Đồ án thiết kế HỘP GIẢM TỐC 2 cấp đồng trục bánh răng nghiêng Autocad mechanical 2022
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
MỤC LỤC
PHẦN 1:CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHÔI TỈ SỐ TRUYỀN.. 1
1.1. Chọn động cơ. 1
1.2. Phân phối tỷ số truyền. 2
PHẦN 2:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI. 6
2.1. Thiết kế bộ truyền đai thang.6
2.2. Xác định thông số bộ truyền đai6
2.3. Bảng thông số bộ truyền đai thang.10
PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ.. 12
3.1. Tính toán và kiểm nghiệm bánh răng (Bánh răng cấp nhanh).12
3.2. Tính toán và kiểm nghiệm bánh răng (Bánh răng cấp chậm).22
PHẦN 4. THIẾT KẾ TRỤC TRONG HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP ĐỒNG TRỤC.. 31
4.1.Chọn vật liệu và xác định sơ bộ đường kính đường trục:31
4.2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.32
4.3.Lực tác dụng lên các trục,lực của bộ truyền đai( công thức 10.1,trang 184, [1]).33
4.4.Xác định lực tác dụng lên các trục,đường kính các đoạn trục.34
4.4.1.Trục I.34
4.4.2.Trục II.37
4.4.3Trục III.40
4.5.Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi của then.43
4.6.Tính kiểm nghiệm độ bền trục.44
PHẦN 5: THIẾT KẾ 2 CẶP Ổ LĂN TRONG HỘP GIẢM TỐC.. 47
5.1.Chọn ổ lăn trên trục I:47
5.2. Chọn ổ lăn trên trục II:49
5.3. Chọn ổ lăn trên trục III:52
PHẦN 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.. 56
6.1.Thiết kế vỏ hộp.56
6.2. Các phụ kiện khác.59
6.3. Dung sai và yêu cầu kĩ thuật64
BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP. 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 67
PHẦN 1:CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHÔI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1. Chọn động cơ
1.2.1.Xác định công suất động cơ
Công suất tương đương
= 5,3 4,93 (kW)
Trong đó: , - momen xoắn và thời gian làm việc thứ i
Tính hiệu suất truyền động
ƞch = Ƞbrn . Ƞnt . Ƞđ= 0,97.0,99.0,96.0,994 ≈ 0,886
trong đó:
Tra bảng 3.3 trang 55 ta được:
Công suất cần thiết động cơ điện(công suất tính toán).
= = 5,56 (kW)
1.2.2. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ .
Chiều quay ngược chiều kim đồng hồ.
Chọn sơ bộ tỉ số truyền:
Dựa vào bảng 2,4 sách (I)
Tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ nghiêng 2 cấp: = 10
Tỉ số truyền bộ truyền đai thang: = 3
Tỉ số truyền chung: = 10.3 = 30
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
- nsb= uch.nlv = 30.47 = 1410 (vòng/phút).
1.2.3. Chọn động cơ
Theo bảng P1.3, Phụ lục tài liệu [3] trang 237 với Pđc ≥ Pct và nđc ≥ nsb, ta chọn động cơ 4A112M2Y3 với thông số như sau:
Bảng 1.1Thông số động cơ
Kiểu động cơ |
Công suất, kW |
Vận tốc quay, vg/ph |
Cosφ |
Ƞ,% |
||
4A132M4Y3 |
7,5 |
1455 |
0,86 |
87,5 |
2,2 |
2 |
1.2. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.2.1. Chọn tỷ số truyền của hệ thống
- Tỉ số truyền chung:
- Tỉ số truyền của hộp giảm tốc : = 9 (ta chọn theo bảng)
- Tỉ số truyền đai:
= = 3,4
- Tỉ số truyền của cặp bánh răng trụ răng nghiên:
= = = 3
Trong đó:
là tỉ số truyền hộp giảm tốc
là tỉ số truyền bánh răng cấp nhanh
là tỉ số truyền bánh răng cấp chậm
Tuy nhiên kích thước kết câu của hộp giảm tốc đồng trục với tỉ số truyền cấp nhanh được xác định bởi hệ số xác định theo khả năng ngâm dầu của bánh răng,lưu ý biện phám giảm tổn thất do khuấy đều ()
Mức dầu cao nhất không được vượt quá 1/3 bánh kính của bánh răng lớn.
Mức dầu thấp nhất được xác định theo công thức:
= (0,75…2).h = (0,75….2).4 = 8(mm)
(Với h là đường kính vòng đỉnh trừ đáy của bánh răng lớn)
Thể tích dầu của hộp được xác định bằng công thức hình hộp chữ nhật chiều dài và chiều rộng của thành hộp,còn chiều cao là từ đáy hộp lên mức dầu cao nhất.
Mức dầu cao nhất được xác định khi ta thiết kế que thăm dầu đoạn ren là 10 và khi châm dầu ta có điểm thấp nhất ,thì mức cao nhất cộng thêm 10 so với thấp nhất.
Ta kiểm nghiệm lại tỉ số truyền đồng trục ,() ta được:
. . =1 => 2,5 . . 0,96 1
Thỏa mãn điều kiện bôi trơn ngâm dầu của hộp giảm tốc đồng trục
Dựa vào hình 3.20,Phụ lục II ,kết hợp tính toán trên ta chọn = 3 ; = 9 ; =2,5
1.2.2. Tính toán công suất,số vòng quay trên các trục
+ Trục I: trục nối giữa bánh răng trụ răng nghiêng và đai thang.
+ Trục II: trục nối giữa 2 bánh răng trụ răng nghiên.
