đề án biến đổi vận tốc vào thanh một hay nhiều vận tốc ra tùy thuộc vào công dụng của máy

Xác định các hệ số và một số thông số động học..... Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng... Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nôi dung không thể thiếu với ch

nr , Fw

Trong đó: P= 1000 ó0 .B 7

1.2 Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện : - 7 1.3 Chon GONG CO 7 3.1 SỐ vòng quayy - 2 22121 E12 12E1E11211111111111111 11111 e 8 3.2 Công suất trên các fFỤC - 2-2 s+Sk£tx£EE£EEeEEeEEeEEEEEerkerkerrees § 3.3 Tính momen xoắn trên các fFỤC 2-22 s2 +s2+szzsezxezszz2 9

2.5 Xác định các hệ số và một số thông số động học 17

Tra phụ lục 2.3/250[1], với: +CCX=9 cccieeieirirriee 18

Zm —Hé sỐ xét đến cơ tính của vật liệu bánh răng -‹ -‹- 18 Z¡ -hệ số kế đến hình dạng bề mặt tiếp 0 sn xe, 18

Ky —hé sé tai trong khi tinh toán tiẾp XÚC 2-2 s2 s+s+£serszzs2 19

Ứng suất tiếp xtc cho phép[oy] duge tinh theo công thức 19

2.7 Các thông số hình học của cặp bánh răng: 20 2.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng 2 l

Il CHON KHOP NOI Q11 TT TH HT Tu TH TH TH HT TT TH HH TT TH nàn 22

3.1 Mô men xoắn cần truyền "— 22 3.2 Chọn vật liệu: .- - - 2Ă E2 3211211111181 1 811181111 E11 gx ryi 23 3.3 Kiếm nghiệm sức bền đập của vòng ca0su: - 23 3.4 Kiếm nghiệm sức bề uốn của chốt: . 2- 2 525252 23 3.5 Lực tác dụng lên trục - - +5 ++-+++x++ex+exseesreerererrreres 23

IE TÍNH TRỤC 5< ©SSESEE22E21121121121121121121121111 111cc, 23

4.1 Tính sơ bộ đường kính trục - 5 55s +++<++eeseeeseersses 23 7N» 0 5g nốố.ốố.ố 23 4.2 Xác định lực tác dụng lên trục và bánh răng 24

(II, mn 24

4.4 Xác định phản lực lên các gối trục - 5c 5 s+zsecseze2 25

Rou =(Fn.(Hi -hạ )† Eai -dựi /2)/ Lip eeeeseeeeeceeceecceceeceeeeeeeeeeeeeceeeeeeeneeneeaees 27

Ry =(Fi diy -lạ)- Fy (ha +h, yy ly eee e eee e cece e eee e eee e eee eneeeeeeeeeeeeeeeenneees 27 Ryio = Eu-R¿ii - Fy = 1057,3 -365,15 — 103,55 = 588,6 (N)>0 0 27

4.5 Timh thiét K€ true o.oc cccccccccccccececssessesseseeseessessessessessessesseseteeesaeeseees 27

4S Titth $0 BG true 1D ooccceccccccccccecceecceecceseeeseceseeeseceseseeeseeeeneeeneenatenas 27

M;:=0 «HH HH HH 6 1.6 6 0 0 0 6 6 0010101 6 600001968 60610101 6 6 000191 8 601910108 8 800101988 6 001918 8.6 01910198 8 6101910198 8.800101918.8/8 80 19108.8 6.8 29

Miaisz= Me, + 0,75.77 = V0? +0,75.23299? = 201 TINMM veeeecsessccccssscscesssceeeessseeeeees 29

2T — 2.23299 di(h—t,) 20.40.(6—3,5)

Với then làm bằng thép, tải va đập nhẹ ta chọn được 30

Cong thite (9.1) ta c6: o, = 22 — = 752 69 wpa <[o], =100MPa .30 di.(h—t,) 15.25.(5—3)

Với thép 45 có: o, = 600 MPa , o_, = 0,436.0, = 0,436.600 =261,6MP4 30

V TINH CHON VA KIEM NGHIỆM Ö LĂN - 33

5.1 Chọn ỗ lăn cho trục Ï 2 2 22 £+S£+E£+E++£++Exezxerxerxerxeex 33

Luce doc truc: Fat = 290,24 ÌN - 1S nSSSSSS2 S223 1 ng xe 33

5.2.3.Chọn sơ đô bố trí Ổ lăn + e+Se+E+E£EE2EE2EEEEEEExeExrrkrrre 33

1.2 Kết cấu nắp hộp 2 2 ++E+EESEE2EEEEEEEEEE1E71 2E erkcrvee 35 Các kích thước của các phần tứ cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc : 35

IT, TINH TOÁN THIẾT KÉ CÁC CHI TIÉT KHÁC .- 37

Kết cấu bánh răng trụ đối xứng 2-2 + x+x+£x+ExeEEerxerxerxered 38

Các độ dốc ø=(5+7) chọn ø=5° : 2¿ ©2222 ©2+22x+2z2zxerxeerxerrerree 38

Với h: là kích thước rãnh thoát dao - 5 s6 *+++seEeeeeesersrke 38

Bang ‘Thong số kết cấu bánh răng . 2-2 s+xetxerxerxered 38

TIILBỒI TRƠN VÀ ĐIỀU CHÍNH ĂN KHÓP 55552 42

Bảng thống kê dành cho bôi fØ1 2-52 5e+Se+S£EeEerterxereered 42

Phần I : Tính toán động học .- 2-2 2 2 x+£x££xerxerxerxrrxees 44

Phần 2 :Tính toán thiết kế chỉ tiết máy . - 2-22 s2 44 I.Tính bộ truền xích 2 2+£+2£+Ex+EE+£EE£EE+£EEEEE2EEerEzrkerrerree 44 2.6.1 Kiểm nghiệm răng về độ bên tiếp Xúc - 2-2 s4 45 2.6.3 Kiém nghiệm vỆ quá tải . -5c+ccsccsrererererrerre 45 2.8 Bảng tong két các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng 45 Phần 3 : Kết cấu vỏ hộpp 2-2 2 t+EE+EE£EESEESEEEEEeEkerkerkrrrees 45

I2 -aa : 45 TAT LIEU THAM KHẢO - 2-22 s2S££x££E2Exe£Ezrxerrerree 47 3-Hướng dẫn làm bài tập dung sai - Ninh Đức Tốn - Nguyễn Trọng

HUNG 47

MO DAU!

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nôi dung không thể thiếu với chương

trình đào tạo kĩ sư cơ khí nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ sở về

kết cấu máy và các quá trình cơ bản khi thiết kế máy.Trong quá trình học môn Chỉ tiết máy em đã được làm quen với những kiến thức cơ bản về kết cấu máy , các tính năng cơ bản của các chỉ tiết máy thường gặp.Đồ án môn học Chỉ tiết máy là kết quả đánh giá thực chất nhất quá trình học tập môn Chỉ tiết máy,Chế tạo phôi,dung sai

Hộp giảm tốc là thiết bị không thể thiếu trong các máy cơ khí,nó có nhiêm vụ biến

đổi vận tốc vào thanh một hay nhiều vận tốc ra tùy thuộc vào công dụng của

máy.Khi nhận đồ án thiết kế Chỉ tiết máy thầy giao cho, em đã tìm hiểu và cố gắng

hoàn thành đồ án môn học này

Trong quá trình làm em đã tìm hiểu các vẫn đề Sau:

