HỘP GIẢM TỐC 3 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG - THẲNG KHAI TRIỂN ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O17

HỘP GIẢM TỐC 3 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG - THẲNG KHAI TRIỂN ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O17, BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG, khai triển, thuyết minh hộp giảm tốc

 

            Đề số 9: Thiết kế hệ dẫn động băng tải                                    

                                       Số liệu cho trước

1. Lực kéo băng tải : F=10000N
2. Vận tốc băng tải:   v=0,48m/s
3. Đường kính tang:  D=300mm
4. Thời hạn phục vụ: l_h=1200giờ
5. Số ca làm việc :     soca = 2
6. Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài : 30⁰
7. Đặc tính làm việc : va đập vừa

	Tmm=1,4T1 T2=0,7T1 t1=5h t2=2h tck=8h

 

 

 

 

 

 

Chương 1: Chọn động cơ và phân phối

                    tỷ số truyền

1. Từ công thức (2.8) ta có : P_ct=P_t/h

Trong đó P_t-  công suất tính toán trên trục máy công công tác;P_ct- công suất cần thiết trên trục động cơ;

Trong trường hợp tải trọng thay đổi ta có: P_t=P_tđ=b.P_lv

                                  P_lv=...........=4,8kW  (2.11)

   b=..............=0,86

    h=h_k.h³_ol.h²_br.h_x.h_ot

.  h_k – Hiệu suất nối trục đàn hồi , h_k=0,99

.  h_ol – Hiệu suất một cặp ổ lăn , h_ol=0,99

.  h_br – Hiệu suất một cặp bánh răng , h_br=0,97   

  .h_x – Hiệu suất bộ truyền xích , h_x=0,96

    h_ot – Hiệu suất một cặp ổ trượt , h_ot=0,99

                                         ( tra bảng 2.3 )

         h=0,99.0,99³.0.97².0,96.0.99=0,859

       Vậy :  P_t=0,86.4,8=4,128kW

                  P_ct=...........=4,085kW

2. Tính n_lv : n_lv=.........

3. Phân phối tỷ số truyền và chọn động cơ :

  n_sb=n_lv.u_t  , u_t=u_h.u_x .    Chọn u_x=3  ;  u_h=16 ( bảng 2.4)

  u_h=u₁.u_2­ , u_t=16.3=48               u₁- TST bộ truyền cấp nhanh

                                          u₂- TST bộ  truyền cấp chậm   

                n_sb=30,57.16.3=1437,36vg/ph

 Chọn n_đc=1500vg/ph với P_ct=4,085kW, tra bảng P1.3 ta chọn dùng động cơ loại K132M4 có P_đc=5,5kW, n_đc=1445vg/ph , ..         

  Tính lại u_t=...........=47,26,  u_x=3  ;  u_h=..............  

              u_h=u₁.u₂ với u₁=(1,2¸1,3)u₂

    Vậy  u₁=4,35 ;   u₂= 3,62 

      4. Tính toán các thông số động học

P₄=P_lv=4,8kW

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

T₀=9,55.10^{6................}       T₁=9,55.10^{6............}

          T₂=9,55.10^6...              T₃=9,55.10^6......

          T₄=9,55.10^6...

	Động cơ	1		2		3		4
u	uk=1		u1=4,35		u2=3,62		u4=ux=3
P(kW)	5,58	5,47		5,26		5,05		4,8
n(vg/ph)	1445	1445		332,18		91,76		30,58
T(Nmm)	36878,2	36151,21		151222,23		525583,04		1499018,96

Ta có bảng sau :

Chương 2: Thiết kế bộ truyền ngoài – Bộ                  truyền xích

1. Chọn loại xích: Vì công suất P nhỏ, tải bình thường nên ta chọn xích con lăn với công suất chủ động P₃
2. Chọn số răng đĩa xích: Với u_x=3 , chọn số răng đĩa xích nhỏ Z₁=25, do đó số răng đĩa xích lớn là Z₂=u_x.Z₁=3.25=75<Z_max=120      

Theo công thức (5.3), công suất tính toá: P_t=P₃.k.k_z.k_n  , trong đó với Z₁=25 , k_Z=25/Z₁=1 , n₃=91,76vg/ph, chọn n₀₁=50vg/ph, k_n=, k=k₀.k_a.k_đc.k_đ.k_c.k_bt     

k₀=1(đường tâm các đĩa xích làm với phương nằm ngang một góc <60⁰)

k_a=1(chọn a=40p)

k_đc=1(điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích)

k_đ=1,2 (tải trọng va đập)

k_c=1,25(bộ truyền làm việc 2 ca)

k_bt=1,3 (bôi trơn có bụi,chất bôi trơn II)

                                  (Bảng 5.6 – 5.7)

Như vậy: k=1.1.1.1,2.1,25.1,3=1,95

                P_t=5,05.1,95.1.0,54=5,32kW

Theo bảng 5.5 với n₀₁=50vg/ph, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích       p=31,75mm thoả mãn điều kiện độ bền mòn P_t£[P]=5,83kW

3. Khoảng cách trục a: Khoảng cách trục nhỏ nhất được giới hạn khe hở cho phép giữa các đĩa xích, ta có : a_min= 0,5(d_a1+d_a2)+(30¸50)

    Mặt khác để tránh lực căng quá lớn do trọng lượng bản thân xích gây nên, khoảng cách trục không nên quá lớn: a£ a_max=80p

   Ta chọn sơ bộ a=40p=40.31,75=1270mm

    Số mắt xích : ....

