HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP CẶP BÁNH RĂNG CÔN  RĂNG THẲNG TRUYỀN ĐỘNG RĂNG THẲNG RĂNG NGHIÊNG ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O45,bánh răng nghiêng, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển, thuyết minh hộp giảm tốc

MỤC LỤC

Phần I :  TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG

               I – Chọn động cơ

               II – Phân phối tỷ số truyền

Phần II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

                I – Tính bộ truyền xích

                II- Tính bộ truyền bánh răng

                         A – Bánh răng côn

                          B – Bánh răng nghiêng

Phần III : THIẾT KẾ TRỤC

                    A – Chọn khớp nối

                    B – Tính toán trục           

Phần IV :  CHỌN VÀ TÍNH TOÁN Ổ LĂN

Phần V : BÔI TRƠN VÀ  ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP

Phần VI : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CÁC YẾU TỐ CỦA HỘP GIẢM TỐC

Phần VII : BẢNG KÊ CÁC KIỂU LẮP

         

                                    TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Chi tiết máy ,tập I và II :                  Nguyễn Trọng Hiệp

                Nhà xuất bản giáo dục - 

2. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí    : PGS . TS .Trịnh Chất – TS . Lê Văn Uyển

                Nhà xuất bản giáo dục - 

3.Hướng dẫn làm bài tập dung sai  : PGS . TS . Ninh Đức Tốn – TS . Đỗ Trọng Hùng

               Trường ĐHBK Hà Nội – 

                                                       LỜI NÓI ĐẦU

           Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Đồ án môn học Chi Tiết Máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môm học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật .... đồng thời  giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.                     

           Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc, tăng mô men xoắn . Với chức năng như vậy ,ngày nay hộp giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí , luyện kim , hoá chất , trong công nghiệp đóng tàu … Trong giới hạn của môn học em được giao nhiệm vụ thiết kế hộp giảm tốc côn – trụ . Trong quá trình làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn , đặc biệt là thầy Lê Đắc Phong  , em đã hoàn thành xong đồ án môn học của mình. Do đây là lần đầu , với trình độ và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót xảy ra , em xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp của các thầy trong bộ môn  .

 PHẦN I : TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG

I. CHỌN ĐỘNG CƠ

A.Xác định công suất cần thiết của động cơ

Công suất làm việc:

Hiệu suất hệ dẫn động h :     

 Theo sơ đồ đề bài thì : h = h^m_{ổ lăn}. h^k_{bánh răng}. h_{khớp  nối}. h_xích

m : Số cặp ổ lăn (m = 4);  k : Số cặp bánh răng (k = 2),Tra bảng 2.3 (tr 94), ta được các hiệu suất:   h_ol= 0,99 ( vì ổ lăn được che kín), h_br= 0,97 , h_k=1

h_x =0,96( vì bộ truyền để hở)                                                

• h = 0,99⁴. 0,97².1. 0,96 = 0,867

Công suất cần thiết của động cơ :                                                                

Hệ số truyền đổi b :

Công suất tương đương  N_tđ  được xác định bằng công thức:

B, Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ.

   Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là u_sb .Theo bảng 2.4(tr 21), truyền động bánh răng côn - trụ hộp giảm tốc 2 cấp, truyền động xích (bộ truyền ngoài):

                         u_sb= u_sbh. u_sbx = 15.3 = 45

Số vòng quay của trục máy công tác là n_lv :

                            n_lv = = 31,85 vg/ph

Trong đó :   v : vận tốc xích tải

                    D: Đường kính tang

                   Số vòng quay sơ bộ của động cơ  n_sbđc:

                           n_sbđc  = n_lv . u_sb = 31,85.14.3 = 1338 vg/ph

Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ là n_đb = 1500 vg/ph.

Động cơ được chọn phải thỏa mãn : N_đc  N_ct , n_đc » n_sb và

Ta có :   N_tđ = 4,83 kW        ;     n _sb = 1388 vg/ph        ; 

Theo bảng phụ lục P 1.1 ( trang 234 sách hệ dẫn động cơ khí ). Ta chọn được kiểu động cơ là : K132M4

Các thông số kĩ thuật của động cơ như sau :               

Kết luận động cơ K132M4 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế.

