hộp giảm tốc f=7500 (có kèm bản vẽ)

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY I)Chọn loại động cơ điện Chọn động cơ điện một chiều :Các yếu tố cần xác định • Công xuất động cơ :Pđc (kw) • Tốc độ động cơ :nđc (vòngphút) • Tỉ số quá tải :TkTdn. • Đường kính trục của động cơ 1)Xác định công xuất đặt trên trục động cơ : Pđc > Pyc. Pyc được xác định từ biểu thức :Pyc = Ptđ = Pct×β = = 4,875 kw Hệ số tải trọng tương đương là: β = β = 　　　　　　　β =　　 β = 0,863. Hiệu suất của động cơ là: n η = ∏ ηi = η0l³ × ηot × ηx × ηkn × nbr³ i=1 Trong đó :(Các hiệu xuất được tra từ tài liệu TTTKHDĐCK I) η0l là hiệu xuất ổ lăn chọn η0l = 0,99 ηot là hiệu suất ổ trượt chọn ηot = 0,98 ηx là hiệu xuất của bộ truyền xích chọn ηx = 0,97 ηkn là hiệu xuất khớp nối chọn ηkn = 0,99 nbr là hiệu xuất của bộ truyền bánh răng chọn nbr = 0,97 Do đó η = 0,99³ × 0,97 × 0,98 × 0,97³ × 0,99 = 0,825. Pyc = = 5,099 kw. 2)Xác định tốc đọ đông bộ của động cơ điện nsb = nct × usb. nct được xác định từ biểu thức

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

I)Chọn loại động cơ điện

Chọn động cơ điện một chiều :Các yếu tố cần xác định

• Công xuất động cơ :Pđc (kw)

Hệ số tải trọng tương đương là:

Trong đó :(Các hiệu xuất được tra từ tài liệu TTTKHDĐCK I)

η0l là hiệu xuất ổ lăn chọn η0l = 0,99

ηot là hiệu suất ổ trượt chọn ηot = 0,98

ηx là hiệu xuất của bộ truyền xích chọn ηx = 0,97

ηkn là hiệu xuất khớp nối chọn ηkn = 0,99

nbr là hiệu xuất của bộ truyền bánh răng chọn nbr = 0,97

Chọn động cơ điện một chiều có:

• Công xuất động cơ :Pđc = 7,5 (kw)

• Tốc độ động cơ :nđc = 1425 (vòng/phút)

• Tỉ số quá tải :Tk/Tdn = 2

• Hệ số cosβ = 0,85

2) Phân phối tỉ số truyền :

a)Tỉ số truyền chung là uch = dc

ct

n

n = uh× ung chọn ung = 2 ta có uch = dc

40, 378 2

uh = u1 × u2 (chọn u1>u2)

b)Phân phối tỉ số truyền

Do hộp giảm tốc khai triển phân đôi cáp chậm (chọn theo kinh nghiệm )

Tính toán các thông số của động cơ :

' 1

dc

ol kn

P P

II) Tính toán các thông số cho bộ truyền ngoài – Bộ truyền xích

Yêu cầu :Bộ truyên làm việc hai ca ;

Thời gian phục vụ là Lh=20000 giờ;

Đặc tính làm việc :Va đập nhẹ Các thông số cho trước:

Công suất trên trục 3 là P = 5,128 kw (lấy từ bảng thông số trên)

Tỉ số truyền là u = 2

Số vòng quay của đông cơ n = 70,64 (vòng/phút)

1) Chọn loại xích

Vì vận tốc không cao nên ta chọn loại xích con lăn 2) Xác định các thông số của xích và bộ truyền Theo bảng 5.4 với u = ung = 2 ta chọn số răng đĩa nhỏ là Z1 = 25

Do đó số răng đĩa lớn là Z2 = uZ1 = 2×25 = 50 răng < Zmax = 120

Tỉ số truyền thực của bộ truyền là u = Z1/Z2 = 50/25 = 2;

3)Theo công thức (5.3) (TK1) công suất tính toán là

Pt = K Kz Kn P Trong đó :

Pt công thức tính toán;