        .... Lấy số mắt xích x_c=132

   Tính lại khoảng cách trục a:

   a^*= 0,25p{x_c-0,5(Z₂+Z₁)+.......}

   a^*= 0,25.31,75[132-0,5.100+...........]

   a^*=7,9375(82+78,89)=1277mm

 Để xích không chịu lực căng quá lớn ta giảm a một lượng Da=0,003a»3mm

                  Vậy a =a^*- Da=1274mm

  Số lần va đập của xích : Theo CT (5.14): i=Z₁.n₃/15x =25.91,76/15.132

         i=1,16<[i] =20 (bảng 5.9)

4. Kiểm nghiệm về độ bền

 - Theo CT(5.15) : Hệ số an toàn   s =...

   Theo bảng (5.2) : Q-Tải trọng phá hỏng , Q=88500N

                               k_đ – Hệ số tải trọng động , k_đ=1,2,ứng với chế độ làm việc trung bình

                              v =....

                                F_t – Lực vòng, F_t=...

                              F_v- Lực căng do lực ly tâm sinh ra , F=qv²

             Tra bảng (5.2)  q=3,8kg (khối lượng 1m xích)

                              F_v=3,8.1,21²=5,56 N

                              F₀-Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra        

                              F₀=9,81.k_f.q.a  , k_f - hệ số phụ thuộc độ võng f của xích vàvị trí bộ truyền, lấy k_f=4 (góc nghiêng =30⁰<40⁰)                F₀=9,81.4.31,75.1,274=1587,24 N

Vậy  s = ..............

Theo bảng 5.10 với n₀₁=50vg/ph ; [s]=7 ,vậy s >[s] .Do đó bộ truyền xích đảm bảo độ bền

   - Kiểm tra độ bền tiếp xúc của đĩa xích

 F_vđ -Lực va đập trên m dãy xích, F_vđ =13.10^-7.n₃.p³.m=13.10^-7.91,76.31,75³.1

  F_vđ =3,81N

    A- Diện tích chiếu, bảng (5.12): A=262mm² , k_đ=1,2 , k_d=1(xích một dãy)

   k_r-Hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích , k_r=0,42 

   E – Modun đàn hồi , E=      , Lấy E= 2,1.10⁵MPa

         Theo bảng 5.11 ta dùng thép 45,tôi +ram có độ cứng HRC45, có     

   5. Đường kính đĩa xích: Theo CT(5.17) ta có:

    Đường kính vòng chia của đĩa xích được xác định:

      d₁=p/sin(p/Z₁)=31,75/sin(p/25) =207,92mm

      d₂=p/sin(p/Z₂)=31,75/sin(p/75) =758,58mm

     d_a1 =p[0,5 + cotg(p/Z₁)]=267,33mm

     d_a2 =p[0,5 + cotg(p/Z₂)]=773,79mm     

6. Tính lực tác dụng lên trục

                      F_r=k_x.F_t  , với k_x=1,15(vì bộ truyền nghiêng một góc <40⁰)

                      F_r=1,15.4173,55=4799,58 N

 

Chương3:Thiết kế bộ truyền trong –Truyền            động bánh răng

1. Chon vật liệu : Chọn vật liệu thích hợp là một bước quan trọng trong việc tính toán thiết kế chi tiết máy nói chung và truyến động bánh răng nói riêng. Thép để chế tạo bánh răng được chia làm hai nhóm khác nhau về công nghệ cắt răng, nhiệt luyện và khả năng chạy mòn. Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu thuộc nhóm I có HB £ 350 ( Bảng 6.1 )

                 Bánh chủ động : Thép 45 tôi cải thiện có HB₁ =241 ¸ 285 MPa

                                                                               s_b1   = 850MPa

                                                                               s_ch1 = 580 MPa

 

                Bánh bị động : Thép 45 tôi cải thiện có   HB₂ = 192 ¸ 240 MPa

                                                                             s_b2= 750MPa

                                                                            s_ch2 = 450 MPa

2. Xác định ứng suất cho phép

Ứng suất tiếp xúc cho phép [s_H] và ứng suất uốn cho phép [s_F]được xác định :                          [s_H] = .Z_R.Z_V.K_xH.K_HL

                           [s_F] = .Y_R.Y_S.K_xF.K_FC.K_FL

  Lấy sơ bộ :   Z_R.Z_V.K_xH =1  ;  Y_R.Y_S.K_xF =1

                  Vậy [s_H] = .K_HL

                          [s_F] = .K_FC.K_FL

+K_FC–Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải , bộ truyền quay một chiều nên K_FC =1 +s⁰_Hlim  ,  s⁰_Flim  Lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở, theo bảng (6.2) với thép 45 tôi cải thiện có

                 HB = 180¸350 .Chọn HB₁ =280 ; HB₂= 265

s⁰_Hlim1 =2HB₁ +70 =  2.280+70 =630 MPa

s⁰_Hlim2 =2HB₂ +70 =  2.265+70 =600 MPa

S_H =1,1

s⁰_Flim1 =1,8HB₁ =  1,8.280 =504 MPa

s⁰_Flim2 =1,8HB₂ =  1,8.265 =477 Mpa

S_F =1,75

+ K_HL, K_FL – Hệ số tuổi thọ, xétđến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền , được xác định

              K_HL = ..................

