HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG - PHÂN ĐÔI ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O45
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG - PHÂN ĐÔI ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O45,bánh răng nghiêng, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển, thuyết minh hộp giảm tốc
Mục lục
Trang
Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 2
1. Tính toán động học 2
2. Phân phối tỷ số truyền 3
3. Tính toán các thông số và điền vào bảng 4
Phần II Thiết kế các bộ truyền 5
A. Tính toán bộ truyền cấp nhanh (Bánh trụ răng nghiêng) 5
1. Chọn vật liệu 5
2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, 5
với bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm 5
3. Tính toán nhanh bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 7
B. Tính toán bộ truyền cấp chậm 11
C. Tính toán bộ truyền ngoài 15
Phần III Thiết kế trục và chọn ổ lăn 17
1. Chọn vật liệu chế tạo 17
2. Xác định đường kính sơ bộ 17
3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 18
4. Xác định trị số và chiều các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục 19
Tính toán trục I 20
Tính toán trục II 22
Tính toán trục III 25
Phần IV: Tính toán chọn ổ lăn cho 3 trục 27
1. Chọn loại ổ lăn cho trục I 27
2. Chọn loại ổ lăn cho trục II 28
3. Chọn loại ổ lăn cho trục III 29
Phần V: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 30
bôI trơn và đIều chỉnh ăn khớp.
1. Tính kết cấu của vỏ hộp 31
2. Bôi trơn trong hộp giảm tốc 31
3. Dầu bôi trơn hộp giảm tốc 31
4. Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp 31
5. Điều chỉnh sự ăn khớp 31
Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc 31
Phần VI: bảng thống kê các kiểu lắp 33
Đề số:13 Thiết kế hệ dẫn động băng tải
3. Hộp giảm tốc 5. Xích tải
2. Nối trục đàn hồi 4. Bộ truyền xích
Số liệu cho trước:
- Lực kéo băng tải: F=9000 (N)
- Vận tốc băng tải: v=0.45 (m/s)
- Đường kính tang D=320(mm)
- Thời hạn phục vụ: l =22.000 (h)
- Số ca làm việc: soca= 1
- Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài:
8. Đặc tính làm việc:
þ va đập nhẹ
Khối lượng thiết kế:
- 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc – khổ A
- 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc – khổ A
- 1 bản thuyết minh
-
Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
1.1 Tính toán động học
Công suất làm việc trên trục công tác là:
Trong đó: F: lực kéo băng tải (N) ; v: vận tốc băng tải (m/s)
Thay số:
Do băng tải làm việc tải trọng thay đổi nên ta có công suất tương đương :
................................................
1.2 Phân phối tỷ số truyền
Tính tỷ số truyền của hệ
...........................................
* Momen xoắn trên các trục
.
|
Trục |
Động cơ |
I |
II |
III |
Công tác |
||
|
P(kw) |
. |
. |
. |
.. |
|
||
|
TS truyền |
. | ||||||
|
N(vg/ph) |
1445 |
. |
. |
. |
|
||
|
T(mm) |
. |
. |
. |
||||
Phần II Thiết kế các bộ truyền
2.1 Tính toán bộ truyền cấp nhanh: (Bánh trụ răng nghiêng, tính cho hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh).
2.1.1 Chọn vật liệu
- Do công suất truyền tải không lớn lắm, không có yêu cầu đặc biệt gì về vật liệu, để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp như nhau : cụ thể chọn thép 45 tôi cải thiện, phôi rèn. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 ¸15 đơn vị
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độn rắn HB1= 245.
Bánh lớn : HB2= 230
2.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, với bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm .
Trong đó : : hệ số xét đến độ nhẵn của mặt răng làm việc, : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng, : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng, : hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng, : hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất, : hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.
Trong bước tính thiết kế sơ bộ lấy và
Do đó:là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở, : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, : Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải, : Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền.
* Với bánh nhỏ:
Theo bảng 6.2 ta có:
Trong đó: c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, n: số vòng quay trong một phút,
t: tổng số giờ làm việc.
Theo bảng 6.2
* Với bánh lớn tính toán tương tự
* ứng suất quá tải cho phép
2.1.3. Tính toán cấp nhanh bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
Xác định sơ bộ khoảng cách trục với cấp nhanh (do hộp giảm tốc phân đôi nên tải trọng phân đôi cho mỗi bánh ).
Trong đó: : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng, : mômen xoắn trên trục bánh chủ động (N.mm), : ứng suất tiếp xúc cho phép MPA, :tỷ số truyền cấp nhanh.
