BỘ MÔN:CHI TIẾT MÁY.

 

HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG ĂN KHỚP RĂNG NGHIÊNG KHAI TRIỂN ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O45,bánh răng nghiêng, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển, thuyết minh hộp giảm tốc

MỤC LỤC

Đề bài:                                                                                                                   

I.CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN                                                                 II.THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

1. Thiết kế bộ truyền động đai thang  
2. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh                                                        
3. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm                                                          

III.TINH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN                                                                             

1. Trục I                                                                                                           
2. Trục II                                                                                                             
3. Trục III                                                                                                            
4. Tính chính xác trục                                                                                         
5. Tính then                                                                                                         

IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ổ TRỤC

1. Trục I                                                                                                               
2. Trục II                                                                                                            
3. Trục III                                                                                                            
4. Vẽ kết cấu trục                                                                                              

 V.CẤU TẠO HỘP VỎ VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC                                                                 

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

                                                    -----µµµ----

 

A .Đầu đề: THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

1. Sơ đồ động

II Các thông số ban đầu.

1. Lực  vòng trên xích tải :       2P(N)     : 3200
2. Vận tốc xích tải :       V(m/s)  :   0,8
3. Số răng đĩa xích:                    Z(răng ):   11
4. Bước xích                                  t(mm)    :90

           e.   Số năm làm việc                   a(năm)   :    5

Ghi chú:   Năm làm việc 300 ngày , ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ

                      Sai số cho phép về tỉ số truyền D_i =2¸3%

III.Đặc điểm của tải trọng .

• Va đập nhẹ.    
• Quay một chiều.

B.Khối lượng cụ thể.

• Một bản thuyết minh về tính toán.
• Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc (khổ A_o).
• Một bảng vẽ chế tạo (khổ A_{3 ­}hoặc A₄)

 Sinh viên thực hiện:Đặng Thái Hoàng

 BẢN THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY-THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ.

 

A.Các thông số.

             +Lực vòng trên xích tải: 2P = 3200 (N).

             +Vận tốc xích tải          : V = 0,8 (m/s).

1.Chọn động cơ:

              Gọi N  : Công suất trên xích tải.

                     h   : Hiệu suất chung.

                     N_ct : Công suất làm việc.

             Ta có             N_ct =
           trong đó         N  =(kw)

                      

                                    h =h_đ.h²_br.h⁴_ol. h_nt.
           Theo bảng (2-1).

                   _đ =0,94        => Hiệu suất của bộ truyền đai

                    _br =0,97   => Hiệu suất bộ phận truyền bánh răng.

                    _ol =0,995 => Hiệu suất một cặp ổ lăn.

_nt =1   =>Hiệu suất của khớp nối với tải xích.

                    h   =
                =>N_ct =(kw)

-Theo nguyên lý làm việc thì công suất động cơ phải lớn hơn công suất   làm   việc (ứng với hiệu suất của động cơ) do đó ta phải chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất làm   việc.

-Theo bảng 2P động cơ không đồng bộ 3 pha kiểu A02(A0p2)

 

 

-Vậy ta chọn động cơ ký hiệu A02-41-4 công suất động cơ N_đc=4(kw) số vòng quay động cơ là 1450 vòng/phút,hiệu suất 86%.

2.Phân phối tỉ số truyền.

    -Trạm dẫn động cơ khí gồm có 2 bộ truyền.

    -Bộ truyền ngoài hộp :Bộ truyền đai

    -Bộ truyền trong hộp 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng.

                                    i =.

                n_đc : Số vòng quay của động cơ.

                n_xt    : Số vòng quay của xích tải.

                n_xt = (vòng/phút).

                i=

    + i_h  :Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp.

    +i_nh :Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp (đai).

    Ta có:

               i_h  = i_n.i_c =  11,96
               i_nh =

       =>   i_ch  = i_n.i_c. i_đ

chọn      i_đ= (2¸3) => i_đ = 2,5

               i_h   =

               i_h     =  i_n.i_c =11,96
               i_n    =  (1,2¸1,3) i_c => i_c =.

