công suất thiết kế .
Thay P[SUB]t[/SUB] = 6 Kw , h[SUB]t[/SUB] = 0,6930 vào công thức ( 1- 2 ) ta thu được : P[SUB]ct[/SUB] = 8,658 Kw .
2, Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ :
n[SUB]sb[/SUB] = n[SUB]lv[/SUB].u[SUB]t[/SUB] . ( 1- 3 )
n[SUB]lv [/SUB] là số vòng quay của bộ công tác ;
u[SUB]t[/SUB] là tỷ số truyền của hệ thống dẫn động .
Ta lấy số vòng quay của lò quay là số vòng quay làm việc , như vậy : n[SUB]lv[/SUB] = 9 ( vòng/phút ) .
u[SUB]t [/SUB]= u[SUB]h[/SUB].u[SUB]n[/SUB] . ( 1- 4 )
Trong đó u[SUB]h[/SUB] là tỷ số truyền của hộp giảm tốc , còn u[SUB]n [/SUB] là tỷ số truyền của bộ truyền ngoài .
Tra bảng 2- 4 trang 21 sách TKHDĐCK tập 1 , ta chọn :
u[SUB]h[/SUB] = 80 ; u[SUB]n [/SUB]= 4
Thay vào ( 1- 4 ) ta được : u[SUB]t [/SUB] = 80.4 = 320 .
Thay u[SUB]t [/SUB] = 320 ; n[SUB]lv[/SUB] = 9 ( vòng/phút ) vào công thức ( 1- 3 ) ta được n[SUB]sb [/SUB]= 9 . 320 = 2880 ( vòng/phút ).
Như vậy với các kết quả tính được : P[SUB]ct[/SUB] = 8,658 Kw ; n[SUB]sb[/SUB] = 2880 và dựa vào phụ lục P1.3 trang 236 sách TKHDĐCK tập 1 ta chọn động cơ có số hiệu 4A132M2Y3 .
Các thông số cơ bản của động cơ 4A132M2Y3: n [SUB]sb[/SUB] = 3000 vòng/phút .
P[SUB]đc [/SUB] = 11 Kw ,
n[SUB]đc[/SUB] = 2907 ( vòng/phút ),
cosj = 0,90
h = 88,0 % ,
T[SUB]max[/SUB]/T[SUB]dn[/SUB] = 2,2 ; T[SUB]k[/SUB]/T[SUB]dn[/SUB] = 1,6 .
Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ :
T[SUB]k[/SUB]/T[SUB]dn[/SUB] = 1,6 > T[SUB]mm[/SUB]/T = 1,3 .
Như vậy động cơ 4A132M2Y3 là phù hợp
Phần 2 : PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CỦA TOÀN BỘ​HỆ THỐNG .​1, Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống :
Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống được xác định theo công thức sau :
u[SUB]t[/SUB] = n[SUB]đc[/SUB]/ n[SUB]lv[/SUB] = 2907/9 = 323 .
Với sai số cho phép của vận tốc là d = 6 % .
2, Phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc và bộ truyền ngoài :
u[SUB]t[/SUB] = u[SUB]h[/SUB].u[SUB]n[/SUB] ( 2- 1 )
Do bộ truyền ngoài là bộ truyền bánh răng nên ta chọn u[SUB]n [/SUB] = 4 dựa vào bảng 2- 4 trang 21 sách TKHDĐCK tập 1. Còn tỷ số truyền trong hộp giảm tốc được xác định dựa vào công thức ( 2- 1 )
Thay u[SUB]t[/SUB] = 323 và u[SUB]n[/SUB] = 4 vào công thức ( 2-1 ) ta được :
u[SUB]h [/SUB] = 80,75 .
3, Phân phối tỷ số truyền trong hộp giảm tốc :
Tỷ số truyền trong hộp giảm tốc được tính theo công thức :
u[SUB]h[/SUB] = u[SUB]1[/SUB]. u[SUB]2[/SUB] ( 2 - 2 ) .
Trong đó : u[SUB]1 [/SUB] là tỷ số truyền của cấp nhanh giữa trục vít - bánh vít .
u[SUB]2[/SUB] là tỷ số truyền của cấp chậm : hai bánh răng trụ .
Theo yêu cầu thiết kế hộp giảm tốc trục vít - bánh răng , ta chọn VL chế tạo bánh răng thuộc nhóm I , với răng thẳng nên c = 2
Tra theo đồ thị hình 3-24 trang 49 sách TKHDĐCK tập 1, ta có :
Với u[SUB]h[/SUB] = 80 thì u[SUB]1 [/SUB] = 22 ;
Với u[SUB]h [/SUB]= 100 thì u[SUB]1[/SUB] = 27 ;
Dùng nội suy với u[SUB]h [/SUB] = 80,75 thì u[SUB]1[/SUB] = 22,0375
Thay u[SUB]h[/SUB] = 80,75 ; u[SUB]1[/SUB] = 22,0375 vào công thức (2 - 2 ) ta thu được : u[SUB]2 [/SUB] = 3,667.
Với sai số cho phép là d = 6 % ta lấy gần đúng : u[SUB]1 [/SUB] = 22,0 còn u[SUB]2 [/SUB] = 3,67 .
4, Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục :
Dựa vào công suất cần thiết P[SUB]ct [/SUB]của động cơ và sơ đồ hệ thống dẫn động , có thể tính được trị số của công suất , mômen và số vòng quay trên các trục , phục vụ cho các bước tính toán thiết kế các bộ truyền , trục và ổ .
a, Trục I : P[SUB]I[/SUB] = P[SUB]ct[/SUB] . h [SUB]ôl[/SUB] = 8,658 . 0,99 = 8,57142 Kw ;
n[SUB]I [/SUB] = n[SUB]đc[/SUB] = 2907 ( vòng /phút ) .
T[SUB]1 [/SUB] = 9,55.10[SUP]6[/SUP].P[SUB]I[/SUB]/n­[SUB]1 [/SUB] = 9,55.10[SUP]6[/SUP].8,57142/2907 = 28158,6 Nmm .
b, Trục II :
P[SUB]II [/SUB] = P[SUB]I[/SUB] . h[SUB] ôl[/SUB].h[SUB]vít[/SUB] = 8,57142 .0,80. 0,99 = 6,7886 Kw ;
n[SUB]II[/SUB] = u[SUB]I[/SUB]/ u[SUB]1[/SUB] = 2907/22,0 = 131,896 ( vòng/phút ) ;
T[SUB]II[/SUB]=9,55.10[SUP]6[/SUP].P[SUB]II[/SUB]/n[SUB]II [/SUB]= 9,55.10[SUP]6[/SUP].6,7886/131,896= 491532,2 Nmm
c, Trục III :
P[SUB]III[/SUB] = P[SUB]II [/SUB].h[SUB]br[/SUB] .h[SUB]ôl [/SUB] =6,7886 .0,99 .0,96 = 6,4519 Kw ;
n[SUB]III[/SUB] = n[SUB]II[/SUB]/u[SUB]2[/SUB] = 131,896 / 3,664 = 35,9978 ( vòng/ phút );
T[SUB]III [/SUB] = 9,55.10[SUP]6[/SUP].P[SUB]III[/SUB]/n[SUB]III[/SUB] = 9,55.10[SUP]6[/SUP].6,4389/35,9987 = 1711650 Nmm .