II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN  

 Ta đã biết u_sb = u_sbh.u_sbx. Tỷ số truyền chung

 Chọn sơ bộ  : u_x = 3  Þ u_hộp =

 Trong đó :  u­­_nh  : Tỉ số truyền cấp nhanh 

                  u_ch : Tỉ số truyền cấp chậm

Chọn tỷ số truyền của cặp bánh răng côn là  :  u_ch = 3,5

Chọn tỷ số truyền của cặp bánh răng nghiêng : u_ch = 4

• u_x = = 3,78

Xác định công xuất, momen và số vòng quay trên các trục.     

             Tính công suất, mô men xoắn, số vòng quay trên các trục của  hệ dẫn động.

Công suất, số vòng quay :

                 N_ct =5,77 kW   ; n_lv =31,85 vg/ph.

                 N_I =N_ct . h_k . h_ol =5,77.0,99. 0,99 =5,712  KW

                 n_I = n_đc =1445 vg/ph

                 N_II =N_I . h_br . h_ol =5,712. 0,97 . 0,99 = 5,485KW

                  n_II =   = 412 vg/ph

                  N_III =N_II . h_br . h_ol =5,485. 0,97 . 0,99 = 5,267KW

                  n_III =   = 103 vg/ph

 Mô men xoắn trên các trục:

                    T_I = 9,55. 10⁶.   N. mm. 

                    T_II = 9,55. 10⁶.   N.mm

                                  T_III = 9,55. 10⁶.  N. mm.  

                     T_lv = 9,55. 10⁶.  N. mm.      

Trục     Thông số	Trục động cơ	I		II		III		Làm việc
	Khớp		Unh  =  3,5		Uch = 4		ux =3,78
N(kW)	5,5	5,712		5,485		5,267		5,77
n (vg/ph)	1445	1445		413		103		31,85
T(N.mm)		37751		127140		488348		1730094

Ta lập được bảng kết quả tính toán sau:

                            PHẦN 2 :   TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

I. TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH :

Vì trục III kéo 2 xích như nhau nên chỉ tính toán cho một xích

Các thông số ban đầu :

                                N= Kw

                                u_x = 3,78

                                n₃ =103 vg/ph

Chọn loại xích :

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

Xác định các thông số của xích và bộ truyền :

 _  Chọn số răng đĩa nhỏ theo điều kiện :

    Z₁= 29 - 2.u_x ³ 19     Þ  Chọn Z₁ = 25 

Do đó  số răng đĩa lớn là :     Z₂ = u_x.Z₁ = 3,78.25  = 95 < Z_max =120

Công suất tính toán :

                                 N_t=N.k_z.k_n. .k

Trong đó : với Z₁=25       ® Hệ số răng đĩa dẫn : k_z= 25/Z₁ = 1

                 với n₀₁=200vg/ph  ® Hệ số số vòng quay :  k_n=n₀₁/n₁=200/103 = 1,94

_Theo công thức (5.3) và bảng 5.6:

k = k_đ.k₀.k_a.k_đc.k_b.k_c

Trong đó:

k₀=1 (đường nối tâm các đĩa xích làm với phương nằm ngang một goc < 60)

k_a=1( chọn a = 40t)

k_đ=1,3( tải trọng va đập vừa )

k_đc=1,25 ( không điều chỉnh được )

k_c= 1,25 ( làm việc 2 ca)

k_b=1,5 ( bôi trơn định kỳ )

Þ k = 1,3.1.1,25.1,25.1,5 = 3,05

Như vậy :

                  N_t = 2,633.1.1,94.3,05 = 15,58 kW

Theo bảng 5.5 với n₀₁=200 vg/ph , chọn bộ truyền xích một dãy có bước xích

 t = 31,75 mm , ký hiệu P31,75 – 88500 , thoả mản điều kiện bền mòn:

                  N_t <  [N] = 19,3 kW

đồng thời theo bảng 5.8, t <  t_max

_Khoảng các trục sơ bộ :

                   a = 40.t = 40.31,75 = 1270

Theo công thức  5.12 số mắt xích :                            X=

Lấy số mắt xích chẵn  X = 144

Tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13:

a =

a = 0,25.31,751284,76  mm

Để tránh căng xích rút bớt a đi một lượng : Da = 0,003a = 3,86 mm

Vậy lấy  a = 1281 mm

_Số lần va đập của xích :

i =  < [i] =25  (bảng 5.9)