         => i_c     =  3,15
               i_n     =  3,8.  

      tỉ số truyền.
                                     i_n = 3,8.

                         i_c = 3,15.
                         i_đ = 2,5.
 

	Trục động cơ	I		II		III		IV
i	iđ = 2,5		in = 3,8		ic = 3,15		int = 1
n	1450	580		152,63		48,45		48,45
N	2,94	2,76		2,66		2,57		2,54
Mx	19363,45	45444,83		166435,17		506573,79		500660,48

                        
 

 

 

 

 

 

 

 

 

B.Thiết kế bộ truyền đai

1.Chọn loại đai:

 Giả thiết vận tốc của đai v > 5 m/s N=2,94 kW,có thể dùng đai loại A hoặc O hoặc H.

Ta tính cả ba phương án ,chọn phương án nào có lợi hơn.

• Tiết  diện đai                                                           O                   A                H 
• Kích thước tiết diện đai a*h (m) (bảng 5-11)    106             138           1710,5
• Diện tích tiết diện F (mm)                               47                    81                  138

2/ Định đường kính bánh đai nhỏ : theo bảng 5-14

            D mm                                                                 100                  140               200

            Kiểm nghiệm vận tốc của đai

            V =  = 0,0759D₁ (m/s)                   7,6                  10,64             15,2         

(m/s)

3/ Đừơng  kính của bánh đai lớn

             = 1,96D₁ (mm)               245                  343                490

Chọn Dtheo tiêu chuẩn bảng (5-15): (mm)                 250                  360                  500

Số vòng quay thực của n(trục bị dẫn ):

(vòng/phút)     568                  553                  568                

• Tỉ số truyền  i =                                              2,55               2,62                  2,62     

4/ Chọn sơ bộ khoản cách trục A theo công thức (5-16)

                        A = (mm)                                      250                360                   500

5/ Tính chiều dài đai(L)theo khoảng cách trục A sơ bộ:

            L= (mm)             1072              1539                 2145

• Chọn L theo tiêu chuẩn bảng (5-12): (mm)         1085              1533                 2240
• Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây

             U=                                                                7,0                6,9                    6,8

                 Đều nhỏ hơn U=10

 

6/ xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dai đai L

                A=

                A (mm)                                                                 257              357                   550

            Vậy khoảng cách Athỏa diều kiện

                                       khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai

A= A - 0.015L  (mm)                                           241              355                  516

• Khoảng cách lớn nhất cần thiết để tạo lực căng

A= A + 0.03L    (mm)                                          290              403                  617

7/ Tính góc ôm                               

 thỏa điều kiện

8/Xác định số đai cần thiết(z):

Chọn ưng suất căng ban đầu =1,2(N/mm) và theo Dtra bảng (5-17) tìm được ứng  cho phép N/mm               

  1,65                 1,7                 1,74

            Các hệ số

• Hệ số tải C (bảng 5-6)                                            0,9                 0,9                   0,9
• Hệ số ảnh hưởng đến                                       0,92              0,89                  0,92
• Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc                             1,0                 1,0                   0,94

                                              6,0                2,5                    1,0

9/ Định các kích thước chủ yếu của bánh đai     

           A :   h= 3,5   , t = 16      , s = 10

           O  :  h= 2,5   , t = 12      , s = 8

            B =                                                         76                 52                     25

• Đường kính ngòai bánh đai (CT 5-23)

Bánh dẫn :  D                                         105              147                    210              210

Bánh bị dẫn:D                                         255               367                  510

10/ Tính lực căng ban đầu Svà lực tác dụng lên trục R

Kết luận chọn phương án dùng bộ truyền đai H vì có tỉ số truyền sai số nhỏ hơn.Lực tác dụng lên trục nhỏ

C.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH.

1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng.

+Bánh nhỏ :Thép 45 thường hóa.

Độ rắn HB=200,phôi rèn giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm

+Bánh lớn: Thép 35 thường hóa .

