Thuyết minh đồ án: Bánh răng côn trụ 2 cấp

Xác đỉnh tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp.Dựa vào quan điểm Về mối tơng quan kích thớc giữa hộp giảm tốc và bộtruyền ngoài ta chọn tỉ số truyền ung và tính uh: ng c h I.3.. Xác định

Lời cảm ơn.

Chi tiết máy là môn học cơ bản cung cấp những kiến thức về kết cấu máy Em rất phấn khởi khi học kỳ này em đợc giao làm đồ án của môn học Chi tiết máy Đây là bớc khởi đầu quan trọng để em tìm tòi, nghiên cứu các kiến thức chuyên ngành, phục vụ cho Đồ án tốt nghiệp sau này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Cơ sở thiết

kế máy và robot, đặc biệt là thầy Nguyễn HảI Sơn đã chỉ bảo em tận tình, giúp em hoàn thành tốt đồ án này.

8 , 0

75 ,

ph v D

8 , 0 1000 60

ph v

p dc 

].

/ [

n dc 

2

76 , 0

I.2.2 Xác đỉnh tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp.

Dựa vào quan điểm Về mối tơng quan kích thớc giữa hộp giảm tốc và bộtruyền ngoài ta chọn tỉ số truyền ung và tính uh:

ng

c h

I.3 Tính các thông số trên các trục:

Ta có:

].

/ [ 4 , 76 93

n

ph v n

10 75 , 218 4

, 76

75 , 1 10 55 , 9

10 55 , 9

] [

10 75 , 223 4

, 76

79 , 1 10 55 , 9

10 55 , 9

] [

10 48 , 60 300

90 , 1 10 55 , 9

10 55 , 9

] [

10 21 , 20 945

0 , 2 10 55 , 9

10 55 , 9

3 6

6

3 6

2

2 6 2

3 6

1

1 6 1

3 6

6

Nmm n

P T

Nmm n

P T

Nmm n

P T

Nmm n

P T

ct

ct ct

dc

dc dc

90 , 1

].

[ 90 , 1 99 , 0 96 , 0

79 , 1

].

[ 79 , 1 99 , 0 99 , 0

75 , 1

].

[ 75 , 1

1

2 1

2

kW

P P

kW

P P

kW

P P

kW P

ol d dc

ol Br

K ot ct ct

II TÝnh thiÕt kÕ c¸c bé truyÒn.

II.1 ThiÕt kÕ bé truyÒn ®ai thang:

1 Chän lo¹i ®ai thang :

Tõ c¸c th«ng sè P®c=2,0[kw] ; n®c=945[v/ph] ; u=3,15 , ta chän lo¹i ®ai thang

th-êng theo H×nh 4.1[1] vµ B¶ng 4.13[1] cã kÝ hiÖu : A , víi c¸c th«ng sè :

945 140 14 , 3 60000

.

. 1 1

s m s

m n

15 , 3 140 ) 1

450 )

15 , 3 28 , 3

d

t d u

u u

- Kho¶ng c¸ch trôc a:

Theo b¶ng 4.14[1] víi u=3,28 chän s¬ bé a/d 2 =1  a=d 2 =450 [mm].

Ta cã: 0 , 55 (d1d2) h 332 , 5 [mm] a 450 [mm]  2 (d1d2)  1180 [mm].

vËy a=450[mm] tháa m·n.

*ChiÒu dµi ®ai l:

Theo c«ng thøc 4.4[1] :

] [ 1880 450

4

) 140 450 ( 2

) 140 450 (

14 , 3 450 2

4

) (

2

) (

.

a

d d d d

a

Chän l theo tiªu chuÈn: l=1900 [mm].

- KiÓm nghiÓm ®ai vÒ tuæi thä:

10 68 , 3 9

14 , 3 1900 2

) ( 1 2

57

min 0

0 0 1

2

0 0



a

d d

3 Xác định số đai:

Theo công thức 4.16[1] :

.

d c c c

00 , 2

0

1  

P P

tra bảng 4.18[1] ta có C z  1

1 14 , 1 04 , 1 89 , 0 5

,

1

2 , 1 33 , 1

105

,

[ 4 , 155 15 , 5 2 89

2 4 , 155 2 2 sin

Bộ truyền trong hộp giảm tốc là bộ truyền bánh răng côn, răng thẳng

H = 2.280 + 70 = 630 MPa

0

2 lim

H = 2.240 + 70 = 550 MPa

0

1 lim

F = 1,8.280 = 504 MPa

0

2 lim

F = 1,8.240 = 432 MPa

sH = 1,1 hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc

sF = 1,75 hệ số an toàn khi tính về uốn

KFC hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải Đặt tải 1 phía: KFC = 1

KHL, KFL: hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền

KHL = m H

HE

HO N N

KFL = m F

FE

FO N N

mH = 6, mF = 6 bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn

NHO số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

NHO = 30.H2 , 4

HB

 NHO1 = 30.2802,4 = 22,4.106

NHO2 = 30.2402,4 = 15,5.106

NFO = 4.106 chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng:

1 630

a Xác định đờng kính chia ngoài của bánh côn chủ động:

Đờng kính chia ngoài bánh răng côn chủ động xác định theo độ bền tiếpxúc:

de1 = Kd 3

2 1

] [

).

