thi$t k$ hộp giảm tốc một cấp Đề số 2 phương %n 03

Chương 2: Phân phối tỷ số truyền, lập bảng thống kê 1 Phân phối tỷ số truyền 1.1 Tính tốc độ quay cả trục băng tải i chung =i đai.. Tỷ số truyền động i trung bình, trang 23 ta có: 2.1 Số

Chọn Động cơ

I Tính công suất động cơ

P - Lực tiếp tuyến trên băng tải, N

V - Vận tốc tiếp tuyến trên băng tải, m/s

Tính hiệu suất chung của hệ thống ƞ ch =ƞ ĐD ƞ BRT ƞ OL

Hiệu suất của các bộ truyền trong hệ thống cơ khí rất quan trọng, bao gồm hiệu suất bộ truyền đai dẹt (ƞ ĐD), bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng (ƞ BRT), ổ lăn với ba cặp (ƞ OL) và nối trục (ƞ NT) Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động và độ tin cậy của thiết bị.

Tra bảng 2-1 ƞ ch =ƞ ĐD ƞ BRT ƞ OL 3 ƞ NT ƞ ch =0,95.0,96.0,99 3 1=0,885

II Tính công suất cần thiết của động cơ

Tra bảng 2-2, ta chọn động cơ:

Công suất động cơ: N = 7,5 KWđc

Tốc độ động cơ: n = 1460 vòng/phútđc

Hiệu suất động cơ: ƞ đc ,5 %

Công suất làm việc của động cơ: N lv =N đc ƞ đc =7,5.

N lv ƞ động cơ ≥ N cầnthiết n độngcơ xx vòng/phút(4p) ƞ động cơ =0,85 Chọn động cơ:

N động cơ =7,5KW n độngcơ 50vòng/phút

Phân phối tỷ số truyền, lập bảng thống kê

Tính tốc độ quay cả trục băng tải

Phân phối tỷ số truyền

Tra bảng 2-5 Tỷ số truyền động i trung bình, trang 23 ta có:

Chọn i đai =3 i chung =i đai i bánh răng i bánhrăng =i chung i đai

Số vòng quay trong 1 phút của các trục

Số vòng quay trong 1 phút của trục động cơ: n độngcơ 50vòng/phút

Số vòng quay trong 1 phút của trục I: n I =n động cơ i đai

Số vòng quay trong 1 phút của trục II:

Số vòng quay trong 1 phút của trục III (trục tải): n III =n II 7,2vòng phút/

Công suất của trục

Công suất làm việc trên trục động cơ:

Công suất làm việc trên trục I:

N I =N động cơ ƞ ƞ đai ổ lăn =6,35.0,995.0,993 6,27= (KW)

Công suất làm việc trên trục II:

N II =N I ƞ bánhrăng ƞ ổ lăn =6,27.0,970.0,993=6,04(KW) Công suất làm việc trên trục III:

N III =N II ƞ nốitrục ƞ ổ lăn =6,04.1.0,993=6(KW)

Trục động cơ Trục I Trục II Trục III

Tỷ số truyền i i đai =3 i bánhrăng =3,8 i nốitrục =1 Tốc độ n

Tính các bộ truyền

Chọn loại đai

Giả sử vận tốc làm việc dây đai v ≥ 10m/ s

Theo bảng 3-1 trên trang 35, hướng dẫn chọn loại tiết diện đai hình than, công suất làm việc của bộ truyền đai được xác định là 5,945 KW Trong quá trình tính toán, chúng ta sẽ xem xét hai loại đai: A và B.

Tổng hợp kích thưc mặt cắt ngan của dây đai

Thông số mặt cắt ngan của dây đai Đai loại A Đai loại Ƃ amm a 0mm h=8mm h 0=2,8mm Fmm 2 amm a 0mm h,5mm h 0=4,1mmF8mm 2

Xác định đường kính bánh đai

1.2.1 Xác định đường kính bánh đai nhỏ D 1

Tra bảng 3-14 Bảng hướng dẫn chọn đường kính bánh đai nhỏ, trang 38 ta có: Đai loại A Đai loại Ƃ

Kiểm nghiệm vận tốc dây đai: v=n 1 π D 1

Vận tốc dây đai thỏa điều kiện: v ≤ (30 35 ÷ ) mm s/.

1.2.2 Xác định đường kính bánh đai ln D 2

Trong đó: ξ: hệ số trượt đai của bộ truyền đai than (ξ=0,02). Đai loại A Đai loại Ƃ

Tra bảng 3-15 Các trị số đường kính bánh đai hình thang (mm), trang 38. Chọn đường kính bánh đai D 2theo tiêu chuẩn: Đai loại A Đai loại Ƃ

Tốc độ quay thực tế của bánh đai bị dẫn sau khi thiết kế đườn kính D 2 theo số liệu tiêu chuẩn: n 2

Kiểm nghiệm tốc độ quay: ∆ n 2 =¿n 2 − n 2 ' ∨ n ¿ 2 ≤ ±(3 ÷5)%¿ Đai loại A Đai loại Ƃ

Như vậy sai lệch về tốc độ quay ∆ n 2 nằm trong phạm vi cho phép nên không cần thiết kế lại đường kính D 2.

Tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai sau khi xác định đường kính D 1và D 2 theo tiêu chuẩn: i=n 1 n 2 Đai loại A Đai loại Ƃ i= 1450

Chọn sơ bộ khoảng cách trục

Tra bảng 3-16 Chọn khoảng cách trục A của bộ truyền đai than, trang 39, vi tỷ sô truyền như trên chọn theo số gần đúng i=3 A=D 2ta có: Đai loại A Đai loại Ƃ

Kiểm tra khoảng cách trục sơ bộ theo điều kiện:

Xác định chiều dài đai L và khoảng cách trục A 9

Tính L theo khoảng cách trục A= A sb : L=2A+π

Tra bảng 3-13 Các trị số chiều dài hình thanh (mm), trang 37, quy tròn L theo giá trị tiêu chuẩn: Đai loại A Đai loại Ƃ

Chiều dài dây đai L 2360mm 3350mm

Kiêm nghiệm số vòng chạy của dây đai trong một giây theo điều kiện: u=v

Trong đó: v: Vận tốc dây đai

L: Chiều dài dây đai (m) Đai loại A Đai loại Ƃ u,184

Tính chính xác khoảng cách trục A theo công thức:

8 Khoảng cách trục đai loại A:

Khoảng cách trụ đai loại :Ƃ

Ax3,677mm Đai loại A Đai loại Ƃ

Khoảng cách trục A 553,847mm 783,677mm

Kiểm nghiệm góc ôm

Góc ôm trên bánh nhỏ cần thỏa điều kiện: ɑ ɑ 10 ° −(D 2−D 1)

Thỏa điều kiên góc ôm ɑ 10 ° −(800 280− )

783,677 57 ° ɑ 12 ° ≥120 ° Thỏa điều kiên góc ôm

Xác định số đai cần thiết Z

Số dây đai sử dụng cần thỏa mản điều kiện: Z ≥ 1000.N động cơ v [σ p ]0 C t C C a v F

Z: số dây đai (số nguyên) ≤8dây.

F: diện tích tiết diện đai, mm 2 v: vận tốc của dây đai, m/s 2

[σ P ]0: ứng suất có ít cho phép, N/mm 2 Chọn ứng suất căng đai ban đầu σ 0=1,2N/mm 2

C t : hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng.

C a : hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm.

C v : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc. Đai loại A Đai loại Ƃ Tra bảng

Z=5(Thỏa điều kiện) Z=2(Thỏa điều kiện)

Định các kích thưc chủ yếu của bánh đai

Tra bảng 3-20 Thông số hình học bánh đai, trang 41, ta có: Đai loại A Đai loại Ƃ h 0=3,5 t

Bmm BEmm Đường kính ngoài bánh đai: Đai loại A Đai loại Ƃ

Tính lực căng đai ban đầu và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban đầu đối vi mỗi dây đai: S 0=σ 0 F

Trong đó σ 0:ứng suất căng đai ban đầu σ 0=1,2N/mm 2

F: diện tích tiết diện đai, mm 2 Đai loại A Đai loại Ƃ

Lực tác dụng lên trục:R=2S 0 Z sina 1

Kết luận: Chọn hệ thống truyền động sử dụng đai loại A vi các thông số chủ yếu như sau:

Bánh đai dẫn Bánh đai bị dẫn Đường kính bánh đai D 1 0mm D 2E0mm

Khoảng cách trục AU3,847mm

Chiều dài dây đai L#60mm

Số lượng dây đai Z=5sợi

Bề rộng bánh đai Bmm

Lực tác dụng lên trục R đ 7,15N

2 Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng trong hộp giảm tốc được thiết kế cho công suất 5,646 kW, với số vòng quay của trục dẫn là 1H3,333 vòng/phút và tỷ số truyền 3,374 Thiết bị này hoạt động trong 4 năm, mỗi năm làm việc 320 ngày, với 2 ca mỗi ngày và mỗi ca kéo dài 8 giờ, chịu tải va đập nhẹ.

Chọn vật liệu

Bộ truyền làm việc có va đập nhẹ chọn thép có cacbon chất lượng tốt để chế tạo.

Từ bảng 3-29 Hướng dẫn chọn phối hợp một số loại thép chế tạo bánh răng nhỏ với bánh răng lớn khi độ rắn HB ≤ 350, trang 57, ta chọn:

+ Bánh răng nhỏ: sử dụng thép 45.

Vi giả thiết đường kính phôi (100÷300¿mm.

Theo bảng 3-30 Cơ tính của một số loại thép, trang 57, ta có: σ k X0N/mm 2 ; σ ch )0N/mm 2 ; HB 1 0.

+ Bánh răng ln: sử dụng thép 30.

Vi giả thiết đường kính phôi (300÷500¿mm.

Theo bảng 3-30 Cơ tính của một số loại thép, trang 57, ta có: σ k H0N/mm 2 ; σ ch $0N/mm 2 ; HB 2 0.

Ứng suất cho phép

Bộ truyền làm việc 4 năm, mỗi năm làm việc 320 ngày, mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 8 giờ.

Tổng thời gia làm việc:T=4.320.2.8 480 giờ.

Số chu kỳ làm việc: N td `.u n T

Trong đó: n: số vòng quay trong một phút của bánh răng, được xác định từ bảng phân phối tỷ số truyền của trục tương ứng vi bánh răng đó.

T: tổng thời gian làm việc của bánh răng. u: số lần ăn khp của một răng trên bánh dẫn khi bánh răng quay 1 vòng.

2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép

Tra bảng 3-3 Ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép [σ ] Notx khi bánh răng làm việc lâu dài (N ≥ N 0 ), trang 60, ứng suất vi HB=(200 ÷250) ta được số chu kỳ cơ sở

N 0 7 Như vậy N 1 , N 2 đều ln hơn N 0 nên K N =1.

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép:

2.2.2 Ứng suất uốn cho phép

Lấy số chu kỳ cơ sở N 0=5.10 6 Như vậy N 1 và N 2 đều ln hơn N 0 nên

Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất uống được tính theo công thức:

14 n: là hệ số an toàn Đối vi thép tôi thường n=1,5

Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K σ =1,8

Vậy ứng suất uốn cho phép:

Chọn sơ bộ hệ số tải trọng

Chọn sơ bộ hệ số chiều rộng bánh răng ψ A

Xác định khoảng cách trụ A

Tính chính xác lại hệ số tải trọng K

Tra bảng 3-33 Trị số hệ số tập trung tải trọng K t , trang 66, ta có: ψ d =0,9, ta được K t =1,06.

K d phụ thuộc vào vận tốc và cấp chính xác:

Tra bảng 3-32 Chọn cấp chính xác của bánh răng, trang 65, ta được cấp cấp 9

Giả sử b ≥2,5.m n sinβ tra bảng 3-35, ứng vi v 1=1,9m/ s , cấp chính xác cấp 9, độ cứng HB2,5.m n sinβ

Kiểm nghiệm điều kiện: bc,6>2,5.m n sinβ = 2,5.3 sin(15 ° )(,9 (Thỏa)Chọn b 2 imm , b 1 umm

Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Số răng tương đương Z td = Z cos 3 β

Bánh nhỏ: Z td1= Z 1 cos 3 β= 23 cos 15 3 ( ° )%,9, lấy 26 răng.

Bánh ln: Z td2= Z 2 cos 3 β= 87 cos 3 (15 ° ),3, lấy 98 răng.

Hệ số dạng răng tra bảng 3-37 Trị số dạng răng y, trang 70, ứng vi hệ số dịch chỉnh dao ξ =0; Z td1 &; Z td2 , ta được:

Bánh nhỏ: y 1 =0,4378 (sử dụng phép tính nội suy tuyến tính)

Bánh ln: y 2 =0,5164 (sử dụng phép tính nội suy tuyến tính)

Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối vi bánh răng nhỏ: σ u1 = 19,1.10 6 K N 1 y 1 m n

%,99N/mm 2 Vậy σ u1%,99N/mm 2