K hê số điều kiện sử dụng xích

Kz hệ số răng đĩa dẫn Kz = Z01/Z1 = 25/25 = 1

Kn hệ số vòng quay Kn =n01/n1=50/70,64 =0,708 (chọn n01=50(v/p)

Theo công thức (5.4) và bảng 5.6 ta có

K = Ka Kđ Ko Kđc.Kc Kb

Kđ hệ số xét đến dặc tính của tải trọng lấy Kđ = 1,2(va đập nhẹ)

Ka hệ số xét đến chiều dài xích lấy Ka = 1 (vì lấy khoảng cách trục a = 40p)

Ko hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền Ko = 1 (Đường nối hai tâm đĩa xích so với đường nằm ngang<60°)

Kđc hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng của xích Kđc = 1 (bộ truyền có thể điều chỉnh được)

Kbt hệ số đièu kiện bôi trơn Kb = 1,3

(môi trường làm việc có bụi bôi trơn đạt yêu cầu )

Kc =1,25 (Do bộ truyền làm việc hai ca)

Pt = K Kz Kn P (P là công suất trên đĩa dẫn)

Công suất tính toán

38,1 sin( / 25)  = 298,76 mm

d2 =

sin( / 2)

p Z

38,1 sin( / 50)  = 606,78 mm

d1 = 22,23 tra từ bảng 5.2 theo bước xích

7)Kiểm nghiệm độ bền đĩa xích theo công thức (5.18)

Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt 210 HB sẽ đạt đựơc

ứng suất cho phép σH = 500 MPa đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa tương tự σH2< [σH] (với cùng vật liệu và nhiệt luyện )

8)Tính lực tác dụng lên trục theo công thức(12-16).Lấy hệ số kt = 1,1

Lực vòng xác định theo công thức (5.20)

Fr= Kx.Ft= 1,05×4486,6 = 4710,93Nmm

Trong đó với bộ truyền nghiêng 1 góc lớn hơn 40°,Kx = 1,05

III)Tính toán các thông số bánh răng trụ răng thẳng trong hộp giảm tốc

1) chọn vật liệu :

Chọn vật liệu hai bánh rằng là như nhau

Bánh răng nhỏ làm bằng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt là

530 1

481,8 1,1

(n là vận tốc vòng trên trục một ) với cấp nhanh dùng bánh răng thẳng và

tính ra N HE đều lớn hơn N HO nên K HL1= 1 do đó    ,

FE

Vì N FE2 N FO nên K FL2 = 1 tương tự K FL1 = 1:

Do đó theo (6.2a) với bộ truyền ngoài quay một chiều thì K FC = 1 ta được

 (.K FC là hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải) .K FLvà K HL là hệ số tuổi thọ

 F1 = 441/1, 75 = 252MPa,  F2 = 414 1 1/1, 75   = 236,5MPa

ứng suất tải cho phép Theo (6.10) va (6.11) là:

 H max = 2,8 ch2 = 2,8 × 450 = 1260 MPa

 F1 max = 0,8 ch1 = 0,8 × 580 = 464 MPa

 F1 max = 0,8 ch2 = 0,8 × 450 = 360 MPa

II) Tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

a)Xác định sơ bộ khoảng cách trục

 

1 3

1 1

2 1

a d

u



= + =

2 1444,916 1

H Hv

Thay gia trị vừa tính được vào 6.33 ta được

mm thì K xh = 1 do đó theo (6.1)va (6.1a)    ,

0,9870,91 = 427,4 MPa

Như vậy H< H độ bền của bánh răng được thoả mãn

• Kiểm nghiệm bánh rang về độ bề uốn: ứng suất uốn sinh ra tại chân

w w1

2 b

F F

K K T

d b v K

• Kiểm nghiệm răng về quá tải

1, 5 T

• Các thông số của bộ truyền là

Chọn vật liệu hai cấp bánh rằng là như nhau

Bánh răng nhỏ làm bằng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt là

560 1

509 1,1

FE

Vì N FE2 N FO nên K FL2 = 1 tương tự K FL1 = 1:

Do đó theo (6.2a) với bộ truyền ngoài quay một chiều thì K FC = 1 ta được

(.K FC là hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải.K FLvà K HL là hệ số tuổi thọ.)

3) Tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

a)Xác định sơ bộ khoảng cách trục

 

' 2 3

2 2

o t

2 1

a d

u



= + =

2 1604,1 1

Theo bảng (6.13) ta chọn cấp chính xác là 9 do đó theo bảng (6.14) với cấp

chính xác la 9 và v<2,5(m/s)ta có K H = 1,13.Theo bảng 6.16 thi g o= 73 và

H Hv

Thay gia trị vừa tính được vào 6.33 ta được

Như vậy H< H độ bền của bánh răng được thoả mãn

• Kiểm nghiệm bánh rang về độ bề uốn: ứng suất uốn sinh ra tại chân

1

w w2

2 b

F F

K K T

d b v K

Số răng tương đương là

Z Z

0,8625 = 172,9998 răng

Theo bảng (6.18) ta có Y F1 = 3,694 , Y F2 = 3,6 với m=2mm thì Y s = 1,08-0,0695ln2 = 1,0318 và Y r = 1 (bánh răng phay )

Vậy răng thỏa mãn điều kiện bền uốn

• Kiểm nghiệm răng về quá tải

1, 5 T

Vậy răng đủ bền khi quá tải

• Các thông số của bộ truyền là

236 = 1,107 vậy bánh răng thỏa mãn điều

kiện về bôi trơn

IV) Tính toán thiết kế trục

1) Chọn vật liệu: chọn vật liệu ché tạo trục là thép 45 tôi cải thiện

có σb = 600 MPa,ứng suất xoắn cho phép [τ] = 8 20MPa

3 )Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

Theo ct(10.10)[1] chiều dài moay ơ đĩa xích va chiều dài moay ơ bánh răng trụ là:

a)tính các phản lực tại các gối đỡ trên trục I:

*Cỏc lực ăn khớp trờn cỏc bỏnh răng là

+ lực do khớp nối tỏc dụng nờn trục là Fn = (0,2…0,3)2T1/Dt Với D t là đường kớnh vũng trũn qua tõm cỏc chốt của nối trục vũng đàn hồi tra bảng ta được D t = 120 mm do đú

*phương và chiều của cỏc lực như hỡnh vẽ :

Theo phương trỡnh cõn bằng lực và mụ men ta cú

*các lực ăn khớp trên các căơ bánh răng có phương chiều như hình vẽ

*cỏc lực ăn khớp trờn cỏc cặp bỏnh răng cú phưong chiều như hỡnh vẽ

.5) Vẽ biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn:

a)đối với trục I:

*)Mụ men tương đương tại cỏc mặt cắt qua trục một

Tại cỏc mặt căt 10 và 13 cú mụ men

b)đối với trục II:

*)Mụ men tương đương tại cỏc mặt cắt qua trục hai

Tại cỏc mặt cắt đi qua cỏc thiết diờn 20 và 24 thỡ mụ men là :

Tại mặt cắt đi qua thiết diện 24 là :

c)đối với trục III:

*)Mụ men tương đương tại cỏc mặt cắt qua trục ba

Tại cỏc mặt cắt đi qua cỏc thiết diờn 30 và 34 thỡ mụ men là :

Tại cỏc mặt cắt đi qua cỏc thiết diờn 32:

Víi   = 50 MPa tra b¶ng 10.5 ta cã

*Xuất phát từ các yêu cầu về công nghệ và lắp nghép tachọn đường kính các

đoạn trục như sau

+ trôc I: + trôc II + trôc III

chon then cho c¸c tiÕt diÖn cña truc nh- sau

7 )Kiểm nghiệm trục về đọ bền mỏi

1.3.7 Kiểm nghiệm trục về đọ bền mỏi

* Với thép 45 có σb = 600 MPa

Suy ra: σ-1 = 0,436σb = 0,436.600 = 261,6 MPa

Theo bảng 10.7[1]: ψσ = 0,05 ; ψτ = 0

Các trục của hộp giảm tốc đều quay với ứng suất thay đổi theo chu

kì đối xứng do đó σm = 0 trục quay một chiều nên ứng suât xoắn thay đổi theo chu kì mạch động τa = τm tính theo (10.23) ta có

S k

số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu có σb = 600 Mpa là k = 1,76 và k = 1,54

