TIỂU LUẬN HỘP GIẢM TỐC 1 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ

phân tích tính toán chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.phân tích tính toán bộ truyền đai phân tích tính toán bộ truyền bánh răng phân tích tính toán trục và ổ trục phân tính độ bền mỏi , chi tiết bánh răng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Tiểu luận HỘP GIẢM TỐC 1 CẤP

LỜI NÓI ĐẦU

Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào

tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và

phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các cụm chi tiết nằm trong các thiết

bị máy móc phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp và giao thông vận tải

Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết vào

thực tiễn Lý thuyết tính toán các chi tiết máy được dựa trên cơ sở những kiến

thức về toán học, vật lý, cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu,

v.v , được chứng minh và hoàn thiện qua quá trình thí nghiệm và thực tiễn sản

xuất Đồ án môn học chi tiết máy là một đồ án có tầm rất quan trọng đối với

một sinh viên khoa cơ khí, nó giúp cho sinh viên hiểu sâu những kiến thức cơ

bản về cấu tạo, đặc điểm, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế

các chi tiết máy có công dụng chung, bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải

quyết những vấn đề nảy sinh khi tính toán và thiết kế chi tiết máy, từ đó làm cơ

sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau này.

Hộp giảm tốc là một cơ cấu truyền động phổ biến trong ngành cơ khí và

có vài trò rất quan trọng trong ngành cơ khí, vì vậy thiết kế hộp giảm tốc không

chỉ giúp sinh viên nắm chắc kiến thức của các môn đã được học mà còn giúp

sinh viên quen dần với thực tiễn sản xuất, với thực tiễn làm việc đặc thù của

ngành cơ khí Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi

tiết máy cùng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo

tài liệu và bài giảng của các môn học có liên quan song bài làm của sinh viên

không thể tránh được những thiếu sót Sinh viên kính mong được sự hướng dẫn

và chỉ bảo nhiệt tình của các Thầy cô bộ môn giúp cho sinh viên ngày càng tiến

bộ.

Cuối cùng sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy (Cô) bộ môn, đặc biệt

là Thầy Văn Hữu Thịnh đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo một cách tận tình giúp

sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.

Hà Nội ngày 2 tháng 10 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Bùi Hồng Tân

Trường ĐHSPKT TP HCM

Khoa Cơ khí Chế tạo máy

Bộ môn Thiết kế máy

TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN LÝ- CHI

TIẾT MÁY

TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

HK: II, Năm học: 2019-2020

Đề: 02 Phương án: 4 Giảng viên môn học: PGS.TS Văn Hữu Thịnh

Sinh viên thực hiện: Bùi Hồng Tân MSSV: 18143149

Hình 1: hệ dẫn động xích tải

1 Đông cơ điện

2 Nối trục đàn hồi

3 Hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ răng nghiêng

4 Bộ truyền đai thang

5 Băng tải

Hình 2: Sơ đồ tải trọng

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1 Lực kéo trên băng tải F (N): 5000

2 Vận tốc vòng của băng tải V(m/s): 1.2

3 Đường kính tang D (mm):360

4 Số năm làm việc a(năm): 5

5 Số ca làm việc: 2 (ca), thời gian: 6h/ca, số ngày làm việc:300 ngày/năm

6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @:142 (độ)

7 Sơ đồ tải trọng như hình 2

Khối lượng sinh viên thực hiện: 01 bản thuyết minh tính toán gồm:

1 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài của HGT

3 Tính toán thiết kế bộ truyển của HGT

4 Sơ đồ phân tích lực trên 2 trục của HGT

Phần 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1 Chọn động cơ điện

 Công suất trên trục công tác : P = 1000Fv = 5000.1,21000 = 6 (kW)

 Công suất tính : Pt = P ( Tải trọng tĩnh )

 Công suất cần thiết trên trục động cơ :

Hiệu suất 1 cặp ổ lăn : η ol= 0,99

 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ

Tốc độ quay của trục công tác : n = 60000 v πDD = 60000.1,2πD 360 = 63,66 (v/ph)