: chiều rộng vành răng
Tra bảng 6.5 với răng nghiêng vật liệu 2 bánh là: Thép – Thép
Tra bảng 6.6
Tra bảng 6.7 với sơ đồ 3
Xác định các thông số ăn khớp
Theo bảng 6.8 chọn m = 1,5(mm)
Chọn sơ đó cosb = 0,7660
Þ số răng bánh nhỏ
Þ số răng bánh lớn
Tỷ số truyền mới là :
Khi đó ta có góc là :
* Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
trong đó Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp
Tra bảng 6.5
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Góc nghiêng trên hìn trụ cơ sở :
vì theo TCVN góc profil
: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
ường kính vòng lăn bánh nhỏ
theo bảng 6.13
với v=1,15 (m/s) dùng cấp chính xác 9,với cấp chính xác 8 ta có (theo bảng 6.14)
Tra bảng 6.15
Tra bảng 6.16
Theo bảng 6.7 với sơ đồ hình 3
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép với (m/s)
:hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng khi v£10 (m/s)
Với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần gia công đạt độ nhám
Khi đường kính vòng đỉnh bánh răng
Do đó kết quả tính toán phù hợp với yêu cầu.
* Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Số răng tương đương
Tra bảng 6.18 ta có được
Với hệ số dịch chỉnh
Bánh răng phay
Ta có
Kiểm nghiệm răng về quá tải với
* Các thông số kích thước của bộ truyền:
Khoảng cách trục
Môdun pháp
Chiều rộng vành răng
...................................................................................................
2.2. Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng)
Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
aw2 = Ka(u2+1) 
Với:
T2: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động(Nmm);T2=477500Nmm)
Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng ; Ka=49,5(răng thẳng )
Hệ số Yba = bw/aw;
Tra ở sơ đồ 7 (bảng 6.6, trang 98) ta được KHb=1,03 ;u2= 3,2; [sH]=481,8( MPa ).
Thay số ta định được khoảng cách trục :
aw1= 49,5.(3,2+1).
(mm)
Chọn aw1 = 265 mm
2.2.1 Xác định các thông số ăn khớp
* Môđun : m
m = (0,01 ¸ 0,02). aw1 = Chọn m = 2
* Số răng Z1 = 2 aw1/ (m(u1 +1)) = 2.265/ 2.(3,2+1) = 63.09
Chọn Z1 = 63;
Z2 = u1 Z1 = 3,2.63 = 201.6 răng.
Chọn Z2=202 (răng)
Zt = Z1 + Z2 = 63+ 202 = 265 răng ;
Tính lại khoảng cách trục : aw1' = m.Zt/ 2 = 2. 265/ 2 = 265( mm).
aw1’ = aw1 .Do đó không cần dịch chỉnh .
Chọn aw1= 180 (mm)
2.2.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu để đảm bảo độ bền tiếp xúc :sH 
[sH] ,
sH = ZM ZH Ze 
;
Trong đó : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu;
- ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc;
- Ze : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
- KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc;
- bw : Chiều rộng vành răng.
- dw : Đường kính vòng chia của bánh chủ động;
T2 176934= (Nmm) ;
Ta có 
ZM = 274 Mpa1/3 (tra bảng 6.5 ) ;
Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp :
cosatw=
=> atw = 20o
ZH = 
= 
= 1,76 ;
dw1 = 
(mm).
ea = 1,88 – 3,2 
;
Ze = 
= 0,86
KH = KHb.KHVKHa ; KHb = 1,03 ; KHa = 1( bánh răng thẳng )
Vận tốc bánh dẫn : v = 
m/s;
vì v < 6 m/s tra bảng 6.13 (trang 106) chọn cấp chính xác 9, tra bảng 6.16 chọn go= 73 ; tra bảng 6.14 ta có KHa = 1,13 ; KFa= 1,37.
Theo công thức 6.42
theo bảng 6,15:răng thẳng , không vát đầu răng => dH =0,006
KHV = 1,06 Þ KH = 1,03.1,0.1 = 1,08
Thay số : sH = 274.1,76.0,86.
= 425,9( Mpa)
Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [sH] = [sH]. ZRZVKxH.
Với v =2,2 m/s Þ ZV = 1 (vì v < 5m/s ) , Cấp chính xác động học là 9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 9. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra = 10...40 mm. Do đó ZR = 0,9 ; với da< 700mm Þ KxH = 1.