Theo bảng 10.10 tra được hệ số kích thước , ứng với đường kính của tiết diện từ đó xác định được k



 và k tại các rãnh then trên các trục

ứng với kiểu lắp đã chọn và từ đường kính các tiết diện tra được tỉ số k

theo ct(10.22)[1] ta cã:t¹i thiÕt diÖn 11(l¾p c¨ng ) nªn ta cã k



=1534 theo b¶ng 10.6[1] c«ng thøc tÝnh m«men xo¾n Woj lµ:

Wo11=

3 11

.16



VËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn mái

T¹i thiÕt diÖn 12 trô cã mét r·nh then vµ d12 = 30mm tra b¶ng 10.10 ta cã



 = 0,88 vµ  = 0,81 nªn k



 = 2 ; k = 1,9 Tra b¶ng 10.11 ta cã k



 = 2,06 ; k = 1,64 nªn

Kσd11=(Kσ/ + Kx – 1)/ Ky = (2,06 +1,06 – 1)/1 =2,12

Kτd11=(Kτ/ + Kx – 1)/ Ky = (1,9 + 1,06 – 1)/1 = 1,96

về mỏi tại thiết diên 12

b) trên trục II:ta có d21 = 40mm trục có một rãnh then

ta có  = 0,85 và  = 0,78

do đó k



 = 2,07 ; k = 2,03 Nếu lắp căng thì k

 s21=

1,97 19,181,97 19,18

= 2,78 >[s] tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn mái

t¹i thiÕt diÖn 22 ta cã d22 = 48 mm trôc cã mét r·nh then tr b¶ng 10.10

v©y ®-êng kÝnh c¸c ®o¹n truc 2 ®-îc chon lai lµ

VËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn mái

T¹i thiÕt diÖn 32 víi d32 = 55 mm trôc cã mét r·nh then nªn ta cã

vËy ta chän l¹i ®-êng kÝnh c¸c ®o¹n truc nh- sau



t¹i thiÕt diÖn 33 l¾p æ l¨n v¬I d33 = 60mm

ta cã W33 =

3 33

bảng chọn then sau khi đã kiểm nghiệm độ bền mỏi của các trục là

35,74

23

49,25 11,54

Ta thay cac then đã chọn đều thoả mãn điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt

V) chọn ổ lăn

1 )chọn ổ cho trục I:

a) với tải trọng nhỏ và chỉ có lực h-ớng tâm (lực dọc trục bị triệt tiêu) ta dùng

ổ bi đỡ 1 dãy cho các gối đỡ

Với đ-ờng kính ngõng trục là :d10=d13=25 mm

Tra bảng P2.7[1] ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nhẹ 205 có đ-ờng kính trong

là

d=25 mm;đ-ờng kính ngoài D=52 mm,khả năng tải động C=11 kN khả năng tải tĩnh C0=7,09 kN

b) Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:

b.1) kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

h h m

L

L Q

Q L

L Q

1

2 1

m=3 vì là ổ bi

 Cd= 892,8.17101/3

 Cd= 10,67 kN < C=11 kN

Vậy khả năng tải động của ổ đ-ợc đảm bảo

b.2)kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Theo ct(11.19)[1] tải trọng tĩnh của ổ là:

Vậy khả năng tải tĩnh của ổ đ-ợc đảm bảo

2 )chọn ổ cho trục II:

a)với đặc điểm kết cấu của trục và đ-ờng kính ngõng trục là d20=d24=40

mm

ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ tuỳ động.Theo bảng P2.8[1] ta chọn ổ cỡ

nhẹ có kí hiệu 108 có đ-ờng kính trong d=40 mm đ-ờng kính ngoài

D=80 mmkhả năng tải động C=33,7(kN),khả năng tải tĩnh C0=24,5(kN) b)tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:

h h m

L

L Q

Q L

L Q

1

2 1

b.2)kiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ:

Theo ct(11.19)[1] t¶i träng tÜnh cña æ lµ:

3) Chọn ổ cho trục III:

a)* vì không có lực dọc trục,lực h-ớng tâm không lớn nên ta chọn gối đỡ

b.1)kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Q

 ( ) /  (trong đó: m=3 vì đây là ổ bi)

 QE= Q1m

h h m

h h m

L

L Q

Q L

L Q

1

2 1

b.2)kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Theo ct(11.19)[1] tải trọng tĩnh của ổ là:

Vậy khả năng tải tĩnh của ổ đ-ợc đảm bảo

VI Thiết kế vỏ hộp giảm tốc, bôI trơn và ăn khớp

Các kích th-ớc của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc:

Tên gọi Biểu thức tính toán

E2= 1,6.d2 = 1,6.12 = 19,2 mm

R2 = 1,3.d2 = 1,3 12 = 15,6 mm

k  1,2.d2 =19,2 Vậy k > 20 mm

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong

Để giảm mất mát công suất vì ma sát,giảm mài mòn răng đảm bảo thoát

nhiệt tốt và đề phòng các tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục

các bộ truyền trong hộp giảm tốc

Lấy chiều sâu ngâm dầu là 1/6 bán kính của bánh răng cấp nhanh còn bánh

răng cấp cấp chậm khoảng 1/4 bán kính l-ợng dầu bôi trơn khoảng 0,4->0,8l/1kW công suất truyền

1.5.3 Dầu bôi trơn hộp giảm tốc :

Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45 bôi trơn theo ph-ơng pháp l-u

thông

1.5.4 Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp:

Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then và chọn kiểu lắp H8/k6

vì chịu tải vừa có thay đổi và va đập nhẹ

Điều chỉnh sự ăn khớp: trên trục II ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ tuỳ động cho phép trục II di chuyển dọc trục để sự ăn khớp của các cặp bánh răng nghiêng không bị kẹt do sai số góc nghiêng của răng

Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ này ta chọn chiều

rộng bánh răng chủ động lớn hơn so với chiều rộng bánh bị động là 10%

6 )tính kết cấu các chi tiết phụ:

Kết cấu bánh răng:

Vật liệu chế tạo th-ờng là thép

Ph-ơng pháp chế tạo bánh răng là rèn ,dập, cán, đúc hoặc hàn khi

đ-ờng kính

bánh răng <400  500mm Do các bánh răng có da < 250 mm nên

 dùng các ph-ơng pháp rèn hoặc dập

Mặt đầu của vành răng và may ơ đ-ợc gia công đạt Rz< 20m

Với 1 bánh răng cấp chậm trên trục I ta chế tạo liền với trục vì khoảng cách từ

chân răng tới rãnh then thoả mãn: X=41,05 – 36,39=4,15 <

2,5m=2,5.2=5 mm

Vành răng:

Với bánh răng trụ ta có  = (2,5 ~ 4)m Chọn  = 8 mm

May ơ: Chiều dài đã đ-ợc xác định trong phần kết cấu trục

May ơ cần đủ độ cứng và độ bền  đ-ờng kính ngoài D = (1,51,8).d

Ta có D = 80 đối với trục II còn D =100 đối với trục III

Đĩa hoặc nan hoa đ-ợc dùng để nối may ơ với vành răng ở đây ta dùng

Theo B¶ng 18-7[2] ta cã kÝch th-íc nót th¸o dÇu:

B¶ng kÝch th-íc cña nót th¸o dÇu

MỤC LỤC

I Chọn động cơ và phõn phối tỷ số truyền……… 1

1 )xác định công suất đặt trên trục động cơ

2) xác định tốc độ đồng bộ của động cơ

3) Chọn quy cách động cơ

4)Phân phối tỷ số truyền

5 )Tớnh cụng suất, mụmen và số vũng quay trờn cỏc trục

II)Thiết kế cỏc bộ truyền ………

1 )Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc: bộ truyền bánh răng

a).bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm

â.1 chọn vật liệu

a.2 xác định ứng suất cho phép

a.3) tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm

a.3.1) xác định sơ bộ khoảng cách trục

a.3.2) xác định các thông số ăn khớp

a.3.3) kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

a.3.4) kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

a.3.5 )kiểm nghiệm răng về quá tải

a.3.6) các thông số và kích th-ớc bộ truyền

b).bộ truyền bánh răng nghiêng cấp nhanh

b.1) chọn vật liệu

b.2) xác định ứng suất cho phép

b.3) tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng cấp nhanh

b.3.1) xác định sơ bộ khoảng cách trục

b.3.2 )xác định các thông số ăn khớp