_ Cách chọn động cơ điện cho hộp giảm tốc

_ Cách phân phối tỉ số truyền cho các câp trong hộp giảm tốc

_ Các chỉ tiêu tính toán và các thông số cơ bản của hộp giảm tốc

_ Các chỉ tiêu tính toán,chế tạo bánh răng và trục

_ Cách xác định thông số của then

— Kết cấu, công dụng và cách xác định các thông số cơ bản của vỏ hộp và các

chỉ tiết có liên quan

_ Cách lắp ráp các chỉ tiết lại với nhau thành một kết cầu máy hoàn chỉnh

_ Cách tính toán và xác định chế độ bôi trơn cho các chỉ tiết tham gia

truyền động

PHAN 1 TINH DONG HOC

7, =0,92 Hiệu suât bộ truyên xích đê hở

n„ =1 — Hiệu suất khớp nối

7, = 0,992 Hiệu suất một cặp 6 lăn được che kín

7m, = 0,97 Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ che kín

Us = Usoh Ustng ‘Ty số truyền sơ bộ của hệ thống

VOI Ustng = Ux <2,5 = chon Ux = 2,0

Tra bang 2.4[I] - trang 21,ta chon ti sé truyén của hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng

tru: Usn = 4

=> Us =4.2,0 = 8,0 > ny = ny.Usy = 79,12 8,0= 632,96 (vong/phut) Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ điện : nạp = 750(vòng/phút)

1.3 Chọn động cơ

Ta chon dong co thoa man: Pg = Pye (KW) ,

Ngc = nạp (vòng/phút).

Tra bảng PI.I[T] - trang 234,ta chọn loại động cơ điện có kí hiệu : 4A112MA8Y3, với các thông SỐ :

+Công suât độngcơ: Pạc = 2,2 KW

2.2 Phan phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc :

Chon tỷ sô của bộ truyện ngoài : U; = 2,30

> U,= U, 2430 `

Vậy ta có: U = 8,91

Ux = 2,30 Uy= 3,87

MIL Xác định các thông sỐ trên cdc truc:

3.1 Sô vòng quay

Số vòng quay trên trục động cơ là: nạ = 705 (vòng/phú0)

Sô vòng quay truc I : nị=nac=705 (vòng/phút)

Số vòng quay trục II: ny = = 1° 182,2 (vang/phut)

u,, 3,87

ky ˆ a , „Hy _ 182,2 _ ` z

Sô vòng quay trên trục công tác: n' =-*= 230 =79,2 (vòng/phút) oy 2,

3.2 Công suất trên các trục

Công suất trên trục công tác: Py =1,5 (KW)

Céng suất trén true II: == =1,64 (KW)

MoM, —0,92.0,992

^ be aca _ Bh _ 164 _

Công suất trên trục l: Pì =1,70 (KW)

— 4p 0,992.0,97

PR 170 |

0,992.1

Công suất thực của trục động cơ: P„=

PHAN 2 TINH TOAN, THIET KE CHI TIET MAY

I TINH BO TRUYEN XICH

Cac thông số ban dau:

Vì tải trọng không lớn và vận tốc nhỏ, nên ta chọn xích ống con lăn.Xích ống con

lăn có ưu điểm là: độ bền mòn của xích ống con lăn cao hơn xích ống, chế tạo nó

không phức tạp; do đó, nó được dùng rất rộng rãi trong kĩ thuật

Với +P: Là công suất cần truyền qua bộ truyền xich.P= P,=1,64 KW

+k,:La hé sé vong quay Chon s6 vòng quay của đĩa cơ sở của đĩa nhỏ là: nọ¡=200 (vòng/phút) —> ka=nạ¡/n.=200/182,2 = I,I

+ k:Là hệ số rang: k, = Zu 25 _|

Z, 25

+k = ka.ko.ka.kac.ku.kẹ ; trong đó:

kạ: hệ số tải trọng động Đề bài cho tải trọng va đạp nhẹ, nén ta chon kg = 1,35

kạ : hệ số ảnh hưởng của kích thước bộ truyền.Do đường nối tâm các đĩa xích

trùng với phương ngang Nên kọ = l

k„: hệ số kê đến khoảng cách trục và chiều dài xích ;chọn

duong kinh chốt: d.=5,96mm ;

céng suat cho phép : [P]=4,80 kW

Thỏa mãn điều kiện mòn: P,< [P]E4.80 kW

Đồng thời nhỏ hơn bước xích cho phép :p< pma

1.4.Xác định khoảng cách trục và số mắt xích

Khoảng cách trục sơ bộ: a=38p=38 19,05=723,9 mm

Theo công thức 5.12 sô mắt xích:

F, =1000P/v = 1000.1,64/1,45 = 1131 N

Fv :lực căng do lực li tâm gây ra: Fy = q.v"= 1,9 1,45? = 3,995 N

Fo :lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra :

Fo = 9,81.kr.q.a = 9,81.6.2,6 725.0,001 = 81.08 N

(hệ số võng : k;= 6 do bộ truyền nằm ngang)

Dođó:S=—Ở K„.F;+lạ+Fy— 1,2.1131+81,08+3,995 — -_ 31800 — _

= S>{[S]= 8,2 (theo bảng 5.10)

Vậy bộ truyền xích làm việc đủ bền

1.6 Xác định thông số của đĩa xích

đại = p.[0,5 + cofg(180/2;)] =19,05.[ 0,5 + cotg(180/25)] = 160,32 mm

daz = p.[0,5 + cotg(180/22)] = 25.4.[ 0,5 + cotg(180/57)] = 354,81 mm

-Kiém nghiém ring đĩa xích về độ bền tiếp xúc:

Theo cong thirc (5.18) :

ZmIC 0,47 RAE, Ka + Fou ME \ Ak, + Fu ME [on ]

Trong do:

[our ]- Ung suất tiếp xúc cho phép

Chọn vật liệu là thép 45, tôi cải thiện sẽ đạt được độ rắn HB=210 ta có [ơn¡]=600 Mpa

Lực va đập : F4 = 13.10”.n¡.pÌ.m = 13.107.182,2.19,05”.1 = 1,638N

Hệ số tải trong dong : Kg=1,35 (bang 5.6)

ka=1(sử dung I dãy xích)

Hệ số ảnh hưởng của số răng đến đĩa xích : K, = 0,42 (vì Z¡ =25 )

Dién tich ban 16 : A= 106 mm’ (tra bang (5.12)với p=19,05 mm, xích ống con lăn

một dãy)

Mô dun đàn hồi: E = 2,1.10° Mpa

> o,,, =0,47,|0,42.(1 131.135 +1638), eto =530 MPa

>on <[on] : nghia 1a dia xich 1 dam bao d6 bén tiép xtc

Tuong tu cho đĩa xích 2 với cùng vật liệu và chê độ nhiệt luyện Hệ sô ảnh hưởng của sô răng đên đĩa xích K,=0,23 (vì Za =57) Ta có:

Sy, = 04 {0,23(1131.135 +1,638), 1061 “392 MPa< [ơr:]

Đĩa xích 2 cũng đảm bảo độ bền tiếp xúc

IL TINH TOAN THIET KE BO TRUYEN BANH TRU RANG NGHIENG

Thông sô đâu vào:

Hộp giảm tốc chịu công suất nhỏ , nên chọn vật liêu có độ rắn HB < 350, bánh

răng được thường hoá hoặc tôi cải thiện.Tra bảng 6.1/92 tttkhddck tập l ta có:

+Giới hạn bén: o,, =600MPa

+Giới hạn chảy: ơ.„; =340MPa

Bánh nhỏ : + Nhãn hiệu thép: thép 45

+ Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện

+Độ rắn: HB=192 240

+Chon HB|=200

+Giới hạn bền: Om, = 750MPa

+Giới hạn chảy: Oop, =450MPa

Kyu — hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh ăng

Yạ — hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt răng

Ys -hệ số xét đến độ hạy của vật liệu đối với tập chung ưngs suất

K„z -hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn

Tính thiế kế, ta lấy sơ bộ:

Kămn, Km -hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền, xác định theo công thức 6.3 và 6.4:

Ta c6: Nie: = Neg) =60.c.m,Ly= 60.1.705.22000 = 930,6 10”

Nae: = Npe2 =60.c.n2,.Ly4= 60.1.705/3,84.22000 = 24,2 10”

Do:

Nug1 = 930,6 10’ > Nuo; = 9,99 10° Suy ra Ky = 1

Nhpa = 24,2 10’ > Nyo2 = 8,83 10° Suy ra Ky2 = 1

2.2.2.Ung suat cho pháp khi quá tải

[Z„]„ = 2.8.max(Ø,„„, F ch2) =2,8 o chi = 2,8.400 = 1260 (Mpa)