Đường kính đĩa xích :

d_a1 = t[0,5 + cotg(p/Z₁)] = 31,75.[ 0,5 + cotg(p/25)] = 267 mm

d_a2 = t[0,5 + cotg(p/Z₂)]  = 31,75[ 0,5 + cotg(p/75)] = 773 mm

d_f1 = d₁- 2r = 253 –2.9,62 = 233,76 mm

d_f2 = 759 – 2.9,62 = 739,76 mm

với r = 0,5025d₁ + 0,05 = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,62 mm và d₁ = 19,05mm (bảng 5.2)

_Lực tác dụng lên trục theo (5.20):

F_r = k_x.F_t = k_x.6.10⁷.N/(Z₁.n₃.t)

(k_x= 1,5 - đối với bộ truyền nghiêng một góc nhỏ hơn 60⁰)

F_r = 1,15.6.10⁷2,633/(25.103.31,75) = 2222  N

II. TÍNH BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC

A.Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh răng côn).

1.Chọn vật liệu.

   Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn  HB 192 ¸ 240 có:

 s_b1 = 750 MPa ;s_{ch 1} = 450 MPa.       Chọn HB₁ = 240  (HB)

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

  s_b2 = 750 Mpa ;s_{ch 2} = 450 MPa.  Chọn HB₂ = 200  (HB)

 2. Xác định ứng suất cho phép.

Chọn sơ bộ Z_RZ_VK_xH = 1    Þ 

S_H : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. S_H =1,1.

: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở;

= 2.HB + 70 Þ s^°_{H lim1} = 550 MPa; s^°_{H lim2} = 470 MPa;

                        K_HL=  với m_H = 6.

m_H: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc.

N_HO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc. Theo (6.5) :

                        N_HO = 30. H ,do đó:

N_HO1 = 30.240^2,4 =1,5.10⁷

N_HO2 = 30.200^2.4 = 1.10⁷

N_HE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.

c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.

T_i , n_i, t_i : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.

đó : K_HL2 = 1

Mặt khác:      N_HE1 =u. N_HE2 = 3,5.64.10⁷ = 224.10⁷ > N_HO1=>   K_HL1 = 1

  Þ[s_H]₁ =   ;  [s_H]₂=

Với bộ truyền bánh răng côn răng răng thẳng chọn [s_H] là giá trị nhỏ trong hai giá trị trên:

  Lấy [s_H]  = 427 MPa

Với bộ truyền bánh trụ răng răng nghiêng trị số [s_H] được tính theo giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

   [s_H]=1,18[s_H]₂=1,18.427  = 504 Mpa

Chọn [s_H] = 463  MPa

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải của mỗi bánh răng

   Bánh 1 :   [s_H1 ]_Max = 2,8 . s_ch1 = 2,8 . 530 = 1484 Mpa

   Bánh 2 :   [s_H2 ]_Max = 2,8 . s_ch2 = 2,8 . 340 = 952 Mpa

  Vậy ta chọn  [s_H ]_Max = 952 MPa

Tra bảng : s^°_{F lim} = 1,8HB;

Hệ số an toàn S_F = 1,75  - bảng 6.2 (sách tính toán thiết kế ... T1)

s^°_{F lim1} = 1,8.240 = 432  Mpa.

s^°_{F lim2} = 1,8.200 = 360  Mpa.

K_FL=  với m_F = 6.

m_F: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn.

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

N_FO = 4.vì vật liệu là thép 45,

N_EE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.

c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay.

T_i , n_i, t_i : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.             

St_i= 41000 (giờ) là tổng thời gian làm việc của bộ truyền

 Do đó :   K_FL2 = 1

Mặt khác: N_FE1 = u. N_FE2 = 3,5.51,4.10⁷ = 179,9.10⁷    Þ  K_FL1 = 1

Do đó theo (6.2a) với bộ truyền quay 1 chiều K_FC = 1, ta được :

     [s_F] = s⁰_FlimK_FC.K_FL/S_­F

[s_F1] = 432.1.1 / 1,75 = 247 MPa,

[s_F2] = 360.1.1 / 1,75 = 206 MPa,

  Ứng  suất uốn cho phép khi qúa tải   , theo ( 6.14) :        

