Đồ án thiết kế hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh

mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc.. Nho: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.. mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về

Trang 1

Í7 « tịnạ OO.Où Oiáeh 3Choa Oũà QỈẬÍ Oi ộ m ị n i ồ Q'h ie i k ếm á ụ

Trong nội dung một đồ án mơn học, được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình của thầy giáo Trinh Chất, em đã hồn thành bản thiết kế Hệ dẫn động băng tải vĩi hộp giảm tốc phân đơi cấp nhanh Tuy nhiên, do kiến thức cịn hạn chế nên

em khơng tránh khỏi sai sĩt.Em rất mong tiếp tục được sự chỉ bảo, gĩp ý của thầy cơ và các bạn

Nhân đây, em cũng xin bày tỏ lịng cảm ơn đối với thầy giáo Trịnh Chất

và các thầy giáo trong bộ mơn Cơ sở Thiết kế máy đã giúp đỡ em hồn thành

Trang 2

ÇJet tị’nụ OO.Où Oiáeh 3Choa Oơà Q iậí Oi ộ m ịn i ồ ÇJhiti hỉ'm iíụ

PHẦN 1 CHỌN ĐỘNG C ơ VÀ PHÂN PHỐI TỶ s ố TRUYỀN

1 CHỌN ĐỘNG C ơ

a\.Xác định cơng suất cần thiết của động cơ

Theo cơng thức (2.8),(2.10) và (2.11) [TKHDD - 1] ta cĩ cơng suất cần thiết

p •

A ct •

“ 1 0 0 0 ì7Trong đĩ theo cơng thức (2.9)[TKHDD - 1] ta cĩ:

n = n V Tlkhr Twn*-

m : Số cặp ổ lăn (m = 4);

k : Số cặp bánh răng (k = 3)

Tra bảng (2.3) [TKHDD - 1], ta được các hiệu suất:

r|ol= 0,99 ( vì ổ lăn được che kín)

Trang 3

'Tĩriiồnạ Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Q iậí Oi ộ m òn @& i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là usb Theo bảng (2.4) [TKHDD -1] , truyền động bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp, truyền động xích (bộ truyền ngoài):

usb= usbh usbđ = 17.3 = 51Theo công thức (2.16) (TKHTDD- I) ta có số vòng quay của trục máy công tác là nlv:

Theo bảng phụ lục P1.3 Phụ lục vói Pct = 10,97 k w Ta chọn được kiểu động cơ là : K I60 M4

Các thông số kĩ thuật của động cơ như sau :

Pdc = 1 ì k w ; ndc = 1450.vg / ph ; = 1,6

dn

Kết luận: Động cơ K I60 M4 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế

2/ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

Ta đã biết usb - usbh u sbd Tỷ số truyền chung

Trang 4

Trong đó : Uj : Tỉ số truyền cấp nhanh

u2 : Tỉ số truyền cấp chậmTheo bảng (3.1) [TKHDD -1] thì Ui = 4,91 ; u2 = 3,26

Tính lại giá trị uxích theo u ^ à u2 trong hộp giảm tốc

TT = uc _ 50,59

uxu 2 4,91.3,26Kết luận : uh = 16,86; Uj = 4,91; u2 = 3,26 ; uxích=3,16

3/.XÚC định công xuất, momen và số vòng quay trên các trục.

Tính công suất, mô men, số vòng quay trên các trục (I, II, III, IV) của

Trang 5

Trang 6

ÇJet tị’nụ OO.Où Oiáeh 3Choa Oơà Q iậí Oi ộ m ị n i ồ Ç Jhiti h ỉ'm iíụ

PHẦN 2 THIẾT KÊ BỘ TRUYỀNA.Thiết kế bộ truyền ngồi

Ta đi thiết kế bộ truyền xích với các thơng số kỹ thuật như sau:

Tỷ số truyền: u =3,16

Cơng suất: N =9,72 KW

Số vịng quay trục dẫn: n = 90,59 v/p

l/.C hon loai xích.

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên dùng xích con lăn

2/ Xác đỉnh các thơng số của bỏ truyền xích.

Theo bảng (5.4) [TKHDD - I] với u=3,16 chọn số răng đĩa nhỏ Zj=25,

do đĩ số răng đĩa lớn:

z2=uz1=3,16.25 =79 < zmax=120 (răng)

Theo cơng thức (5.3) [TKHDD - 1] cơng suất tính tốn:

^ P m - k k ATrong đĩ:

k=k0 ka kđc kbt kđ kck0= l : Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của bộ truyền Đường nối hai tâm đĩa xích so vĩi đường nằm ngang < 60°

ka= l : Khoảng cách trục a=(30-ỉ-50)p

kdc=l,25 : Vị trí trục khơng điều chỉnh được

Qlạuụễn JÌLạnh lin h

6

J lổ p tín 1 — JC 4 5

Trang 7

kbt= l,3 : Môi trường có bụi, bôi ươn nhỏ giọt

Trang 8

kd= 1,2

k p = 2

F0 = 9,81.kp.q.a =9,81.2.7,5.1,776=261,34 N Fv=qv2=7,5.1,682 =21,17 N

Trang 9

Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 -ỉ- 285 có:

ơbl = 850 MPa ;ơch! = 580 MPa Chọn HB1 = 250 (HB)

Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt đọ rắn MB 192 240 có:

ơb2 = 750 Mpa ;ơch2 = 450 MPa Chọn HB2 = 240 (HB)

2 Xác định ứng suất cho phép.

\ƠH ] = / s H RZy K xHK HL ;

C h ọ n s ơ b ộ Z RZvKxH= 1 =^> [ơH ] = Ơ°H ỉìmK HL / s H

Sịị : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc SfỊ =1,1

cr°íljm: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng vói số chu kì cơ sở;

2 H B + 70 => ơ°Hliml = 570 MPa; ơ °Hlim2 = 550 MPa;

Qlạuụễn Mạnh, lin h

9

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 10

k hl = mị l N HO / N HE với mH = 6

mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc

Nho: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay

T ị, ĩiị, t ị : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở

chế độ i của bánh răng đang xét

Trang 11

Nfo: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

Npo = 4 106 vì vật liệu là thép 45,

Nee: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương

N Fe=60Jc.nl ĩ t r ĩ { T , ỉ r t Ỵ ' l l / t ct

c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay

Tị, ĩiị, t ị : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở

Vói: Tx: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, N.mm ;

Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng ;

Trang 12

Thay số ta đinh được khoảng cách trục :

«*= 43.(4,91+1) 3

(71526/2)1,25002.4,91.0,3 = 127,23 mmChọn a ^ = 130 ram

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

Yêu cầu cần phải đảm bảo

Trong đó : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu;

Trang 13

Qlạuụền Mạnh, lin h

13

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 14

Tra bảng (6.14) [TKHDD -1] với bánh trụ răng nghiêng, vận tốc vòng nhỏ hơn 5 m/s ta có;KHa = 1,16

Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [ơH] = [ơH] ZRZvKxH

Với V =3,35 m/s => z v = 1 (vì V < 5m/s ) , Cấp chính xác động học là

9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 9 Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra

= 1,25 0,63 pm Do đó Zr = 1, vói da< 700mm => KxII = 1

[ơH] = 500.1.1.1 = 500 MPa , ƠH < [ơH] Kiểm tra thừa bền:

[gj>] - gj>= 5 0 9 0 9 -4 8 6 0 4

Răng thoả mãn về độ bền tiếp xúc

6 Kiểm nghiệm răn g về độ bền uốn

Yêu cầu ƠF < [ơp] ; ơp = 2.(T1/2)KFY8YpYF1/( bwdwl.m)

14

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 15

ơp2 = ƠF1 Yp2/ YF1 = 79,15.3,60/ 4,08 = 69,84 MPa;

Tính ứng suất uốn cho phép :

[ƠF ] = ( ^ Ì i m / s F xFK FCK FL ;

Chọn sơ bộ YrYsKxIĨ = 1 =>[ơ"F ] = <JF ỵmK FC K HL / s p

Sp: Hệ số an toàn khi tính về uốn Sp =1,75

ơ>ljm: ứng suất uốn cho phép ứng vci số chu kì cơ sở;

Trang 16

ơ-;iim= 1,8.HB ằ miml = 1,8 280 = 504 MPa;

Ơ M = 1,8 240= 432 MPa;

KpC : hệ số ảnh hưởng đặt tải, KpC = 1 do bộ truyền quay một chiều;

k fl= m4 N FolN FE với mF = 6.

mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn

Nfo: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.

Nfo = 4 106 vì vật liệu là thép 45,

N PE= 6 0 r n l ỵ t l ĩ.{Tl / T ỉ Ỵ r l , / t ct

Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn vì ƠF1 < [ơF1] ,ƠP 2 < [ơp2];

7 Kiểm nghiệm răng về quá tải.

úng suất quá tải cho phép : [ơH]max = 2,8 ơch2 = 2,8 450 = 1260 MPa; [ơFi]max = 0,8ơchl= 0,8 580 = 464 MPa;

[ơF2]max= 0,8ơch2= 0,8 450 = 360 MPa;

Kqt= Tmax/T = 1.6;

ơHimax=ơH • = 486,04.7^6 = 614,79 MPa < [ơH]max = 1260 MPa;

ơpimax = ƠF1- Kqt = 79,15.1,6 = 126,64 MPa ;

16

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 17

ƠKmax = ơrc- Kqt = 69,15.1,6 = 110,64 MPa

vì ơpimax < [ơF1]max ,ơF2max < [ơF2]max nên răng thoả mãn

Kết luận: với vật liệu trên thì bộ truyền cấp nhanh thoả mãn các yêu cầu kĩ

thuật

Thơng số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh :

Đường kính chia : á í = m z í = 2,5.17 = 42,5mm

d2 = m.Z2 =2,5 83 =207,5 mm;

Đường kính đỉnh răng : dal = dx + 2.( l+ x r Ay )m = 47,5 nun;

da2 = d2 + 2 ( 1+X2-Ay )m =212,5 nun,Đường kính đáy răng : dfl = dx - ( 2,5 - 2.xx ) m = 36,25 nun,

dQ = d2 - ( 2,5 - 2.x2 ) m = 206,25 nun,

Đường kính cơ sở :dbi = áv cos a =42,5 cos 20 = 39,94 mm;

db2 = d2 cos a = 212,5 cos 20° = 199,68 mm Gĩc prơfin răng bằng gĩc ăn khớp : a t = a tw = 20,73 ;

1 Chọn vật liệu.

Bánh nhỏ : Thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB 241 -ỉ- 285 cĩ:

ơbl = 8 5 0 M P a ;ơ chl = 580M Pa Chọn HB1 = 285 (HB)

Bánh lớn : Thép 45, tơi cải thiện đạt độ rắn HB 241 285 cĩ:

ơb2 = 7 5 0 M p a ;ơ ch2 = 450M Pa Chọn HB2 = 280 (HB)

2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép.

\ƠH ] = (^Tí/lim / s H 'jz RZy K xHK HL ;

C h ọ n s ơ b ộ Z RZvKxH= 1 => [ơ„] = ơ°HlìmK HL/ S H

Sfj : Hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc SfỊ =1,1

cr°íljm : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng vĩi số chu kì cơ sở;

Qlạuụễn JÌLạnh lin h

17

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 18

'Tĩriiồnạ O iíieh 3C hoa '3ÔỈL Q iậ í Oi ộ m ò n @& i ổ C ĩh ìỉi k ếm á ụ

ờmm= 2 H B + 70 => ơ Hiúni = 640 MPa; ơ Hlim2 = 630 MPa;

Kiil= mH4 N ho ! N he vốd mH = 6

mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc

Nh0: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.

Ta có : Nhe1 > NH01 —> KHL1 — 1

=>[0 ^ = ^ 1 = 5 8 1 ,8 2 ^ 0 ; [ơH]2= ^ l l = 572,72MPữ

Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên :

[ơH ] = m in d o ^ \ , [ơH ]2) = 572,72 MPa

Trang 19

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

Yêu cầu cần phải đảm bảo ƠH < [ơH] ,

ƠH — Zfỉ Zg 2 T 2.K h ( u +1)

V

Trong đĩ: T2=327259 Nmm;

bw= 0,4.aw= 0,4.175 = 70 mm, dwl=2aw2 /(um+l)=82,35 ram;

^>(1^=82,35.3,25=267,63mm

Olạuụễn M ạnh lin h

19

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 20

20

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 21

Với V =0,597 m/s Zy = 1 (vì V < 5m/s ) , Cấp chính xác động học là 9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 9 Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra = 10 40 pm Do đó Zr = 0,95, với da< 700mm => KxIỈ = 1

[ơHl = 572,72.1.0,95.1 = 544,08 MPa

Do ƠH < [ơH] nên răng thoả mãn độ bền tiếp xúc

6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

Yêu cầu ơp < [ơpl ; ơp = 2.T2.KFYEYpYF1/( bwdw3.m)

Qlạuụền Mạnh, lin h

21

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 22

Zy2 = Z2/cos3ß = 104/13 = 104

Với Zyj = 32, Zy2 = 104 tra bảng (6.18 ) thì YF1= 3,75, Yp2= 3,60; úng suất uốn :

ƠF1 = 2.327259.1,1.0,57.1.3,75/ (70.82,35.2,5) = 106,78 MPa;

ơK = ƠF1 Yra/ YF1 = 106,78.3,60/ 3,75 = 102,52 MPa;

Tính ứng suất uốn cho phép :

\.ƠF ] = ( ơ F]ìm/SF s K x FK fc K fl ;

Chọn sơ bộ YrYsKxH = 1 =>[ơ"F ] — (7p \\mK FrK HỊ Ị s p

Sp : Hệ số an tồn khi tính về uốn Sp =1,75

ơ°Fìịm : ứng suất uốn cho phép ứng vĩi số chu kì cơ sở;

ơFSa = 1,8.HB => a'nta! = 1,8 280 = 504 MPa;

ơ FRm2 = 1,8 240= 432 MPa;

Kfc : hệ số ảnh hưởng đặt tải, KFC = 1 do bộ truyền quay một chiều;

Kel= "¡¡Nm Ị N fe với mF = 6

mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn

Nf0: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.

Nf0 = 4 106 vì vật liệu là thép 45,

1 ck

JVra= 60 r.« 1 Zí,.E( 7 ’,./ri)'"' t j t ,

C: SỐ lần ăn khớp trong một vịng quay

T j, rq, tị : Lần lượt là mơmen xoắn , số vịng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

Trang 23

[ơF1] = 504.1.1 /1 ,7 5 = 288 MPa,

[ctk ] = 432.1.1 /1 ,7 5 = 246,85 MPa,

Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn vì ƠF1 < [ơF1] ,ƠF2 < [ơF2];

7 Kiểm nghiệm răng về quá tải.

Úng suất quá tải cho phép : [ơH]max = 2,8 ơch2 = 2,8 450 = 1260 MPa; [ơFilmax= 0,8ơchl= 0,8 580 = 464 MPa;

[ơF2lmax= °>8ơch2= 0,8 450 = 360 MPa;

Kqt= Tmax/T = 1,6;

ơ H im ax=ơ H ■ = 5 1 1,37.VŨ> = 646,84MPa < [ơH]max = 1260 MPa;

ơFimax = ơn Kqt =106,78 1,6 = 170,85 MPa ;

ơF2max = ƠF2- Kqt = 102,52.1,6 = 164,03 MPa

vì ơFlmax < [ơF1]max ,oHmax < [ơ k] ^ nên răng thoả mãn

Kết luận: vói vật liệu trên thì bộ truyền cấp chậm thoả mãn các yêu cầu

kĩ thuật

Thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm :

- Đường kính chia : d3 = m z 3/ cosP=2,5.32/l= 80 mm,

d4 = m Z,J cos p =2,5 104 /1 =260 mm;

- Đường kính đỉnh răng : da3 = d3 + 2.m = 80 + 2 2,5 = 85mm,

da4 = d4 + 2.m =260 + 2 2,5=265 mm,Đường kính đáy răng :

df3 = d3 - 2,5.m = 80 - 2,5 2,5 = 73,75 mm, df4 = d4 - 2,5.m = 260- 2,5 2,5 = 253,75 mm,

- Đường kính cơ sở : db3 = d3 cos a = 80.COS 20° = 75,18 mm,

db4 = d4 cos a = 260.COS 20 = 244,32 mm

23

£ â ft tin 1 — JC 45

Trang 24

- GÓC prôfín răng bằng góc ăn khớp :

a t = a tw = arctg(tga/cosP) = arctg(tg20°/l)=20°

8.Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc:

Điều kiện bôi trơn:

-ài- Đường kính chia của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp nhanh

-cU: Đường kính chia của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp chậm

cLị =260 mm; ẩ 2 =207,5 mm

Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bôi trơn

24

Trang 25

^ ĩn iĩin ạ O iíieh 3C hoa '3ôà Q ỉộ i Oi ộ m ôn (Otí iồ Q’h ìê i k ế tn á ụ

PHẦN 3 TÍNH TRỤC VÀ CHỌN ổ

l.C họn vật liệu và phân tích lực

a Chọn vật liệu:

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45, tôi cóơb= 600 MPa

Úng suất xoắn cho phép [x] = 12 20 Mpa

b.Sơ đồ đăt lưc:

{Mtpuịễn M ạnh linh

25

Jlớp Un 1 — JC 45

Trang 26

'Tĩriiồnạ O iíieh 3C hoa '3ÔỈL Q iậ í Oi ộ m ò n @& i ổ C ĩh ìỉi k ếm á ụ

c Xác đinh sơ bộ đường kính trục

Theo công thức (10.9) đường kính trục thứ k với k =1 3;

Trang 27

Trang 28

3/Tính gần đúng trục

£ â ft tin 1 — JC 45

28

Trang 29

Đối vói trục 1 ta có:

ởđây các lực:

Fr1=Fr2 = 634 N Ft!=Ft2 =1612 N Fai=Fa2 =460 N

Phương trình theo phương X là:

X Fỵ =0 <=> R y l + Ry2 - Fr1 -F r2 = 0

Ryj + Ry2 = Frt +Fr2 =2.634 =1268 NMặt khác :

Trang 30

Theo công thức vạn năng ta có phương trình Momen đối vói trục y nhưsau:

Trang 31

Đoạn 1: 0 <z < 60

fo

M 1x= Ry, z = 634.z => M lx=< Nmm

[38040Đoạn 2: 60 <z < 164

M2x= R Yi z + Fal.21,25 - Fri( z - 60 )

Trang 32

ÇJriià’n y (D.'Jù Oitieh 3Choa 'Jôà QỈỘÌ Oiộ mân iồ Q’hiê't kếtnáụ.

íMtpuịễn Ænnh linh

32

Jló’p tin 1 — DC 45

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	2,08 MB