Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ thẳng - nghiêng (phân đôi) đường kính trục dẫn O55
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ thẳng - nghiêng (phân đôi) đường kính trục dẫn O55
, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển , thuyết minh, nguyên lý Hộp giảm tốc, quy trình sản xuất Hộp giảm tốc, kết cấu Hộp giảm tốc, động học hộp giảm tốc
MỤC LỤC
A. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền . 2.
I. Xác định công suất cần thiết ,số vòng quay sơ bộ hợp lý của
động cơ điện và chọn động cơ điện . 3.
II.Xác định tỉ số truyền động Ut của toàn bộ hệ thống, phân phối tỷ số
truyền .Cho từng hệ thống dẫn động ,lập bảng công suất ,Momem xoắn
số vòng quay trên các trục. 4.
III.Tính toán bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm 6.
1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục . 6.
2.Xác định thông số ăn khớp ,môđun 6.
3.Kiểm nghiệm răng về độ tiếp xúc 8.
4.Kiểm nghiệm răng về độ uốn 10.
5.Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải 12.
6.Các thông số của bộ truyền 13.
IV. Tính toán bộ truyền ngoài 14.
1.Chọn vật liệu 14.
2.Xác định thông số của bộ truyền 14.
3.Xác định tiết diện đai và chiều rộng đai 15.
4.Xác định lực căng ban đầu và tác dụng lên trục 16.
B. Thiết kế trục và then 16.
I. Chọn vật liệu 16.
II.Tính toán thiết kế trục về độ bền 16.
1.Xác định lực tác dụng lên bộ truyền 16.
a.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp nhanh 17.
b.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp chậm 17.
2.Tính sơ bộ đường kính trục 17.
3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 18.
4.Xác định chính xác đường kính và chiều dài trục 19.
a.Xét trên trục I 19.
b.Xét trên trục II 21.
c.Xét trên trục III 23.
5.Kiểm nghiệm về độ bền mỏi 24.
a.ứng suất cho phép của vật liệu 24.
b.ứng suất uốn ,ứng suất xoắn 24.
c.Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục 25.
d.Xác định hệ số KsHj và Ktdj với tiết diện nguy hiểm 25.
e.Chọn lắp ghép 27.
6.Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh 27.
7.Tính mối ghép then 28.
a.Tính chọn then cho trục I 28.
b.Tính chọn then cho trục II 29.
c.Tính chọn then cho trục III 30.
C.Chọn ổ lăn . 30.
I.Tính chọn then cho trục I 31.
1.Chọn ổ lăn 31.
2.Chọn kích thước ổ lăn 32.
a.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ 32.
b.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh 32.
II. Tính chọn then cho trục II 33.
1.Chọn ổ lăn 33.
2.Chọn kích thước ổ lăn 33.
a.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ 33.
b.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh 33.
III. Tính chọn then cho trục III 34.
1.Chọn ổ lăn 34.
2.Chọn kích thước ổ lăn 34.
a.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ 34.
b.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh 35.
D.Tính kết cấu vỏ hộp 35.
I. Vỏ hộp 35.
1.Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp và 35.
2.Xác định các thông kích thước cơ bản của vỏ hộp 35.
a.Chiều dày thân và nắp 35.
b.Gân tăng cứng và nắp 35.
c.Các đường kính bulông và vít 36.
d.Mặt bích ghép nắp và thân 36.
e.Gối trên vỏ hộp 37.
f.Đế hộp 37.
g.Khe hở giữa các chi tiết 37.
3. Một số Chi tiết khác 37.
a.Cửa thăm dầu 37.
b.Nút thông hơi 38.
c.Nút tháo dầu 38.
d.Nút kiểm tra mức dầu 38.
e.Chốt định vị 39.
II.Các phương pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc 39.
1.Bôi trown trong hộp giảm tốc 40.
2.Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc 41.
3.Bôi trơn ổ lăn 42.
E.Xác định và chọn các kiểu lắp 43.
F.Phương pháp lắp giáp hộp giảm tốc 44.
I .Phương pháp lắp giáp trên trục 45.
II.Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp của bộ truyền 46.
III.Phương pháp điều chỉnh khe hở giữa các ổ lăn 46.
Phần І: CHỌN ĐỘNG CƠ&PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUỲỀN
1.1. Chọn động cơ điện :
Chọn động cơ điện thỏa mãn các điều kiện:
Không phát nóng quá nhiệt độ cho phép.
Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn.
Có mômen mở máy lớn để thắng momen cản ban đầu của phụ tải khi khởi động.
1.1.1, Tính chọn động cơ .
1.1.1.1.Xác định công suất cần thiết của động cơ:
Ta có: Pct = , với h :hiệu suất truyền động.
h = hk.hbr .hol .hx .hot
Các h tra theo bảng 2.3 [1], hk=0,99.
h = 0,99.(0,97)2.(0,93)3.0,92.0,98 = 0,815
Pt: công suất tính toán.
Pt = P1.β , với β =
kw
Pt = P1.β = 5,76.0,77 = 4,44 kw
Pct = = kw
1.1.1.2.Xác định số vòng quay đồng bộ nđb :
Số vòng quay sơ bộ: nsb = nlv.ut
Với số vòng quay làm việc nlv = = =26,67 (vg/ph)
Tỉ số truyền tổng của hệ: ut =uh.un
Chọn sơ bộ theo bảng 2.4 [1], chọn uh=15 , un = 2
ut = 25.2 =30
nsb =30.26,67 =800,1 (vg/ph)
Chọn nđb =1000 (vg/ph)
Từ bảng phụ lục P1.3 [1] , chọn động cơ 4A132M6Y3
Với Pđc =7,5 (kw)
nđc = 968 (vg/ph)
Tỉ số quá tải =2 (> Tmm/T1 =1,2)
Đường kính trục động cơ: dđc =38 (mm)
Hệ số công suất cosφ= 0,81
Hiệu suất h = 85,5%
1.2.Phân phối tỉ số truyền:
Tỉ số truyền của cả hệ : ut = nđc / nlv = =36,3
Phân tỉ số truyền cho các bộ truyền: ut =uh.un
un là TST của của bộ truyền ngoài, chọn un =2
→uh = = 18,15
Ta có: uh = u1.u2
Phân tỉ số truyền cho các bộ truyền theo kinh nghiệm:
Với hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm : u1 =(1,2…1,3).u2
Chọn u1 = 1,25u2 → 1,25.u22 = uh =18,15
u2 = 3,81→u1 = 4,76
Tính lại un:
un = ut/uh = 36,3/(4,76.3,81) = 2,002
→ Sai lệch tỉ số truyền : = = 0,1%
1.3.Tính thông số động lực học và lập bảng tính.
Tính đông cơ:
Tính trục І:
Tính trục ІІ:
Tính trục ІІІ:
Tính trục công tác ІV:
Bảng tính:
Trục T.số |
Động cơ |
І |
ІІ |
ІІІ |
ІV |
|||
P (kw) |
5,45 |
5,34 |
`5,13 |
4,93 |
4,44 |
|||
n (vg/ph) |
968 |
968 |
203 |
53,3 |
26,7 |
|||
T (Nmm) |
53768 |
52683 |
241337 |
883330 |
1588090 |
|||
u |
1 |
4,76 |
3,81
|
2 |
||||
Phần ІІ: TÍNH THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
Với hệ dẫn động xích tải , tính thiết kế các bộ truyền theo trình tự: Bộ truyền cấp nhanh→Bộ truyền cấp chậm → Bộ truyền xích →Chọn khớp.
2.1.Bộ truyền cấp nhanh ( cặp bánh răng trụ răng thẳng) .
Với P1 = 5,34 kw; n1 = 968 vg/ph; u1 = 4,76; Lh = 15000 h; T1 = 52683 Nmm.
2.1.1.Chọn vật liệu:
Theo bảng 6.1 [1] chon:
Bánh nhỏ chọn vật liệu thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB 241…285, có σb1 =850 Mpa,σch1= 580Mpa.
Bánh lớn chọn vật liệu thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240, có σb2= 750 MPa , σch2 = 450 Mpa .