                              [s_F]_max = 0,8.s_ch             

   Bánh 1 : [s_F1 ]_Max = 0,8 . s_ch1 = 0,8 . 530 = 424 MPa  

   Bánh 2 : [s_F2 ]_Max = 0,8 . s_ch2 = 0,8 . 340 = 272 MPa

3. Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài :

Theo công thức (6.52a) :

                          R_e =

Với bộ truyền răng thẳng bằng thép  K_R = 0,5.K_d = 0,5.100 =50 MPa

Chọn K_be = 0,25, theo bảng 6.21 , với:

K_be.u/( 2 - K_be) = 0,25.3,5/(2 – 0,25) = 0,5

    Trục bánh côn lắp trên ổ đũa, sơ đồ I, HB < 350 tra được K_Hb = 1,1   

Do đó :

                         R_e =

    Xác định các thông số ăn khớp :

    Số răng bánh nhỏ :

                       d_e1 =   , tra bảng 6.22 được z_p1 = 16

Với HB < 350 , z₁ = 1,6.z_1p = 1,6.16 = 26

Đường kính trung bình và mô đun trung bình :

                      d_m1 = ( 1- 0,5.K_be)d_e1 = (1- 0,5.0,25).70 = 61,25 mm

                      m_tm=d_m1/z₁ = 61,25/26 = 2,35 mm

Mô đun vòng ngoài , theo (6.56) :

                      m_te = m_tm/(1- 0,5K_be) = 2,35/(1- 0,5.0,25) = 2,68 mm

Theo bảng 6.8 lấy theo trị số tiêu chuẩn m_te = 3 mm , do đó :

                      m_tm = m_te.(1 – 0,5.K_be) = 3.(1- 0,5.0,25) = 2,625 mm

                      z₁ = d_m1/m_tm = 61,25/2,625 = 23,33.  Lấy z₁ =23 răng

Số răng bánh lớn :

                      z₂ = u.z₁ = 3,5.23 = 80,5 . Lấy z₂ = 81 răng

Tỷ số truyền thực là :   u_m = z₂/z₁ = 81/23 = 3,52

Góc côn chia:

                      d₁ = arctg(z₁/z₂)  =  arctg(23/81) = 15⁰51^’

                      d₂ = 90 - d₁ = 90 – 15,85 = 74,15⁰ = 74⁰49^’

Theo bảng 6.20 ,với z₁= 23 chọn hệ số dịch chỉnh đều x₁=0,4 , x₂ = - 0,4

Đường kính trung bình của bánh nhỏ  d _m1 = z₁.m_tm =23.2,625 = 60,4 mm

Chiều dài côn ngoài :

                       R_e = 0,5.m_te 0,5.3 126 mm

  4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :

Theo (6.8)

                       s_H =      (1)

Với bánh răng bằng thép   Z_M =275 MPa^1/3

Theo bảng 6.12 với x_t = x₁ + x₂ = 0 , Z_H = 1,76

Theo (6.59a) Z_e =

trong đó theo (6.60) :

                     e_a = 1,88 – 3,2(1/z₁ + 1/z₂) = 1,88 – 3,2(1/23 + 1/81) = 1,70

Theo (6.61) : K_H  = K_Hb.K_Ha.K_Hn

Với bánh răng côn thẳng K_Ha = 1

Vận tốc vòng :   

                        v = p.d_m1.n₁/60.1000  = 3,14.60,37.1445/60.1000  = 4,56 m/s

Theo bảng (6.13) dùng cấp chính xác 7 . Theo (6.64) ta có:

                       n_H =d_H.g₀.v.

Trong đó theo bảng (6.15) : d_H =0,006 , theo bảng 6.16 tra được g₀ = 47

Theo (6.63):

K_Hn =1+n_H.b.d_m1/(2.T₁.K_Hb.K_Ha) = 1 + 11,32.31,5.60,4/(2.37751.1,1.1) = 1,26

trong đó   b = K_be.R_e = 0,25.126 = 31,5 mm

Do đó    K_H = 1.1,1.1,26 = 1,38

Thay các giá trị vừa tính vào (1) ta có:

                        s_H = MPa > [s_H]

Như vậy s_H >[s_H] nhưng chênh lệch không nhiều , do đó có thể tăng chiều rộng vành răng  :      b = 31,5.( s_H/[s_H])² = 31,5.(443/427)² = 33,9 mm . Lấy b = 35 mm

