thiết kế hệ dẫn động hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm đề 1 đại học chính qui

Chọn vật liệu Vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép C45, tôi cải thiện.. Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, tôi cải thiện... Các kích thớc chủ yếu của bộ truyền Vì tính toán kiểm nghiệm c

Trang 1

Theo bảng 2.3 tài liệu [1]

hiệu suất của đai: đ = 0,96

hiệu suất của ổ lăn: ol = 0,99

hiệu suất của bánh răng: br = 0,96

hiệu suất của khớp: k = 0,99 (do là khớp mềm)

hiệu suất của ổ trợt: ot = 0,99

 = 0,96 (0,99) 2 (0,99) 2 0,99 0,99 = 0,9

+ : hệ số tải trọng tơng đơng

Trang 2

  0 , 93 8

3 8 , 0 8

5 1

t

t T

T t

t T

T t

t T T

2 2

ck 2 1 2 ck 1 1 1 n

1

i 2

1 i

93 , 0 56 , 4

.

48 , 0 60000 D

.

v 60000

T T

T

1

mm dn

T

1

1 1

mm



Chọn động cơ thỏa mãn phải thỏa mãn các điều kiện sau:

n n

P P

Theo bảng P1.2 tài liệu [1]

1425 n

Trang 3

48 , 0 9500 1000

v F

) kW ( 65 , 4 99 , 0 99 , 0

56 , 4

P P

k ot

65 , 4

P P

æ BR

74 , 4

P P

æ BR

99 , P P

d

I '

7 , 116 u

n n

) ph / v ( 7 , 116 07 , 4

475 u

n n

) ph / v ( 475 3

1425 u

n

BRtru

II III

BRtru

I II

d

dc I

2 , 5 10 55 , 9 n

P 10 55 , 9

dc

dc 6

) Nmm ( 26 , 100625 475

99 , 4 10 55 , 9 n

P 10 55 , 9

I

I 6

) Nmm ( 03 , 387892 7

, 116

74 , 4 10 55 , 9 n

P 10 55 , 9

II

II 6

Trang 4

10 155 67

, 28

65 , 4 10 55 , 9 n

P 10 55 , 9

III

III 6

) Nmm ( 10 152 65 , 28

56 , 4 10 55 , 9 n

P 10 55 , 9

tg

tg 6

Trang 5

TÝnh to¸n bé truyÒn ngoµi (bé truyÒn ®ai)

4 Chän ®ai

 Chän tiÕt diÖn ®ai

Theo (4.2) tµi liÖu [1]

  = 0,02

Chän tiÕt diÖn ®ai thang:

Theo h×nh 4.1 tµi liÖu [1]

ChiÒu dµigiíi h¹n l,mm

1000 60

1425 200 1000 60

n d

630 )

1 ( d

d u

% 07 , 0

% 100 3

3 21 , 3

% 100 u

u u



 Chän kho¶ng c¸ch trôc vµ chiÒu dµi ®ai

Trang 6

Theo bảng 4.14 trang 60 tài liệu [1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỉ sốtruyền u và đờng kính bánh đai d2:

 thỏa mãn điều kiện

Theo (4.4) tài liệu [1]

Từ khoảng cách trục a đã chọn, ta có chiều dài đai:

) mm ( 13 , 2637 630

4

) 200 630 ( ) 630 200 (

5 , 0 630

.

2

a 4

) d d ( ) d d (

5 , 0 a

Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây

Theo (4.15) tài liệu [1]

max

i 32 , 5 8 , 2

92 , 14 l

v

với imax = 10 vòng/giây

5 Xác định các thông số của bộ truyền đai

 Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2800 mm

Theo (4.6) trang 54 tài liệu [1]

4

8 a

2 2

) 200 630 ( 2800 2

) d d (



) mm ( 83 , 715 4

215 8 24 , 1496 24

, 1496 a

215 2

200 630 2

d d

2 2

1 2

Trang 7

o o

o 1

2

o o

83 , 715

57 180

) d d ( a

57





 1 > min = 120o  thoả mãn điều kiện

z u o

d 1

C C C C ] [P

K P z





Trong đó:

+ C : hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm 1

Bảng 4.15 trang 61 tài liệu [1]  C = 0,91 với  = 145,76o

+ Cl : hệ số kể đến ảnh hởng của chiều dài đai

25 , 1 2240

99 , 4 ] P [

P o

35 , 1 99 , 4

 lấy z = 2

Theo (4.17) và bảng 4.21 trang 63 tài liệu [1]

 Chiều rộng của bánh đai

Trang 8

 XÐt lùc c¨ng b¸nh ®ai

Theo (4.19) trang 63 tµi liÖu [1]

v c

d 1

z C v

K P 780

+ qm: khèi lîng 1 m chiÒu dµi ®ai

Theo b¶ng 4.22 trang 64 tµi liÖu [1]

, 14 178 , 0 2 91 , 0 92 , 14

35 , 1 99 , 4 780

Sè ®aiLùc t¸c dông lªn trôc

d1, mm

d2, mm

B, mm

l, mmz

Fr, N

2006304428002532,73

Trang 9

tính toán thiết kế hộp giảm tốc

6 Tính toán cấp chậm - bánh trụ răng nghiêng

6.1 Chọn vật liệu

Vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép C45, tôi cải thiện Độ rắn 245HB; độ bềnuốn b = 850MPa; độ bền chảy ch = 580MPa

Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, tôi cải thiện Độ rắn 230HB; độ bền uốn

b = 750MPa; độ bền chảy ch = 450MPa

6.2 Định ứng suất cho phép

Theo (6.1) và (6.2) trang 91 tài liệu [1]:

ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:

Trang 10

ni, ti: sè vßng quay vµ tæng sè giê lµm viÖc cña b¸nh r¨ng ®ang xÐt: t = 20000hc: sè lÇn ¨n khíp trong 1 vßng quay: c= 1

6 3

3

2 3

mm 2 3

mm

1 3

HE

10 2 , 77 20000 7 , 116 4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

t.

n T

T T

T 1 60 N

3

3 3

mm 2 3

mm

1 4

HE

10 95 , 18 20000 67 , 28 4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

t.

n T

T T

T 1 60 N

i lim H i

H

S

K ]

1 , 1

1 560

]

1 , 1

1 530

4 H 3 H

Trang 11

6 6

6 3

FE 116 , 7 20000 23 , 5 10

4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

6 4

FE 28 , 67 20000 5 , 77 10

4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

i lim F F

S

K K ]



MPa 252 75 , 1

1 1 441

S

K K ]

[

F

FL FC o

3 lim F

1 1 414

S

K K ]

[

F

FL FC o

4 lim F

H 2 a

w

u

K T 1 u K

+ Ka: hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng

Theo bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: Ka = 43 MPa1/3(với bánh răng nghiêng vàvật liệu của cặp bánh răng là thép – thép)

+ T2: mômen xoắn trên trục chủ động cấp chậm, T2 = 387892,03 Nmm

+ [H]: ứng suất tiếp xúc cho phép, [H]= 495,46 MPa

Trang 12

066 , 1 03 , 387892 1

07 , 4 43

134 z

% 100 07 , 4

07 , 4 06 , 4

% 100 u

Trang 13

sin b

) 8 , 10 sin(

.

= 1,35 thoả mãn điều kiện  1,1

6.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo (6.33) trang 105 tài liệu [1]:

H =

u b

) 1 u ( K K K T 2 d

Z Z

16 , 10 cos

1

= 0,58+ Vận tốc vòng

Trang 14

= 0,62Theo bảng 6.13 trang 106 tài liệu [1]: với v < 4 m/s chọn cấp chính xác 9 cho

bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

+ KH: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

ăn khớp

Bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1]: KH = 1,13

+ KH: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngBảng6.7 trang 98 tài liệu [1]:

KH= 1,066

+ KHv: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

3 w w H

K K T 2

d b

Trang 15

% 100 92

, 362

92 , 362 27 , 381

% 100 ]'

[

H

H H

 thỏa mãn điều kiện

Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền tiếp xúc

6.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không

đ-ợc vợt quá giá trị cho phép

F3 = b d m

T 2 3 w w

Trang 16

 KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về uốn

Bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1]: KF = 1,15

 KFv: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính vềuốn

3 w w F

K K T 2

d b

2

79 , 100 68 15 , 2

= 1,01

Vậy :

F3 =

3 79 , 100 68

03 , 387892

2

1,37 1,15 1,01 3,77 0,92 = 209,91 MPa < [F3 ] F4 = 209,91 3,6/3,8 = 198,86 MPa < [F4 ]

Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền uốn

6.6 Các kích thớc chủ yếu của bộ truyền

Vì tính toán kiểm nghiệm các điệu kiện đều đợc thỏa mãn, do đó

Trang 17

6.7 Tính lực

 F t =

79 , 100

03 , 387892

2 d

03 , 7697 cos

 Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, thờng hoá Độ rắn 210HB; độ bền uốn

b = 600MPa; độ bền chảy ch = 340MPa

7.2 Định ứng suất cho phép

ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:

Trang 18

ni, ti: sè vßng quay vµ tæng sè giê lµm viÖc cña b¸nh r¨ng ®ang xÐt: t = 20000hc: sè lÇn ¨n khíp trong 1 vßng quay: c= 1

6 3

3

1 3

mm 2 3

mm

1 1

HE

10 1 , 314 20000 475 4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

t.

n T

T T

T 1 60 N

3

2 3

mm 2 3

mm

1 2

HE

10 2 , 77 20000 7 , 116 4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

t.

n T

T T

T 1 60 N

i lim H i H

S

K ]

1 , 1

1 510

]

Trang 19

 445 , 45 MPa

1 , 1

1 490

6 1

4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

6 2

FE 116 , 7 20000 23 , 5 10

4 , 1

8 , 0 4

, 1

1 1 60

i lim F F

S

K K ]



MPa 29 , 226 75 , 1

1 1 396

S

K K ]

[

F

FL FC o

1 lim F 1

1 1 378

S

K K ]

[

F

FL FC o

2 lim F 2

Trang 20

 

12 , 0 1

07 , 4 5 , 49

255

07 , 4 45 , 445

02 , 1 26 , 100325 1

u K

a u

K T

3 2

3

a

w 1

2 H

H 1 1

+ Ka: hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng

Theo bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: Ka = 49,5 MPa1/3(với bánh răng thẳng vàvật liệu của cặp bánh răng là thép – thép)

+ T1: mômen xoắn trên trục chủ động, T1 = 100325,26 Nmm

+ [H]: ứng suất tiếp xúc cho phép, [H] = 445,45 MPa

% 100 07 , 4

07 , 4 09 , 4

% 100 u

) 135 33 (

3 2

) z z ( m

Trang 21

7.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

H =

u b

) 1 u ( K K K T 2 d

Z Z Z

1 w

Hv H H 1

1 w

H



[H]Trong đó:

Bảng 6.12 trang 106 tài liệu [1]: ZH = 1,83

+ Z: Hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc (đợc xác định theo hệ số trùngkhớp dọc )

với  = 0 (do  = 0)

Trang 22

4 

= 0,86+ Vận tốc vòng

= 2,49 m/sTheo bảng 6.13 trang 106 tài liệu [1]: với v < 4 m/s chọn cấp chính xác 9 cho

bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

+ KH: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

ăn khớp

Bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1]: KH = 1,13

+ KH: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngBảng6.7 trang 98 tài liệu [1]:

KH= 1,02

+ KHv: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

3 w w H

K K T 2

d b

Trang 23

H =

09 , 4 40

) 1 09 , 4 ( 15 , 1 02 , 1 13 , 1 26 , 100325

2 2

, 100

86 , 0 83 , 1

Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền tiếp xúc

7.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không

đ-ợc vợt quá giá trị cho phép

F1 =

m d b

T 2 1 w 1 w

Trang 24

 KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồngthời ăn khớp khi tính về uốn

Bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1]: KF = 1,37

 KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về uốn

Bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1]: KF = 1,065

 KFv: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính vềuốn

1 w 1 w F

K K T 2

d b

2

2 , 100 40 96 , 22

= 1,31

Vậy :

F1 =

3 2 , 100 40

26 , 100325

2

1,37 1,065 1,31 3,46 1 = 110,63 MPa < [F1 ] F2 = 110,36 3,47/3,53 = 128,48 MPa < [F2 ]

Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền uốn

7.6 Các kích thớc chủ yếu của bộ truyền

Vì tính toán kiểm nghiệm các điệu kiện đều đợc thỏa mãn, do đó

Trang 25

26 , 100325

2 d

5 , 2002 tg

Trang 26

, o

tw, o

xt

380,5834,092023,431,02

8 KiÓm tra ®iÒu kiÖn b«i tr¬n cña hép gi¶m tèc

§iÒu kiÖn b«i tr¬n:

d w4 /d w2 = 100,79/100,2 = 1,01

 tháa m·n ®iÒu kiÖn b«i tr¬n

Trang 27

T d





Trong đó:

+ Ti: Mômen xoắn trên trục i, Nmm

+ []:ứng suất xoắn cho phép

chọn [] = 20 MPa cho trục I, [] = 25 MPa cho trục II, [] = 30 cho trục III

3 sb

1

20 2 , 0

26 , 100325

 chọn d1sb = 30

3 sb

2

25 2 , 0

03 , 387892

 chọn d2sb = 50

3

4 sb

3

30 2 , 0

10 155

Trang 28

z

Trang 29

 Chiều dài mayơ bánh đai, bánh răng trụ

+ k2: khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp, k2 = 10

+ k3: khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ, k3 = 10

+ hn: chiều cao nắp ổ và đầu bulông, hn = 15

Trang 30

, 15188 48

, 26306

M M M

2 2

2 yA 2 xA A

, 100325

75 , 0 71 , 30376

T 75 , 0 M M

2 2

2 A 2

A tdA

, 0

M

d A 3 td ¢ 3 



Trang 31

 T¹i B

Nmm 72 , 93366 15

, 60628 03

, 71004

M M M

2 2

2 yB 2 xB B

, 100325

75 , 0 72 , 93366

T 75 , 0 M M

2 2

2 B 2

B tdB

, 0

M

d 3 td B 3

VËy

Trang 32

+ kÝch thíc tiÕt diÖn then:b = 8 h = 7

71004,03 26306,45

l

l l

Trang 33

+ chiều sâu rãnh then: trên trục: t 1 = 4 trên lỗ: t 2 =2,8

a Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

 s s

s

s s s

2 j

j j

j d

+ -1, -1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng

+ ạ, ạ, mj, mj: biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suấttiếp tại tiết diện j

+ Kdj, Kdj: hệ số xác định theo (10.25) và (10.26)

Với thép 45, b = 600 MPa

 -1 = 0,436b = 0,436 600 = 261,6 MPa

-1 = 0,58 -1 = 0,58 261,6 = 151,7 MPa

Theo bảng 10.7 trang 197 tài liệu [1]:  = 0,05  = 0

Do trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do đó:

mB = 0

B

B B

max aB

Trang 34

Theo b¶ng 10.6 trang 196 tµi liÖu [1]

  2288 , 84

30 2

4 30 4 8 32

30

d 2

t d t b 32

d W

2 3

C

2 1 B 1

3 B B

aj mj

W) 2

4 30 4 8 16

30

d 2

t d t b 16

d W

2 3

B

2 1 B 1

3 B oB

26 , 100325 W

2

T oB

I aB

K

1 K K K

K

1 K K K

Theo b¶ng 10.12 trang 199 tµi liÖu [1]: K = 1,76 K = 1,54

1 , 2 1

1 06 , 1 86 , 0

76 , 1

1 06 , 1 80 , 0

54 , 1

Trang 35

88 , 1 78 , 14 0 15 , 10 99 , 1

7 , 151 s

05 , 3 0 05 , 0 79 , 40 1 , 2

6 , 261 s

88 , 1 05 , 3





Vậy trục thỏa mãn điều kiện về độ bền mỏi

b Kiểm nghiệm về độ bền của then:

Theo (9.1) và (9.2) trang 173 tài liệu [1], điều kiện bền dập và điều kiện bềncắt có dạng

   d

1 t

I d

t h l d

T 2

b l d

T 2

26 , 100325

2 t h l d

T 2

d 1

22 , 23 8

36 30

26 , 100325

2 b l d

T 2

c t

I



Vậy then thoả mãn điều kiện bền cắt

12 Tính toán, thiết kế trục II

Trang 36

, 24674 56

, 165067

M M M

2 2

2 yB 2 xB B

, 387892

75 , 0 51 , 166901

T 75 , 0 M M

2 2

2 B 2

B tdB

, 0

, 391946 31

, 544336

M M M

2 2

2 yC 2 xC C

, 387892

75 , 0 42 , 665823

T 75 , 0 M M

2 2

2 C 2

C tdC

, 0

M

VËy

Trang 37

Biểu đồ mômen trục II (hình 4)

387892,03

37369,5 305839,46

22

l l

Trang 38

12.4 Chọn lắp ghép:

Các ổ lăn lắp lên trục theo k6, lắp bánh răng theo k6 kết hợp với lắp then

12.5 Kiểm nghiệm

12.5.1 Tại B

mB = 0

B

B B

max aB

5 , 5 50 5 , 5 14 32

50

d 2

t d t b 32

d W

2 3

C

2 1 B 1

3 B B

aj mj

W 2

5 , 5 50 5 , 5 14 16

50

d 2

t d t b 16

d W

2 3

B

2 1 B 1

3 B oB

2

03 , 387892 W

2

T oB

II aB

1 06 , 1 06 , 2 K

1 K K K

1 06 , 1 64 , 1 K

1 K K K

Trang 39

58 , 10 78 , 14 0 43 , 8 7 , 1

7 , 151

k

s

95 , 7 0 05 , 0 53 , 15 12 , 2

6 , 261

K s

mB aB

B

1 A

mB aB

B d

1 B

Vậy trục thỏa mãn điều kiện bền mỏi

03 , 387892

2 t

h l d

T 2

d 1

63 , 24 14

50 45

03 , 387892

2 b l d

T 2

c t

6 52 5 , 5 14 32

52

d 2

t d t b 32

d W

2 3

C

2 1 B 1

3 C C

aj mj

W 2

6 52 6 16 16

52

d 2

t d t b 16

d W

2 3

C

2 1 C 1

3 C oC

Trang 40

 7 , 56 MPa

09 , 25655

2

03 , 387892 W

2

T oC

II aC

1 06 , 1 52 , 2 K

1 K K K

1 06 , 1 03 , 2 K

1 K K K

6 , 261

K

s

mC aC

C d

7 , 151

k

s

mC aC

6 , 9 8 , 1 s

2 2





03 , 387892

2 t

h l d

T 2

d 1

8 , 4 16 63 52

03 , 387892

2 b l d

T 2

c t

II



Vậy then thoả mãn điều kiện bền cắt

13 Tính toán thiết kế trục III

Trang 41

, 438267 86

, 327589

M M M

2 2

2 yB 2

xB B

75 , 0 57 , 547168

T 75 , 0 M M

2 4 2

2 B 2

B tdB

, 0

, 306554 0

M M M

2

2 yC 2 xC C

75 , 0 62 , 306554

T 75 , 0 M M

2 4 2

2 C 2

C tdC

, 0

M

d C 3 td C 3 

VËy

 §êng kÝnh chç l¾p b¸nh r¨ng dB = 70 mm

 §êng kÝnh chç l¾p æ l¨n: dA = dC = 65 mm

Trang 42

Biểu đồ mômen trục III (hình 5)

4

155.10

306554,62 438067,42

75329,44 327589,86

32

l l

Trang 43

 Chọn then bằng cao:

- dB = 70

+ kích thớc tiết diện then:b = 20 h = 18

+ chiều sâu rãnh then: trên trục: t 1 = 11 trên lỗ: t 2 =7,4

mB = 0

B

B B

max aB

11 70 11 20 32

70

d 2

t d t b 32

d W

2 3

C

2 1 B 1

3 B B

57 , 547168

aj mj

W 2

11 70 11 20 16

70

d 2

t d t b 16

d W

2 3

B

2 1 B 1

3 B oB

2

10 155 W

2

oB

II aB

Trang 44

58 , 2 1

1 06 , 1 52 , 2 K

1 K K K

1 06 , 1 03 , 2 K

1 K K K

7 , 151

k

s

22 , 5 0 05 , 0 4 , 19 58 , 2

6 , 261

K s

mB aB

B

1 B

mB aB

B d

1 B

79 , 5 22 , 5 s

2 2





10 155 2 t

h l d

T 2

d 4

1 t

10 155 2 b l d

T 2

c 4

Trang 45

, 1339 54

, 1144 F

F F

N 06 , 712 49

, 389 09

, 596 F

F F

2 2

2 11 y 2 11 x r

2 2

2 10 y 2 10 x r

Trang 46

QE = Qmax ktđ

Với

  0 , 98 8

3 8 , 0 8

5 1

t

t T

T k

m

ck i 2

1

i td

20000

475 60 10

L n 60

, 7355 56

, 5296 F

F F

N 96 , 2691 38

, 2662 97

, 397 F

F F

2 2

2 21 y 2 21 x r

2 2

2 20 y 2 20 x r

a   nên theo P2.11 trang 263 tài liệu [1] chọn ổ bi đỡ

chặn cỡ nặng hẹp với đờng kính ngõng trục dA = dD = 45

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	1,02 MB