[o¢] imax = 0,8 6 ch1=0,8.450= 360 ( Mpa)

7, là mômen xoăn trên trục chủ dong T, = T; = 23028 (N.mm)

ÍZzÌ- ứng suất tiếp xúc cho phép [ZzÌ= 418,2 ( MPa)

K,— hé so phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng

tra Bảng 6.5 ta có: K„=43

V -hệ số chọn theo bảng 6.6: + =093*95 chọn V„„=0,3

Chon theo bảng 6.7 với ự„„ = 0,52⁄„„ +1) =0,5.0,3.(3,87+1)=0,7305

k„ - hỆ số khi xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên vành răng khi tính theo sức bền tiếp xúc và uốn.Tra bảng 6.7/98 [1] với

ự,„ =07305,, và sơ đô bô trí là sơ đô 6 Chọn được:

K m = 1,03;"" = 1,05 K

Vi AU = 1,27%< 4% , suy ra thoa man

2.4.3.Xác định góc nghiêng của răng

Ty sô truyền thực tê: u¿= 3,821

Đường kính vòng lăn cặp bánh răng:

17

Hệ sô tập trung tải trọng: K = 1,03; K

2.6.Kiém nghiém bộ truyền bánh răng

2.0.1.Kiêm nghiệm răng về độ bên tiêp xúc

Zu -hệ sô kê đên hình dạng bê mặt tiép xtc

Z„ =+j2.cos /Ø, /sin 2a,

Zz = 2.cos14°24' =171

“ IginÐ.20%40)} `

Z,-hệ số xét đến sự trùng khớp của hai bánh răng , xác định theo hệ số trùng khớp

doc z, tính theo công thức:

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép ;

Ứng suất tiếp xúc cho phép[øn] được tính theo công thức

Tra bảng 6.18,với hệ số dịch chỉnh x=0, ta có: { Y„ =3,60 _ˆ

K, - hệ số tải trọng khi tính về uốn

Do: ơri=63,99MPa< [ơri]i = 215,985 Mpa;

Gra=60,62MPa< [ør›]a = 205,17 Mpa

Do vậy bánh răng đảm bảo điều kiện bền về uốn

2.6.3.Kiểm nghiệm về quá tải:

Ứng suất tiếp xúc cực đại:

Ứng suất uốn cực đại

Frm = Fp Ky, = 03,99.2,2 = 140, 77[ MPa] < [a5]

rma = Op, Ky = 60,62.2,2 = 133,364[MPa ] <[ø„; ]

2.7 Các thông số hình học của cặp bánh răng:

- Đường kính vòng chia :

-Khoảng cách trục chia: a=( dị+d;)/2= (43,55+166,44)/2= 104,995 (mm)

-Đường kính chân răng : đ„, = d, —2,5.m = 43,55—2,5.1,5 =39,8mm

dự, =d, —2,5.m =169,44—2,5.1,S = 162,8mm

2.8 Bảng tông kết các thông số cúa bộ truyền bánh răng nghiêng

Như vậy ta có bảng thông sô chính của bộ truyền:

Thông số Kí hiệu Giá trị

III CHON KHOP NÓI

3.1 M6 men xoan can truyen

Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được Tự 125N.m

Đường kính lớn nhất có thê có của trục nỗi | Z7 32 mm

Sô chôt Z 4 chot

Đường kính vòng tâm chôt Dọ 90 mm

Chiêu dài phân tử đàn hôi 1; 28 mm

22

Chiêu dài đoạn công xon của chôt 1 34 mm

3.2 Chon vat liéu:

Nối trục làm bằng gang C421-40; chét bang thép 45 thudng hoa, vong dan héi

bang caosu

ung suat dập cho phép của vòng caosu:[Gø]a=2 (N/mmÏ )

ứng suất uốn cho phép của chốt: [ø]u=60(N/mm?)

3.3 Kiểm nghiệm sức bền đập của vòng caosu: