Hộp giảm tốc kiểu 2 cấp có cấp nhanh phân đôi

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN, CÁC LOẠI HỘP GIẢM TỐC7 A GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP GIẢM TỐC

CÁC LOẠI HỘP GIẢM TỐC

I Hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp:

➢ Hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp gồm 2 loại:

• Hộp giảm tốc bánh răng nón thẳng ( 𝑖 < 3 )

• Hộp giảm tốc bánh răng nghiêng ( 𝑖 ≤ 5 )

 Hai loại hộp giảm tốc này dùng để truyền công suất bé hoặc trung bình

Hình 2.3 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng Hình 2.4 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp nằm ngang [1] nón một cấp thẳng đứng [1]

Hiệu suất cao và khả năng truyền tải công suất đa dạng, cùng với tuổi thọ dài và độ bền cao, giúp sản phẩm hoạt động ổn định và dễ sử dụng Phạm vi công suất, tốc độ và tỷ số truyền của sản phẩm rất phong phú.

Hộp giảm tốc nhiều cấp có kích thước và trọng lượng lớn do tải trọng phân bố không đồng đều trên các ổ trục, được chọn dựa trên phản ứng lớn nhất.

- Khó bôi trơn các bộ phận trong hộp giảm tốc, trọng lượng hộp giảm tốc lớn, trong quá trình làm việc gây ra tiếng ồn

II Hộp giảm tốc bánh răng trụ tròn hai cấp và ba cấp:

1 Hộp giảm tốc đồng trục:

Hình 2.5 Sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục [1]

- Bộ truyền cho phép giảm chiều dài của hộp

- Trọng lượng hộp giảm tốc bé

- Chịu tải trọng của cấp nhanh chưa dung hết

- Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí kết cấu chung của thiết bị dẫn động

- Khó bôi trơn ổ trục ở giữa hộp

- Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn

 Hộp giảm tốc ít được dùng

2 Hộp giảm tốc có cấp phân đôi cấp nhanh:

Hộp giảm tốc có cấp phân đôi cấp nhanh là bộ phận trung gian kết nối động cơ với các chi tiết máy công tác Do động cơ thường có tốc độ quay lớn, việc sử dụng hộp giảm tốc là cần thiết để điều chỉnh tốc độ cho phù hợp với yêu cầu công việc Hộp giảm tốc phân đôi thường được sử dụng để giảm tốc độ động cơ, đảm bảo hiệu suất hoạt động của máy móc.

➢ Hộp giảm tốc có cấp phân đôi cấp nhanh có hai loại:

• Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh:

• Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp chậm:

2.1 Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh: a Cấu tạo

Hộp số có hình dạng như một hình hộp và bên trong chứa các bộ số truyền động, có thể là hình trụ tròn, hình hộp vuông hoặc hình hộp tròn, tùy thuộc vào thương hiệu sản xuất.

Tùy thuộc vào loại hộp giảm tốc, có thể sử dụng trục vít bánh vít, hộp số bánh vít hoặc bánh răng côn để giảm tốc độ của động cơ.

Hộp số giảm tốc 2 cấp sử dụng bánh răng trụ và bánh răng nghiêng cần có cấu tạo bao gồm các cơ cấu như bánh răng nghiêng hoặc bánh răng thẳng Các bánh răng này được lắp ráp ăn khớp với nhau theo một tỷ số truyền động đã được xác định.

Hầu hết các hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp chậm được chế tạo từ các chất liệu chất lượng cao như inox, nhôm, gang, thép và hợp kim nhôm Những vật liệu này không chỉ bảo vệ các bộ truyền động của hộp số khỏi va đập mà còn giảm thiểu tình trạng ăn mòn và oxi hóa.

- Hộp giảm tốc thường được làm bằng các chất liệu kim loại cứng b Nguyễn lí hoạt động:

Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh là hệ thống bánh răng được thiết kế để ăn khớp chính xác với mô men và tỷ số truyền, từ đó tạo ra số vòng và vận tốc theo yêu cầu của người sử dụng Thiết bị này giúp giảm vận tốc góc và tăng mô men xoắn cho động cơ, đóng vai trò là bộ máy trung gian giữa động cơ điện và bộ phận làm việc của máy công tác.

Động cơ thường hoạt động với tốc độ cao, trong khi nhu cầu sử dụng thực tế của con người lại thấp Do đó, hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh là cần thiết để điều chỉnh số vòng quay, giúp đạt được tốc độ mong muốn.

2.2 Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp chậm: a Cấu tạo:

Hộp số 2 cấp phân đôi cấp nhanh có hình dạng hộp và chứa các bộ truyền động bên trong Thiết kế của nó có thể là hình trụ tròn, hình hộp vuông hoặc hình hộp tròn, tùy thuộc vào nhà sản xuất.

Hầu hết các hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh được chế tạo từ các chất liệu bền bỉ như inox, nhôm, gang, thép và hợp kim nhôm Những chất liệu này không chỉ bảo vệ các bộ truyền động khỏi va đập từ bên ngoài mà còn hạn chế sự ăn mòn và oxi hóa, đảm bảo độ bền và hiệu suất của hộp số.

Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh là một cơ cấu truyền động sử dụng phương pháp ăn khớp trực tiếp, với tỷ số truyền động không đổi, tương tự như hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi nhanh.

➢ Trong quá trình hoạt động, hộp giảm tốc sẽ có hai quá trình cơ bản:

• Khi tiến hành giảm tốc cho động cơ thì bánh răng nhỏ sẽ quay 1 vòng còn bánh răng lớn sẽ quay 3 vòng

• Khi tiến hành tăng tốc cho động cơ, bánh răng lớn sẽ quay 1 vòng, bánh răng nhỏ sẽ quay

Hình 2.6 Sơ đồ hộp giảm tốc có cấp tách đôi [1]

2.3 Ưu điểm và nhược điểm của hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi nhanh và chậm:

- Bộ truyền động làm việc êm

- Sử dụng hết khả năng của vật liệu chết tạo các bánh răng cấp chậm và cấp nhanh

- Truyền động có được công suất lớn

- Lực dọc trục cũng được triệt tiêu

 Kết cấu hộp giảm tốc cũng tương đối đơn giản và dễ chế tạo, dễ bôi trơn

- Các bánh răng và ổ được bố trí đối xứng

 Trục sẽ chịu được tải tương đối đồng đều

- Chiều rộng của hộp lớn

- Cấu tạo bộ phận ổ tương đối phức tạp

- Số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng

3 Hộp giảm tốc hai cấp và ba cấp khai triển

Hình 2.7 Sơ đồ hộp giảm tốc Hình 2.8 Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển [1] ba cấp khai triển [1]

- Bánh răng không đối xứng gối tựa

- Các ổ trục theo phản ứng lớn nhất => Trọng lượng hộp giảm tốc tăng

III Hộp giảm tốc bánh răng nón-trụ:

• Bánh răng nón: răng thẳng, răng nghiêng, răng xoắn

- Bánh răng trụ: răng thẳng, răng nghiêng

- Hộp giảm tốc bánh răng nón-trụ hai cấp: ( 𝑖 = 8 ÷ 15 )

- Hộp giảm tốc bánh răng nón-trụ ba cấp: ( 𝑖 = 25 ÷ 75 )

Hình 2.9 Hộp giảm tốc bánh răng nón – trụ Hình 2.10 Hộp giảm tốc bánh răng nón – trụ hai cấp nằm ngang [1] hai cấp thẳng đứng [1]

Hình 2.11 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón-trụ ba cấp [1]

- Dùng để truyền công suất-mô men xoắn từ motor đến trục công tác

- Trục vào vuông góc với trục ra

- Giảm tốc độ, tăng mô men xoắn ở trục ra

IV Hộp giảm tốc trục vít:

➢ Hộp giảm tốc trục vít được chia làm 3 loại chính:

• Hộp giảm tốc trục vít có hệ số truyền trong khoảng 𝑖 = 10 ÷ 70

Hình 2.12 Sơ đồ hộp giảm tốc Hình 2.13 Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít đặt dưới [1] trục vít đặt trên [1]

Hình 2.14 Sơ đồ hộp giảm tốc trục bánh vít đặt đứng trục vít đặt cạnh [1]

- Lớp vở làm bằng gang nên cực kì bền trong các môi trường chịu được tải nặng

- Làm việc êm và không ồn

- Có khả năng tự hãm

- Hiệu suất thấp => ít được dùng để truyền công suất lớn

- Cần phải dùng vật liệu giảm ma sát đắt tiền (đồng thanh) để chế tạo bánh vít

V Hộp giảm tốc bánh răng-trục vít, trục vít- bánh răn và trục vít hai cấp:

- Hộp bánh răng- trục vít ( 𝑖 ≤ 150 )

- Hộp trục vít-bánh răng ( 𝑖 = 50 ÷ 130 )

Để giảm kích thước và độ phức tạp của hộp giảm tốc bánh răng-trục vít, tỉ số truyền được giới hạn trong khoảng 𝑖 = 25 ÷ 80 Hộp giảm tốc trục vít hai cấp là một giải pháp hiệu quả cho vấn đề này.

Hình 2.15 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh Hình 2.16 Sơ đồ hộp giảm tốc răng – trục vít [1] trục vít- bánh răng [1]

Hình 2.17 Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít hai cấp [1]

VI Hộp giảm tốc bánh răng côn:

Hình 2.18 Bản vẽ hệ thống truyền động với hộp giảm tốc bánh răng côn 1 cấp[3]

- Lực momen mạnh mẽ, tải được nặng, truyền động êm nhờ bánh răng xoắn ốc, độ bền từ 5 tới 10 năm

- Có thể chế tạo được 2 trục ra vận hành 2 cỗ máy cùng lúc

- Giá thường cao hơn hộp giảm tốc loại thường

- Hàng có sẵn mới 100% trên thị trường thường là hiếm khi đủ tỉ số truyền

Trộn xi măng, cán tôn thép, nghiền gỗ, giấy và đất sét để sản xuất gạch, cùng với việc sử dụng băng tải gầu tải và vít tải trong quy trình vận chuyển Ngoài ra, nghiền nhựa để tái chế, ép mỏng vật liệu, và khai thác than, cát cũng là những hoạt động quan trọng Sản xuất thuốc dược liệu, khoan lòng biển để lấy dầu khí, uốn tre và gỗ để làm mỹ nghệ, cũng như máy vắt nước trái cây, đều góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp.

VII Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

Hình 2.19 Bản vẽ hộp giảm tốc bánh răng hành tinh size 42[4]

Hình 2.20 Bản vẽ hộp giảm tốc bánh răng hành tinh sizse 110 [4]

- Kết nối được với động cơ điện, động cơ thủy lực

Hộp số hành tinh nổi bật với giá thành phải chăng và độ bền vượt trội, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị như máy cấp phôi tự động, máy khắc CNC, máy sản xuất và đóng gói, cũng như máy khắc tia laser.

- Giải nhiệt kém do không gian bên trong của nó khá hẹp

- Dùng để phân hủy các chuyển động, thường được sử dụng trong bộ điều khiển của ô tô

- Dùng để truyền động làm giảm tốc với tỷ lệ truyền cực lớn

- Dùng để truyền tải điện năng cao với cấu trúc nhỏ vô cùng gọn nên rất thích hợp sử dụng trong các máy bay

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ

 Lấy số liệu từ bảng 2-1 trang 27 TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 1999:

Bảng 2-1 Các trị số hiệu suất

Bộ truyền bánh răng trụ thẳng (kín): 𝜂 br = 0,97 (3 cặp bánh răn)

Bộ truyền ổ lăn: 𝜂 ol = 0,9925 (4 ổ lăn)

3 Công suất cần thiết của động cơ

Tra bảng 2P trang [321-323] đối với động cơ không đồng bộ ba pha TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 1999:

Chọn động cơ sao cho: N dc 𝜂 dc > N ct (4.0,86 > 3,3136374)

Công suất Vận tốc (vg/Ph) Hiệu suất η (%) Mm/Mđm

 Dựa vào điều kiện mở máy, nên chọn công suất động cơ điện có tên: AO2-41-4 với:

- Số vòng quay động cơ điện: n dc = 1450 (vòng/phút)

TÍNH PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Tỷ số truyền động chung: i = n dc n t

Trong đó: n t là số vòng quay của tang n t = 60.1000.V π.D = 60.1000.0,95 π.320 = 56,6989485 (vòng/phút) i = 1450

Tỷ số truyền của bộ truyền đai được ký hiệu là $i_d$, trong khi tỷ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng nghiêng cấp nhanh là $i_{bn}$, và tỷ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng thẳng cấp chậm được ký hiệu là $i_{bt}$.

5 = 5,1147333 i h là tỷ số truyền của các bộ truyền trong hộp

• Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu, ta chọn: i n = (1,2 ÷ 1,3)i c i h = i n i c = 1,2i c 2 suy ra: i c = √ 1,2 i h = √ 8,5245555 1,2 = 2,0645285

Thông số trục Động cơ I II III i 25.573667 5 2.4774341 2.06453 n (vòng/phút) 1450 290 117.05659 56.6989

KẾ CÁC BỘ TRUYỀN (BỘ TRUYỀN NGOÀI, BỘ TRUYỀN TRON 23 I Thiết kế bộ truyền đai thang

Chọn loại và tiết diện đai thang

• Số vòng quay bánh dẫn: n dc = 1450 (vòng/phút)

• Tỉ số truyền: I d = 5 Giả sử vận tốc của đai v > 5 m/s, ta có thể dùng loại đai thang loại A: Tiết diện đai A

• Kích thước tiết diện đại a × h(mm) (bảng 5-11): 13 × 8

• Diện tích tiết diện F (mm 2 ): 81

Định đường kính bánh đai nhỏ

Theo bảng 5-14 ta lấy D 1 = 150mm Kiểm nghiệm vận tốc của đai: v = π.D 1 1460

Tính đường kính D 2 của bánh lớn

Với ξ là hệ số trượt của đai hình thang: ξ ≈ 0,02 Lấy theo tiêu chuẩn (bảng 5-12): D 2 = 735 mm

Số vòng quay thực n 1 của trục bị dẫn:

735 = 290 (vòng/phút) Sai số về vòng quay Δn = n I −n 1 n I = 290−290

Chọn sơ bộ khoảng cách trục A

Dựa vào bảng 5-16 ta có thể chọn sơ bộ khoảng cách trục A

Vì i = 5 nên ta chọn A = 0,9 D 2 = 0,9.735 = 661,5 mm

Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A

Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai L

• Khoảng cách A thỏa mãn điều kiện :

• Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết mắc đai

• Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực bằng

Góc ôm α 1

8 Xác định số đai Z cần thiết

• Chọn ứng suất căng bằng ban đầu σ 0 = 1,2 N/mm 2

• Bằng cách tra bảng (5-17) theo trị số D 1 ứng suất cho phép [σ p ]

• Số đai tính theo công thức

C t = 0,9 là hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng (bảng 5-6)

C v = 1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc (bảng 5-19)

C α = 0.95 là hệ số xét đến ảnh hưởng đến góc ôm (bảng 5-18) Vậy

9 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

• Trong đó kích thước rãnh của đai thang :

• Đường kính ngoài cùng của bánh đai công thức 5-24

10 Lực căng ban đầu 𝐒 𝐨 (công thức 5-25) và lực tác dụng lên trục R (công thức 5-26)

Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh

1 Các loại vật liệu làm bánh răng

• Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa : σ b = 600 N/mm 2 , σ ch = 300 N/mm 2 , HB = 200, phôi rèn (giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)

• Bánh lớn : thép 35 thường hóa: σ b = 500 N/mm 2 , σ ch = 260 N/mm 2 , HB = 170, phôi rèn (giả thiết đường kính phôi 100mm – 300mm)

2 Định ứng suất cho phép a Ứng suất tiếp xúc cho phép

- Số chu kì làm việc của bánh lớn :

- Số chu kì làm việc của bánh nhỏ:

N 1 = i II N 2 = 2,47743.25,53 10 7 = 63,25 10 7 Vậy số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ và bánh lớn đều lớn hơn N 0

• Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

• Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

[σ] tx1 = [σ] Notx1 k N1 = 1.2,6.200 = 520 N/mm 2 Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là [σ] tx2 = 442 N/mm 2 b Ứng suất uốn cho phép

 Số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ :

Giới hạn mỏi uốn của thép 45 và 35 lần lượt là σ −1 = 0,42.600 = 252 N/mm 2 , σ −2 = 0,42.500 = 210 N/mm 2

• Ứng suất uốn cho phép:

Với hệ số an toàn n = 1,5 và k σ = 1,8 là hệ số tập trung ứng suất ở chân răng

3 Sơ bộ chọn hệ số tải trọng

4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng ψ = b

A = 0,4 Trong đó: A, b lần lượt là khoảng cách trục và chiều dài răng

Với θ = 1,25 là hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tính theo sức bên tiếp xúc của banh răng nghiêng so với bánh răng thẳng

6 Vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng : v = 2πAn I 60.1000(i II ± 1 ) = 2π 160.290

 Chọn cấp chính xác là 9

7 Định chính xác hệ số tải trọng K

Chiều rộng của bánh răng nhỏ b = ψ A A = 0,4.160 = 64 mm Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ : d 1 = 2 A (i II ± 1) = 2.160

 Hệ số tập trung trong thực tế : k tt = k ttbang +1

Theo bảng ( 3-14) với độ rắn mặt răng nhỏ hơn 350HB và cấp chính xác 9 ta có thể chọn được hệ số tải trọng động k d = 1,1

K = k tt k d = 1,1.1,1 = 1,21 Vậy hệ số tải trọng thức tế ít khác so với dự đoán (K = 1,3) nên không cần tính lại

8 Xác định môđun, số răng và góc nghiêng của răng m n = (0,01 ÷ 0,02)A = (1,6 ÷ 3,2 ) Chọn m n = 2

• Với bánh răng nghiêng, số răng được tính theo công thức:

- Số răng bánh nhỏ: z 1 = 2 A cos β m n (i II ± 1) = 2.150.0,97

- Tính chính xác góc nghiêng β cos β = (z 2 + z 1 )m n

Chiều rộng bánh răng b thỏa điều kiện b = 60 > 2,5m n sin β = 2,5.2 sin 11 0 6′ = 25,94

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

- Lấy θ” = 1,5 là hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải

• Kiểm nghiệm ứng suất uốn

- Đối với bánh nhỏ: σ u 1 = 19,1 × 10 6 KN y 𝑚 𝑛 2 𝑍 1 𝑛 𝐼 b θ” = 19,1 × 10 6 1,3.3,79135

10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn

• Ứng suất tiếp xúc cho phép:

• Ứng suất uốn cho phép :

• Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc: σ tx = 1,05 × 10 6

 Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối với bánh lớn và bánh nhỏ

• Kiểm nghiệm độ bền uốn:

11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Góc nghiêng β β = 11 0 6′ Đường kính vòng chia (vòng lăn) d 1 = m n Z 1 cos β = 2.42

Chiều rộng bánh răng b = 64 mm Đường kính vòng đỉnh răng D e1 = d 1 + 2m n = 95,719745 mm

D e2 = d 2 + 2m n = 232,28025 mm Đường kính vòng chân răng D i1 = d 1 − 2m n − 2.0,25m n = 86,719745 mm

12 Tính lực tác dụng lên trục

Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm

1 Chọn vật liệu làm bánh răn:

• Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa : σ b = 600 N/mm 2 , σ ch = 300 N/mm 2 , HB = 200, phôi rèn ( giả thiết đường kính phôi 100mm – 300mm )

• Bánh lớn : thép 35 thường hóa: σ b = 500 N/mm 2 , σ ch = 260 N/mm 2 , HB = 170, phôi rèn ( giả thiết đường kính phôi dưới 100mm )

2 Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi cho phép: a Ứng suất tiếp xúc cho phép :

Vậy số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ và bánh lớn đều lớn hơn N 0

• Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

• Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

[σ] tx1 = [σ] Notx1 k N1 = 1.2,6.200 = 520 N/mm 2 Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là [σ] tx2 = 442 N/mm 2 b Ứng suất uốn cho phép :

 Số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ :

Giới hạn mỏi uốn của thép 45 và thép 35 lần lượt là σ −1 = 0,42.600 = 252 N/mm 2 và σ −1 = 0,42.500 = 210 N/mm 2

• Ứng suất uốn cho phép:

Với hệ số an toàn n = 1,5 và k σ = 1,8 là hệ số tập trung ứng suất ở chân răng

3 Sơ bộ hệ thống tải trọng K:

Có thể chọn sơ bộ K = 1,3

4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψ A = b

A = 0,4 Trong đó : b,A lần lượt là chiều dài răng, khoảng cách trục

Với θ = 1,25 là hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tính theo sức bên tiếp xúc của banh răng nghiêng so với bánh răng thẳng

6 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

Vận tốc vòng : v = 2πAn II 60.1000(i III ± 1 ) = 2π 198.117,05659

7 Định chính xác hệ số tải K :

• Chiều rộng của bánh răng nhỏ b = ψ A A = 0,4.198 = 79,2 mm => b = 80 mm

• Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ : d 1 = 2 A (i III ± 1) = 2.198

 Hệ số tập trung trong thực tế : k tt = k ttbang +1

Theo bảng ( 3-14) với độ rắn mặt răng nhỏ hơn 350HB và cấp chính xác 9 ta có thể chọn được hệ số tải trọng động k d = 1,1

K = k tt k d = 1,1.1,1 = 1,21 Vậy hệ số tải trọng thức tế ít khác so với dự đoán (K = 1,3) nên không cần tính lại

8 Xác định môđun, số răng và chiều rộng bánh răng:

• Với bánh răng nghiêng, số răng được tính theo công thức:

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

• Hệ số răng tương đương :

• Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ : σ u1 = 19,1 10 6 K N y 1 m n 2 Z 1 n II b = 19,1 10 6 1,3.3,5405266

• Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn : σ u 2 = σ u 1 y 1 y 2 = 49,80312 0,476

10 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải tột ngột:

• Ứng suất tiếp xúc cho phép:

• Ứng suất uốn cho phép :

• Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc: σ tx = 1,05 × 10 6

 Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối với bánh lớn và bánh nhỏ

• Kiểm nghiệm độ bên uốn:

- Bánh nhỏ: σ uqt1 = 1,8σ u 1 = 1,8.49,80312 = 89,6456216 N/mm 2 < [σ] uqt1

- Bánh lớn: σ uqt2 = 1,8σ u 2 = 1,8 45,8535524 = 82,5363944 N/mm 2 < [σ] uqt2

11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

Góc ăn khớp α = 20 0 Đường kính vòng chia d 1 = m n Z 1 = 3.44 = 132 mm d 2 = m n Z 2 = 3.91 = 273 mm Khoảng cách trục

Chiều rộng bánh răng b = 80 mm Đường kính vòng đỉnh D e3 = d 1 + 2m n = 138 mm

D e4 = d 2 + 2m n = 279 mm Đường kính vòng chân D i1 = d 1 − 2m n − 2.0,25m n = 124,5 mm

12 Tính lực tác dụng lên trục :

Kiểm tra điều kiện bôi trơn

Hình 3 Mức dầu thấp nhất và cao nhất của HGT 2 cấp nhanh phân đôi

- Đường kính bánh răng lớn cấp nhanh:

- Modun bánh răng cấp nhanh: m n = 2 mm

- Đường kính bánh răng lớn cấp chậm:

- Modun bánh răng cấp chậm: m n = 3 mm

- Khi bánh bị dẫn cấp nhanh được ngâm trong dầu thì chiều cao thấp nhất ngâm trong dầu thỏa điều kiện : h 2 ≥ 10 mm h 2 = 2,25 m n = 2,25.2 = 4,5 mm

- Độ cao mức dầu thấp nhất lấy từ trục x: h 1 < 𝐷 𝑒2

• Mức dầu cao nhất không được ngập quá 1

- Chênh lệch giữa mức dầu thấp nhất và mức dầu cao nhất là x = 10…15mm h 1 − h 3 = 107 − 93 = 14 mm

 Vậy bộ truyền trong thỏa điều kiện ngâm dầu

❖ Chọn loại dầu bôi trơn

Giới hạn bền kéo Độ nhớt khi có vận tốc Độ nhớt khi có vận tốc

Cấp nhanh Thép 470-1000 116/16 1-1,5 m/s Dầu công nghiệp

Cấp chậm Thép 470-1000 160/24 1-1,5 m/s Dầu công nghiệp

THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN

Thiết kế trục

Tải trọng của máy, công suất động cơ, vận tốc quay không lớn không yêu cầu giới hạn kích thước nên chọn thép 45 không cần nhiệt luyện

• Giới hạn bền kéo σ bk = 600 (N/mm 2 )

• Giới hạn chảy σ ch = 300 (N/mm 2 )

2 Tính sức bền trục a Tính sơ bộ trục

Bảng 10.2 : Bảng tra chiều rộng ổ lăn theo đường kính trục [5]

• Đối với trục II d 2 ≥ √ M II

• Đối với trục III d 3 ≥ √ M III

Chọn d 3 = 50 , B 3 = 27 b Tính gần đúng trục

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, chọn k 1 = 10mm

- Khoảng cách giữa các chi tiết máy, chọn k 1 = 10mm

- Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp, k 2 = 10mm

- Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt mút của chi tiết quay, k 3 = 15mm

- Chiều cao của nắp và đầu Bulon, chọn h n = 20

- Chiều rộng bánh răng: b 1 = 64 (bánh răng cấp nhanh), b 2 = 80 (bánh răng cấp chậm)

- Chiều rộng Ổ lăn: B 1 = 19mm ( trục I ), B 2 = 23mm ( trục II ), B 3 = 27mm( trục III )

- Chiều rộng bánh đai B = 68mm b.1 Tổng hợp kích thước các phần tử ở trên ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết và khoảng cách các gối đỡ:

Hình 3.1 Sơ đồ tính khoảng cách trục 2 đối với hộp giảm tốc bánh răng phân đôi [5]

Ta có : d 2 = 40mm, B 2 = 23mm, k 2 = 10mm, k 1 = 10mm, x = 10mm Gọi AB = l 22 ; AC = l 23 ; AD = l 24 ; AE = l 21

Hình 3.2 Sơ đồ tính khoảng cách trục 1 đối với hộp giảm tốc bánh răng phân đôi [5]

* Từ kết quả ở trục II ta có:

Gọi AB = l 12 ; BC = l 13 ; BD = l 14 ; BE = l 11 ; k 3 = 15mm ; h n = 20mm ; B 1 = 19mm

* Từ kết quả ở trục II ta có:

Gọi AC = l 32 ; AE = l 31 ; AF = l 33 ; k 3 = 15mm ; h n = 20mm ; B 3 = 27mm

• AF = l 33 = l 31 + l c33 = 83,5 + 279 = 362,5mm b.2 Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục:

Hình 3.4 Sơ đồ đặt lực trục 1 đối với hộp giảm tốc bánh răng phân đôi [5]

Tính phản lực ở các gối trục:

* ∑M B = F y12 AB + F y13 BC + M FZ13 + F y14 BD − M FZ14 − F ly11 BE = 0

↔ F ly11 = F y12 AB + F y13 BC + M FZ13 + F y14 BD − M FZ14

Hình 3.5 Biểu đồ momen trục 1 đối với hộp giảm tốc bánh răng phân đôi

Tính momen uốn và momen tổng hợp tại các tiết diện + Momen uốn: M j = √M yj 2 + M xj 2 Nmm + Momen tương đương : M tdj = √M j 2 + 0,75T j 2 Nmm

Hình 3.5 Sơ đồ đặt lực trục 2 đối với hộp giảm tốc bánh răng phân đôi

* ∑M A = −F y22 ⋅ AB + M FZ22 + F y23 ⋅ AC − F y24 ⋅ AD − M FZ24 − F ly21 ⋅ AE = 0

* ∑M A = F x22 ⋅ AB + F x23 ⋅ AC + F x24 ⋅ AD − F lx21 ⋅ AE = 0

Hình 3.6 Biểu đồ momen trục 2 đối với hộp giảm tốc bánh răng phân đôi

Tính momen uốn và momen tổng hợp tại các tiết diện + Momen uốn: M j = √M yj 2 + M xj 2 Nmm + Momen tương đương : M tdj = √M j 2 + 0,75T j 2 Nmm

Hình 3.7 Sơ đồ đặt lực trục 3 đối với hộp giảm tốc bánh răng phân đôi [5]

Trong đó: D t = 130 – đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi

Bảng-10a Kính thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi, mm [6]

Tính momen uốn và momen tổng hợp tại các tiết diện + Momen uốn: M j = √M yj 2 + M xj 2 Nmm

+ Momen tương đương : M tdj = √M j 2 + 0,75T j 2 Nmm

𝐌 𝐭𝐝𝟑𝟑 = 𝟒𝟗𝟕𝟏𝟗𝟖 𝐍𝐦𝐦 b.3 Tính dường kinh trục tại các tiết diện theo công thức

Bảng 10.5 Trị số của ứng suất cho phép [𝜎] [5]

Trong đó [𝜎] - ứng suất cho phép của thép chế tạo trục, cho trong bảng 10.5

Khi lắp đặt ổ lăn, cần chú ý rằng trị số d tại các tiết diện phải tương ứng với đường kính trong của ổ lăn tiêu chuẩn, theo dãy số: 15, 17, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100 Ngoài ra, tại các tiết diện lắp bánh răng, bánh vít, bánh đai, đĩa xích và khớp nối, cũng cần tuân thủ các giá trị tiêu chuẩn như: 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 28.

 Chọn d 32 = 52mm c Kiểm tra hệ số an toàn của trục tại cac tiết diện nguy hiểm n = n σ ⋅ n τ

Trong đó: n σ : Hệ số an toàn chỉ xét ứng suất pháp n τ : Hệ sô an toàn chỉ xét ứng suất tiếp n: Hệ số an toàn

[n]: Hệ số an toàn cho phép + Vì trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kì đối xứng: σ a = σ max = −σ min = M u

W ; σ m = 0 σ m : Giá trị trung bình ứng suất pháp Nên n σ = σ −1 k σ ε σ ⋅ β σ a + ψ σ ⋅ σ m + Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo mạch động thì: τ a = τ m = τ max

2 W 0 Vậy n τ = τ −1 k τ ε τ β τ a + ψ τ τ m Trong đó: τ −1 : giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với một chu kỳ mạch động τ a : biên độ ứng suất pháp và tiếp sinh ra trong tiết diện của trục W: momen cản uốn của tiết diện k τ : hệ số tập trung ứng suất pháp thực tế khi uốn và xoắn (bảng 7-6) và (bảng 7-13)

Hệ số tăng bền bề mặt trục là 65 β, trong khi hệ số ψ τ phản ánh ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi Trị số trung bình của ứng suất tiếp được ký hiệu là τ m.

M x , M u : momen xoắn và momen uốn

+ Đường kính trục d = mm, tra bảng (7-3b) [1]

Giới hạn mỏi uốn và xoắn: σ −1 = 0,45σ b = 0,45 600 = 270 N/mm 2 τ −1 = 0,25σ b = 0,25 600 = 150 N/mm 2 (Trục bằng thép 45 có σ b = 600 N/mm 2 )

• Chọn hệ số ψ τ và ψ σ theo vật liệu Đối với thép cacbon trung bình lấy:

• Theo bảng (7-8) [1] hệ số tập trung ứng suất thực tế tại rãnh then:

Do lắp trục và then có độ dôi, áp suất trên bề mặt lắp được xác định là P = 30 m/mm² Theo bảng (7-10), sai số không đáng kể khi tính về xoắn, ta có: \[k_a \varepsilon \sigma = 2,6\]\[k_\tau \varepsilon \tau = 1 + 0,6 \cdot (k_\sigma \varepsilon \sigma - 1) = 1 + 0,6 \cdot (2,6 - 1) = 1,96\]\[n_\sigma = \sigma^{-1} k_\sigma \varepsilon \sigma \cdot \beta \cdot \sigma + \psi_\sigma \cdot \sigma_m\]

Vì n σ không xác định nên: n = n σ ⋅ n τ

Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2,5

• Chọn hệ số ψ τ và ψ σ theo vật liệu Đối với thép cacbon trung bình lấy:

Do lắp trục và then có độ dôi, áp suất trên bề mặt lắp được xác định là P = 30 m/mm² Theo bảng (7-10), sai số không đáng kể khi tính về xoắn, ta có: $ k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} = 2,7 $ và $ k_{\tau} \varepsilon_{\tau} = 1 + 0,6 \cdot (k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} - 1) = 2,02 $ Công thức tính n được xác định là $ n_{\sigma} = \sigma - 1 \cdot k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} \cdot \beta \cdot \sigma_a + \psi_{\sigma} \cdot \sigma_m $.

• Chọn hệ số ψ τ và ψ σ theo vật liệu Đối với thép cacbon trung bình lấy: + ψ τ = 0,05

Do lắp trục và then có độ dôi, áp suất trên bề mặt lắp được xác định là P = 30 m/mm² Theo bảng (7-10), sai số không đáng kể khi tính về xoắn, ta có: $ k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} = 2,7 $ và $ k_{\tau} \varepsilon_{\tau} = 1 + 0,6 \cdot (k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} - 1) = 2,02 $ Công thức tính n được xác định là $ n_{\sigma} = \sigma - 1 \cdot k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} \cdot \beta \cdot \sigma_a + \psi_{\sigma} \cdot \sigma_m $.

• Trục II Xét tiết diện (g-g) và (i-i):

Do lắp trục và then có độ dôi, áp suất trên bề mặt lắp được xác định là P = 30 m/mm² Theo bảng (7-10), sai số không đáng kể khi tính về xoắn, ta có: $ k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} = 3,3 $ và $ k_{\tau} \varepsilon_{\tau} = 1 + 0,6 \cdot (k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} - 1) = 2,38 $ Công thức tính n được xác định là $ n_{\sigma} = \sigma^{-1} k_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} \cdot \beta \cdot \sigma_a + \psi_{\sigma} \cdot \sigma_m $.

Do lắp trục và then có độ dôi, áp suất trên bề mặt lắp được xác định là P = 30 m/mm² Theo bảng (7-10), sai số không đáng kể khi tính về xoắn, ta có: $ k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} = 3,3 $ và $ k_{\tau} \epsilon_{\tau} = 1 + 0,6 \cdot (k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} - 1) = 2,38 $ Công thức tính n được xác định là $ n_{\sigma} = \sigma^{-1} k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} \cdot \beta \cdot \sigma_a + \psi_{\sigma} \cdot \sigma_m $.

Do lắp trục và then có độ dôi, áp suất trên bề mặt lắp được xác định là P = 30 m/mm² Theo bảng (7-10), sai số không đáng kể khi tính về xoắn, ta có: $ k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} = 3,3 $ và $ k_{\tau} \epsilon_{\tau} = 1 + 0,6 \cdot (k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} - 1) = 2,38 $ Công thức tính $ n_{\sigma} $ là $ n_{\sigma} = \sigma^{-1} k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} \cdot \beta \cdot \sigma_a + \psi_{\sigma} \cdot \sigma_m $.

Do lắp trục và then có độ dôi, áp suất trên bề mặt lắp được xác định là P = 30 m/mm² Theo bảng (7-10) [1], sai số không đáng kể khi tính về xoắn, ta có: $ k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} = 3,3 $ và $ k_{\tau} \epsilon_{\tau} = 1 + 0,6 \cdot (k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} - 1) = 2,38 $ Công thức tính n được xác định là $ n_{\sigma} = \sigma - 1 \cdot k_{\sigma} \epsilon_{\sigma} \cdot \beta \cdot \sigma_a + \psi_{\sigma} \cdot \sigma_m $.

Vì n σ không xác định nên n = n σ ⋅ n τ

79 d Kiểm nghiệm trục khi quá tải đột ngột:

Khi trục gặp quá tải đột ngột, nó có thể bị gãy hoặc biến dạng dẻo nghiêm trọng Để đảm bảo trục hoạt động bình thường, cần thỏa mãn điều kiện: \$\sigma_{td} = \sqrt{\sigma^2 + 3\tau^2} \leq [\sigma] \approx 0,8\sigma_{ch}\$, trong đó \$\sigma = \frac{M_{u_{max}}}{0,1d^3}\$ và \$\tau = \frac{M_{x_{max}}}{0,2d^3}\$.

M u max – momen uốn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải;

M x max – momen xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải; σ ch - giới hạn chảy của vật liệu trục

+ Với thép C45 thường hóa: σ ch = 300 N/mm 2 ;

 Thỏa mãn điều kiện quá tải

Chọn thép C45 cho then bằng Tra bảng (7-20) [1] và (7-21) [1]

+ Ứng suất dập cho phép: σ d = 100 N/mm 2 + Ứng suất cắt cho phép: τ c = 87 N/mm 2

• Đối với trục I: Ở tiết diện (a– a):

+ Để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then

+ Đối với trục I có d 12 = 26 mm, tra bảng (7 − 23)[1] chọn then có: b = 8; h = 7; t = 4; k = 3,5

• Chiều dài mayo lăp với trục: l mayo = 1,4.d 12 = 1,4 26 = 36,4 mm

• Chiều dài then: l then = 0,8 l m = 0,8 36,4 = 29,12 mm=> Chọn l then = 30mm Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) σ d = 2M x dkl ≤ [σ] d N/mm 2

|σ| d = 100 N/mm 2 (bảng 7-20)[1] ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu thép) σ d = 2 M x d k l = 2 124853

26 3,5 30 = 91,47 N/mm 2 < [σ] d Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) [1] τ c = 2M x dbl ≤ [τ] c Với b = 8 , |τ| c = 87 N/mm 2 (bảng 7-21) [1]; các thông số như trên τ c = σ d = 2 M x d b l = 2 124853

+ Để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then + Đối với trục I có d 13 = d 14 = 36 mm, tra bảng (7 − 23)[1] chọn then có: b =10; h = 8; t = 4,5; k = 4,2

• Chiều dài mayo lăp với trục: l mayo = 1,4.d 13 = 1,4 36 = 50,4mm

• Đối với trục II: Ở tiết diện (g – g) và (i - i):

+ Đối với trục I có d 22 = d 24 = 45 mm, tra bảng (7 − 23)[1] chọn then có: b = 14; h = 9; t = 5; k = 5

• Chiều dài mayo lăp với trục: l mayo = 1,4.d 22 = 1,4 45 = 63 mm

• Chiều dài then: l then = 0,8 l m = 0,8 63 = 50,4 mm => Chọn l then = 52mm Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) σ d = 2M x dkl ≤ [σ] d N/mm 2 Với M x = 124853 N/mm 2

|σ| d = 100 N/mm 2 (bảng 7-20)[1] ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu thép)

45 5 52 = 49,38 N/mm 2 < [σ] d Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) [1] τ c = 2M x dbl ≤ [τ] c Với b = 14 , |τ| c = 87 N/mm 2 (bảng 7-21) [1]; các thông số như trên τ c = σ d = 2 M x d b l = 2 124853

+ Đối với trục I có d 23 = 52 mm, tra bảng (7 − 23)[1] chọn then có: b = 16; h = 10; t = 5; k = 6,2

• Đối với trục III: Ở tiết diện (l – l):

+ Để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then + Đối với trục I có d 32 = 52 mm, tra bảng (7 − 23)[1] chọn then có: b = 16; h = 10; t = 5; k = 6,2

+ Để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then + Đối với trục I có d 33 = 48 mm, tra bảng (7 − 23)[1] chọn then có: b = 14; h = 9; t = 5; k = 5

• Chiều dài then: l then = 0,8 l m = 0,8 67,2 = 53,76 mm=> Chọn l then = 54mm Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11)

48 5 54 = 88,6 N/mm 2 < [σ] d Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) [1] τ c = 2M x dbl ≤ [τ] c Với b = 14 , |τ| c = 87 N/mm 2 (bảng 7-21) [1]; các thông số như trên τ c = σ d = 2 M x d b l = 2 574114

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

Trụ ̣c I vồ trục II cú lực dọc trục tỏc dụng nờn ta chọn ổ bi đỡ chặn, cũn đối với trục III, ta chọn ổ bi đỡ

Dự kiến chọn trước góc 𝛽 = 16 ∘ (kiểu 32000 ):

Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức:

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0,3 < 𝐶 bảng Với: n = 290 vòng/phút h = 23490 giờ

𝑆 2 = 1,3 ⋅ 𝐹 𝑙11 ⋅ tan 𝛽 = 1,3 ⋅ 3031,5 ⋅ tan(16°) = 1130 N Tổng lực chiều trục:

Vì A t < 0, chúng ta chỉ xem xét lực tác động lên gối bên trái, nơi mà lực Q lớn hơn Do đó, cần chọn ổ cho gối trục này, trong khi gối trục còn lại sẽ được sử dụng cùng loại.

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0,3 = 290,75 (110 ) 0,3 = 31982,34 𝑁 Tra bảng 17𝑃, ứng với d 10 = 30 mm lấy ổ có ký hiệu 36306

C bảng = 41000 ; đường kính ngoài D = 72 mm; chiều rộng B = 19 mm

Dự kiến chọn trước góc 𝛽 = 16 ∘ (kiểu 32000 ):

Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức:

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0,3 < 𝐶 bảng Với: n = 117,06 vòng/phút h = 23490 giờ

𝑆 2 = 1,3 ⋅ 𝐹 𝑙21 ⋅ tan 𝛽 = 1,3 ⋅ 4916,14 ⋅ tan(16°) = 1832,6 N Tổng lực chiều trục:

Tính cho gối đỡ trục bên trái

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0,3 = 491,614 (83,2 ) 0,3 = 40902,27 𝑁 Tra bảng 17𝑃, ứng với d 20 = 30 mm lấy ổ có ký hiệu 36306

C bảng = 41000 ; đường kính ngoài D = 72 mm; chiều rộng B = 19 mm

• Đối với trục III n = 56,7 vòng/phút h = 23490 giờ

Vì tại trục 3 không có lực dọc trục nên A = 0 daN Tính cho gối đỡ trục bên trái vì có lực 𝐹 𝑙 lớn hơn

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0,3 = 295,855 67,6 = 19999,8 N Tra bảng 17P, ứng với 𝑑 30 = 50 mm lấy ổ có ký hiệu 36310

C bảng = 60000; đường kính ngoài D = 110 mm; chiều rộng B = 27 mm

Chọn kiểu lắp ổ lăn

• Lắp ổ lăn và trục theo hệ lỗ và vỏ hộp theo hệ trục

• Sai lệch cho phép vòng trong của ổ lăn là âm, sai lệch cho phép trên lỗ theo hệ lỗ là dương

• Chọn kiểu lắp bằng độ dôi để các vòng ổ không thể trượt theo bề mặt trục

1 Cố định trục theo phương dọc trục

Để cố định trục theo phương dọc, chúng ta sử dụng nắp ổ và điều chỉnh khe hở giữa ổ và nắp bằng các tấm đệm kim loại gọi là lá căn Nắp ổ được lắp với hộp giảm tốc bằng vít, giúp dễ dàng chế tạo và lắp ghép.

- Để che kín các đầu trục nhô ra, tránh sự xâm nhập của môi trường và ổ và ngăn mỡ chảy ra ngoài ta dùng loại vòng phớt

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ do vận tốc truyền bánh răng thấp, không thể sử dụng phương pháp bắn tóe để dẫn dầu vào bôi trơn các bộ phận ổ Theo bảng (8-28), mỡ loại “T” phù hợp với nhiệt độ từ 60 đến 100 ∘ C và vận tốc dưới 1500 vòng/phút.

- Lượng mỡ dưới 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ Để mỡ không chảy ra ngoài và năn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu.

KHỚP NỐI

Momen xoắn trên nối trục:

- 𝑘: 1,2 ÷ 1,5 - hệ số tải trọng động (bảng 9-1)[1]

• Để dễ chế tạo và phù hợp với Momen xoắn trên trục Chọn nối trục là nối trục đàn hồi

Hình 3.9 Cấu tạo của nối trục đàn hồi

- Nối trục vòng đàn hồi cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và giá rẻ, do đó được dùng khá rộng rãi

- Vật liệu làm nối trục: thép rèn C35

- Vật liệu chế tạo chốt: thép C45 thường hóa

- Vật liệu vòng đàn hồi: cao su

❖ Các kích thước chủ yếu của nối trục đàn hồi, mm (bảng 9-11)[1] ta có: d D d o l c d c l c Ren Z d ngoài l v n max

• Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt D o :

• Kiểm nghiệm độ bền vòng đàn hồi:

[𝜎] 𝑑 - ứng suất dập cho phép của vòng đàn hồi cao su, có thể lấy:

• Kiểm nghiệm về sức bền uốn của chốt:

[𝜎] 𝑢 - ứng suất uốn cho phép của chốt, có thể lấy:

TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ

Chọn vỏ hộp bằng vật liệu gang và gia công qua phương pháp đúc, với mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường tâm của các trục, giúp việc lắp ghép trở nên dễ dàng hơn.

Vỏ hộp đúc có nhiệm vụ quan trọng trong việc duy trì vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy, đồng thời tiếp nhận tải trọng từ các chi tiết lắp đặt Nó cũng chứa dầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết máy khỏi bụi bẩn.

• Chi tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ

1 Chiều dày thành thân hộp

𝛿 = 0,025.A + 3 = 0,025.202,5 + 3 = 8,0625 mm, không được nhỏ hơn 8 mm Chọn 𝛿 mm

2 Chiều dày thành nắp hộp

𝛿 1 = 0,02.A + 3 = 0,02 202,5 + 3 = 7,05 mm, không được nhỏ hơn 8,5mm Chọn 𝛿 1 =8 mm

3 Chiều dày mặt bích dưới của thân hộp b = 1,5 𝛿 = 1,5 10 = 15 mm

4 Chiều dày mặt bích trên của nắp hộp b 1 =1,5 𝛿 1 = 1,5 8 = 12 mm

5 Chiều dày mặt đế của hộp không có phần lồi p = 2,35.δ = 2,35.10 = 23,5mm

6 Chiều dày gân ở thân hộp m =(0,85 ÷ 1).δ = 1.10 = 10 mm

7 Chiều dày gân ở nắp hộp m 1 =(0,85 ÷ 1).δ1 = 1 8 = 8 mm

93 d n = 0,036.A+ 12 Theo tiêu chuẩn, chọn theo bảng ( 10-13)[1]

10 Bulông ghép mặt bích nắp và thân d 2 = (0,5 ÷ 0,6)d n = 0,6 16 = 9,6 Chọn d 2 = 10 mm

11 Bulông ghép nắp ổ d 3 = (0,4 ÷ 0,5).d n = 0,5 16 = 8 Chọn d 3 = 8 mm

12 Bulông ghép nắp cửa thăm d 4 = (0,3 ÷ 0,4).d n = 0,4 16 = 7 Chọn d 4 = 7 mm

13 Khoảng cách C 1 từ mặt ngoài của vỏ hộp đến tâm bulông nền và khoảng cách C 2 từ tâm bulông nền đến mặt ngoài của đế

C 2 = 1,3d n = 1,3 16 = 20,8 mm Chiều rộng mặt bích: K = C 1 + C 2 = 24,2 + 20,8 = 45 mm

14 Khoảng cách C 1 từ mặt ngoài của vỏ hộp đến tâm bulông cạnh ổ và khoảng cách C 2 từ tâm bulông cạnh ổ đến mặt ngoài của mặt bích

C 2 = 1,3d 1 = 1,3 11,2 = 14,56 mm Chiều rộng mặt bích: K = C 1 + C 2 = 18,44 + 14,56 = 33 mm

Khoảng cách C1 là khoảng cách từ mặt ngoài của vỏ hộp đến tâm bulông ghép mặt bích của nắp và thân, trong khi khoảng cách C2 là khoảng cách từ tâm bulông ghép mặt bích của nắp và thân đến mặt ngoài của mặt bích.

C 2 = 1,3d 2 = 1,3 9,6 = 12,48 mm Chiều rộng mặt bích: K = C 1 + C 2 = 16,52 + 12,48 = 29 mm

16 Số lượng bu lông nền

L – Chiều dài hộp, sơ bộ lấy bằng 800;

B – Chiều rộng hộp, sơ bộ lấy bằng 400;

Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc, cần lắp thêm bu lông vòng trên nắp và thân Kích thước bu lông vòng được lựa chọn dựa trên trọng lượng của hộp giảm tốc.

- Với A = 202,5 ; theo bảng 10-11b[1] xác định sơ bộ trọng lượng hộp 540 kg

Hình 4.0 Kích thước bu lông vòng[7]

18 Nút tháo dầu Tra bảng 10-14, xác định bulông tháo dầu M16 với kích thước cụ thể như sau:

Hình 4.1 Kích thước nút tháo dầu[7] d b m a f L e q D 0 D S l

Hình 4.2 Hình dạng và kích thước chốt định vị côn[1]

- Chốt định vị hình côn được lựa chọn để định vị trí của nắp hộp và thân hộp khi lắp ghép

Tra bảng 10-10c[1], chọn kích thước chốt định vị phù hợp với kích thước mặt bích như sau: d 8 c 1,2 l 36

Để kiểm tra và quan sát chi tiết máy trong hộp, cũng như đổ dầu vào hộp, cần có cửa thăm trên đỉnh hộp Cửa thăm được đậy bằng nắp, trên nắp có nút thông hơi Kích thước của cửa thăm được lựa chọn theo bảng 10-12.

Hình 4.3 Kết cấu cửa thăm và nút thông hơi có ren[7]

150 100 190 140 175 - 120 23 M8x22 4 Đường kính lỗ tại vị trí lắp với nút thông hơi: d = 48 mm

Khi hoạt động, các bộ truyền trong hộp giảm tốc tạo ra ma sát, dẫn đến tăng nhiệt độ bên trong Để điều hòa áp suất và không khí trong và ngoài vỏ hộp, nút thông hơi được sử dụng Nút thông hơi thường được lắp đặt trên nắp cửa thăm hoặc ở vị trí cao nhất của nắp hộp.

Hình 4.4 Hình dạng và kích thước nút thông hơi có ren[7]

Hình 4.5 Hình dạng que thăm dầu[7]

Que thăm dầu trong hộp giảm tốc được thiết kế với hình dạng và kích thước cụ thể, trong đó chiều dài L cùng với vị trí đánh dấu mức dầu tối đa và tối thiểu được xác định để phù hợp với cấu trúc của thân hộp.

Chi tiết máy Số lượng

Bulông ghép mặt bích nắp và thân - M10 6

Bulông ghép nắp cửa thăm – M7 4

Chốt định vị hình côn 2

KIỂU LẮP CHO CÁC MỐI GHÉP 99 PHẦN 2: MÔ PHỎNG Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định CHƯƠNG 1: MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CÁC CẶP BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định

Chọn kiểu lắp hệ thống lỗ giúp tiết kiệm chi phí gia công bằng cách giảm số lượng dụng cụ cắt và dụng cụ kiểm tra cần thiết trong quá trình gia công lỗ.

➢ Chọn kiểu lắp cho các tiết diện:

𝑘6 (lắp trung gian, cố định thêm bằng then), bảng 20-4[6]

- Kiểu lắp ổ lăn: n6 (lắp trung gian), bảng 20-10[6]

ℎ9 (theo chiều rộng, trên trục và lắp trung gian), bảng 20-5[6]

- Tại tiết diện chứa bánh răng: 𝑅 𝑎 = 2,5 𝜇𝑚, bảng 21-2[6]

- Tại tiết diện chứa ổ lăn: 𝑅 𝑎 = 0,63 𝜇𝑚, bảng 21-4[6]

- Tại tiết diện chứa rãnh then: 𝑅 𝑎 = 5 𝜇𝑚, bảng 21-2[6]

Tiêu đề	Hộp Giảm Tốc Kiểu 2 Cấp Có Cấp Nhanh Phân Đôi
Tác giả	Nhóm tác giả
Trường học	Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành	Cơ Điện Tự Động
Thể loại	Báo cáo kỹ thuật
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Cần Thơ

Định dạng
Số trang	100
Dung lượng	2,46 MB