5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn  : Theo ( 6.65)

                      s_F1 =

Với K_be = 35/126 = 0,27 , tỷ số :

K_be.u/(2 – K_be) =  0,27.3,52/( 2 – 0,27) = 0,55 , tra bảng 6.21 ta được K_Fb =1,12

Theo 6.64 :

Trong đó :         d_F = 0,016  bảng (6.15)

                           g₀ = 47      bảng (6.16)

                    Þ  

 Do đó :

              K_Fv = 1 + n_F .b.d_m1/(2.T₁.K_Fb.K_Fa)

              K_Fv = 1 + 30.35.60/(2.37751.1,12.1) = 1,74

          Þ K_F = 1.1,12.1,74 = 1,95

Với răng thẳng Y_b =1

Với  e_a = 1,70  Þ  Y_e =1/1,70 = 0,58

Số răng tương đương :

                        z_tđ1 = z₁/cosd₁ = 23/0,963 = 24

                         z_tđ2 = z₂/cosd₂ = 81/0,262 = 309

Với x₁ = 0,4 , x₂ = - 0,4   tra bảng 6.18 ta được :  Y_F1 = 3,50 , Y_F2 = 3,63

Thay các giá trị vừa tính được vào (6.65) :

                        s_F1 =   MPa < [s_F1]

                        s_F2 = s_F1 .Y_F2/Y_F1   = 63,78.3,63/3,5 = 66 MPa <  [s_F2]

Như vậy điều  kiện bền uốn được đảm bảo .

    6. Kiểm nghiệm răng về quá tải :

Theo (6.48) ,với K_qt = 1,4 :

                        s_Hmax =  s_H. MPa  < [s_H]_max

Theo (6.49) :  s_F1max =  s_F1.K_qt = 63,78.1,4 = 89,29 MPa  < [s_F1]_max

                       s_F2max =  s_F2.K_qt = 66.1,4 = 92,4 MPa  < [s_F2]_max

7. Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng côn :

Chiều dài côn ngoài                                     R_e = 126 mm

Mô đun vòng ngoài                                      m_te = 3 mm

Chiều rộng vành răng                                   b = 35 mm

Tỷ số truyền                                                 u_m= 3,52

Góc nghiêng của răng                                  b = 0

Số răng bánh răng                                        z₁ =23 , z₂ = 81

Hệ số dịch chỉnh chiều cao                          x₁ = 0,4 , x₂ = - 0,4

Theo các công thức trong bảng 6.19  tính được :

Đường kính chia ngoài                                 d_e1 = 69 mm , d_e2 = 243mm

Góc côn chia                                                 b₁ =15⁰51’ , b₂ =74⁰49’

Chiều cao răng ngoài                                    h_e =6,6 mm

Chiều cao đầu răng ngoài                             h_ae1 = 4,1 mm ,  h_ae2 =1,9 mm

Chiều cao chân răng ngoài                           h_fe1 = 2,5 mm , h_fe2 = 4,7 mm

Đường kính đỉnh răng ngoài                        d_ae1 = 77 mm ,  d_ae2 = 244 mm

2. Tính bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm răng nghiêng

1. Chọn vật liệu : Như đối với bánh răng côn .

2. Xác định sơ bộ khoảng các trục :

                          a_w2 = K_a(u₂+1)

Với:  T_II: Mômen xoắn trên trục bánh  chủ động, N.mm ; T_II = 126832 Nmm

          K_a : hệ số phụ thuộc vào loại răng .Theo bảng 6.5       : K _a= 43

          Hệ số Y_ba = b_w/a_w là hệ số chiều rộng bánh răng theo bảng 6.6 do bộ truyền đặt không đối xứng nên chọn  y_ba = 0,3

Theo (6.16 sách hệ dẫn động cơ khí ) :

                       y_bd = y_ba(u₂+1)/ 2 = 0,3(4+1 )/ 2 = 0,75

Tra bảng  6.7 (sách tính toán thiết kế ... T1)  , ta có:   K_Hb = 1,05

  Lấy sơ bộ  K_{H a}= 1,1

Thay số ta định được khoảng cách trục :

                       a_w2= 43.(4+1). 176 mm

Lấy   a_w2 = 180  mm

3. Các thông số ăn khớp:

_Mô đun pháp                m = ( 0,01 ¸ 0,02 ) a_w2 = 1,8¸ 3,6 mm

              Theo dãy tiêu chuẩn ta chọn  m = 2,5

_Chọn sơ bộ b = 10⁰        => cosb = 0,9848

          => số răng bánh nhỏ (bánh 3)   Z₃ = 2 a_w2 . cosb/ m(u+1) =

                                                       = 2.180.0,9848/ 2,5.(4+1) = 28,36

                         Ta lấy   Z₃ = 28 răng

=> số răng bánh lớn (bánh 4)  Z₄ = u.Z₃ = 4.28 = 112                       

Do vậy tỷ số truyền thực       u_m =   Z₄/ Z₃ = 112/28 = 4

Tính lại b :                     cosb = m ( Z₃   +  Z₄   ) /( 2 a_w2)

                                                                     = 2,5.( 28+ 112 )/ 2. 180 = 0,9722

• b = 13⁰32’

Đường kính vòng chia :

                   d₃ = d_w3 = m . Z₃/ cosb = 2,5 . 28/ 0,9722 = 72  mm

                   d₄ = d_w4 = m . Z₄/ cosb = 2,5 .112 / 0,9722 = 288 mm

 

Chiều rộng vành răng         b_w = y_ba  . a_w2 = 0,3. 180= 54 mm

                                      Lấy   b_w =  55 mm

        Hệ số trùng khớp dọc :

                       e_b = b_w . sinb / p.m = 55.0,2340/ 3,14 .2,5 = 1,64

thoả mãn điều kiện :           e_b > 1,1.

4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

Yêu cầu cần phải đảm bảo s_H  [s_H]

                                   s_H  = Z_M Z_H Z_e

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

                   - Z_H  : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc;

                   - Z_e  : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;

                   - K_H : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc;

                   - b_w  : Chiều rộng vành răng.

                   - d_w : Đường kính vòng chia của bánh chủ động;

                    -T_II =  126832 Nmm ; b_w = 55  mm ;

Z_M = 274 MPa (tra bảng 6.5 ) ;

• Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp :

                   a_t = a_tw = arctg(tga/cosb) = arctg(tg20⁰/ cos13⁰32’) »20^o

tgb_b = cos a_t.tgb = cos(20^o).tg(13⁰32’)= 0,23 Þ b_b = 12⁰57’

                  Z_H =  =  = 1,74   

                  e_a = [1,88 – 3,2(1/z₃ + 1/z₄)]cosb

                            e_a   =   [1,88 – 3,2(1/28 + 1/112)].0,9722 = 1,68 

                          Z_e =    = 0,77

 K_H = K_Hb. K_HVK_Ha ;

K_Hb = 1,05   (Tính ở trên);             

 Vận tốc bánh dẫn : v =  m/s; 

 vì v < 4 m/s tra bảng 6.13 (trang 106) chọn cấp chính xác 9 

         Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng  : K_Ha = 1,13 ( bảng 6.14).

Theo bảng 6.15 => Trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp

 d_H =0,002

Tra bảng 6.16  chọn trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng  g_o= 73        

Theo công thức 6.42        

  K_H = K_Hb . K_HV . K_Ha = 1,05.1,02.1,13 = 1,21

 Thay số : s_H = 274.1,74.0,77. = 426 MPa

 Như vậy s_H  < [s_H] = 463 MPa

Vậy điều kiện tiếp xúc được đảm bảo .

5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

 Yêu cầu s_F  [s_F] ;   Theo công thức 6.43  (sách tính toán thiết kế ... T1) 

                                  s_F3 = 2.T_II K_FY_eY_bY_F3/( b_wd_w3.m)

Tính các hệ số :

Theo bảng 6.7 với y_bd = 0,75 (sách TTTK... T1), ta có K_Fb = 1,12 (sơ đồ 5)

 Với  v < 2,5 m/s tra bảng 6.14  (sách TTTK... T1) cấp chính xác 9 thì K_Fa = 1,37.