+ m_H , m_F – Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn , vì HB £350

nên lấy m_H = m_F =6

+ N_HO – Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

                  N_HO1 = 30H  = 30.280^2,4 =2,24.10⁷

                  N_HO2 = 30H  = 30.265^2,4 =1,96.10⁷

 N_HE = 60c

N_HE2 = 60c.n₁/u₁. =60.1

N_HE2 =17.10⁷ > N_HO2 Do đó K_HL2 =1. Suy ra N_HE1 > N_HO1 do đó K_HL1 =1

 Như vậy theo (6.1a) sơ bộ xác định được :       

   Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng, do đó theo (6.12) ta có:

              [s_H] =

   Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng tương tự ta tính được N_HE> N_HO

do đó[s_H]_chậm =[s_H]₂ =545,45 MPa

+ N_F0 – Là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn, N_F0 =4.10⁶ đối với tất cả các loại thép

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

Mục lục 

Chương 1: Chọn động cơ và tỷ số truyền………………………………1

1.Tính P_ct………………………………………………………………….1

2.Tính n_lv………………………………………………………………….2

3.Phân phối tỷ số truyền và chọn động cơ………………………………..2

4.Tính toán các thông số động học……………………………………….2

Chương 2: Thiết kế bộ truyền ngoài – Bộ truyền xích………………..3

1.Chọn loại xích………………………………………………………….3

2.Chọn số răng đĩa xích…………………………………………………..3

3.Khoảng cách trục a……………………………………………………..3

4.Kiểm nghiệm về độ bền………………………………………………...4

5.Đường kính đĩa xích……………………………………………………4

6.Tính lực tác động lên trục………………………………………………5

Chương 3: Thiết kế bộ truyền trong – Truyền động bánh răng……..5

1.Chọn vật liệu……………………………………………………………5

2.Xác định ứng suất cho phép…………………………………………….5

3.Tính toán cấp nhanh…………………………………………………….7

a.Xác định sơ bộ khoảng cách trục………………………………………..7

b.Xác định các thông số ăn khớp………………………………………….7

c.Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc………………………………………...8

d. Kiểm nghiệm về độ bền uốn…………………………………………….9

e.Kiểm nghiệm quá tải……………………………………………………..9

4.Tính toán cấp chậm………………………………………………………10

a.Xác định sơ bộ khoảng cách trục…………………………………………10

b.Xác định các thông số ăn khớp…………………………………………...10

c.Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc…………………………………………11

d. Kiểm nghiệm về độ bền uốn……………………………………………..12

e.Kiểm nghiệm quá tải……………………………………………………..12

Chương 4: Tính trục………………………………………………………13

1.Tính toán sơ bộ đường kính trục………………………………………….13

2.Phân tích lực……………………………………………………………..14

3.Xác định lực tác dụng lên các cặp bánh răng……………………………15

a.Trục 1……………………………………………………………………15

b.Trục 2……………………………………………………………………16

c. Trục 3…………………………………………………………………...16

5.Tính các lực và phản lực tác dụng lên trục………………………………16

a.Tính toán trục 1………………………………………………………….16

b.Tính toán trục 2………………………………………………………….19

c.Tính toán trục 3………………………………………………………….23

Chương 5:  Chọn ổ lăn…………………………………………………..25

1.Trục 1…………………………………………………………………..25

2.Trục 2…………………………………………………………………..26

3.Trục 3…………………………………………………………………..27

Chương 6:  Thiết kế vỏ hộp giảm tốc………………………………….27

Chương 7:   Bôi trơn……………………………………………………29

1.Bôi trơn ổ lăn………………………………………………………….29

2.Bôi trơn hộp giảm tốc……………….…………………………………29

Tài liệu tham khảo :  Tính toán thiết kế hệ dẫn    động cơ khí T1 , T2

PGS – TS Trịnh Chất – TS Lê văn Uyển

                     Lời cảm ơn

    Môn học Đồ án Chi tiết máy là một môn học quan trọng đối với sinh viên chuyên ngành cơ khí và không cơ khí. Nó là môn học thực hành của môn Chi tiết máy đã được học ở học kỳ trước. Nó giúp cho sinh viên bước đầu làm quen và nắm bắt được trình tự của một bài toán thiết kế trong cơ khí. Mặt khác nó cũng giúp củng cố kiến thức lý thuyết đã được học

   Trong quá trình làm đồ án em đã được các thầy ở bộ môn Cơ sở thiết kế máy và đặc biệt là thầy ........... tận tình giúp đỡ. Do thời gian có hạn nên em không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót

    Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.