Từ các kết quả trên ta lập ra bảng sau :
Bảng 1 :
[TABLE]
[TR]
[TD][/TD]
[TD="colspan: 2"]Động cơ[/TD]
[TD="colspan: 2"]I​[/TD]
[TD="colspan: 2"]II​[/TD]
[TD="colspan: 2"]III​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Công suất (Kw)[/TD]
[TD="colspan: 2"]11​[/TD]
[TD="colspan: 2"]8,57142​[/TD]
[TD="colspan: 2"]6,7886​[/TD]
[TD="colspan: 2"]6,4519​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tỷ số truyền[/TD]
[TD][/TD]
[TD="colspan: 2"]1​[/TD]
[TD="colspan: 2"]22,0​[/TD]
[TD="colspan: 2"]3,67​[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Số vòng quay[/TD]
[TD="colspan: 2"]2907​[/TD]
[TD="colspan: 2"]2907​[/TD]
[TD="colspan: 2"]131,896​[/TD]
[TD="colspan: 2"]35,9978​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Mômen xoắn[/TD]
[TD="colspan: 2"][/TD]
[TD="colspan: 2"]28158,6​[/TD]
[TD="colspan: 2"]491532,2​[/TD]
[TD="colspan: 2"]1711650​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Phần 3 : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN .​Theo đầu đề thiết kế ta phải thiết kế bộ truyền ngoài và bộ truyền trong hộp giảm tốc.
Theo đầu đề thiết kế thì hộp giảm tốc là loại trục vít - bánh răng. Loại hộp giảm tốc này được sử dụng khi tỷ số truyền u = 50 . 130 đặc biệt có thể lên đến u = 480 .
So với hộp giảm tốc bánh răng - trục vít, hộp giảm tốc trục vít bánh răng có ưu điểm :
- Hiệu suất cao hơn.
- Kích thước bánh vít nhỏ hơn ( bộ truyền trục vít đặt ở cấp nhanh nên mômen xoắn nhỏ hơn ) do đó tiết kiệm được kim loại màu quý hiếm để chế tạo bánh vít .
Thế nhưng bộ truyền bánh răng - trục vít lại có ưu điểm :
- Khuôn khổ kích thước hộp gọn hơn .
- Vận tốc trượt nhỏ hơn do đó có thể dùng động cơ quay nhanh hơn để dẫn động hộp giảm tốc, đồng thời có thể dùng đồng thanh không thiếc rẻ hơn để chế tạo bánh vít .
I, Thiết kế bộ truyền Trục vít - bánh vít :
1, Vật liệu của bộ truyền trục vít - bánh vít :
Truyền động trục vít gồm trục vít và bánh vít ăn khớp nhau . Nó được dùng để truyền chuyển động giữa các trục chéo nhau , thường thì góc giữa hai trục là 90[SUP]0[/SUP] .
Do các trục chéo nhau như vậy nên trong truyền động trục vít xuất hiện vận tốc trượt v[SUB]t[/SUB] hướng theo ren trục vít, trượt dọc răng làm tăng mất mát về ma sát, làm giảm hiệu suất, tăng nguy hiểm về dính và mòn . Vì vậy đặc điểm này cần được chú ý trong quá trình thiết kế truyền động trục vít .
Vì trong bộ truyền trục vít xuất hiện vận tốc trượt lớn và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn ma sát ướt không được thuận lợi nên cần phối hợp vật liệu trục vít và bánh vít sao cho cặp vật liệu này có hệ số ma sát thấp, bền mòn và giảm bớt nguy hiểm về dính. Mặt khác do tỷ số truyền u lớn , tần số chịu tải của trục vít lớn hơn nhiều so với bánh vít nên vật liệu trục vít phải có cơ tính cao hơn vật liệu bánh vít .
Bánh vít thường được chế tạo từ vật liệu có tính chống dính tốt và khả năng giảm ma sát .
Để thuận tiện trong thiết kế ta chọn vật liệu dựa vào trị số vận tốc trượt v[SUB]t[/SUB] .
Trị số của v[SUB]t [/SUB] được tính theo công thức kinh nghiệm :
v[SUB]t[/SUB] = 8,8 .10[SUP]-3[/SUP]( P[SUB]I[/SUB].u.n[SUB]I[/SUB][SUP]2[/SUP])[SUP]1/3[/SUP] ( 3 - 1 ) .
Trong đó : P[SUB]I [/SUB]- công suất trên trục trục vít .
u - tỷ số truyền của bộ truyền trục vít .
n[SUB]I[/SUB] - số vòng quay của trục vít .