+ Trục III: trục nối nữa bánh răng trụ răng nghiên và khớp nối.
Công suất trên các trục:
= 5,3 kW
- Số vòng quay trên các trục:
- Moment xoắn trên các trục:
- Bảng đặc tính kĩ thuật:
|
Động cơ |
Trục I |
Trục II |
Trục III |
Công tác |
|||
Công suất |
6,15 |
5,91 |
5,68 |
5,46 |
5,3 |
|||
Tỉ số truyền |
3,4 |
3 |
3 |
- |
||||
Số vòng quay |
1455 |
428 |
142,67 |
47,56 |
47,56 |
|||
Momen xoắn |
40,366 |
131,87 |
380,2 |
1096,36 |
1064,23 |
PHẦN 2:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
2.1. Thiết kế bộ truyền đai thang.
Số liệu thiết kế
- Chiều quay: Cùng chiều với động cơ (cùng chiều kim đồng hồ)
- Công suất: P = 6,15 kW
- Số vòng quay bánh dẫn: n= 1455 (vòng/phút)
- Tỉ số truyền: uđ =3,4
- Moment xoắn: 40,366 (N.m)
Chọn loại đai
Với công suất P = 6,15 kW và số vòng quay n= 1455 vòng/phút, theo Hình 4.22[1] => ta chọn đai loại B
Tra Bảng 4.3[1], ta có các thông số sau:
Dạng đai |
Ký hiệu |
bt mm |
b mm |
h mm |
y0 mm |
A mm2 |
l mm |
T1 N.m |
d1 mm |
Đai thang |
14 |
17 |
10,5 |
4 |
138 |
800-6300 |
40-190 |
125 |
2.2. Xác định thông số bộ truyền đai
Kích thước bánh đai nhỏ:
d1= 1,2. dmin=1,2.125=150(mm)
Theo tiêu chuẩn ta chọn d1=180 mm
Vận tốc đai v1:
v1= = = 13,71 m/s < 25 m/s
Chọn hệ số trượt tương đối =0,01
Kích thước bánh đai lớn d2:
d2= u.d1.(1- ξ )=3,4.180.(1-0.01)= 605,88 (mm)
Ta chọn d2=630 mm theo tiêu chuẩn
Tỉ số truyền thực tế bộ truyền đai:
ud= = = 3,53
Sai lệch so với giá trị chọn trước:
Δu = = .100% = 3,82% < 5%
Chọn khoảng cách trục a nhỏ nhất xác định theo điều kiện:
2(d1+d2)≥a ≥0,55d1+ d2+h
2(180+630)≥a ≥0,55(180+ 630)+10,5
⇔1620 ≥ a ≥ 456
Chọn sơ bộ khoảng cách = 0,98 (Nội suy) => a = = 0,98.630 = 617,4
Giá trị a thỏa mãn điều kiện cho phép
Chiều dài L tính toán của dây đai:
L=2a+
⇔L= 2.617,4++ = 2589,14 mm
Chọn theo tiêu chuẩn L=2800 mm
- Kiểm định lại bộ truyền đai
Kiểm tra lại số vòng chạy i của đai trong một giây:
i= = = 4,89 s-1< imax=10 s-1 (thỏa điều kiện)
Tính lại khoảng cách trục:
a= = = 730
Với: k=L – = 2500 – = 1527,655
∆= = 225
Giá trị a vẫn nằm trong khoảng cho phép.
Góc ôm đai:
⍺1=180- 57. =180- 57. =144,86°
Các hệ số sử dụng:
C⍺- Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai:
C⍺== = 0,908
Cv: Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc:
Cv=1-0,05(0,01v2-1)=1-0,05(0,01.17,142-1)= 0,903
Cu- Hệ số ảnh hưởng đến tỉ số truyền u, tra Bảng 4.9[1]: Cu=1,14 vì u > 2,5
Cz- Hệ số ảnh hưởng xét đến sự phân bố không đồng đều tải trọng giữa các dây đai:
Do sơ bộ từ 2 đến 3 đai nên Cz=0,95
Cr- Hệ số ảnh hưởng đến chế độ tải trọng, chọn tải dao động nhẹ , tra Bảng 4.8[1]:
Cr=0,9
CL- Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai:
CL== = 1,038
Tra bảng Bảng 4.8, L0=2240 mm
Theo Bảng 4.8 với đai loại A, d1=180 mm, v1=13,71 ⟹nội suy [P0]= 4,44 kW
Số dây đai:
z≥ == 1,67
Chọn z = 2 đai.
- Chiều rộng và đường kính ngoài của bánh đai:
Tra Bảng 4.21[2],với đai loại B => ho=4,2 ; t=19, e=12,5
Chiều rộng bánh đai:
b=(z-1)t+2e=(2-1).19+2.12,5 = 44 (mm)
Đường kính ngoài bánh đai:
da1=d1+2.ho=180+2.4,2=188,4 mm
da2=d2+2.ho=630+2.4,2=638,4mm
- Xác định lực căng đai ban đầu và lực tác dụng lên trục:
- Lực căng đai ban đầu:
Fo= + = + 33,46 = 245,4
Trong đó:
Fv = ,với (bảng 4.22) phụ lục II,
Fv = 0,178.=33,46
=1,1 (bảng 4.7) phụ lục II
- Lực căng trên mỗi dây đai:
= = 122,7 N
- Lực vòng có ích:
Ft = = = 448,58 (N)
- Lực vòng trên mỗi dây đai:
Ft1 = = 224,29 (N)
- Lực tác dụng lên trục:
Fr= 2..z. = 2.122,7. = 467,9
- Ứng suất lớn nhất trong đai: