Đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc sử dụng bộ truyền ngoài xích

Tính toán cấp nhanhBánh răng trụ răng nghiêng 124.. Tính toán cấp chậm Bánh răng trụ răng thẳng 18 IV.. Tính toán thiết kế kết cấu trục trong hộp giảm tốc... usơ bộ Với * ncôngtác =nct

3 Tính toán cấp nhanh(Bánh răng trụ răng nghiêng ) 12

4 Tính toán cấp chậm (Bánh răng trụ răng thẳng ) 18

IV Tính toán thiết kế kết cấu trục trong hộp giảm tốc

VII Danh sách các tài liệu tham khảo

- Tập 1 : Chi Tiết Máy (Tập 1+2)- (Nguyễn Trọng Hiệp)

- Tập 2 : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khi (Tập 1+2)

(Trịnh Chất – Lê Văn Uyển )

- Dung sai và lắp ghép – Ninh Đức Tốn

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

ĐỀ SỐ :9

Số liệu cho trước:

1.Lực kéo băng tải F = 4500 (N)

Công suất động cơ phải thoả mãn Pđ/c > Py/c

Trong đó: Py/c là công suất yêu cầu của động cơ ct

y/c td

P

Với *Pct Công suất trên trục công tác, theo CT(2.8)(2.10) và (2.11) (TL1) ta có

Pct 4500.0,95

F V

   4,275(kw) *β: Hệ số tải trọng tương đương, tính theo công thức:

 �

 Tra bảng 2.3  1

19 TL

Hiệu suất ổ trượt ηot = 0,98 – 0,99 Chọn ηot = 0,98

Hiệu suất ổ lăn ηol = 0,99 – 0,995 ηol = 0,99

Hiệu suất xích ηx = 0,95 ηx = 0,95

Hiệu suất khớp ηk = 0,99 – 1 ηbr = 0,97

Hiệu suất bánh răng ηbr = 0,96 – 0,98 ηk = 1

nsơ bộ = ncôngtác usơ bộ

Với * ncôngtác =nct :tốc độ trục công tác, tính theo công thức :

+, usbHộp: tỷ số truyền sơ bộ của hộp

Theo bảng2.4 TL1 , với truyền động bánh răng trụ hai cấp

usbHộp = (8 – 40) , chọn usbHộp = 14 => usơ bộ = usbHộp usbNgoài = 14 2 =28

=>nsơ bộ = 53,4 28 =1495,2(vòng/phút)

=>Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ thuộc dải 1500 (Vòng/phút)

Từ bảng 1-3[TL1] Chọn động cơ có ký hiệu :4A112M4Y3

với các chỉ số như sau:

4A112M4Y3

db dc

1 2

Công suat P = 5,5 kW Van toc quay: n = n =1425(V/p)

ct

n u

chung ngoai xich

Do đó dựa vào đồ thị 3.18(Tl1) ta có thể phân phối sơ bộ tỷ số truyền

như sau 1 4,452,98

2

u u

chung xich

Công suất Pi tính từ trục công tác về trục động cơ

Với hộp khai triển thường ta có :

u n

PHẦN II :TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI

Mômen xoắn trên trục động cơ:

Bộ truyền làm việc 2 ca, tải trọng va đập vừa, góc nghiêng đường nối tâm với bộ tryền ngoài là 30o

1)Chọn loại xích :

Dựa vào yêu cầu của bộ truyền ngoài, tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, ta chọndùng xích con lăn

2)Xác định thông số của bộ truyền xích :

a.Chọn số răng đĩa xích:

Với u = 2,05 , tra bảng 5.4(TL1)

chọn số răng đĩa xích nhỏ z1 = 25(răng)

=> z2 = u.z1 = 2,01.25 = 50,25(răng) chọn z2 =50(răng) < zmax =120(răng)

Chọn sơ bộ a= 40p =40 31,75 = 1270(mm)

Số mắt xích x :

a x

+)Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích

với ứng suất tiếp xúc cho phép   H 600(MPa)

=> Đảm bảo độ bền cho răng đĩa 1

Tương tự với  (Với kH2 r = 0,24)

=> Đảm bảo độ bền cho răng đĩa 2

=> Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp xúc

PHẦN III: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC

Giới hạn chảy : ch1 = 580 Mpa

- Bánh lớn : Thép C45 tôi cải thiện :

 = 2.245 + 70 = 560 (Mpa) lim1

o F

 = 1,8.245 = 441 (Mpa)Bánh lớn : lim 2

o H

 = 2.230 + 70 = 530 (Mpa) lim 2

o F

NHO2 = 30.2302,4 = 1,39.107

* Theo công thức 6.7 [TL1] : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương dương

NHE = 60.c

3 ax

.1

i

i i m

n t T

Tương tự NHE1 > NHo1 � KHL1 = 1

Theo công thức 6.1a [TL1] :

Xác định sơ bộ ứng suất :

  lim

H

.S

o

H HL H

  H 495,4 Mpa < 1,25. H 2 = 602,25 (Mpa) � thoả mãn

Với cấp chậm dùng bánh răng trụ răng thẳng, tương tự cấp nhanh ta cũng tínhđược NHE > NHo

F

i

i i m

m

n t T

Trong đó :

c - Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay � c = 1

mF - Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn � mF = 6

Bộ truyền quay 1 chiều � KFC = 1

� Theo công thức 6.2a [TL1] :

  Flim FL FC

F

F

o K K S



 Thay số :

 1

441.1.1

252 1,75

.1

T KH u

Theo công thức 6.16 [TL1] : Hệ số bd

bd

 = 0,53 ba (u1 + 1)Thay số :

Chọn sơ bộ góc nghiêng  = 10o � cos = 0,9848

� Theo công thức 6.31 [TL1] Số răng bánh nhỏ :

* ZM : Hệ số xét đến cơ tính của vật liệu

Theo bảng 6.5 [TL1] : ZM = 274 Mpa1/3

*ZH : Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

Theo công thức 6.34 [TL1] :

ZH = sin 2.2.cos tb



 :góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

Theo bảng 6.35 [TL1] :

b

tg  = cos tgt với :

2.cos 15,25sin 2.20,764 = 1,706

* Z : Hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc

 = sin 

ba a m



 = 0,3.125.sin 16,26 0

3,14.2 = 1,67 > 1Trong đó :

u 

   = 4,45 12.125 = 45,87 (mm)

* v : vận tốc vòng

Theo công thức 6.40 [TL1] :

v = 1 1

4

.6.10

Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp :

� Theo công thức 6.1 [TL1] và công thức 6.1a [TL1] :

� Thoả mãn điều kiện tiếp xúc

d Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

- Số răng tương đương :

Zv2 = cosZ23 = 3 0

98cos (16,26 ) = 110,76 =111(răng)Theo bảng 6.18 [TL1] ta có : Các hệ số dạng răng : F1

S

Y = 1,08 - 0,0695.ln(m) = 1,032 với mođun m=2

YR : Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng YR = 1

KxF = 1 (Hệ số ảnh hưởng kích thước bánh răng với da < 400 mm)

e Kiểm nghiệm về quá tải :

Tên gọi Kí hiệu Kích thước Đơn vị

da2 = 208,17

mmmm

df2 = 199,17

mmmm

H

T K u

- Tỷ số truyền cấp chậm : u2 =

1

h

u u

(uh , ucn tỷ số truyền của hộp và cấp nhanh)Suy ra : u2 = 13,344, 45 = 2,98

� Vận tốc quay n trên trục :

n2 = 1

2

14254,45

Sơ bộ khoảng cách trục :

2

a = 49,5.(2,98 + 1).3  2

142555.1,05481,8 2,92.0,4 = 161,61 (mm)Chọn a2 = 161 (mm)

b Xác định các thông số ăn khớp :

- Môđun :

m = (0,01� 0,02) a2 = 1,61 � 3,22Theo quan điểm thống nhất trong thiết kế, chọn môđun tiêu chuẩn củabánh răng cấp chậm bằng môđun của cấp nhanh : vậy :

Theo bảng (6.10a)  TL1 , tra nội suy ta dược kx = 0,072

=> Hệ số giảm đỉnh răng (theo công thức (6.24)  TL1 )

t

Z m

a

 (Công thức 6.27 [TL1])Thay số :

Cost = 40 119 2.cos20 0

0,93382.160

Go = 73 (Hệ số kể đến sai lệch bước răng)

 = 431,32 (MPa)Theo công thức 6.1 [TL1] với vận tốc vòng v = 1,35 m/s < 5 m/s � Hệ

 = 431,32 MPa <  H = 433,6 Mpa

� Thoả mãn điều kiện tiếp xúc

d Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

Y S = 1,08 - 0,0695.ln(m) = 1,032 với mođun m=2

YR : Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng YR = 1

KxF = 1 (Hệ số ảnh hưởng kích thước bánh răng với da < 700 mm)

e Kiểm nghiệm về quá tải :

d2 = 238

mmmm

da2 = 243,52 mm

df2 = 234,52

mmmm

HB =170…127   8 20(MPa)

0 0



�   =8…20 là ứng suất xoắn cho phép, lấy trị số nhỏ đối với trục

vào của hộp giảm tốc, trị số lớn đối với trục ra

� chọn sơ bộ d2 =45 (mm)

+) Trục 3

3 3 3  3 399731 51,07

T d

� chọn sơ bộ d3 =55 (mm

c,Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Theo bảng 10.2(TL1), từ các giá trị sơ bộ di , ta chọn được gần đúng chiều rộng ổ lăn: b01 =19 b02 =25 b03 = 29 +) Chiều dài nửa khớp nối (trục vòng đàn hồi)

hn =15 … 20 chiều cao nắp ổ và đầu bulông

+) Chiều dài các đoạn trục lki của các trục :

Theo bảng 10.4(TL1) ta có các thong số của trục II:

Fxcos Fx=3717(N)

l31=188 l=265

.cos 0(3)0

3)Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Tại các tiết diện phải thoả mãn điều kiện sau:

j

s và sj là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn

chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j :

1 aj

Theo bảng 9.1(TL1), tra được kích thước của then, trị số momen cản uốn

và momen cản xoắn đối với từng trục như sau :

Tiết diện Đk trục b x h t1 W(mm3) W0(mm3)

11

1321233334

253035354845

8x710x810x810x814x914x9

45555,55,5

1205,521607,702921,392921,3910823,078915,15

2738,734257,087128,57128,521674,9117856,78

Với momen cản uốn và momen cản xoắn tính theo công thức(Trục có 2 rãnh then)

diện nguy hiểm, tra được các tỷ số K / và K/   do lắp căng tại các tiết

diện này, trong cơ sở đó dùng giá trị lớn hơn trong hai giá trị đó để tính toán, kết quả được ghi trong bảng sau :

*Bảng kết quả tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện của ba trục :

2,032,03

2,212,12

2,062,06

2,062,06

2,062,06

1,761,90

1,941,94

2,132,0

1,641,64

1,641,64

1,641,64

2,122,12

2,122,12

2,272,18

1,821,96

2,02,0

2,192,06

11,12,27

2,932,93

3,783,87

13,6719,74

32,432,4

89,977,6

8,612,25

2,912,91

3,773,86

4.Kiểm nghiệm độ bền của then

Cần kiểm nghiệm về độ bền dập và độ bền cắt, kết quả tính như sau ,với lt =1,35d

6x610x810x810x814x9

3,55555,5

33375142555142555399731399731

602536.836.8120

22.510,2151255 Vậy tất cả các mối then đều đảm bảo độ bền dập và độ bền cắt

PHẦN V: PHẦN Ổ LĂN

I)Chọn loại ổ lăn

Với hộp khai triển thường, chọn loại ổ lăn theo tải trọng tác dụng

+)Trục I:

Xét 1

1

424 0,737 0,3575

a r

a r

Do không có lực dọc trục, nên chọn ổ bi đỡ đơn thuần

II)Tính toán chọn cỡ ổ lăn:

Theo khả năng tải động và khả năng tải tĩnh

Nhằm đề phòng khả năng tróc rỗ bề mặt khi làm việc, nên ta cần phải tínhtoán khả năng tải động trước khi chọn cỡ ổ lăn

Tải trọng động tính theo công thức:

CdQ L Q L.m  1/m

Với Q: là tải trọng động qui ước

L: là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

L=Lh 60 n.10-6 với Lh =19000(giờ)

m=3 bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn

+, Xét tải trọng động qui ước :

X, Y hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

=>Tính toán cụ thể cho các ổ lăn trên các trục :

a)TrụcI:

Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trục I là d =25(mm) , theo bảng P2.12(TL1),

ta chọn loại ổ cỡ trung hẹp có kí hiệu 46305 với các thông số như sau:

45,851

355( )188

Nhằm đề phòng biến dạng dư.

Với ổ bi đỡ-chặn ta có công thức :

Q t  X F Y F0 r 0 a

Trong đó : Qt là tải trọng tĩnh qui ước

X0, , Y0 là hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trục II là d =30(mm) , theo bảng

P2.12(TL1), ta chọn loại ổ cỡ trung hẹp có kí hiệu 46306 với các thông số

a r

Trong đó : Qt là tải trọng tĩnh qui ước

X0, , Y0 là hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

Trong đó : Qt là tải trọng tĩnh qui ước

X0, , Y0 là hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

CÂU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC

I.vỏ hộp giảm tốc :

vật liệu để chế tạo vỏ hộp là gang xám GX15-32

phương pháp chế tạo là đúc.bề mặt lắp ghép của vỏ hộp thường đi qua tâm cáctrục.nhờ đó việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuận tiện hơn

các kích thước của các phần tử tạo nên hộp giảm tốc đúc được tính theo bảng (18.1)(TL2)

chiều dày : thân hộp, δ

7 mm35mm

Chiều dày bích thân hộp,S3

Đường kính ngoài và tâm lỗ

D

 C1 = 114/2

92 mm

102mm116mm

114mm134mm136mm

40 mm

19 mm

16 mm

57 mm

Chiều dày: khi không có

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành

(phụ thuộc loại hộp giảm tốc và lượng

dầu bôi trơn trong hộp

1 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp

A, Bôi trơn bánh răng trong hộp giảm tốc:

Lấy mức đầu trong hộp giảm tốc bằng 1/6 bán kính bánh răng lớn cấp nhanh, lấy mức dầu thấp nhất ngập chân răng của bánh răng lớn.Chọn loại dầu công nghiệp 45

B,Bôi trơn ổ lăn

Do vận tốc trượt nhỏ nên ta dùng mỡ để bôi trơn.Chọn loại mơ T.Lượng

mỡ cho vào chiếm khoảng 2/3 khoảng trống của bộ phận ổ

III.TÍNH KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN.

1.Nút thông hơi ,theo bảng

3 2

1 8

3 6

3 2

2.Nút tháo dầu hình trụ,theo bảng

Ổ lăn được bôi trơn bằng mỡ.Kích thước nắp ổ được xác định theo kích thước

liệu là thép 20

5.Vòng phớt

IV THỐNG KÊ KIỂU LẮP

KiÓu l¾p

KiÓul¾p g saiDun

(m)

KiÓul¾p Dungsai

(m)

KiÓu

sai(m)B¸nh r¨ng-

6

7

k H

+25

0 48H k67 +250+18

+64+25+15

+2

+18+2

+30

0 85d H117

+300-100