2.1.2.Xác định ứng suất cho phép :
Theo bảng 6.2 [1] , với thép 45 , tôi cải thiện đạt độ rắn HB180…350,
σH0lim = 2HB + 70;SH = 1,1; σF0lim = 1,8HB; SF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 =245: độ rắn bánh lớn HB2 = 230, khi đó :
σH0lim1 = 2HB1 + 70 = 2.245+70 =560 MPa;
σF0lim1 = 1,8HB1 = 1,8.245 =441 MPa
σH0lim2 = 2HB2 + 70 = 2.230+70 = 530 MPa;
σF0lim2 = 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 MPa
4.3.Tính các yếu tố hộp giảm tốc và chọn các kết cấu điển hình:
4.3.1.Kết cấu bánh răng:
Ta có : đường kính chân răng bánh 1: d1 = 50 mm
đường kính đoạn trục 1-2 : d12 = 38 mm
t2 = 3,3 mm
⟹X = - 3,3 = 2,7 < 2,5.m (=2,5.2,5)
Vậy bánh răng 1 chọn làm liền trục
Cặp bánh răng nghiêng 3-3’:
Bánh răng số 2:
Với modun m = 2,5 ⟹ δ2 = (2,5 ÷ 4).2,5 , chọn δ2 = 4.2,5 = 10 mm
Chiều dài mayơ: lm2 = 56 mm (theo phần 3.2.8)
Đường kính ngoài mayơ :
D2 = (1,6÷1,8).d23 = 1,8.52 = 93;chon = 90 mm.
Chiều dày đĩa nan hoa:
C2 = (0,2÷0,3).b2 = (0,2÷0,3).56 = 11,2÷16,8, chọn 12 mm
Chọn đúc kết cấu lỗ với 4 lỗ:
Đường kính lỗ :d0 = 20 mm
Đường kính tâm lỗ: D0 = 0,5.(D + Dv) = 0,5(D2 + df2 – 2.δ2)
=0,5(90+275-20) = 172,5 mm
Cặp bánh răng 4-4’:
δ4 = 4.m = 4.2,5 = 10 mm
Chiều dài mayơ: lm4 = lm33 = 75 mm
Đường kính ngoài may ơ:
D4 = (1,6÷1,8)d33 = (1,6÷1,8).65; chọn bằng 100 mm
Chiều dày đĩa nan hoa:
C4 = (0,2÷0,3).b4 = (0,2÷0,3).35 = 7 ÷ 10,5 mm; lấy = 8 mm
Chọn đúc kết cấu lỗ với 4 lỗ:
đường kính lỗ: d0 = 20 mm
đường kính tâm lỗ: D0 = 0,5(D + Dv) = 0,5(D4 + df4 – 2.δ4)
= 0,5(100 + 312,58 – 20) = 180,79 mm
4.3.2.Kết cấu gối đỡ trục.
Chọn gối đỡ tùy động cho tất cả các gối trục. Trương hợp dùng khi trục cần di chuyển theo cả hai phía do một yếu tố ngẫu nhiên nào đó, như trên trục có lắp bánh răng chữ V (hộp giảm tốc phân đôi).
4.3.3.Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp với thân hộp ngang với tâm bánh răng . Vỏ hộp giảm tốc chế tạo bằng đúc.
4.3.4.Các kích thước cơ bản của vỏ hộp:
Theo bảng 18.1[1], tập 2:
a, Chiều dày thành hộp: Thân hộp δ = 0,03.a + 3 = 0,03.190 + 3 = 8,7 mm
Nắp hộp δ1 = 0,9.δ = 7,8 mm
b, Gân tăng cứng: Chiều dày e = (0,8 1).δ chọn bằng 8 mm
Chiều cao h < 58 mm
Độ dốc : khoảng 20
c, Đường kính ;
Bulong nền: d1 > 0,04a + 10 > 12 mm → d1 = 18 mm
Bulong cạnh ổ: d2 = (0,7 0,8)d1 , chọn d2 = 14 mm
Bulong ghép bích nắp và thân: d3 = (0,8 0,9)d2 , chọn d3 = 12 mm
Vít ghép nắp ổ: d4 = ( 0,6 0,7)d2 = chọn d4 = 10 mm
Vít ghép nắp cửa thăm: d5 = (0,5 0,6)d2, chọn d5 = 8 mm
d,Mặt bích ghép nắp và thân :
Chiều dày bích thân hộp: S3 = (1,4 1,8)d3 , lấy S3 = 18 mm
Chiều dày bích nắp hộp: S4 = (0,9 1)S3 = S3 = 18 mm
Bề rộng bích nắp và thân : K3 = K2 – (3 5) , chọn K3 = 40 mm
e,Kích thước gối trục
Đường kính ngoài và tâm lỗ vít: D3,D2 tính theo công thức:
D3 = D + 4,4d4
D2 = D + (1,6…2).d4
Cho trục І: với D = 62 → D3 = 106;D2 = 80;
Cho trục ІІ: Với D = 80 → D3 = 124; D2 = 100;
Cho trục ІІІ: với D = 110 → D3 = 154; D2 = 130;
Bề rộng mặt ghép bulong cạnh ổ E2 và C (k là khoảng cách từ tâm bulong đến mép lỗ)
E2 = 1,6.d2 = 1,6.14 = 22,4 mm
R2 ≈ 1,3.d2 = 18,2 mm
C =D3/2, với k 1,2d2 = 16,8 mm
C1 = 53; C2 = 62; C3 =77 mm
Chiều cao h xác định theo kết cấu , phụ thuộc tâm lỗ bulong và kích thước mặt tựa
f,Mặt đế hộp
Chiều dày: đế không có phần lồi: S1 = (1,3 1,5)d1 = 23,4 27 mm
Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q:
K1 = 3.d1 = 54 mm; q K1 + 2δ = 70,5 mm
g, Khe hở giữa các chi tiết:
Giữa bánh răng với thành trong hộp: ∆ (1 1,2)δ = 8,7 10,4; chọn 9 mm
Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp: ∆1 (3 5)δ = 26,1 43,5; chọn 35 mm
Giữa mặt bên các bánh răng với nhau: ∆ δ = 8,7 mm
h,Lượng bulong nền z: z = (L + B)/(200 300) = (600 + 300)/200 = 4,5 chọn = 4
4.3.5.Kết cấu liên quan đến cấu tạo vỏ hộp
a,Cửa thăm: chọn loại có các kích thước:
A |
B |
A1 |
B1 |
C |
K |
R |
vit |
s.lượng |
150 |
100 |
190 |
140 |
175 |
120 |
12 |
M8x22 |
4 |
b,Nút thông hơi: loai M27x2
A |
B |
C |
D |
E |
G |
H |
I |
K |
L |
M |
N |
O |
P |
Q |
R |
S |
27x2 |
15 |
30 |
15 |
45 |
36 |
32 |
6 |
4 |
10 |
8 |
22 |
6 |
32 |
18 |
36 |
32 |
c, Nút tháo dầu: chọn nút tháo dầu trụ:
d |
b |
m |
f |
L |
C |
q |
D |
S |
D0 |
M30x2 |
18 |
14 |
4 |
36 |
4 |
27 |
45 |
32 |
36,9 |
d,Bulong vòng hoặc vòng móc: theo bảng 18.3a[1] như sơ đồ b
tra theo Q = 300 kg, chọn loại bulong: M12
d |
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
d5 |
h |
h1 |
h2 |
l |
f |
b |
c |
x |
r |
r1 |
r2 |
M12 |
54 |
30 |
12 |
30 |
17 |
26 |
10 |
7 |
25 |
2 |
14 |
1,8 |
3,5 |
2 |
5 |
6 |
e,Chốt định vị: chọn chốt côn tra bảng 18.4b[2]
Chọn các kích thước: d = 5; c = 0,8; l = 16 90
f,Kích thước rãnh lắp vòng phớt và vòng phớt:
Chọn kiểu có khả năng điều chỉnh được khe hở như sơ đồ 15.18b[1]
Các kích thước:
|
d |
d1 |
d2 |
D |
a |
b |
S0 |
Cho trục І |
30 |
31 |
29 |
43 |
6 |
4,3 |
9 |
Cho trục ІІ |
40 |
41 |
39 |
59 |
9 |
6,5 |
12 |
Cho trục ІІІ |
60 |
61,5 |
59 |
79 |
9 |
6,5 |
12 |
4.4.Dung sai lắp ghép
4.4.1.Dung sai khoảng cách trục: Chọn dạng tiếp xúc B, tra bảng 21.22, với khoảng cách trục 165 và 175 → trị số fa = 80 μm
4.4.2.Kiểu lắp ổ lăn với trục và vỏ hộp:
Vì ổ lăn là chi tiết tiêu chuẩn nên chỉ chọn dung sai của trục và lỗ gối trục
Ổ lăn với trục ta chọn kiểu H7/k6
Ổ lăn với lỗ gối ổ ta chọn kiểu lắp ghép Js7/h6
4.4.3.Kiểu lắp bánh răng trên trục:
Bánh răng không di đông dọc trục nên chọn kiểu lắp trung gian, bộ truyền chịu tải êm,do đó chọn kiểu lắp H7/k6
4.4.4.Chọn kiểu lắp giữa nắp ổ với gối ổ, bạc với trục:
Chọn kiểu lắp lỏng:
Lỗ gối ổ với nắp ổ: chọn kiểu lắp H7/d11
Bạc với trục chọn kiểu D11/k6
Từ các số liệu ta có bảng dung sai:
Bảng dung sai:
STT |
KT |
Kiểu lắp |
Dung sai |
Vị tri lắp ghép |
|
EI/ES |
ei/es |
||||
1 |
Ø30 |
|
+0,021 0 |
+0,015 +0,002 |
Cặp ổ lăn trục І và trục І |
2 |
Ø40 |
|
+0,025 0 |
+0,018 +0,002 |
Cặp ổ lăn trục ІІ và trục ІІ |
3 |
Ø60 |
|
+0,03 0 |
+0,021 +0,002 |
Cặp ổ lăn trục ІІІ và trục ІІІ |
4 |
Ø45 |
|
+0,025 0 |
+0,018 +0,002 |
Cặp bánh răng nghiêng với trục ІІ |
5 |
Ø52 |
|
+0,025 0 |
+0,018 +0,002 |
Bánh răng trụ với trục ІІ |
6 |
Ø65 |
|
+0,03 0 |
+0,021 +0,002 |
Cặp bánh răng nghiêng với trục ІІІ |
7 |
Ø25 |
|
+0,021 0 |
+0,015 +0,002 |
Khớp nối với trục |
8 |
Ø55 |
|
+0,025 0 |
+0,018 +0,002 |
Đĩa xích vói trục |
9 |
Ø62 |
|
+0,015 -0,015 |
0 -0,019 |
Cặp ổ lăn trục І với lỗ gối ổ |
10 |
Ø80 |
|
+0,015 -0,015 |
0 -0,019 |
Cặp ổ lăn trục ІІ với lỗ gối ổ |
11 |
Ø110 |
|
+0,0175 -0,0175 |
0 -0,022 |
Cặp ổ lăn trục ІІІ với lỗ gối ổ |
12 |
Ø62 |
|
+0,03 0 |
-0,1 -0,29 |
Lỗ gối ổ và nắp ổ trụcІ |
13 |
Ø80 |
|
+0,03 0 |
-0,1 -0,29 |
Lỗ gối ổ và nắp ổ trụcІІ |
14 |
Ø110 |
|
+0,035 0 |
-0,12 -,034 |
Lỗ gối ổ và nắp ổ trụcІІІ |
15 |
Ø25 |
|
+0,195 +0,065 |
+0,015 +0,002 |
Bạc với đầu vào trụcІ |
16 |
Ø52 |
|
+0,24 +0,08 |
+0,018 +0,002 |
Bạc với đầu ra trục ІІ |
17 |
8x7 |
|
0 -0,036 |
0 -0,036 |
Then cho tiết diện 13 |
18 |
10x8 |
|
0 -0,036 |
0 -0,036 |
Then cho tiết diện 12 |
19 |
14x9 |
|
0 -0,043 |
0 -0,043 |
Then cho tiết diện 22,24,23, 32 |
20 |
16x10 |
|
0 -0,043 |
0 -0,043 |
Then cho tiết diện 33,34 |