Độ rắn HB = 170, phôi rèn giả thiết đường kính100 ÷ 300 mm

2.Định ứng suất cho phép .

  +Số chu kỳ làm việc của bánh lớn .

T=5 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 8 giờ nên

  +Số chu kỳ làm việc của bánh  nhỏ :

Hệ số chu kỳ ứng suất.    

                K_N= K_N = 1

+Ứng suất tiếp xúc cho phép.

+Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ

                [ĩ]- = 2,6-200 = 520 (N/mm)

+Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn

                [ĩ]= 2,6-170 = 442 (N/mm)

*Xác định ứng suất mỏi cho phép.

Để xác định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 ; hệ số tập trung ứng suất ở chân răng k= 1,8 (vì l phơi rn , thp thường hóa ), giới hạn mỏi của thép 45 là:

                          (N/mm²)

của thp 35 l:  (N/mm²)

+Hệ số chu kỳ ứng suất K_N’’=1

+ Để xác định ứng suất cho phép lấy hệ số an toàn    n =1.5

+Hệ số tập trung ứng suất chân răng                           Kĩ = 1,8

Vì bánh răng quay một chiều (răng làm việc 1 mặt).

+ Đối với bánh nhỏ của ứng suất uốn cho phép.

             [ĩ] =  (N/mm)

+ Đối với bánh lớn của ứng suất cho phép.

             [ĩ] = (N/mm)

3. chọn  sơ bộ hệ số dạng răng : k = 1,3

4. Chọn  hệ số chiều rộng bánh răng:

5.Tính khoảng cách trục (công thức 3-10) trang

chọn góc ăn khớp

        =>  chọn A=152 mm

6.Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo

Với V = 2,3m/s  theo bảng (3-11) trang 46,ta chọn cấp chính xác 9.

       V = 2,3m/s m/s.

7.Định chính xác tải trọng k

Do tải trọng K không đổi và độ rắn của các bánh răng HB<350 nên K_tt = 1

Giả sử b >,  cấp chính xác là 9,vận tốc vòng v < 3 m/s

Tra bảng (3-14) trang 48, tìm được K_đ = 1,2 ; V=3÷8m/s.

                          => K =K_đK_tt=1,21 = 1,2

Vì K không chênh lệch so với dự đoán,nên không tính lại khoảng cách trục   A, nên ta lấy A =152mm.

8. Xác định Modun, số răng , góc nghiêng của răng và chiều rộng bành răng:

 Modun pháp:

      m= (0,01 ÷ 0,02)A = (0,01 ÷ 0,02)152 = (1,52 ÷ 3,04) (mm)

Tra bảng (3-1) trang 34 Lấy m=3 (mm)

Chọn sơ bộ góc nghiêng =10  cos  = 0,985

+Tổng số răng 2 bánh :

lấy

+Số bánh răng nhỏ :

                 Z(răng)

Lấy Z₁=21 răng

+Số bánh răng lớn:       

                Z= 79 (răng)

Lấy Z₂=79 răng

+Chiều rộng bánh răng.

                b = (mm)

            chọn b = 48 mm

+Tính chính xác góc nghiêng 

               cos  =

             =>     =

+Chiều rộng b thỏa mãn điều kiện.

               b (mm)  b thỏa.

  9.Kiểm nghiệm sức bền uốn răng của bánh răng.

 +Tính số răng tương đương của bánh nhỏ (CT3-37).       

               Z_td1 = (răng)

 +Tính số răng tương đương của bánh lớn.       

              Z_td2 = (răng)

 Lấy hệ số dịch dao (bảng 3-18 trang 52)

              y= 0,43

              y= 0,511

lấy hệ số   ” = 1,5

+Công thức kiểm nghiệm sức bền uốn.

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

*Cố định trục theo phương dọc trục.

Để cố định theo phương dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc.Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít(đai ốc)loại này dùng để lắp ghép.

*Bôi trơn ổ lăn.

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ ,vì vận tốc bộ truyền bánh răng chậm,không thể dùng phương pháp bắn toé để hắt dầu trong hộp vào bôi trơn bộ phận ổ .Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ  và vận tốc dưới 1500 vòng/phút.Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rộng của bộ phận ổ .Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn khômg cho dầu  rơi vào bộ phận ổ ,nên làm vòng chắn dầu. 

*Che kín ổ lăn.

Để khe kín các đầu trục ra,tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ,cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài,ở đây dùng loại vòng phớt là đơn giản nhất,bảng 8-29 cho kích thước :

Trục I:Phớt có d₁=36 mm,d₂=34 mm,D=48 mm,a=9 mm,b=6,5 mm

Trục II:Phớt có d₁=46 mm,d₂=44 mm,D=64 mm,a=9 mm,b=6,5 mm

Trục III:Phớt có d₁=46 mm,d₂=44 mm,D=64 mm,a=9 mm,b=6,5 mm

G.CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC

Chọn vỏ hộp đúc , mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường

làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng.Bảng (10-9) cho ta tính được kích thước các phần tử cấu tạo vỏ hộp sau đây.

Chiều dày thành thân hộp : d=0,025 A+3 (mm) , tra bảng (10-9).

Khoảng cách trục A=226mm=>

Ta lấy d = 9 mm  

Chiều dày thành nắp hộp.

dod₁ <8,5 mà theo yêu cầu thì d₁ không nhỏ hơn 8,5 nên ta lấy d₁=8,5

Chiều dày mặt bích của thân :b =1,5 d =1,5 8,65=13(mm).

Chọn b=14 mm

Chiều dày mặt bích trên của nắp: b₁ =1,5  d₁=1,5 8,5=13 (mm)

Chiều dày đế hộp không có phần lồi: p=2,35 d=2,35 8,65=20 (mm).

Chiều dày gân của thành hộp: m=(0,85 1)d₁=8(mm).

Chiều dày gân ở nắp hộp.m₁=(0,85 1) d₁=7mm

Đường kính bulông nền : d_n= 0,036A+12=0,036 226+12=20(mm).

Đường kính các buloong khác:

Ơ cạnh ổ d₁=0,7 d_n lấy =14 (mm).

Ghép nắp vào thân : d₂=(0,5¸0,6)  d_n=10 (mm).

Ghép nắp vào ổ:d₃=(0,4¸0,6)  d_n=8 (mm).

Ghép nắp cửa thăm : d₄=(0,3¸0,4)  d_n=6 (mm).

Đường kính bulông vòng chọn theo trọng lượng của hộp giảm tốc với khoảng cách trục A ở 2 cấp 152 - 226 tra bảng 10-11a và 10-11b ta chọn bulông M16

Số lượng buloong nền :  ,

Trong đó: L chiều dài hộp sơ bộ lấy bằng 650(mm).

B:chiều rộng của hộp sơ bộ lấy bằng 300(mm).

 Suy ra    , lấy n =4 (bulông).

 *Bôi trơn hộp giảm tốc

Để giảm mất mát công suất do ma sát , giảm mài mòn răng , đảm bảo thoát nhiệt đề phòng các chi tiết bị han  gỉ  cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc.

Việc chọn hợp lý các loại dầu , độ nhớt và hệ thống bôi trơn sẽ làm tăng tuổi thọ của các bộ truyền tức là nâng cao thời gian sử dụng máy.

Do vận tốc nhỏ nên chọn phương án ngâm các bánh răng trong hộp dầu . vì vận tốc nhỏ (0,5¸0,8) m/s thì lấy chiều sau ngâm dầu :

1. Bằng 1/6 bán kính bánh răng cấp nhanh

Bánh răng cấp chậm lấy bằng 1/3 bán kính bánh răng cấp chậm.

Dung lượng dầu trong hộp thường lấy khoảng (0,4 ¸0,8) lít cho 1 KW công suất

 truyền . Theo bảng (10-20) chọn loại dầu AK20 .

Mức dầu trong hộp giảm tốc được kiểm tra bằng que thăm dầu.