Dựa vào bảng 1 ta có P[SUB]I [/SUB] = 8,658 Kw ; u[SUB]1[/SUB] = 22,04 ; n[SUB]I [/SUB]= 2940 vòng/phút .
Thay vào công thức ( 3 - 1 ) ta có :
v[SUB]t[/SUB] = 8,8 .10[SUP]-3[/SUP].(8,658. 22,04 .2907[SUP]2[/SUP])[SUP]1/3[/SUP] = 10,319 m/s .
Dựa vào v[SUB]t [/SUB] như trên ta chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh thiếc kẽm chì ( thuộc nhóm I ) có ký hiệu bpOPC 6-3-3 ,đúc bằng khuôn kim loại .
Cơ tính của vật liệu chế tạo bánh vít :
Giới hạn bền s[SUB]b[/SUB] = 200 MPa ; giới hạn chảy s[SUB]ch[/SUB] = 100 MPa .
Vì tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu chế tạo trục vít là loại thép Cácbon được tôi cải thiện đạt độ rắn HB < 350 . Để tiện cho việc chế tạo ta chọn vật liệu chế tạo trục vít là loại thép 50 dùng chế tạo bánh răng nhỏ trong bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc loại này có cơ tính :
Độ rắn HB = 245 , giới hạn bền s[SUB]b[/SUB] = 800 MPa , giới hạn chảy s[SUB]ch[/SUB] = 530 MPa .
2, Xác định các ứng suất cho phép :
Trong tính toán ứng suất cho phép của bộ truyền trục vít - bánh vít có một số điểm sau mà ta cần lưu ý :
- Vì bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc có cơ tính thấp hơn nhiều so với trục vít bằng thép nên để thiết kế , chỉ cần xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép của bánh vít . Đương nhiên các ứng suất cho phép này cũng phụ thuộc vào độ rắn của mặt ren trục vít và phương pháp gia công lần cuối mặt ren trục vít .
- Với các bánh vít làm bằng đồng thau không thiếc dạng hỏng về dính là nguy hiểm hơn cả , do đó ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định từ điều kiện chống dính , phụ thuộc vào trị số của vận tốc trượt mà không phụ thuộc vào số chu kỳ chịu tải , nói khác đi ứng suất tiếp xúc cho phép trong trường hợp này được xác định từ độ bền tĩnh chứ không phải từ điều kiện bền mỏi .
- Vì đường cong mỏi khi thử về uốn đối với các loại đồng thanh và đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc đối với đồng thanh thiếc có nhánh nghiêng khá dài , tới 25.10[SUP]7[/SUP] chu kỳ chịu tải , trong khi ở phần lớn bộ truyền trục vít chu kỳ chịu tải nhỏ hơn khá nhiều , cho nên khi xác định ứng suất cho phép người ta dựa vào giới hạn mỏi ngắn hạn chứ không dựa vào giới hạn mỏi lâu dài như đối với bộ truyền bánh răng .
Như vậy ứng suất cho phép của bộ truyền trục vít được xác định như sau :
a, Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Bánh vít được làm bằng đồng thanh thiếc kẽm chì , ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định theo công thức :
[ s[SUB]H[/SUB] ] = [ s[SUB]HO[/SUB] ].K[SUB]HL[/SUB] ( 3-2 ) .
Trong đó : [ s[SUB] HO[/SUB] ] là ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 10[SUP]7[/SUP] chu kỳ : [ s[SUB]HO[/SUB] ] = ( 0,75 - 0,9 ).s[SUB]b[/SUB] .
Vì trục vít là thép 50 được tôi cải thiện có độ rắn HB = 245 nên ta lấy hệ số 0,75
[s[SUB]HO[/SUB] ] = 0,75 .200 = 150 MPa .
Với s[SUB]b[/SUB] = 200 MPa , tra trong bảng 7.1 trang 146 sách TKHDĐCK tập 1 với cách đúc dùng khuôn kim loại .
K[SUB]HL[/SUB] - hệ số tuổi thọ : K[SUB]HL[/SUB] = ( 10[SUP]7[/SUP]/N[SUB]HE[/SUB] )[SUP]1/8[/SUP] ( 3-3 ).
Với N[SUB]HE[/SUB] là số chu kỳ thay đổi ứng suất tương ứng , ứng với tải trọng không đổi thì N[SUB]HE[/SUB] = 60.12000.131,896 = 94965120 .
Thay vào ( 3-3 ) ta có :
K[SUB]HL[/SUB] = ( 10[SUP]7[/SUP]/ 949,65.10[SUP]5[/SUP]) [SUP]1/8[/SUP] = 0,755 .
Thay K[SUB]HL[/SUB] = 0,755 và [ s[SUB]HO[/SUB] ] = 150 MPa vào công thức ( 3-2 ) ta có :
[ s[SUB]H [/SUB]] = 150. 0,755 = 113,25 MPa .
b, Ứng suất uốn cho phép :
Do bánh vít làm bằng đồng thanh thiếc kẽm chì , ứng suất uốn cho phép được xác định theo công thức sau :
[ s[SUB]F[/SUB] ] = [ s[SUB]FO [/SUB]] .K[SUB]FL [/SUB] ( 3-4 ) .
Trong đó [ s[SUB]FO [/SUB]] là ứng suất uốn cho phép ứng với 10[SUP]6[/SUP] chu kỳ, phụ thuộc vào số chiều quay .
Do bộ truyền quay một chiều nên [ s[SUB]FO [/SUB]] = 0,25s[SUB]b[/SUB] + 0,08s[SUB]ch[/SUB] .
Ngoài ra do trục vít làm bằng thép 50 nên :
Thay s[SUB]b[/SUB] = 200 ( MPa ) ,
s[SUB]ch[/SUB] = 100 ( MPa ) .
Ta được [ s[SUB]FO [/SUB]] = 58 MPa .
K[SUB]FL [/SUB]- hệ số tuổi thọ của vật liệu làm bánh vít .
K[SUB]FL [/SUB] = ( 10[SUP]6[/SUP]/N[SUB]FE[/SUB] )[SUP]1/9[/SUP] ;
Với N[SUB]FE[/SUB] = 60 S (T[SUB]2i[/SUB]/T[SUB]max[/SUB])[SUP]9[/SUP].n[SUB]2i[/SUB] .t[SUB]i[/SUB] .
ở đây hệ thống làm việc với tải trọng không thay đổi theo thời gian nên : N[SUB]FE[/SUB] = 60 .12000 .131,896 = 949,65.10[SUP]5[/SUP] = 9,4965.10[SUP]7 [/SUP].
Vậy K[SUB]FL[/SUB] = ( 10[SUP]6[/SUP]/9,4965.10[SUP]7[/SUP] )[SUP]1/9[/SUP] = 0,603 .
Thay các giá trị của K[SUB]FL [/SUB]và [ s[SUB]FO[/SUB] ] vào công thức ( 3-4 ) ta có :
[ s[SUB]F[/SUB] ] = 58 . 0,603 = 34,97 ( MPa ) .
3, Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít :
a, Khoảng cách trục : a[SUB]w1[/SUB]
a[SUB]w1[/SUB] = ( 3-5 ) .
Trong đó : Z[SUB]2 [/SUB]- số răng bánh vít ;
q = d[SUB]1[/SUB]/m - hệ số đường kính trục vít , được tiêu chuẩn hoá theo môđun tiêu chuẩn m ;
T[SUB]2[/SUB] - Mômen xoắn trên trục bánh vít ;
K[SUB]H[/SUB] - Hệ số tải trọng .
[ s[SUB]H[/SUB] ] - ứng suất tiếp xúc cho phép .
Dựa vào tỷ số truyền u[SUB]1[/SUB] = 22,04 ta chọn số mối ren Z[SUB]1[/SUB] = 2 .
Như vậy : Z[SUB]2[/SUB] = u[SUB]1[/SUB].Z[SUB]1[/SUB] = 2. 22,04= 44,08 .
Lấy Z[SUB]2 [/SUB] = 44 , thoả mãn điều kiện Z[SUB]2[/SUB] > Z[SUB]min[/SUB] = 26-28 ( để tránh cắt chân răng ) và Z[SUB]2[/SUB] < 80 ( để tránh gây nên biến dạng lớn của trục vít và kích thước quá lớn ) .
Chọn sơ bộ q :
q = 0,25 .44 = 11,0 .
Dựa vào bảng7.3 trang 150 sách TKHDĐCK tập 1 chọn q =12,5
Chọn sơ bộ K[SUB]H[/SUB] = 1,1 .
Thay các giá trị K[SUB]H[/SUB] = 1,1 ; Z[SUB]2[/SUB] = 44 ; q = 12,5 ; [ s[SUB]H[/SUB] ] = 113,25 MPa; T[SUB]2[/SUB] = T[SUB]II[/SUB] = 491532,2 Nmm vào công thức ( 3-5 ) ta có :
a[SUB]w1[/SUB] = ( 44 + 12,5 ) = 208,6 mm .
Lấy a[SUB]w1[/SUB] = 209mm .
b, Tính môđun :
m = = = 7,4 .
Dựa vào bảng 7.3 sách TKHDĐCK tập 1 ta chọn m = 8 .
Do đó : a[SUB]w1[/SUB] = = = 226 mm.
Lấy a[SUB]w1[/SUB] = 225 mm theo tiêu chuẩn SEV 229-75 và tính hệ số dịch chỉnh .
c, Tính hệ số dịch chỉnh :
x = = = 0,25
Thoả mãn điều kiện - 0,7 < x < 0,7 .
4, Kiểm nghiệm bền bộ truyền trục vít – bánh vít :
a, Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc :
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh vít của bộ truyền đã được thiết kế phải thoả mãn điều kiện sau :
s[SUB]H[/SUB] = . ( 3-6 )
Với a[SUB]w[/SUB] và q đã biết , để tính được s[SUB]H[/SUB] theo ( 3-6 ) cần phải xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép [ s[SUB]H[/SUB] ] theo v[SUB]t[/SUB] , T[SUB]2 [/SUB]theo h và hệ số tải trọng K[SUB]H[/SUB].
Vận tốc trượt v[SUB]t [/SUB]đựoc tính theo công thức :
v[SUB]t[/SUB] = p.d[SUB]w1[/SUB].n[SUB]1[/SUB]/(60000cosg[SUB]w[/SUB]) ( 3-7 ) .
Trong đó góc vít :
g[SUB]w[/SUB] = arctg[ z[SUB]1[/SUB]/(q + 2x)] = arctg[ 2/(12,5 + 2. 0,25 ) = 8,746[SUP]0[/SUP]
d­[SUB]w1[/SUB] = = ( 12,5 + 2. 0,25 ).8 = 104 ( mm ) .
Với n[SUB]1[/SUB]- số vòng quay của trục vít : n[SUB]1[/SUB] = n[SUB]I[/SUB] = 2907 vòng/phút .
Z[SUB]1[/SUB] - số mối ren trục vít : Z[SUB]1[/SUB] = 2 .
Thay vào ( 3-7 ) ta có :
v[SUB]t[/SUB] = 3,14 .104 .2907/(60000.cos8,746[SUP]0[/SUP]) = 16,0079 m/s .
Với v[SUB]t [/SUB] như trên thì vật liệu dùng để chế tạo bánh vít phải là đông thanh nhiều thiếc như bpOF 10-1 .
Cơ tính của vật liệu :
Với cách đúc khuôn cát thì s[SUB]b[/SUB] = 200 MPa ; s[SUB]ch[/SUB] = 120 MPa .
Ứng suất uốn cho phép : [ s[SUB]H[/SUB] ] = [ s[SUB]HO[/SUB] ].K[SUB]HL[/SUB] .
Với [ s[SUB]HO[/SUB] ] = 0,75 .s[SUB]b[/SUB] = 150 MPa ; K[SUB]HL[/SUB] = 0,755 .
Vậy [ s[SUB]H[/SUB] ] = 0,755.150 = 113,25 MPa ;
Ứng suất uốn cho phép : [ s[SUB]F[/SUB] ] = [ s[SUB]FO[/SUB] ] .K[SUB]FL [/SUB];
Với [s[SUB]FO[/SUB]] = 0,25s[SUB]b[/SUB] + 0,08s[SUB]ch[/SUB] = 0,25.200 + 0,08.120 = 59,6 MPa
K[SUB]FL [/SUB] = 0,603 . Vậy [ s[SUB]F [/SUB]] = 59,6.0,603 =35,9388 MPa .
Hiệu suất của bộ truyền được tính theo công thức :
h = ( 3-8 ) .
Góc ma sát j = 0,8[SUP]0 [/SUP]được tra trong bảng 7.4 sách TKHDĐCK tập 1.
Vậy : h = 0,89 .
T[SUB]2[/SUB] = 28158,6. 22. 0,809 = 551345,338 Nmm
Hệ số tải trọng : K[SUB]H[/SUB] = K[SUB]Hb[/SUB] .K[SUB]Hv[/SUB] ( 3-9 ) .
Trong đó : K[SUB]Hb[/SUB] - hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng ; K[SUB]Hv[/SUB] - hệ số tải trọng động .
K[SUB]Hb[/SUB] = 1 + ( Z[SUB]2[/SUB]/q)[SUP]3[/SUP]( 1 - T[SUB]2m[/SUB]/T[SUB]2max [/SUB]) .
Do tải trọng không thay đổi nên K[SUB]Hb[/SUB] = 1 .
Để xác định hệ số tải trọng động trước hết dựa vào vận tốc trượt để tra cấp chính xác ,

III, Tính chọn then :
Mối ghép then và then hoa được dùng để truyền mômen xoắn từ trục đến các chi tiết lắp trên trục hoặc ngược lại .
Mối ghép then đơn giản về chế tạo và lắp ghép nên được dùng rộng rãi, và then được dùng nhiều nhất là then bằng . So với mối ghép then, mối ghép then hoa đảm bảo cho các chi tiết lắp trên trục có độ đồng tâm tốt hơn, khả năng tải và độ tin cậy làm việc cao hơn, nhất là khi mối ghép chịu tải trọng thay đổi và tải trọng va đập .
Trong quá trình làm việc, mối ghép then và then hoa có thể bị hỏng do dập bề mặt làm việc, ngoài ra then có thể bị hỏng do bị cắt , mối ghép then hoa có thể hỏng do bị mòn bề mặt làm việc .
Ta chủ yếu chọn then bằng để lắp ghép vì then bằng đã được tiêu chuẩn hoá, ta chỉ viẹc chọn then theo đường kính trục. Sau đó kiểm tra điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt của then.
1, Chọn then :
Dựa theo bảng 9.1a trang 173 sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí ta có :
Các thông số cơ bản của then bằng :

[TABLE]
[TR]
[TD] Trục ​[/TD]
[TD]Đường kính trục d, mm.​[/TD]
[TD="colspan: 2"]Kích thước tiết diện then​[/TD]
[TD="colspan: 2"]Chiều sâu rãnh then​[/TD]
[TD="colspan: 2"]Bán kính góc lượn của rãnh r​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD] b[/TD]
[TD]h​[/TD]
[TD]trên trục​[/TD]
[TD]trên lỗ​[/TD]
[TD]nhỏ nhất​[/TD]
[TD]lớn nhất​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]I​[/TD]
[TD]35​[/TD]
[TD]10​[/TD]
[TD]8​[/TD]
[TD]5​[/TD]
[TD]3,3​[/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] II​[/TD]
[TD] 55 ​[/TD]
[TD] 16​[/TD]
[TD] 10​[/TD]
[TD] 6​[/TD]
[TD] 4,3​[/TD]
[TD] 0,25​[/TD]
[TD] 0,4​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] III​[/TD]
[TD] 95​[/TD]
[TD] 25​[/TD]
[TD] 14​[/TD]
[TD] 9​[/TD]
[TD] 5,4​[/TD]
[TD] 0,4​[/TD]
[TD] 0,6​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]70​[/TD]
[TD]20​[/TD]
[TD]12​[/TD]
[TD]7,5​[/TD]
[TD]4,9​[/TD]
[TD]0,25​[/TD]
[TD]0,4​[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

2, Kiểm tra bền của then :
Điều kiện bề dập và điều kiện bền cắt của then có dạng sau đây :

s[SUB]d[/SUB] = 2T/[dl[SUB]t[/SUB]( h-t[SUB]1 [/SUB])] [s[SUB]d[/SUB]] ( 5-7 ) .
t[SUB]c[/SUB] = 2T/(dl[SUB]t[/SUB].b) [ t[SUB]c[/SUB] ] . ( 5-8 ) .
Trong đó : s[SUB]d[/SUB] ,t[SUB]c[/SUB] - ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán ,MPa
d - đường kính trục , mm ;
T - mômen xoắn trên trục ,Nmm .
l[SUB]t[/SUB] ,b, h, t - kích thước mm ; được liệt kê trên bảng .
[ s[SUB]d[/SUB] ] - ứng suất dập cho phép , MPa, trị số cho trong bảng 9.5 trang 178 sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 2 :
[ s[SUB]d[/SUB] ] = 150 MPa ;
[ t[SUB]c[/SUB] ] - ứng suất cắt cho phép , MPa .
Với then làm bằng thép 45 ta lấy [ t[SUB]c[/SUB] ] = 60 MPa .
Các kích thước của then đã được nêu ở trên ta có :
Trên trục II :
T[SUB]2[/SUB] = 491532,2 Nmm .
d[SUB]21[/SUB] = d[SUB]22[/SUB] = 55 mm .
l[SUB]t21[/SUB] = 0,9l[SUB]m22[/SUB] = 0,9 .90 = 81 mm .
h[SUB]21[/SUB] = h[SUB]22[/SUB] = 10 mm .
b[SUB]21[/SUB] = b[SUB]22[/SUB] = 16 mm .
t[SUB]1[/SUB] = 6 mm .
Thay các giá trị vào công thức ( 5-7 ) và (5-8) ta có :
s[SUB]d1[/SUB] = = 55 MPa < [ s[SUB]d[/SUB] ] = 150 MPa .
t[SUB]c[/SUB] = = 12 MPa < 60 MPa .
Như vậy đă thoả mãn về cả bền dập và bền cắt .
Trục III : T[SUB]III[/SUB] = 1711650 Nmm .
Mặt cắt 3-1 : d[SUB]31[/SUB] = 95 mm .
l[SUB]t31[/SUB] = 0,9.84 = 75,6 mm .
b[SUB]31[/SUB] = 25 mm .
h[SUB]31 [/SUB]= 14 mm .
t[SUB]31[/SUB] = 9 mm .
Thay vào ( 5-7 ) và (5-8) ta có :
s[SUB]d[/SUB] = = 95 MPa < [s[SUB]d[/SUB]] = 150 MPa .
t[SUB]c[/SUB] = = 19 MPa < [ t[SUB]c[/SUB] ] = 50 MPa .
Mặt cắt 3-3 :
d[SUB]33[/SUB] =70 mm .
l[SUB]t33[/SUB] = 0,9.108 = 97,2 mm .
b[SUB]33[/SUB] = 20 mm .
h[SUB]33[/SUB] = 12 mm .
t[SUB]33[/SUB] = 7,5 mm .
Thay vào (5-7) và (5-8) ta có :
s[SUB]d[/SUB] = = 111,8 MPa < [s[SUB]d[/SUB]] = 150 MPa .
t[SUB]c[/SUB] = = 25,156 MPa < [t[SUB]c[/SUB]] = 50 MPa .
Như vậy cả hai mối ghép then đều đảm bảo bền .