HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG - THẲNG KHAI TRIỂN ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O24

HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG - THẲNG KHAI TRIỂN ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O24, bánh răng nghiêng, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển, thuyết minh hộp giảm tốc.

            THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

   PHẦN A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

 I. Chọn động cơ

          Các số liệu cho trước

              Lực kéo băng tải           F = 5000  N

              Vận tốc băng tải          V = 1.2  m/s

              Đường kính tang          D  = 325  mm

   Thời gian phục vụ         L_h = 21000  h

                   Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi

            Công thức tính công suất cần thiết là P_ct = 

              Trong đó F là lực kéo băng tải   F =5000 N

               v : là vận tốc băng tải    v  = 1.2  m/s

               : là hiệu suất chung của hệ thống dẫn động

           Với hệ thống dẫn động băng tải trên ta có

_{........................}

            Tra bảng  2.3 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí  ta có

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

          Suy ra P_ct =  =5,82  KW

         CHỌN SỐ VÒNG QUAY CỦA ĐỘNG CƠ

      Số vòng quay trên trục tang là 

     Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ n_sbđọngcơ =n_tangn_hộpn_ngoài

    Từ 2.4 chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng 2 cấp                        u_hộp     = 20      và tỷ số truyền của bộ truyền ngoài (bộ truyền xích)  

             u_ngoài  =  u_xich  = 2

       Vậy số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ là

n_sbđc  =   =  2822  vòng/phút

    căn cứ vào số vòng quay của các loại động cơ ta chọn số vòng quay    sơ bộ của động cơ là n_sb=3000v/p

theo bảng P 1.3 phần phụ lục với P_ct =5.82kw  và n_sb = 3000v/p . Do đó ta chọn động cơ 4A112M2Y3 có

                                 P_đc  = 7.5 kw , n_đc = 2922  v/p

                                 T_k/T_n  = 2  > T_mm/T₁  = 1.4

     II.  Phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền của hệ dẫn động là U_ch= 

                                U_ch= =41,42

Mặt khác ta lại có U_ch=U_xich.U_hộp

Chọn sơ bộ U_x=2 theo bảng 2.4

Mà U_hôp= U_nhanh .U_chậm

Với hộp khai triển thì U_nhanh=1.3U_chậm­

Ta có U_hôp=1.3

Với u_chung =u_h.u_x=u_­x.1,3.

 U_châm  =  =3,912

     U_nhanh  = 1,3.3,92=5,16

Từ hình vẽ ta có :    U_nhanh  =  n₁/n₂

Với n₁ = n_đc  = 2922 v/p

 U_nhanh  = 

 n₂  =   = 56,3(v/p) của trục 2

bánh răng 2 và 3 cùng lắp trên trục 2 nên n₂  = n₃

Ta có U_châm  =     n₄  =  =  = 143 vòng/phút

Xác định công suất và mô men trên các trục

Công suất trên trục III

P_III =    =   =   = 6,31 kw

P_II   =    =   =  6,57  kw

P_I =    =   = 6,84 kw

T_III  = 9,55.10⁶  = 9,55.10⁶.6,31/143 = 0,43.10⁶ Nmm

T_II = 9,55.10⁶  = 9,55.10⁶. 6,57/563 = 0,11. 10⁶ Nmm T_I = 9,55.10⁶  = 9,55.10⁶. 6,84/2922 = 0,02. 10⁶ Nmm

Tính toán công suất, momen, tỷ số truyền và số vòng quay được ghi lại trong bảng sau:

tính toán các bộ truyền

PHẦN B :TÍNH TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG CẤP NHANH VÀ CẤP CHẬM TRONG HỘP GIẢM TỐC KHAI TRIỂN

  Các số liệu tính toán:

    Cấp nhanh:

         P_I = 6,84 KW

         n_I = 2922 vòng / Phút

    Cấp chậm

         P_II = 6,57 KW

         n_II = 563 vòng / Phút

     u_hộp = 20, thời hạn sử dụng 21000 giờ.

     Tải trọng va đập vừa như hình vẽ:

Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp bánh răng như nhau.