1 (

.

H be be

H u K K

K T

u K

 2

.

= 02,250.3,25,93

 = 0,56 0,6

 Tra bảng 6.21[I] : KH = 1,13

T1 = 60,48.103 Nmm - momen xoắn trên trục chủ động

[H] = 500 Mpa - ứng suất tiếp xúc cho phép

 de1 = 100.3

2

3

500 93 , 3 25 , 0 ).

25 , 0 1 (

13 , 1 10 48 , 60

b Xác định các thông số ăn khớp.

Điều kiện de1 > 71,8: chọn de1 = 80 mm,

Ta xác định các thông số ăn khớp:

Re = 0,5.mte 2

2 2

c Kiểm lại răng về độ bền tiếp xúc:

ứng suất tiếp xúc trên mặt răng bánh răng côn nhỏ phải thoả mãn điều kiện:

H = ZM.ZH.Z

u d b

u K T

m

H

2 1

2 1

85 , 0

1

KHv: hệ số kể dến tải trọng dộng xuất hiện trong vùng ăn khớp.

m H

K K T

d b

2

.



=

60000

945 88 , 70

) 1 93 , 3 ( 88 ,

.70,88 41,02

11,1

 KH =1,13.1.1,24 = 1,4

H = 274.1,76.0,86

93 , 3 88 , 70 02 , 41 85 , 0

1 93 , 3 4 , 1 10 48 , 60 2

2

2 3

 = 414 Mpa

Vởy H= 414 Mpa < [H] = 470 Mpa  thoả mãn độ bền tiếp xúc

d Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

Điều kiện:

F1 =

1

1 1

85 , 0

2

m tm

F F

d m b

Y Y Y K

m F

K K T

d b

2

.

1

1

F = F g0.v

u u

d m(  1 )

= 0,016.56.3,5.

93 3

) 1 93 , 3 ( 88 ,

Hai bánh răng thoả mãn về độ bền uốn.

e Kiểm nghiệm răng về quá tải.

Khi làm việc răng có thể bị quá tải, với hệ số quá tải Kqt = TMax/T = 2,2.Kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại và ứng suấtuốn cực đại:

1 Z

Z  = 164,08

Chiều dài côn trung bình Rm Rm = Re – 0,5.b = 143,57

Đờng kính chia ngoài de de1 = mte.Z1 = 81

de2 = mte.Z2 = 318Góc côn chia  1 = arctg (Z1/Z2) = 14,290

2 = 900 - 1 = 75,710

lChiều cao răng ngoài he he = 2.hte.mte + c = 6,6

Với hte = cos m = 1

c = 0,2.mte = 0,6Chiều cao đầu răng ngoài hae hae1 = (hte + xn1.cosm).mte= 4,14

Với xn1 = x1 = 0,38

hae2 = 2.hte.mte - hae1 = 1,86Chiều cao chân răng ngoài hfe hfe1 = he – hae1 = 2,46

hfe2 = he – hae2 = 4,74

Đờng kính đỉnh răng ngoài dae dae1 = de1 + 2.hae1.cos1 = 89,02

dae2 = de2 + 2.hae2.cos2 = 318,92

Đờng kính trung bình dm dm1 = (1 - 0,5.b/Re).de1 = 70,875

dm2 = (1 - 0,5.b/Re).de2 = 278,25Mođun vòng trung bình mtm mtm = mte.Rm/Re

= mte.(1 – 0,5.Kbe) = 2,625

Mođun pháp trung bình mnm mnm = (mte.Rm/Re).cosm

= {mte – b/(Z1 + Z2)}.cosm

= 2,625

II.3 Chọn khớp nối:

Dùng nối trục đàn hồi

Tra bảng 16.1[2], với loại máy công tác là băng tải, ta có:

5 , 1 2 ,

- Chiều dài đoạn có vòng cao su: l = 28[mm].

* Kiểm nghiệm điều kiện bền của nối trục đàn hồi:

- Điều kiện sức bền dập:

].

)[

4 2 ( ] [ ] [ 45 , 2 28 14 105 6

5 , 302062

2

2

0

MPa MPa

l d D

z

T

d s

28 5 , 302062

.

z D d

l T

u c

] [ 600

ứng suất xoắn cho phép của thép 45: [  ]  12  20 [MPa]. chọn [  ]  18 [MPa].

III.2 Tính sơ bộ đờng kính trục:

Công thức 10.9[1]:

3

] [

2 ,

10 48 , 60

3

3

Trục II: 39 , 6 [ ].

18 2 , 0

10 75 , 223

40

].

[ 17 ]

[

25

02 2

01 1

mm b

mm

d

mm b

Công thức Bảng10.4:

]., [ ), 5 , 37 30 ( 25 ).

5 , 1 2 , 1 ( ).

5 , 1

5 ,

2 1 11

4 , 1 2 , 1 ( ).

4 , 1

4 , 1 2 , 1 ( ).

4 ,

5 , 2

III.4 Xác định đờng kính và chiều dài các đoạn trục:

1 Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục:

* Lực từ bánh đai: Góc nghiêng đờng nối tâm của bộ truyền ngoài=00 nên ta có:

F r 588 N[ ].

* Lực từ bánh răng:

875 , 70

10 48 , 60 2

1

1 2

d

T F

F

m t

- cos 1707 20 0 cos 14 , 29 0 602 [ ].

1 1

,

0

75 , 0

3

2 2

2 2



tdj

j

j j

tdj

yj zj

j

M

d

T M

M

M M

].

[ 102380 )

10 48 , 60 (

75 , 0 87968

].

[ 87968 29257

82960

3

3

2 3 2

3

2 2

3

mm d

Nmm M

Nmm M

Chọn đờng kính trục tại tiết diện 3 ổ lăn: d 3 25 [mm].

Đờng kính trục tại tiết diện 1,2 là ổ lăn: d 1 25[mm].

Đờng kính trục tại tiết diện bỏnh đai: d 0 20[mm].

932 150

1

,

0

75 , 0

3

2 2

2 2



tdj

j

j j

tdj

yj zj

j

M

d

T M

M

M M

10 75 , 223 (

75 , 0 74118

].

[ 74118 12000

73140

3

3

2 3 2

3

2 2

3

mm d

Nmm M

Nmm M

Chọn đờng kính trục tại tiết diện 3 là bỏnh răng cụn: d 3 35[mm].

Đờng kính trục tại tiết diện 1,2 là ổ lăn: d 1 30[mm].

Đờng kính trục tại tiết diện khớp nối: d 0 28 [mm].

- Chọn các thông số của then:

Theo bảng 9.1a[1] với then bằng:

b = 10[mm]; h = 8[mm]; (kích thớc tiết diện).

d Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

mj aj

1



mj aj

Trục quay 1 chiều , ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, do đó :

mj = aj =

oj

j j

W

T

2 2

2

16

.

;

2

32

0 1

2 1 1 1 3

j

j j

t d t b d W

d

t d t b d

Dựa theo kết cấu trục và biểu đồ mô men tơng ứng, có thể thấy các tiết diện

nguy hiểm cần đợc kiểm tra về độ bền mỏi là : tiết diện (13): lắp bánh răng tiết diện (10): lắp ổ lăn.

Thay các giá trị vào công thức trên ta có bảng các giá trị:

loại yếu tố gây tập trung ứng suất;

13 30 2,035 2,06 1,937 1,64 2,095 1,997 2,46 5,87 2,27

e Tính kiểm nghiệm độ bền của then bằng:

kiểm nghiệm điều kiện bền dập và bền cắt :

T 2

t

  [ c ]

Theo Bảng 9.5[1]: [ d ] = 150[Mpa] ; [c ] = 60 …20 MPa 90[Mpa]

l t - chiều dài then ,

- Tại tiết diện (3): l t = ( 0,8  0,9).l m = (40,32 72)[mm]; chọn l t =50 [mm]

].

[ 49 , 27 10

50

.

32

10 95

50

.

32

10 95

MPa

MPa c

45

.

36

10 95 ,

45

.

36

10 95

MPa

MPa c

].

[ 1280 1185

484

2 2

2 21

2

21

21

2 2

2 20

2

20

20

N Fl

Fl

F

N Fl

Fl

F

y x

r

y x

37 , 0 83 , 0

37 , 0 83 , 0

20 0

N F

e

F

N F

e

F

r s

r s

].

[ 1053 153

F

F

N F

4 , 76 60

].

[ 495 488

80

2 2

2 11 2

11 11

2 2

2 10 2

10 10

N Fl

Fl F

N Fl

Fl F

y x

r

y x

37 , 0 83 , 0

83 , 0

].

[ 152 495 37 , 0 83 , 0

83 , 0

11 1

10 0

N F

e F

N F

e F

r s

r s

].

[ 117 485

602

0 1

1 0

N F

F F

N F

F F

a s a

a s a

278 6

1 2

6

470  1000 [N/mm], tra các bảng 18.11[2], ta có độ nhớt dầu bôi trơn ở 500c

Theo bảng 15.15a[2], với ổ bi đỡ 1 dãy, nhiệt độ làm việc 60 -100 0 c ta chọn loại

mỡ bôi trơn ổ là : mỡ M, mỡ cho vào chứa 2/3 khoảng trống bộ phận ổ

- Lót kín bộ phận ổ:

Nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm , chất bận và phòng dầu chảy ra ngoài

ta dùng lót kín động gián tiếp với chi tiết trung gian đặt giữa 2 bề mặt cần lót kín

là vòng phớt không điều chỉnh đợc khe hở (hình dáng và kích thớc của vòng phớt

và rãnh lắp vòng phớt cho trong bảng15.17[2]).

- Thờng dùng các vòng chắn mỡ (dầu) để ngăn cách mỡ trong bộ phận ổ với dầu

bôi trơn trong hộp giảm tốc(kích thớc vòng chắn dầu cho trên Hình 15.22[2]).

VI Tính kết cấu và chọn các chi tiết điển hình:

VI.1.Chọn bề mặt lắp ghép nắp và thân :

Bề mặt ghép của vỏ hộp đi qua đờng tâm các trục bánh răng Do bộ truyền tronghộp là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, nên ta chọn bề mặt lắp ghép songsong với mặt đế

khi xiết chặt có thể xoay chì vặn 1 góc  60o

7 Khe hở giữa các chi tiết :

- Giữa bánh răng với thành trong hộp :

200

(

) B

Nút thông hơi thờng đợc lắp ở vị trí cao nhất của nắp hộp

Tra bảng 18.6[2]: ta có hình dạng, kích thớc của nút thông hơi:

A:M272 ; B=15[mm] ; C=30[mm] ; D=15[mm] ; E=45[mm] ; G=36[mm] ;H=32[mm] ; I=6[mm] ; K=4[mm] ; L=10[mm] ; M=8[mm] ; N=22[mm] ;O=6[mm]

R=12[mm] ; vit M620, số lợng=4

3 Nút tháo dầu:

ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ đợc bịt kín bằng nút tháo dầu

Kết cấu và kích thớc của nút tháo dầu trong bảng 18.7[2]:

Mặt đáy hộp dốc về phía lỗ tháo dầu với độ dốc 1o  2o

d=M202 ; b=15[mm] ; m=9[mm] ; f=3[mm] ; L=28[mm] ; C=2,5[mm] ;q=17,8[mm] ; D=30[mm] ; S=29[mm] ; D0 =25,4[mm]

VII Dung sai lắp ghép :

TT Kích thớc Kiểu lắp Dung sai Vị trí lắp ghép

-Tài liệu tham khảo:

1 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí - tập 1 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – NXB Giáo dục 2003

2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí - tập 2 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – NXB Giáo dục 2003

Mục lục:

Lời cảm ơn……… 1

I Tính chọn động cơ: 1 Xác định công suất P……… 2

2 Xác định tỷ số truyền ……… ……… 2

3 Lập bảng tính……… 4

II Tính thiết kế các bộ truyền 1 Thiết kế bộ truyền đai thang ……… 5

1 Chọn loại đai thang ……………… 5

2 Xác định các thông số……………… 5

3 Xác định số đai……………… 6

2 Tính thiết kế bộ truyền bánh răng……… 7

1 Chọn vật liệu……… 7

2.Tính toán các thông số bánh răng: ……… 8

a Xác định đờng kính chia ngoài của bánh côn chủ động: ……… 8

b Xác định các thông số ăn khớp ……… 9

c Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc ……… …….11

d Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn………… 13

e Kiểm nghiệm răng về quá tải.……… 14

f Xác định các kích thớc hình học…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa…20 MPa 14 3 Chọn khớp nối……… ………… 15

III Tính thiết kế trục. 1 Chọn vật liệu……… 15

2 Tính sơ bộ đờng kính trục……… ……… 15

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực……… 16

4 Xác định đờng kính và chiều dài các đoạn trục 17

IV Tính chọn ổ lăn: 1 Chọn ổ lăn cho trục I……… … 21

2 Chọn ổ lăn cho trục II……… 23

V Bôi trơn hộp giảm tốc: 1 Bôi trơn bộ truyền 25

2 Bôi trơn ổ lăn 25

VI Tính kết cấu và chọn các chi tiết điển hình: 1 Chọn bề mặt lắp ghép nắp và thân … ……… 26

2 Xác định kích thớc vỏ hộp……… 26

3 Các kết cấu có liên quan……… 27

VII Dung sai lắp ghép ……… 28

Tài liệu tham khảo: 29