ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP KHAI TRIỂN ĐỨNG

Hộp giảm tốc là một cơ cấu gồm các bộ phận truyền bánh răng hay trục vít, tạo thành một tổ hợp biệt lập để giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến máy công tác.. Có rất nhiề

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

ThS Mai Vĩnh Phúc Bùi Quốc Quân; MSSV: B1702860

Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy – Khóa: 43 Nguyễn Trần Quốc Bảo; MSSV: B1702597

Ngành: Cơ Khí Giao Thông – Khóa: 43

Trang 2

Trạm dẫn động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

BỘ MÔN: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

******** NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Cán bộ hướng dẫn: Mai Vĩnh Phúc 2 Đề tài: Thiết kế Trạm dẫn động băng tải 3 Sinh viên thực hiện: Bùi Quốc Quân MSSV: B1702860 Nguyễn Trần Quốc Bảo MSSV: B1702597 4 Ngành : Kỹ thuật cơ khí K43 5 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:

b Nhận xét về bản vẽ (nếu có):

c Nhận xét về nội dung luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được (so sánh với đề cương của đồ án):

* Những vấn đề còn hạn chế:

Trang 3

d Nhận xét đối từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung

chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

Kết luận và đề nghị:

6 Điểm đánh giá (cho từng sinh viên):

Cần Thơ, ngày…… tháng………năm 2020

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Mai Vĩnh Phúc

Trang 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

BỘ MÔN: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

******** NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 7 Cán bộ chấm phản biện: 8 Đề tài: Thiết kế Trạm dẫn động băng tải 9 Sinh viên thực hiện: Bùi Quốc Quân MSSV: B1702860 Nguyễn Trần Quốc Bảo MSSV: B1702597 10 Ngành: Kỹ thuật cơ khí K43 11 Nội dung nhận xét: e Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:

f Nhận xét về bản vẽ (nếu có):

g Nhận xét về nội dung luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được (so sánh với đề cương của đồ án):

* Những vấn đề còn hạn chế:

Trang 5

h Nhận xét đối từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

i Kết luận và đề nghị:

12 Điểm đánh giá (cho từng sinh viên):

Cần Thơ, ngày…… tháng………năm 2020

Cán bộ chấm phản biện

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trang 6

LỜI NÓI ĐẦU :

Đồ án cơ sở thiết kế máy là môn học quan trọng của ngành cơ khí Là môn vận dụng lý thuyết khoa học: Toán, lý, sức bền vật liệu,…Để thiết kế máy phục vụ cho nhu cầu của cuộc sống

Vừa phải đảm bảo các chỉ tiêu về kỹ thuật và cũng phải đảm bảo về chỉ tiêu kinh

tế, và môn học này còn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ được học sau này, là một kiến thức quan trọng cho sau này ra trường đi làm.Vì đây là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng với sự hiểu biết còn hạn chế nên dù đã cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các môn học có liên quan, song bài làm của chúng em không thể tránh được những thiếu sót Chúng em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo của các thầy bộ môn giúp cho chúng em có thể hoàn thành tốt đồ án này

Cuối cùng nhóm chúng em rất cảm ơn quý thầy cô bô môn, đặc biệt là thầy Mai Vĩnh Phúc đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo một cách tận tình và bạn bè đi trước đã giúp

đỡ chúng em trong lúc làm đồ án môn học này

Trang 7

MỤC LỤC :

