do an chi tiet may

ibn : tỷ số truyền của bộ bánh răng nghiêng cấp nhanh.. ibc : tỷ số truyền của bộ bánh răng nghiêng cấp chậm... để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng

MỤC LỤC

trang Chương I: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 4

Chương II: Thiết kế bộ truyền đai thang 5

Chương III : Thiết kế bộ truyền bánh răng 8

Chương IV: Thiết kế các trục và then

-Trục 19

- Then 33

Chương V: Thiết kế gối đỡ trục và vỏ hộp Và một số chi tiết khác

- Gối đỡ trục 35

- Vỏ hộp 39

- Một số chi tiết phụ khác 40

THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

1.Sơ đồ động:

Gồm:

1.Động cơ điện 3.Hộp giảm tốc 5 Xích tải

2.Bộ truyền động đai thang 4 Nối trục

2 Sơ đồ tải trọng:

3.Số liệu ban đầu:

- Lực vòng trên xích tải P (N): 2600

- Vận tốc xích tải v (m/s): 1,05

- Số răng trên xích tải Z (răng): 11

- Bước xích tải t (mm) : 100

- Số năm làm việc a (năm) : 5

- Đặc điểm của tải trọng: Tải va đập nhẹ, quay một chiều

Ghi chú: 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ngày làm việc 2 ca, 1 ca làm việc 6 giờ Sai số cho phép về tỷ số truyền ∆≤ 3%

CHƯƠNG I : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

Chọn động cơ điện che kín có quạt gió ki hiệu AO2 – 52 có công suất (Nđc) = 7,5 kW, với các thông số vòng quay như:

2910(vg/ph),1460(vg/ph),970(vg/ph),730(vg/ph) Có nhiều loại động cơ đáp ứng công suất cần thiết nhưng ta chọn A02-51-4

-Công suất động cơ (Nđc) = 7,5 kW

11

05 1 1000

60

1000

60

ph vg t

Z

v

6 ,

25 57

1460

=

=

chi

d bn bc

kn i i i i

i =

Trong đó :

int : tỷ số truyền của nối trục

ibn : tỷ số truyền của bộ bánh răng nghiêng cấp nhanh

ibc : tỷ số truyền của bộ bánh răng nghiêng cấp chậm

id : tỷ số truyền của đai

Chọn int = 1

Id = 3,25

25 , 3

6 , 25 bc =

bn i i

để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng

phương pháp ngâm dầu, ta chọn ibn = 1 , 2 ibc

ibc = 2,56 do đó ibn = 3,07kiểm tra tỉ số truyền:

5 , 25 56

, 2 07 , 3 25 , 3

Từ các kết quả đã tính được ở trên và các công thức ta lập được bảng

hệ thống các số liệu tính được sau :

Các công thức tính công suất của các trục trong hộp giảm tốc :

995 , 0 ) 97 , 0 (

5 , 6

08 , 6

, 3

n n

146 07

, 3

n n

57 56 , 2

i

n n

57

=

= III

IV n n

Bảng hệ thống các số liệu tính được

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN

I THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

Thiết kế bộ truyền đai thang truyền dẫn từ động cơ điện không đồng bộ đến hộp giảm tốc theo số liệu sau : công suất N = 6,5, số vòng quay trong một phút của trục dẫn n1 = 449 vg/ph, số vòng quay của

trục bị dẫn n2 = 145 vg/ph, tải trọng ổn định, bộ truyền làm việc hai ca

1.chọn loại đai

giả thiết vận tốc của đai V > 5 m/s , có thể dùng đai loại A hoạc B (bảng 5-13)

Ta tính theo cả hai phương án và chọn phương án nào có lợi hơn

Tiết diện đai : A B

Kích thước tiết diện đai a x h (mm) (5- 11) trang 92 sách thiết kế chi tiết máy

13 x 8 17 x 10,5

Diện tích tiết diện F (mm2) 81 138

2 Định đường kính bánh đai nhỏ

Theo bảng (5- 14) trang 93 sách thiết kế chi tiết máy: lấy D1, mm

140 200Kiểm nghiệm vận tốc đai :

V =

1000.60

.1450 D1

5 Tính chiều dài L theo khoảng cách trục A sơ bộ

công thức (5-1) trang 83 sách thiết kế chi tiết máy

U =

L

v

5,6 5,8 Điều nhỏ hơn umzx = 10

Đai đã theo tiêu chuẩn công thức ( 5-2 ) trang 83 sách thiết kế chi tiết máy

A = 2.L

-8

)(

8)]

(2[)

1 2 2

8 xác định số đai Z cần thiết

chọn ứng suất căng ban đầu σ0= 1,2 N/mm2 bảng 5-17 sách thiet kế chi tiết máy trang 95 và theo trị số D1 tra bảng 5-17 tìm được ứng suất có ích cho phép [ σp]o N/mm2

Số đai tính theo công thức : (5-22) trang 95 sách thiết kế chi tiết máy.

Z ≥ V C C N C F

v t

p] .

[

.1000

α

σ 5,5 2,3

Lấy đai Z 6 3

9 Định kích thước của bánh đai

Chiều rộng bánh đai [ công thức (5-23) trang 96 và số liệu trang 257 sách thiết kế chi tiết máy]

Dn2 = D2 +2.h0 457 640 Các kích thước t, S và C xem bảng 10-3 trang 257

10 tính lực căng ban đầu s o

[công thức (5-25)]và lực tác dụng lên trục R[côngthức (5-26) trang 96 sách tthiết ké chi tiết máy

ít so với loai B

∗ CHƯƠNG III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.

II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH

 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng trong hộp giảm tốc theo

số liệu sau :

-yêu cầu làm việc trong 5 năm, mỗi năm 300 ngày, một ngày có hai ca, 01 ca

06 giờ

1.Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ :

thép 45, bánh răng lớn thép 35 đều thường hoá (bảng 3-6 sách TKCTM)

Cơ tính hai loại thép này (bảng 3-8 trang 40 sách TKCTM)

Thép 45 : σ b = 600N/mm2 ; σch= 300 N/mm2 ; HB=200

( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm )

Thép 35 : σ b = 500N/mm2 ; σch= 260 N/mm2 ; HB=170

( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới (100 – 300)mm)

2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.

Ứng suất cho tiếp xúc cho phép :

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [công thức (3-4) trang 37 sách TKCTM)

Ntđ2 = 5.300.2.6.60.146[13.0,7 + (0,8)3.0,3]

=134,5.106 > N0=107 (bảng 3-9 trang 43 sách TKCTM)Trong đó:

Do đó chu kỳ ứng suất K’n cả hai bánh răng đều = 1

 ứng suất tiếp súc của bánh lớn ( 3-9 trang 45 sáchTKCTM )

[σ ]tx2= 2,6.170 = 442 N/mm2

 ứng suất tiếp súc của bánh lớn ( 3-9 sáchTKCTM )

[σ ]tx1= 2,6.200 = 520 N/mm2

Để tính ứng suất bền ta dùng trị số nhỏ là 442 N/mm2

Ứng suất uốn cho phép

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [công thức (3-4) sách TKCTM)

Ntđ2 = 5.300.2.6.60.146.[16.0,7 + (0,8)6.0,3] = 122,7.106

Ntđ1 = 3,07.122,7.106 = 377 106Vậy cả Ntđ1 và Ntđ2 đều lớn hơn N0 = 5 106, do đó K”N=1

 Giới hạn mỏi uốn của thép 45 :

σ = 0,43.600 = 258 N/mm2

 Giới hạn mỏi uốn của thép 35 :

σ = 0,43.500 = 215 N/mm2

Để định ứng suất uốn cho phép ta lấy: hệ số an toàn n = 1,5 ; hệ

số tập chung ở chân răng K σ = 1,8Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động ta dung công thức(3-5 trang 37sách TKCTM)để tính ứng suất uốn cho phép :

[σ ]u1=

8,1.5,1

258.5,1

=143,3 N/mm2 [σ ]u2=

8,1.5,1

215.5,1

1,05.10 1, 4.6

3 ( ) 442.3,07 0, 4.146

= 180Lấy A = 180 mm

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

vận tốc vòng công thức [công thức 3-17]

 Vận tốc vòng :

V=

)1(1000.60

+

i

n A

π

= 2 .180.44960.1000(3, 07 1)

=1,2(giả sử b> sinβ

.5,

8 xác định môđun số răng và góc nghiêng của răng

Môđun pháp :

mn = (0,01 ÷ 0,02).180 = ( 2,36 ÷ 4,72 )Lấy mn = 3,5

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Tính số răng tương đương :

[σ ]txqt2 = 2,5.442 = 1105 N/mm2Ứng suất uốn cho phép công thức [3-43] trang 53 sách TKCTM

Bánh nhỏ :

[σ ]txqt1 = 0,8.300 = 240 N/mm2Bánh lớn :

[σ ]txqt1 = 0,8.260 = 208 N/mm2Kiểm nghiêêm sức bền tiếp xúc :

( )

2

3 6

85,0

1

10.05,1

n b

i i

qt qt

tx txqt

ΚΝΚ+Α

=Κ

=σσ

6

2

3,07 1 1, 23.6.11,05.10

3038 20o 1105

r tgα tg

III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM

• Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng trong hộp giảm tốc theo

600 N mm

b =

σ ; σch = 300 N / mm2 ; HB = 200(phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)

Bánh răng lớn : thép 35 thường hóa :

2/

500 N mm

b =

σ ; σch = 260 N / mm2 ; HB = 170(phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100 ÷ 300 mm)

max 2

cũng lớn hơn số chu kỳ cơ sở N0 = 107

Do đó hệ số chu kỳ ứng suất kN' của cả hai bánh răng đều bằng 1

ứng suất tiếp súc của bánh lớn ( 3-9 trang 45 sáchTKCTM )

[σ ]tx2= 2,6 170 = 442 N/mm2 ứng suất tiếp súc của bánh nhỏ ( 3-9 sáchTKCTM )

[σ ]tx1= 2,6 200 = 520 N/mm2

Để tính ứng suất bền ta dùng trị số nhỏ là 442 N/mm2

2.2 Ứng suất uốn cho phép

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn :

∑ 

m i

M

M u

Vậy cả Ntđ1, Ntđ2 đều lớn hơn No =5.106 do đó kN'' = 1

Giới hạn uốn của thép 45 σ−1 =0,43.600= 258N/mm2; \

Giới hạn mỏi uốn của thép 35 σ−1 =0,43.500=215N/mm2

Hệ số an toàn của n = 1,5 ;

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

Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động cho nên ta tính ứng suất cho phép.

Bánh nhỏ :

8,1.5,1

252.5,1

m N

215.5,1

m N

)][

10.05,1(3

1,05.10 1,3.5,69

3 ( ) 442.2,56 2.0, 4.1, 25.57

= 171 mm

+

i

n A

π

= 2 .171.14660.1000(2,56 1)

Tính hệ số tập trung tải trọng thưc tế theo công thức(3-20) trang 47 sách TKCTM

Ktt= 1,05 1

2

+

= 1,025Theo bảng 3-14 trang 48 sách TKCTM tìm được hệ số tải trọng động Kđ

=1,2(giả sử b> sinβ

.5,

Sơ bộ chọn góc nghiêng β = 10, cosβ = 0,985

Tổng số răng của hai bánh

Zt = Z1+Z2=

n

m

cos

2A β

=2.168.0,9852,5 =132

Số răng bánh nhỏ

Z1 = 1322,56 1+ =37 (răng)

Trị số Z1lớn hơn trị số giới hạn trong bảng 3-15 trang 50 sách TKCTM

Số răng bánh lớn

Z2 = i Z1 = 2,56.37 = 94,72Lấy Z2= 95 (răng)

b = 60 > sinβ

.5,

2 m n

2,5.2,5sin(10 50 ) = 33,25mm

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Tính số răng tương đương công thức [3-37] trang 52 sách TKCTM đối với bánh răng nhỏ

Bánh nhỏ :

Ztd1 = 2

37(0,982) = 38

Ztd2 = 2

95(0,982) = 98,5

[σ ]txqt2 = 2,5.442 = 1105 N/mm2Ứng suất uốn cho phép công thức [3-43] trang 53 sách TKCTM

Bánh nhỏ :

[σ ]txqt1 = 0,8.300 = 240 N/mm2Bánh lớn :

[σ ]txqt1 = 0,8.260 = 208 N/mm2Kiểm nghiệm sức bền tiếp súc công thức (3-14) và (3-41) trang 45 và 53 sách TKCTM

σ txqt = 1,05.106

168.2,56

3

(2,56 1) 1, 23.5,69.12.0,85.68.57

+

=492,7Nmm2Trong đó Kqt=1,8 ứng suất quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối với bánh lớn

Góc nghiêng β= 100500

Đườngkính vòng chia (vòng lăn)

d1= 0 0

2,5.37cos(10 50 )=94mm ; d2= 0 0

2,5.95cos(10 50 )=242mmKhoảng cách truc A=168

Chiều rộng bánh răng B=68mm

Đường kính vòng đỉnh

Del=94+2.2,5= 99mm

De2=242+2.2,5= 247mmĐường kính vòng chân

Pr=

0

0 0

3959.tg20cos(10 50 )=1467 NLực dọc trục :

- Đối với trục II: N=5,69kw

*Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng ta lấy trị số dII=40mm ,để chọn loại ổ bi đỡ

cỡ trung bình, tra bảng 14P ta có được chiều rộng của ổ B =23mm

1.2.Tính gần đúng trục:

-Ta chọn các kích thước sau :

Khe hở giữa các bánh răng a=10mm

Khe giữa bánh răng và thành trong của hộp c=10mm

Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên của ổ lăn l2=10mm

Chiều rộng ổ lăn Bo=23mm

Chiều cao của nắp và đầu bulong l1=16mm

Khe hở giữa mặt bên bánh đai và đầu bulong lấy l4= 10mm

Chiều rộng bánh đai bằng 100 mm,

chiều rộng bánh răng cấp nhanh là 72mm,

chiều rộng bánh răng cấp chậm là 68 mm

*Tổng hợp các kích thước trên ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết : a=d= 68

* Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm :

.Tại tiết diện (n-n):

* Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm : e-e, i-i, k-k.

-Ở tiết diện e-e :

Trong đó : Mx : Mômen xoắn danh nghĩa

Mt : Mômen xoắn tính toán

K = 1,2 ÷ 1,5 Hệ số tải trọng động ( tra bảng 9-1)

Để đơn giản, dễ chế tạo và phù hợp với mômen xoắn trên trục Chọn nối trục là nối trục đĩa.

+ Cấu tạo: hình vẽ

• Với bu lông lắp có khe hở, lực siết V cần thiết với mỗi bu lông theo công thức (9-3) là :

- Kiểm tra hệ số an toàn của trục tại các tiết diện

- Hệ số an toàn tính theo công thức (7-5) ta có n n n2. 2 [ ]n

max min u

a

M W

σ = σ = σ = , σm = 0

Theo công thức (7-6) ta có

1 a m

n k

σ σ

σ σ

σ

σ ψ σζ

−

=

++ Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch

x a

o

M W

τ τ

τ τ

τ

τ ψ τ ζ

3 3

645013720

2 1

2 2

26849,8

41,65 /6450

127616

4,65 /

2 2.13720

u a

M

N mm w

 tra bảng (7-4) trang 123 sách TKCTM lấy ξ =σ 0,83, ξ =τ 0,71

 tra bảng (7-8) trang 127 sách TKCTM lấy kσ =1,63, kτ =1,5

Xét tỷ số 1,63

1,96 0,83

( ) (2 )2 [ ] ( )

150

16, 051,96.4,65 0,05.4,65

 Trục II

Xét tại tiết diện (e-e) có d = 50 tra bảng (7-3b) có

( ) ( )

3 3

1065022900

2 1

371490,5

34,8 /10650

372188, 4

8,1 /

u a

x a

o

M

N mm w

M

N mm w

 tra bảng (7-4) trang 123 sách TKCTM lấyξ =σ 0,82, ξ =τ 0,7

 tra bảng (7-8) trang 127 sách TKCTM lấy kσ =1,63, kτ =1,5

Xét tỷ số:kσ 1,630,82 1,99

σ

1,52,140,7

( ) ( )2 2 [ ] ( )

150

8,95 2,38.8,1 0,05.8,1

2,34.8,95

2,26 1,5 2,5 2,34 8,95

2 1

919815,8

11,5 /

2 2.40000

u a

x a

o

M

N mm w

M

N mm w

 tra bảng (7-4) trang 123 sách TKCTM lấyξ =σ 0,78,ξ =τ 0,67

 tra bảng (7-8) trang 127 sách TKCTM lấy kσ =1,63, kτ =1,5

( ) ( )2 2 [ ] ( )

125

4,92,14.11,5 0,05.11,5

+ Tại tiết diện (m-m) có d = 38mm

 tra bảng (7-23) trang 143 sách TKCTM có các thông số then

b= 12, h = 8, t=4,5, t1 =3,6, k= 4,4 Chiều dài then l=0,8.lm

- Chiều dài mayơ l m =(1, 2 1,5 ÷ ) d

 Kiểm nghiệm độ bền dập theo công thức (7-11) 2 [ ] ( 2)

/

+ Xét trên tiết diện (e-e) và (k-k) có d = 50mm

 tra bảng (7-23) trang 143 sách TKCTM có các thông số then b =16 , h=10, t = 5, t1 = 5,1, k =6,2

Chiều dài then l = 0,8 lm

- Chiều dài mayơ lm = ( 1, 2 1,5 ÷ ) d

 Kiểm nghiệm độ bền dập theo công thức (7-11) 2 [ ] ( 2)

/

( )0,8.m 0,8.1, 4.50 56

+ Xét trên tiết diện (i-i) có d = 55mm

 tra bảng (7-23) trang 143 sách TKCTM có các thông số then b=16, h=10; t=5, t1= 5,1, k=6,2

Chiều dài then l = 0,8 lm

- Chiều dài mayơ lm = ( 1, 2 1,5 ÷ ) d

 Kiểm nghiệm độ bền dập theo công thức (7-11) 2 [ ] ( 2)

/

Vậy then lắp trên trục II thỏa mãn điều kiện bền dập và bền cắt

1.3.Tính then lắp trên trục III

+ Xét trên tiết diện (H-H) và (G-G) có d = 60mm

 tra bảng (7-23) trang 143 sách TKCTM có các thông số then b= 18 , h=11, t=5,5 , t1=5,6 , k=6,8

Chiều dài then l = 0,8 lm

- Chiều dài mayơ lm = ( 1, 2 1,5 ÷ ) d

 Kiểm nghiệm độ bền dập theo công thức (7-11)

[ ] ( 2)

2.

/

Vậy then lắp trên trục III thỏa mãn điều kiện về bền dập và bền cắt

KẾT LUẬN: Then được lắp trên tất cả các trục đều đảm bảo thỏa mãn điều

-Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1)

Tra bảng 14P ứng với d = 35 mm: ổ cỡ trung, ký hiệu 307, Cbảng = 40000 > C

Đường kính ngoài của ổ D = 80 mm Chiều rộng ổ B = 21 mm

2.Sơ đồ chọn ổ cho trục II

C D

-Do trục II có bánh răng cấp chậm đối xứng nên lực dọc trục sẽ bằng không

-Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1)

Kt = 1,2 tải trọng va đập vừa và quá tải đến 150% (bảng 8-3)

Kn = 1 nhiệt độ làm việc dưới 100OC ( bảng 8-4)

Kv = 1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

Đường kính ngoài của ổ D = 100 mm, chiều rộng của ổ B = 25 mm

3.Sơ đồ chọn ổ trên trục III

Do trục III có lực dọc trục nhưng hai lực dọc trục này triệt tiêu cho nhau nên

- Lắp ổ lăn vào trục theo hệ thống lổ và vỏ hộp theo hệ trục

- Sai lệch cho phép vòng trong lổ là âm , sai lệch cho phép trên lổ theo hệ thống

 Che kín ổ lăn

- Để che kín các đầu trục nhô ra tránh sự xâm nhập của môi trường vào ổ và ngăn dầu mỡ chảy ra ngoài ta dùng vòng phớt tra bảng (8-29) sách TKCTM

 Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp không thể dùng phương pháp bắn tóe để dẫn dầu trong hộp giảm tốc và bôi trơn bộ phận ổ.Theo bảng (8-28) có thể dùng mỡ loại “T” ứng với nhiệt độ làm việc từ

60 100÷ o C và vận tốc dưới 1500v/p Lượng mỡ chứa 2/3 chổ rỗng của bộ phận ổ

2 cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết khác

2.1 Vỏ hộp:

Chọn vỏ hộp đúc vật liệu bằng gang , mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường làm các trục để lắp ghép được dể dàng , theo bảng (10-9) cho phép ta xác định các kích thước và các phần tử của vỏ hộp sau đây:

- Chiều dày thân hộp δ =0,025.A+5(mm) =0,025.172 5 9+ = mm

- Chiều dày thành nắp hộp δ =1 0,02.A+5(mm) =0,02.172 5 8+ ; (mm)

- Chiều dày mặt bích dưới của thân b=1,5.δ =1,5.9 14= (mm)

- Chiều dày mặt bích trên của nắp b1=1,5.δ1=1,5.8 12= (mm)

- Chiều dày đế hộp không có phần lồi P=2,35.9 22; (mm)

- Chiều dày gân ở thân hộp m=0,85.δ =0,85.9 8; (mm)

- Chiều dày gân ở nắp hộp m1=0,85.δ1=0,85.8 7; (mm)

+ Ghép ở nắp cửa thăm dầu d4 =0,37.18 6 8= ; (mm)

- Đường kính bu lông vòng chọn theo trọng lượng của hộp giảm tốc, với khoảng cách trục A của hai cấp168x172 Tra bảng 10-11a và 10-11b chọn bu lông M16

Trong đó:L chiều dài hộp sơ bộ lấy bằng 700mm

B chiều rộng hộp sơ bộ lấy bằng 300mm

4250

300

=