Hệ truyền động cơ khí có bộ truyền đai thang và hộp giảm tốc cấp 1 bánh răng trụ răng nghiêng , theo bảng 2.2 ta sơ bộ chọn : uđ = 3 , uh = 5 Tỉ số truyền chung sơ bộ

2 Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số tuyền chung :

u = n đc

n = 63,66968 = 15,21Chọn trước tỉ số truyền uđ của bộ truyền đai thang :

n1 = n u đc

đ = 9683 = 322,67 v/ph

PHẦN II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

1 Chọn loại và tiết diện đai thang

Chọn loại tiết diện đai thường

Ta có : Pm = 6,58 (kW) – Công suất trên trục bánh đai chủ động

nđc = 968 (v/ph) – Số vòng quay trên trục bánh đai chủ động

u = 3 – Tỷ số truyền của bộ truyền đai

Từ hình 3.2 ta chọn tiết diện đai thang loại Б

409,25 ≤ 545 ≤ 1450 ( Thỏa mãn điều kiện )

Trong đó h : chiều cao của đai thang

4 Chiều dài đai l

Ta có : l = 2 a+0,5 πD ⋅(d1+d2)+(d1−d2)2

4 a

l = 2.545 + 0,5 πD.(180+545)+(180−545)2

4.545 = 2289,94 (mm)Chiều dài đai được quy tròn theo tiêu chuẩn nên ta chọn chiều dài đai l = 2240 (mm)

5 Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ

i = v l =9,122,5 = 3,648 ≤ imax = 10 (Thỏa mãn điều kiện )

Khoảng cách trục ( a ) theo chiều dài đai tiêu chuẩn l : l =2240 (mm)

Trong đó :Pm - công suất trên trục bánh đai chủ động Pm = 6,58 (kW)

[P0] - công suất cho phép,

Phần III : THIẾT KẾ BỘ QUYỀN BÁNH RĂNG

Các thông số đầu vào :

P1 = 6,25 ( kW )

n1 = 322,67 (v/ph)

u = 5,067

Thời gian sử dụng : 300.5.2.6 = 18000 ( Giờ )

Tải trọng không thay đổi

1 Chọn vật liệu làm bánh răng.

Tra bảng 6.1 ta chọn :

Bánh răng nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB 241 ÷ 285 , có giới hạn bền

σ b 1 = 850 MPa , có giới hạn chảy σ ch1 = 580 MPa

Bánh răng lớn : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB 192 ÷ 240 , có giới hạn bền σ b 2 = 750 MPa , có giới hạn chảy σ ch2 = 450 MPa

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1 = 250 ; độ rắn bánh răng lớn HB2 = 235 khi đó :

σ Hlim1 o = 2HB1 + 70 = 2.250 + 70 = 570 MPa ; σ Hlim2 o = 2HB2 + 70 = 2.235 + 70 = 540 MPa

σ Flim1 o = 1,8HB1 = 1,8.250 = 450 MPa ; σ Flim2 o = 1,8HB2 = 1,8.235 = 423 MPa

Theo ( 6.5 ) NHo1 =30 H2,4HB 1 = 30.2502,4= 1,7.107

NHo2 =30 H2,4HB 2 = 30.2352,4= 1,47.107

s H = 540.11,1 = 490,9 ≈ 491MPa

Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, do đó theo (6.12)

[σ H] = [σ H1]+[σ H2]

2 =518+4912 = 504,5 MPaTheo ( 6,6 ) NHF2 = 60cnt Σ = 60.1.322,67/5,067.18000 = 6,88.107

aw = Ka (u1 + 1 ) 3

√ T1 K Hβ

[σ H]2 u1.ψ ba

Trong đó :

Theo bảng 6.5 vì bánh răng là răng tụ răng nghiêng nên Ka= 43

u1 – tỷ số truyền của bộ truyền đang tính, u1=5,067

T1 = 9,55.10

6⋅ P1

n1 = 9,55.106⋅6,25

322,67 = 184980 (Nmm) [σ H] - ứng suất tiếp xúc cho phép, [σ H] =1260 (MPa)

Chọn aw = 213 (mm)

4 Xác định thông số ăn khớp

Xác định modun m

m = (0.01 ÷ 0.02 ) aaw = (0.01 ÷ 0.02 ) 213 = 2,13 ÷ 4,26

Theo bảng 6.8 bảng trị số tiêu chuẩn của modun ta chọn m = 3

Vì hộp bộ truyền là bánh răng trụ răng nghiêng nên chọn β = 100 , do đó cosβ = 0,9848

Từ công thức 6.31 ta tính được số răng bánh nhỏ :

cosβ = m(z 2 a1+z2)

w

= 3(23+117)

2.213 = 0,9859suy ra β = 9o37’

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền được tính theo :

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :

Theo 6.1 với v = 1,18 (m/s) ≤ 5 (m/s) , Zv = 1 , với cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 , khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5

6 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Đề đảm bảo độ bền uốn cho răng , ứng suất uốn sinh ra tại chân răng được xác định theo công thức (6.43)

- σ F 1 = 2T1 K b F Y ε Y β Y F 1

w d w1 m ≤ [σ F 1]

σ F 2 = σ F 1 Y .Y F 2

1 ≤ [σ F 2]

Trong đó : T1 - momen xoắn trên trục bánh răng chủ độn

KF - hệ số tải trọng khi tính về uốn

u t = 0,006.73 1,18 √5,087213 = 3,34 tra bảng 6.15 : δ F = 0,006

tra bảng 6.16 : go = 73

Suy ra KF = K Fβ K Fα K Fv=¿1,32 1,27 1,03 = 1,73

Suy ra σ F 1 = 2T1 K b F Y ε Y β Y F 1

w d w1 m = 2.184980.1,73 0,59 0,9312.468,78.69 99 3 = 98,97 ( MPa)

như vậy thỏa điều kiện độ bền uốn

7 Kiểm nghiệm răng về độ quá tải

Hệ số quá tải Kqt = T max

Thỏa mãn điều kiện quá tải

8 Các thông số và kích thước của bộ truyền

Khoảng cách trục aw = 213 mm

Chiều rộng vành răng bw = 68,78 mm

Tỷ số truyền u = 5,087Góc nghiêng β = 9o37’58”

Z2 = 117

Hệ số dịch chỉnh x1 = x2 = 0Đường kính vòng chia d1 = mZ1/ cosβ = 69,99mm

d2 = mZ2/ cosβ = 356,01 mmĐường kính vòng đỉnh răng da1 = d1 + 2m = 75,99 mm

da2 = d2 + 2m = 362,02 mmĐường kính vòng đáy răng df1 = d1 – 2,5m = 62,49 mm

df2 = d2 – 2,5m = 348,52 mm

TÀI LIỆU THAM KHẢO :

Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1:Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

Thiết Kế Đồ Án Chi Tiết Máy (NXB Đại Học Quốc Gia 2016) - Văn Hữu Thịnh

LỜI NÓI ĐẦU 2

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: 1

Phần 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 2

1 Chọn động cơ điện 2

2 Phân phối tỉ số truyền 3

Bảng hệ thống số liệu 3

PHẦN II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 4

1 Chọn loại và tiết diện đai thang 4

2 Đường kính các bánh đai d1 , d2 4

3 Khoảng cách trục a 5

4 Chiều dài đai l 5

5 Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ 5

6 Góc ôm α 1 6

7 Xác đính số đai z 6

8 Chiều rộng bánh dai 7

9 Đường kính ngoài của bánh đai da. 7

10 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 7

Bảng kết quả tính toán 8

Phần III : THIẾT KẾ BỘ QUYỀN BÁNH RĂNG 8

1 Chọn vật liệu làm bánh răng 8

2 Xác định ứng xuất cho phép 9

3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 10

4 Xác định thông số ăn khớp 11

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 12

6 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 13

7 Kiểm nghiệm răng về độ quá tải 15

8 Các thông số và kích thước của bộ truyền 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO : 16