Tra bảng 6.16  chọn g_o= 73

Theo bảng 6.15 => d_F =0,006     

K_F = .K_Fb.K_Fa.K_FV = 1,12.1,37.1,05 = 1,61

Với e_a = 1,68 Þ Y_e = 1/e_a = 1/1,68 = 0,60

b = 13⁰32’     Þ  Y_b = 1 -  b/140⁰ = 1 – 13^°32’/140⁰ = 0,90

Số răng tương đương:

                   Z_tđ3 = Z₃/cos³b = 28 /(0,9722)³  = 30,47

                   Z_tđ4 = Z₄/cos³b = 112/(0,9722)³ = 121,88

Với  Z_tđ3 = 30,47  ,  Z_tđ4 = 121,88 và hệ số dịch chỉnh x₁ =0 , x₂ = 0 

                   tra bảng 6.18 trang 109  thì  ta có  Y_F3= 3,8 ,   Y_F4= 3,60;

Ứng suất uốn :

                 s_F3 = 2.126832.1,61.0,6.0,90.3,8 / (55.72.2,5) = 84,65 MPa;

                 s_F4 = s_F3 . Y_F4 / Y_F3 =84,65.3,60/3,8 = 80,19 MPa;

Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn

                      vì s_F3 < [s_F3] =252 MPa,     s_F4< [s_F4] = 236,5 MPa;

   5. Kiểm nghiệm răng về quá tải.

                                               K_qt = T_max/ T = 1,4.

                 s_H4max = s_H .  MPa <  [s_H3]_max = 1260 MPa;

                s_F3max = s_F3. K_qt =84,65.1,4 = 118,51 MPa ;

                 s_{F4 max} = s_F4. K_qt =80,19. 1,4 = 112,26  MPa

  vì s_F3max < [s_F3]_max = 464 MPa,   s_F4max < [s_F4]_max = 360 MPa   

   nên răng thoả mãn về điều kiện quá tải.

               Kết luận : Bộ truyền cấp chậm làm việc an toàn.

6.Các thông số và kích thước của bộ truyền :

             Khoảng các trục                                           a_w2 = 180 mm

             Mô đun pháp                                                m = 2,5

            Chiều rộng vành răng                                   b_w = 55 mm

              Tỷ số truyền                                                 u_m = 4

            Góc nghiêng của răng                                  b =13⁰32’

            Số răng bánh răng                                         z₃ = 28  ,  z₄ = 112

             Hệ số dịch chỉnh                                           x₃ = 0 ,  x₄= 0

Theo các công thức trong bảng 6.11 ta tính được :

            Đường kính vòng chia                                  d₃ = 72 mm ,  d₄ = 288 mm

            Đường kính đinh răng                                  d_a3 =77 mm ,  d_a4 = 293 mm

            Đường kính đáy răng                                   d_f3 =65,75 mm , d_f4 = 281,75 mm

¨ Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc:

.....................................................................................................

PHẦN V : BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP.       

  1.Bôi trơn bánh răng trong hộp giảm tốc:

 Lấy mức cao nhất trong hộp giảm tốc ngập hết chiều rộng bánh răng côn lớn .

2. Bôi trơn ổ lăn :

 Do vận tốc trượt nhỏ , nên ta dùng mỡ để bôi trơn , chọn loại mỡ T ,lượng mỡ cho vào chiếm 2/3 khoảng trống của bộ phận ổ .

  3.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc :

  Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45.

   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 là H7/k6 vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ

  5.Điều chỉnh sự ăn khớp:

 Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ này ta chọn chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10 % so với chiều rộng bánh răng lớn

 

 

PHẦN VI : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CÁC YẾU TỐ CỦA VỎ HỘP GIẢM TỐC :

 

    1.Tính kết cấu của vỏ hộp:

   Chỉ tiêu của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ. Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu GX 15-32.

   Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục .

    2.Kết cấu bánh răng:

      Chọn phương pháp rèn hoặc dập để chế tạo phôi bánh răng , vật liệu là thép C45

    3.Kết cấu nắp ổ :

    Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ , vật liệu đúc là gang xám : GX15 - 32

3. Kết cấu ống lót :

ống lót dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận lợi cho việc lắp ghép và đIều chỉnh bộ phận ổ cũng như đIều chỉnh sự ăn khớp của cặp bánh răng côn , ống lót làm bằng gang GX15 – 32.

  ¨¨ Các kích thước cơ bản được trình bày ở bảng sau đây :

......................................................................................................