Cụ thể theo bảng 6.1 chọn

Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 241- 285 có

bánh lớn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 192 – 240 có

         Phân tỷ số truyền u_n = 20 cho các cấp

 Xuất phát từ quan điểm bôi trơn ta tính toán ở phần trước được

             u₁ = u_nhanh = 5,1

             u₂ = u_chậm = 3,92

Xác định ứng xuất cho phép

theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 180 – 350

  , S_H = 1,1

  ,  S_F = 1,75

   S_H , S_F : Là hệ số an toàn khi tính theo sức bền tiếp xúc và uốn

            lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở.

  Chọn độ rắn bánh nhỏ HB₁ = 250, độ rắn bánh lớn là HB₂= 230 khi đó

    Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc là

                N_Ho = 30HB^2,4

              N_Fo  số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

               N_Fo = 4.10⁶ đối với tất cả các loại thép

   Tính toán ta có

     N_F01 = 30.250^2,4 = 1,7.10⁷

     N_F02 = 30.230^2,4 = 1,4.10⁷

    Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương khi tính theo sức bền uốn và tiếp xúc là : N_FE, N_HE

      Vì bộ truyền làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc N_FE và N_HE được tính như sau:

          N_HE = 60C

          N_FE = 60C

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

     m_F : số mũ của phương trình đường cong mỏi uốn

      T_i  , T_max : là momen xoắn ở các chế độ tải trọng  và momen lớn nhất trong các momen.

        N_HE2 = 60C

         N_HE2 = 60.1

               = 4,5.10⁸>1,4.10⁷ do đó  K_HL2 = 1

          N_HE1= u₁ N_HE2= 5,1.4,8.10⁸ = 22,92.10⁸  >  N_Ho1

        Do đó K_HL1 = 1

   Như vậy theo 6.1a. Sơ bộ xác định được:

    Cấp nhanh sử dụng răng nghiêng nên ta có

        [    ] =   

       [   ]_min = [  ]

         [   ] =    MPa

   Với cấp chậm dùng răng nghiêng ta tính ra N_HE đều lớn hơn N_H0 nên

                 K_HL = 1 do đó

                [   ]^’ = [   ] = 482

           theo 6.7 ta có

        N_FE = 60C 

          N_FE2 = 60.1.   .21000.   = 3,93.10⁸ > N_FO

    Do dó K_FL2 = 1 tương tự ta có K_FL1 = 1

    Do dó theo 6.2a với bộ truyền quay một chiều K_FC = 1

     K_FC : là hệ số xét đến đặt tải trọng

        [   _F1]  =    .K_FC.K_FL/S_F =     = 114,3 Mpa

         [   _F2] =   _Flim2K_FC.K_FL/S_F =    .1.1 = 236,6 Mpa

  Ứng suất quá tải cho phép theo 6.10 và 6.11 có

          [ _H]_max = 2,8. _ch2 = 2,8.450 = 1260 Mpa

          [ _F1]_max = 0,8. _ch1 = 0,8.580 = 464 Mpa

             [..._F2]_max = 0,8. ..._ch2 = 0,8.450 = 360 Mpa

I.Tính toán cấp nhanh bộ truyền bánh trụ răng nghiêng

     Xác định sơ bộ khoảng cách trục

   Theo 6.15a ta có  a_w1 = K_a(u₁ + 1).

      K_a : là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng

      T₁ : là mô men xoắn trên bánh chủ động (Nmm)

      [ _H] : là ứng suất tiếp xúc cho phép Mpa , U₁ là tỷ số truyền ,

       _ba : là hệ số chiều rộng vành răng  _ba = b_w/a_w

                       a_w1 = 43(5,1+1)

    Trong đó theo bảng 6.6 chọn   = 0,3 , răng nghiêng K_a = 43 ,

     _bd = 0,5 _ba(u + 1) = 0,5.0,3.(5,1 + 1) = 0,915

  Do đó theo bảng 6.7 ta chọn   = 1,15

       a_w1 = 102,83 mm ta chọn a_w1 = 102 mm

     Xác định các thông số ăn khớp

    Theo 6.17 ta có    m =( 0,01¸ 0,02 ).a_w = (0,01¸ 0.02 ).102

    m = 1,02 – 2,04 ta chọn   m = 2 , chọn sơ bộ  = 10⁰ do đó

      cos  = cos10⁰ = 0,9848, theo 6.31 số bánh răng nhỏ

   z₁ = 2 a_w cos........./ m(u₁+1) =  .... = 16.47 chọn z₁ = 16