Trang

LỜI NÓI ĐẦU : v

MỤC LỤC : vi

TÓM TẮT ĐỀ TÀI : viii

DANH SÁCH HÌNH : ix

DANH SÁCH BẢNG : x

CHƯƠNG I : 1

CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1

1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỘP GIẢM TỐC: 1

1.2 CÔNG SUẤT CẦN THIẾT: 1

1.3 CHỌN SỐ VÒNG QUAY SƠ BỘ CỦA ĐỘNG CƠ: 2

1.4 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: 3

1.5 CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN CÁC TRỤC: 4

1.6 TỐC ĐỘ QUAY TRÊN CÁC TRỤC: 4

1.7 MÔMEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC: 4

CHƯƠNG II : 6

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI 6

2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI: 6

2.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: 9

CHƯƠNG III : 12

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC 12

3.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH: 12

3.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP CHẬM: 19

CHƯƠNG IV : 26

THIẾT KẾ TRỤC,THEN,Ổ LĂN,KHỚP NỐI 26

4.1 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỤC: 26

4.2 THIẾT KẾ THEN: 53

4.3 THIẾT KẾ Ổ LĂN: 54

4.4 KHỚP NỐI : 60

CHƯƠNG V : 62

THIẾT KẾ VỎ HỘP,CHI TIẾT PHỤ,DUNG SAI LẮP GHÉP 62

5.1 VỎ HỘP: 62

5.2 BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC: 63

5.3 CẤU TẠO NẮP THĂM: 64

5.4 CẤU TẠO VÒNG MÓC 65

5.5 CẤU TẠO NÚT THÁO DẦU 65

5.6 CẤU TẠO THƯỚC THĂM DẦU : 66

5.7 NÚT THÔNG HƠI : 67

5.8 CHỐT ĐỊNH VỊ : 67

5.9 VÒNG PHỚT : 68

Trang 8

5.10 VÒNG CHẮN DẦU: 69

5.11 ỐNG LÓT VÀ NẮP Ổ LĂN: 69

5.12 DUNG SAI LẮP GHÉP: 70

CHƯƠNG VI : 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

6.1 KẾT LUẬN : 73

6.2 KIẾN NGHỊ : 73

LỜI CẢM ƠN : 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO : 75

Trang 9

TÓM TẮT ĐỀ TÀI :

Số liệu cho trước :

1 Lực vòng trên băng tải (N) P = 7050

2 Vận tốc trên băng tải (m/s) V = 0,35

Khối lượng công việc :

- Thuyết minh tính toán

- Bản vẽ tay và CAD:

+ Bản vẽ các chi tiết (A3) của các chi tiết chính

Cần Thơ, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Trần Quốc Bảo

Trang 10

DANH SÁCH HÌNH :

Trang

Hình 4.1 Phác thảo sơ đồ hộp giảm tốc khai triển tỷ lệ 1:1 28

Hình 4.2 Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên các bánh răng 28