[sH] = 481,8.0,9.1.1 = 433,64 MPa ,
sH [sH] ; 
Răng thoả mãn về độ bền tiếp xúc.
2.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Tra bảng 6.7 
(
và sơ đồ 7)
Tra bảng 6.15 
Tra bảng 6.14 
Do đó: 
Với 
Với 
Số răng tương đương
Tra bảng 6.18 ta có được
(Bánh răng phay)
2.2.4 Kiểm nghiệm răng về quá tải
2.2.5 Các thông số kích thước của bộ truyền:
Khoảng cách trục 
Môdun pháp m=2(mm)
Chiều rộng vành răng 
Tỷ số bộ truyền 
Số răng của bánh răng 
Bánh răng không dịch chỉnh.
Đường kính vòng chia và đường kính vònh lăn. 
Đường kính đỉnh răng 
Đường kính đáy răng 
2.3. Tính toán bộ truyền ngoài
2.3.1 Chọn loại xích:
Vì vận tốc thấp dùng xích con lăn
2.3.2 Xác định các thông số của bộ truyền xích
Tra bảng 5.4 với 
Chọn 
do đó số răng đĩa lớn
(đối với xích con lăn)
Công suất tính toán 
Trong đó: P: công suất cần truyền
hệ số số răng
hệ số vòng quay
với 
( đường tâm các đĩa xích làm với phương nằm ngang 1 góc 
) hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền.
(chọn a = 40.p) hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích
đĩa căng hoặc con lăn căng xích.
tải trọng va đập nhẹ.
bộ truyền làm việc 2 ca (Tra bảng 5.6).
(môi trường có bụi, chất lượng bôi trơn II) (Theo bảng 5.7).
thì 
Ta có 
Tra bảng 5.5 
chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước p=31,75(mm) thoả mãn điều kiện bền mòn 
Đồng thời theo bảng 5.8 
Khoảng cách trục a=40p =40.31,75=1270(mm)
Xác định số mắt xích x
Lấy số mắt xích chẵn x=132
Tính lại khoảng cách trục
Để xích không chịu lực căng quá lớn giảm 
lượng bằng
Số lần va đập của xích
Tra bảng 5.9 
* Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
Q tải trọng phá hỏng (N)
Tra bảng 5.2 Q=88500(N)
Khối lượng 1 mét xích q = 3,8 (kg)
hệ số tải trọng động với chế độ làm việc trung bình
lực vòng (N) 
Trong đó 
(bộ truyền nằm ngang)
Tra bảng 5.10 n=200(vg/ph) [s]=8,5
Vậy s>[s] bộ truyền đảm bảo điều kiện bền
* Đường kính đĩa xích
2.3.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
Trong đó ứng suất tiếp xúc cho phép (MPA)
lực vòng (N) =4684(N)
lực va đập trên m dãy xích
hệ số tải trọng động Tra bảng 5.6
A diện tích chiếu của bản lề Tra bảng 5.12 A= 262()
E modun đàn hồi
Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất tiếp xúc cho phép đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1
Tương tự với cùng vật liệu nhiệt luyện
2.3.4 Xác định lực tác dụng lên trục
Trong đó: : hệ số kể đến trọng lượng xích, do bộ truyền nằm ngang.
Phần III Thiết kế trục và chọn ổ lăn
3.1. Chọn vật liệu chế tạo
Các trục là thép 45 có ứng suất xoắn cho phép là: [t]= 12 ¸ 20(MPA)
3.2. Xác định đường kính sơ bộ:
Trong đó: : mômen xoắn N.mm, [t]: ứng suất xoắn cho phép MPA [t]= 15¸50 (MPA) lấy trị số nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc, trị số lớn trục ra theo kết quả trong thực tế người ta thường dùng công thức sau với hộp giảm tốc chọn c=160:
di là đường kính chỗ lắp bánh răng trên trục thứ i (i=1,2,3).
ở đầu vào trục I có lắp nối trục đàn hồi. ở đầu ra trục III có lắp bánh xích.
3.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
Dựa theo đường kính các trục sử dụng bảng 10.2 để chọn chiều rộng ổ lăn chiều rộng ổ lấy theo đường kính sơ bộ của trục trung gian
Xác định chiều dài may ơ, may ơ đĩa xích, may ơ bánh răng trụ:
Xác định chiều dài may ơ của nửa khớp nối đối với trục vòng đàn hồi.
Tra bảng 10.3 ta được:
Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay
Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp
Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành nắp ổ
Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông
...................................................................................................................................................