Hình 4.3 Biểu đồ moment trục II 30

Hình 4.4 Mặt phẳng zOy 31

Hình 4.5 Mặt cắt AA’ mặt phẳng zOy 31

Hình 4.6 Mặt cắt A’B mặt phẳng zOy 31

Hình 4.7 Mặt phẳng zOx 32

Hình 4.8 Mặt cắt AA’ mặt phẳng zOx 32

Hình 4.9 Mặt cắt A’B mặt phẳng zOx 32

Hình 4.10 Mặt cắt BB’ mặt phẳng zOx 33

Hình 4.11 Biểu đồ moment trục III 39

Hình 4.13 Mặt cắt CC’ mặt phẳng zOy 40

Hình 4.14 Mặt cắt C’D’ mặt phẳng zOy 40

Hình 4.15 Mặt cắt D’D mặt phẳng zOy 41

Hình 4.17 Mặt cắt CC’ mặt phẳng zOx 41

Hình 4.18 Mặt cắt C’D’ mặt phẳng zOx 42

Hình 4.19 Mặt cắt D’D mặt phẳng zOx 42

Hình 4.20 Biểu đồ moment trục IV 48

Hình 4.22 Mặt cắt EE’ mặt phẳng zOy 49

Hình 4.23 Mặt cắt E’F mặt phẳng zOy 49

Hình 4.25 Mặt cắt EE’ mặt phẳng zOx 50

Hình 4.26 Mặt cắt E’F mặt phẳng zOx 50

Hình 4.27 Sơ đồ ổ lăn cho trục II 54

Hình 4.28 Sơ đồ ổ lăn cho trục III 56

Hình 4.29 Sơ đồ ổ lăn cho trục IV 57

Hình 4.30 Khớp nối đĩa 60

Hình 5.1 Bánh tát dầu 64

Hình 5.2 Cấu tạo nắp thăm 64

Hình 5.3 Cấu tạo vòng móc 65

Hình 5.4 Cấu tạo nút tháo dầu 66

Hình 5.5 Cấu tạo thước thăm dầu 66

Hình 5.6 Cấu tạo nút thông hơi 67

Hình 5.7 Chốt định vị hình côn 68

Hình 5.8 Kích thước vòng phớt 68

Hình 5.9 Vòng chắn dầu 69

Hình 5.10 Ống lót 69

Hình 5.11 Nắp ổ lăn 69

Trang 11

DANH SÁCH BẢNG :

Trang

Bảng 1.1 Các thông số động cơ 3

Bảng 1.2 Các thông số của các trục 5

Bảng 2.1 Tính toán các thông số bộ truyền đai 6

Bảng 2.2 Các thông số của bộ truyền đai 9

Bảng 2.3 Thông số bộ truyền xích 11

Bảng 3.1 Vật liệu bánh răng cấp nhanh: 12

Bảng 3.2 Vật liệu bánh răng cấp chậm: 19

Bảng 4.1 Đường kính trục sơ bộ 26

Bảng 4.2 Các kích thước chủ yếu của hộp giảm tốc 27

Bảng 4.3 Thông số các then 53

Bảng 4.4 Thông số ổ lăn trục II 55

Bảng 4.7 Tổng hợp thông số ổ lăn trên các trục 58

Bảng 4.8 Thông số khớp nối trục : 60

Bảng 5.1 Bảng thông số các bu lông vỏ hộp 62

Bảng 5.2 Bảng thông số các đường kính bu lông 63

Bảng 5.3 Bảng thông số nắp thăm 65

Bảng 5.4 Bảng thông số nút tháo dầu 65

Bảng 5.5 Bảng thông số nút thông hơi 67

Bảng 5.6 Thông số chốt định vị 67

Bảng 5.7 Thông số vòng phớt 68

Bảng 5.8 Dung sai trục II 70

Bảng 5.9 Dung sai trục III: 71

Bảng 5.10 Dung sai trục IV 71

Bảng 5.11 Sai lệch giới hạn của chiều rộng và chiều sâu rãnh then 72

Trang 12

Chương I: CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

CHƯƠNG I : CHỌN ĐỘNG CƠ & PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỘP GIẢM TỐC:

Hiện nay, hộp giảm tốc được ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau, không

thể thiếu trong băng truyền sản xuất thực phẩm, thức ăn chăn nuôi…Chính vì thế để đáp

ứng nhu cầu xã hội cần nghiên cứu tính toán để chế tạo được hộp giảm tốc có hiệu suất

làm việc tốt nhất, rẻ, …phù hợp ứng dụng trong thực tế

Hộp giảm tốc là một cơ cấu gồm các bộ phận truyền bánh răng hay trục vít, tạo

thành một tổ hợp biệt lập để giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến máy

công tác Ưu điểm của hộp giảm tốc là hiệu suất cao, có khả năng truyền những công

suất khác nhau, tuổi thọ cao, làm việc chắc chắn và sử dụng đơn giản

Có rất nhiều hộp giảm tốc, được phân chia theo các đặc điểm chủ yếu sau đây:

Loại truyền động (hộp giảm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vít, bánh răng – trục vít)

Số cấp (một cấp, hai cấp v.v… )

Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian (nằm ngang, thẳng đứng v.v…)

Đặc điểm của sơ đồ động (triển khai, đồng trục, có cấp tách đôi v.v…)

Hộp giảm tốc 2 cấp khai triển thường được sử dụng với tỷ số truyền i=8-30

Ưu điểm : Kết cấu đơn giản

Khuyết điểm : Bánh răng phân bố không đối xứng với gối tựa.Vì thế tải trọng

phân bố không đều trên các trục.Các ổ trục được chọn theo phản lực lớn nhất,nên trọng

lượng hộp giảm tốc có tăng hơn so với các loại sơ đồ khác

1.2 CÔNG SUẤT CẦN THIẾT:

Để chọn được động cơ điện phù hợp với yêu cầu thiết kế, ta cần tính được công

suất cần thiết, theo đồ thị đặc tính tải trọng, do trên băng tải có tải trọng thay đổi và động

cơ làm việc ở chế độ dài hạn nên công suất cần thiết được tính theo phương pháp momen

đẳng trị Ta chọn công suất định mức lớn hơn hoặc bằng công suất đẳng trị

Ta có số vòng quay của trục tang :

. = 16,7 (vòng/phút) (3-2 [1] trang 87)

Trang 13

Moment cực đại trên băng tải:

η= ηđ ηbr2 ηol5 ηxích ηnt (bảng 2-1 [5] / trang 27)

ηđ = 0,95 - hiệu suất bộ truyền đai

ηbr = 0,97 - hiệu suất bộ truyền bánh răng

ηol = 0,99 - hiệu suất của một cặp ổ lăn

ηnt = 0,99 - hiệu suất nối trục đẫn động

Vậy η = 0,95.0,972.0,995.0,9.0,99 = 0,75

N ≥ đ = ,

, = 3,17 (kW)

1.3 CHỌN SỐ VÒNG QUAY SƠ BỘ CỦA ĐỘNG CƠ:

Tỉ số truyền sơ bộ của toàn bộ truyền:

isb = ih.inh

mà: inh = iđ.ixích

iđ = 3 tỉ số truyền đai (bảng 2-2 [5] /trang 32)

Trang 14

2 Kiểm tra điều kiện quá tải: Mcp ≥ Mmaxqt

Chọn động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha vì nó có cấu tạo và vận hành đơn giản, giá thành rẽ hơn so với động cơ điện xoay chiều đồng bộ ba pha và an toàn hơn so với động cơ không đồng bộ một pha

Sở dĩ chọn động cơ có số vòng quay không lớn lắm, vì nếu chọn động cơ có số vòng quay lớn hơn thì tỉ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị (hộp giảm tốc) cũng tăng theo

1.4 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:

Dựa vào số vòng quay của động cơ điện đã chọn ta tính tỉ số truyền như sau:

ichung = đ =

, = 86,82

ichung = iđ.inh.ich.ixích

trong đó iđ – tỉ số truyền của bộ truyền đai

inh – tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp nhanh

ich – tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp chậm

Trang 15

1.5 CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN CÁC TRỤC:

Công suất động cơ trên trục I (trục nhận dẫn truyền qua đai):

NI = Nct.ηđ ηol = 3,17.0,95.0,99 = 2,98(kW) Công suất động cơ trên trục II là ( nhận truyền động xích vào hộp):

NII = NI.ηxích ηol= 2,98.0,9.0,99 = 2,66 (kW) Công suất động cơ trên trục III là ( trục trung gian của hộp):

NIII = NII.ηbr ηol= 2,66.0,97.0,99 = 2,55 (kW) Công suất động cơ trên trục IV là ( trục đầu ra của hộp):

NIV = NIII.ηbr ηol= 2,55.0,97.0,99 = 2,44 (kW) Công suất động cơ trên trục tang là :

nIII = = ,

, = 55,66 (vòng/phút) Tốc độ quay trên trục tang là ( đầu ra của hộp):

, = 16,23 (vòng/phút)

1.7 MÔMEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC:

Moment xoắn trên trục động cơ:

Mđc = 9,55.106

đ = 9,55.106 , = 20878,3 (N.mm) Moment xoắn trên trục I:

M1 = 9,55.106 = 9,55.106 ,

, = 58881,1 (N.mm)

Trang 16

Moment xoắn trên trục II:

M2 = 9,55.106 = 9,55.106 ,

, = 105116,6 (N.mm) Moment xoắn trên trục III:

M3 = 9,55.106 = 9,55.106 ,

, = 437522,5 (N.mm) Moment xoắn trên trục tang :

Trang 17

Chương II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI:

Thông số ban đầu:

Công suất trên trục chủ động: Nđ = 3,17 kW

Mômen xoắn trên trục chủ động: Mđ = 20878,3N mm

Số vòng quay trên trục chủ động: nđ = 1450 vòng/phút

Tỷ số bộ truyền đai: iđ = 3

Công suất trên trục bị động: N = 2,98 kW

Mômen xoắn trên trục bị động: M = 58881,1 N mm

Số vòng quay trên trục bị động: n = 483,33 vòng/phút

- Thiết kế bộ truyền đai thang:

GOST 1284.1-80;2-80;3-80 quy định 7 loại tiết diện đai thang thường theo thứ

tự diện tích tiết diện tăng dần : O,A,Б,B,Г,Д,E

Chọn loại đai:

Giả sử vận tốc của đai vđ > 10 m/s (Tra bảng 5-13 , [5])

Ta có loại đai A

Bảng 2.1 Tính toán các thông số bộ truyền đai

A

1 Tiết diện đai:

Kích thước tiết diện đai: a x h (mm)

10,63

Trang 18

3 Tính đường kính của bánh lớn D 2 :

D2= i.D1.(1- ) = đ (1- ).D1

Với hệ số trược tương đối  = 0,02

411,6 Lấy D2 theo tiêu chuẩn (bảng 5-15 [5]) 400

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

L = 2 A + .( )+( )

.

Lấy L theo tiêu chuẩn (mm) ( bảng 5-12 [5]) 1700

Kiểm nghiệm số vòng quay trong một giây:

Trang 19

Trang 20

1 0

- kđc= 1 Trục không điều chỉnh được

- kb = 1,5 Xích được bôi trơn gián đoạn (định kì)

Trang 21

2 1 2

1

2

8 2

2

Z Z Z

Z X Z

Z X

Trang 22

Trang 23

Chương III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC

3.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH:

3.1.1 Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện:

Đây là bộ truyền chịu tải trung bình nên chọn vật liệu có độ rắn bề mặt < 350

HB Trong quá trình làm việc, số chu kỳ chịu tải của bánh nhỏ lớn hơn số chu kỳ chịu tải của bánh lớn, vì vậy, để đảm bảo chạy mòn tốt nên chọn vật liệu làm bánh nhỏ tốt hơn vật liệu bánh lớn và độ rắn của bánh nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh lơn khoảng 25 ÷

50 HB Ta có bảng vật liệu làm bánh răng như sau: HB1HB225 50 HB.Do không

có yêu cầu đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng như sau ( Bảng 3-8 trang 40 [5] )

Bảng 3.1 Vật liệu bánh răng cấp nhanh:

Loại thép Đường

kính phôi (mm)

Giới hạn bền kéo

(N/mm 2 )

Giới hạn chảy (N/mm 2 )

Trang 24

- Mmax: là moment xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng (không tính đến moment xoắn do quá tải trong thời gian rất ngắn)

- u: là số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng (trường hợp này u=1)

Số chu kì làm việc tương đương của bánh răng nhỏ:

Ứng suất uốn cho phép:

Theo bảng 3-9 [5] ta có [ ]Notx = 2,6 HB Vậy ứng suất cho phép đối với : Bánh nhỏ [ ]tx1 = 2,6.200 = 520 N/mm2

Bánh lớn [ ]tx2 = 2,6.190 = 494 N/mm2

Để tính sức bền ta sẽ chọn trị số ứng suất tiếp xúc cho phép nhỏ nhất là [ ]tx2 = 494 N/mm2

3.1.2.2 Ứng suất uốn cho phép :

Số chu kì tương đương của bánh răng :

Nđ = 60 u ∑ n T (CT 3-8 trang 44 [5]

Trong đó :

- Mi ,ni ,Ti là momen xoắn, số vòng quay/1phút và số giờ bánh răng làm việc

ở chế độ i

- Mmax là momen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng

- m là bậc đường cong mỏi uốn , ta chọn m ≈ 6 vì là thép thường hóa

Số chu kì làm việc tương đương của bánh răng nhỏ :

Trang 25

Ta thấy số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ và bánh lớn đều lớn hơn

N0 = 5.106 nên hệ số chu kì kN’’của cả hai bánh đều bằng 1

Đối với bánh răng bằng thép đúc hoặc gang : thường hóa hoặc tôi cải thiện thì

n = 1,8 và hệ số tập trung ứng suất chân răng K = 1,8 (trang 44); đối với thép

σ = (0,4~0,45)σ (trang 42), chọn σ = 0,45σ

Khi răng làm việc 2 mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều) thì ứng suất uốn cho phép là : [σ] =

Trong đó :

- i = = ,

, = 4,3 : tỉ số truyền

- n3 = 55,66 vòng/phút số vòng quay 1 phút của bánh răng bị dẫn

- N = 2,66 (kW) công suất trên trục II

- =1,2 – hệ số ảnh hưởng khả năng tải

,

, , , , , = 189,09mm , chọn Asb = 190 mm

Trang 26

3.1.6 Tính vận tốc vòng v của bánh dẫn và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

Vận tốc vòng quay tính theo công thức 3-17

Số răng bánh lớn Z2 = iZ1 = 4,3.23 = 98,9 suy ra chọn Z2 = 99 răng

Thiết kế bộ truyền bánh răng dịch chỉnh:

Dịch chỉnh răng chủ yếu nhằm khắc phục hiện tượng cắt chân răng bánh răng nhỏ khi số răng nhỏ, cải thiện chất lượng ăn khớp, làm tăng sức bền tiếp xúc, sức bền uốn hoặc tăng tính chống mòn, chống dính của bộ truyền Ngoài ra trong thiết kế các bộ truyền bánh răng có khoảng cách trục cho trước, nhiều khi phải dùng bánh răng dịch chỉnh

Trang 27

Đối với bánh răng trụ răng nghiêng, nhờ có góc nghiêng  của răng, ở đây không cần dịch chỉnh để đảm bảo khoảng cách trục cho trưởc, nói khác đi dịch chỉnh bánh răng nghiêng chỉ nhằm cải thiện chất lượng ăn khớp Cần lưu ý rằng hiệu quả của dịch chỉnh bánh răng nghiêng không cao vì dịch chỉnh làm giảm khá nhiều hệ số trùng khớp

- Khi Z1 > Zmin+2 nhưng không nhỏ hơn 10 và u  3,5 ; dùng dịch chỉnh đều

Do đó hệ số giảm đỉnh răng ∆y = . = , . = 0,05002

Theo công thức 6.30 [6] tập 2 trang 101 thì khoảng cách trục sẽ là :

a = 0,5 z

cosβ + x − ∆ m =

0,5.122cos11,872+ 1 − 0,05002 3 = 189,85 mm Góc ăn khớp xác định theo công thức :

cosα =z m cosα

122.3 cos202.189,85 = 0,906 suy ra α = 25 2 Tính chính xác góc nghiêng răng:

Chiều rộng bánh nhỏ b1 = ψA.A = 0,3.187 = 59,4 (mm) suy ra chọn b1 = 57 mm Chiều rộng bánh lớn nhỏ hơn bánh nhỏ từ 5~10mm nên chọn b2 = 52mm

Trang 28

3.1.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

- Ztd : số bánh răng tương đương trên bánh răng

+ Số răng tương đương của bánh nhỏ Ztđ1 = Z1/cos2= 24,016 (răng)

- b, u: bề rộng và ứng suất tại chân răng

- ''=1,5 - hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải khi tính theo sức bền uốn của bánh răng

Ứng suất chân răng tại:

u2 = 40 (N/mm2) ≤ [ ] = 75 (N/mm2) (thỏa điều kiện)

3.1.10 Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng khi chịu quá tải đột ngột :

Ứng suất tiếp xúc cho phép (CT 3-43) :

, = 332 N/mm2

Trang 29

Vậy σtxqt1 = 332 N/mm2 ≤ [σ] = 1300 N/mm2 (thỏa điều kiện)

Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải (CT 3-46) :

Trang 30

Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ , khi bánh răng có đường kính da < 250mm thường dùng phương pháp rèn hoặc dập, với kích thước lớn hơn thường dùng phương pháp rèn tự do để tạo phôi Dựa vào đường kính vòng chia t chọn phôi rèn để chế tạo cặp bánh răng cấp nhanh của hộp giảm tốc

Đây là bộ truyền chịu tải trung bình nên chọn vật liệu có độ rắn bề mặt < 350

HB Trong quá trình làm việc, số chu kỳ chịu tải của bánh nhỏ lớn hơn số chu kỳ chịu tải của bánh lớn, vì vậy, để đảm bảo chạy mòn tốt nên chọn vật liệu làm bánh nhỏ tốt hơn vật liệu bánh lớn và độ rắn của bánh nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh lơn khoảng 25 ÷

50 HB Ta có bảng vật liệu làm bánh răng như sau: HB1HB225 50 HB.Do không

có yêu cầu đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng như sau ( Bảng 3-8 [5] trang 40)

Bảng 3.2 Vật liệu bánh răng cấp chậm:

Loại thép Đường

kính phôi (mm)

Giới hạn bền kéo

(N/mm 2 )

Giới hạn chảy (N/mm 2 )

Trang 31

3.2.2.Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh 3.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Số chu kỳ tương đương trường hợp bánh răng chịu thay đổi [công thức 3-4]

Do đó đối với cả 2 bánh răng : KN’ = 1 - hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc

Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép :

[σ]tx =[σ]Notx.KN’ (công thức 3-1)

Với [σ]Notx: ứng suất tiếp xúc cho phép (N/mm2) khi bánh răng làm việc lâu dài phụ thuộc vào độ rắn Brinen HB hoặc độ rắn Rôcen HRC.Theo bảng 3-9 ta có [σ]Notx = 2,6 HB

Bánh nhỏ [σ]tx1 = 2,6.200 = 520 N/mm2

Bánh lớn [σ]tx2 = 2,6.190 = 494 N/mm2

Để tính sức bền ta sẽ chọn trị số ứng suất tiếp xúc cho phép nhỏ nhất là [σ]tx =

494 N/mm2 để tính

Trang 32

3.2.2.1 Ứng suất uốn cho phép:

Khi răng làm việc 2 mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi, đổi chiều) nên : [CT 3-6]

+ N ≈ 5 10 :Số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn

+ Nđ = 60 × u × ∑( ) × n × T :Số chu kỳ tương đương

+ m = 6:Bậc đường cong mỏi uốn đối với thép thường hóa hoặc tôi cải thiện + Tính được số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ và bánh lớn đều lớn hơn N0 = 5.106 nên hệ số chu kì K "của cả hai bánh đều = 1

Ứng suất uốn cho phép của :

Chọn sơ bộ K=1,3~1,5.Trị số nhỏ dùng cho các bộ truyền chế tạo bằng vật liệu

có khả năng chạy mòn ,các ổ bố trí đối xứng so với bánh răng hoặc bộ truyền có vận tốc thấp.Ta chọn K=1,4

Trang 33

Trong đó :

- i = = 3,34 : tỉ số truyền

- n4 = 16,23 vòng/phút số vòng quay 1 phút của bánh răng bị dẫn

- N = 2,55 (kW) công suất trên trục III

3.2.6 Tính vận tốc vòng v của bánh dẫn và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

Vận tốc vòng quay của bánh răng trụ : [công thức 3-17]

v = . .( ± ) = , . . ,

.( , ) = 3,88 (m/s) Theo bảng 3-11 ta chọn cấp chính xác là cấp 8

- Kđ : hệ số tải trọng động Theo bảng 3-14 ta tìm được hệ số tải trọng động

là Kđ = 1,3

Vậy hệ số tải trọng : K = Ktt.Kđ = 1,08.1,3 = 1,404

Trang 34

3.2.7.2 Định chính xác khoảng cách trục A:

Chọn hệ số tải trọng sơ bộ Ksb = 1,4 nên ta chọn lại A theo công thức

A = Asb = 355 ,

, = 289,83 mm Chọn chính xác A = 290 mm

3.2.8 Xác định môđun, số răng ,chiều rộng bánh răng :

Chiều rộng bánh lớn nhỏ hơn bánh nhỏ 5~10 mm nên chọn b2= 82 mm

3.2.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

Theo công thức 3-33 có :

σu = , . . đ .Trong đó :

- Ztd : số bánh răng tương đương trên bánh nhỏ và bánh lớn

- số răng tương đương của bánh nhỏ Ztđ1 = Z1 = 34 (răng)

- b, σu: bề rộng và ứng suất tại chân răng

Trang 35

Ứng suất chân răng bánh răng nhỏ là:

σu1 = , , ,

, , = 54,53 (N/mm2)

Ta thấy σu1< [σ]u1 = 83,33 (N/mm2) Suy ra : thỏa điều kiện

Ứng suất chân răng bánh răng lớn là :

σu2 = σu1 = 54,53 ,

, = 50,21 (N/mm2)

Ta thấy σu2< [σ]u2 = 75 (N/mm2) Suy ra : thỏa điều kiện

3.2.10 Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng khi chịu quá tải đột ngột :

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: (CT 3 – 43)

Kiểm nghiệm sức bền uốn: (CT 3 – 42)

σuqt = σ Kqt≤ [σ]uqt

Trang 36

Trang 37

Chương IV: THIẾT KẾ TRỤC,THEN,Ổ LĂN,KHỚP NỐI

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ TRỤC,THEN,Ổ LĂN,KHỚP NỐI

4.1 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỤC:

4.1.1 Chọn vật liệu:

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít nhạy với tập trung ứng suất, có thể nhiệt luyện được và gia công dễ dàng Thép cacbon hợp kim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục vì hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình, bộ truyền quay 2 chiều, làm việc trong

thời gian 5 năm nên ta chọn thép 45 σbk=600 (N/mm2)

Trang 38

Chọn sơ bộ di theo tiêu chuẩn ГОСТ 8338-57 sao cho hàng đơn vị 0 hoặc 5 Tra thông số Bi - chiều rông ổ bi đỡ chặn 1 dãy theo tiêu chuẩn ГОСТ 8338-57

Để tính các kích thước chiều dài của trục, ta dựa vào bảng 7–1,hình 7–3

Ta chọn các kích thước như sau:

Bảng 4.2 Các kích thước chủ yếu của hộp giảm tốc

a Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến

 Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp 10

l2 Khoảng cách từ thành trong của vỏ hộp đến mặt bên ổ

lăn lắp trên trục III

10

l4 Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay

ngoài hộp

15

l6 Khoảng cách từ nắp ổ đến nối trục hoặc ly hợp 40

Trang 39

Phác thảo sơ đồ hộp giảm tốc khai triển tỷ lệ 1:1:

Hình 4.1 Phác thảo sơ đồ hộp giảm tốc khai triển tỷ lệ 1:1

Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên các bánh răng:

Hình 4.2 Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên các bánh răng

Trang 40

F = −P + R + R = 0

Suy ra R = P − R = 415,06 N

Định dạng
Số trang	86
Dung lượng	2,93 MB
File đính kèm	Downloads.rar (1 MB)