Đang tải... (xem toàn văn)
Chọn động cơTỷ số truyền thực sự:uch=nđc78.78=36.9Chọn tỷ số truyền đai theo tiêu chuẩn: chọn uđ=3.56Tỷ số truyền đai thang được tính lại: uhgt=uch... Phần B.Thiết kế bộ truyền đai thang
Trang 1Học kỳ II năm học 2023-2024
ĐỀ TÀI
Đề số 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG TẢI XÍCHPhương án số: 13
Bảng số liệu:
Trang 2Phần C.Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc 9
I.Tính toán và thiết kế bộ truyền bánh răng côn trụ 9
II.Tính toán và thiết kế bộ truyền bánh răng nghiêng 12
III.Kiểm tra bôi trơn và ngâm dầu 15
Phần D.Thiết kế trục 17
I.Thiết kế trục I 17
II.Thiết kế trục II 21
III.Thiết kế trục III 24
IV.Kiểm nghiệm trục 27
Phần E.Chọn ổ lăn và nối trục: 30
I.Trục đầu vào 1: 30
II.Trục trung gian số 2 31
III.Trục đầu ra 3: 33
IV.Chọn nối trục vòng đàn hồi: 34
Phần F.Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ 36
I.Kích thước gối trục 37
II.Các chi tiết thành phần 37
Phần G.Chọn dầu bôi trơn và dung sai lắp ghép 39
I.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc: 39
II.Dung sai lắp ghép 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 40
Phần A.
Trang 3Phần A.Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyềnI Chọn động cơ điện
1 Chọn hiệu suất của hệ thống
Hiệu suất truyền động: ¿❑kn×❑đ×❑brnon×❑ol2Trong đó: kn = 0,99 : hiệu suất khớp nối
đ = 0,95 : hiệu suất bộ truyền đai thang
brn = 0,96 : hiệu suất bộ truyền bánh răng nghiêng
brc = 0,95 : hiệu suất bộ truyền bánh răng côn
ol = 0,99 : hiệu suất ổ lăn
T )2 ti
=7500× 1,3
29+22 =8.1 kW
3 Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện
Công suất cần thiết:
Trang 45 Chọn động cơ
Tỷ số truyền thực sự:uch=nđc
78.78=36.9Chọn tỷ số truyền đai theo tiêu chuẩn: chọn uđ=3.56
Tỷ số truyền đai thang được tính lại: uhgt=uch
Trang 54.Bảng phân phối tỷ số truyền
Trang 6Phần B.Thiết kế bộ truyền đai thang
Thông số kỹ thuật để thiết kế bộ truyền đai thang
Tỷ số truyền u = 3.15
I Tính toán thiết kế bộ truyền đai
Theo hình ta chọn loại đai B
Trang 7Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L = 2500
Trang 8Bảng thông số bộ truyền đai
Trang 9Phần C.Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốcI Tính toán và thiết kế bộ truyền bánh răng côn trụ.1 Thông số ban đầu
Tỷ số truyền u1=3.15
2 Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn.
Chọn thép 45 được tôi cải thiện Theo bảng 6.1 đối với bánh dẫn, ta chọn độ rắn trung bình là
Số chu kỳ làm việc cơ sở:
NHO1=30HB12,4=30.2852,4=2,34.107chu kỳNHO2=30HB22,4=30.2752,4=2,14.107chu kỳ
NF01=NF02= 5.106 chu kỳ
Theo bảng 6.2, giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau
σ0H lim = 2HB+70, suy ra
σH lim1 =2.285+70=640MpaVà σ0H lim 2 =2.250+70=620Mpa
σ0F lim =1,8HB, suy ra
σ0F lim 1 =1,8.285=513MpaVà σ0F lim 2 = 1,8.275=495MpaỨng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ
[σH]sb=min{[σH1], [σH2]) =563,64 MpaỨng suất uốn cho phép: [σF]=σ 0 FlimsF KFL
Chọn SF=1,75, ta có:
[σF1]=1,75513.1,1=322,46 Mpa
Trang 10Chiều cao đầu răng ngoài: hae1=mte=3; hae2=2 mte−hae1=3
Đường kính đỉnh răng ngoài: dae 1=de 1+2 hae 1cos δ1=72 mm ;dae 2=211 mm
5 Vận tốc vòng bánh răng:
v=π dm 1n1
60000 = π 725,5 7760000 =3.29 m/s
6 Hệ số tải trọng động
Trang 11KHv=1+ vHb dm 1
2 T1KHβKHα=1+
10,02 42.18 77
2.12 8647.1,14 1 09=1,11
bảng 6.13 ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 8 δH là trị số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp,
KxH :Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng, với dα<700 mm=¿KxH=1
Tính lại chiều rộng vành răng
F 1 = 322,463,59 =89,8Bánh bị đẫn: [YσF 2]
Trang 12Do đó, độ bền uốn được thỏa.
II Tính toán và thiết kế bộ truyền bánh răng nghiêng.1 Thông số ban đầu
Tỷ số truyền u2=3, 2 8
2 Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn.
Chọn thép 45 được tôi cải thiện Theo bảng 6.1 đối với bánh dẫn, ta chọn độ rắn trung bình là
Số chu kỳ làm việc cơ sở:
NHO1=30HB12,4=30.2852,4=2,34.107chu kỳNHO2=30HB22,4=30.2752,4=2,14.107chu kỳ
NF01=NF02= 5.106 chu kỳ
Theo bảng 6.2, giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau
σ0H lim = 2HB+70, suy ra
σH lim1 =2.285+70=640MpaVà σ0H lim 2 =2.250+70=620Mpa
σ0F lim =1,8HB, suy ra
σ0F lim 1 =1,8.285=513MpaVà σ0F lim 2 = 1,8.275=495MpaỨng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ
Trang 133 Thông số cơ bản bộ truyền
Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng:
Trang 14Góc ăn khớp: αtw=αt=tan−1tan αcos β=tan
KH=KHVKHαKHβ=¿1,01.1,13.1,05=1,2Theo bảng6.1:
Trang 15Tính lại chiều rộng vành răng
F 1 = 581,823,7 =157,25Bánh bị đẫn: [YσF 2]
140 °=1−22.8 °
140 °=0,83
Do đó, độ bền uốn được thỏa.
δ2=72.56o 22.8
Trang 16Chiều rộng vành răng(mm) 45.36 76.1365
III.Kiểm tra bôi trơn và ngâm dầu
Điều kiện bôi trơn ngâm dầu trong hộp giảm tốc côn – trụ:
Bánh răng côn cần được ngâm hết chiều rộng bánh răng lớn h trong dầu
Bánh răng trụ răng nghiêng cần ngâm hết chiều cao răng hr và tối thiểu là 10mm.
3da 4=1
3.401,67=134 mm
Trang 17Do đó bộ truyền thoải mãn điều kiện bôi trơn
Trang 18Phần D.Thiết kế trụcI Thiết kế trục I
1 Thông số ban đầu:
Ứng suất xoắn cho phép: [τ]=15 ÷ 30 MPa chọn sơ bộ [τ1]=15
k1=8 ÷15 ;chọn k1=10: Khoảng cách giữa các chi tiết quay
k2=5÷ 15 ;chọn k2=10: Khoảng cách từ mặt mút ổ tới thành trong của hộp
lm 13=(1,2 ÷1,4 ) d1=60 ÷70 ;chọn lm 13=70 mm : chiều dài mayơ bánh răng cônChọn l13=200 mm
k3=10 ÷20 ;chọn k3=15: Khoảng cách từ mặt mút ổ tới nắp ổ
hn=15÷ 20 ;chọn hn=15: Chiều cao nắp ổ và đầu bulông
lm 12=(1,2÷ 1,5) d1=60 ÷ 75 ;chọn lm 12=60 mm : chiều dài mayơ bánh đai
Fr 1=Ft 1tan α cos δ1=3145,83 tan 20 ° cos11,3 °=1122,8 N =Fa2
Fa 1=Ft 1tan α sin δ1=3145,83 tan 20° sin 11,3°=224,36 N =Fr 2
Trang 20Sơ đồ trục III Thiết kế trục II
Trang 211 Thông số ban đầu:
Ứng suất xoắn cho phép: [τ]=15 ÷ 30 MPa chọn sơ bộ [τ2]=20
k1=8 ÷15 ;chọn k1=10: Khoảng cách giữa các chi tiết quay
k2=5÷ 15 ;chọn k2=10: Khoảng cách từ mặt mút ổ tới thành trong của hộp
lm 22=(1,2÷ 1,4 ) d2=66 ÷77 ; chọnlm 22=70 mm : chiều dài mayơ bánh răng côn
lm 23=(1,2 ÷1,5 )d2=66÷ 82,5 ;chọn lm 23=66 mm : chiều dài mayơ bánh răng trụ
Trang 23Sơ đồ trục II
Trang 24III.Thiết kế trục III1 Thông số ban đầu:
Ứng suất xoắn cho phép: [τ]=15 ÷ 30 MPa chọn sơ bộ [τ3]=30
hn=15÷ 20 ;chọn hn=15: Chiều cao nắp ổ và đầu bulông
lm 32=(1,4 ÷ 2,5) d3=105 ÷187,5 mm ;chọn lm 32=105 mm : chiều dài mayơ nửa khớp nối trục đàn hồi
Trang 26Sơ đồ trục III
Trang 27τj: là momen xoắn tại tiết diện j
+ Hệ số ảnh hưởng của trị số trung bình đến độ bền mỏi, bảng 10.7
Trang 28Kσ=1,76 ; Kτ=1,54 : Trục có rãnh then cắt bằng dao phay ngón
εσ;ετ : Tra trong bẳng 10.10Trụ
Như vậy các trục thỏa điều kiện bền tĩnh của trục
3 Kiểm nghiệm then
Trang 29Các then có thông số được chọn theo bảng 9.1Điều kiện bền dập:
Trang 30Phần E.Chọn ổ lăn và nối trục:I Trục đầu vào 1:
1 Thông số ban đầu:
Trang 31QB 1>QC 1 nên ta tính toán ổ theo thông số tại B1
√2175,75=46,2 kN <C=53,90 kN
Như vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải.
4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:
Đối với đũa côn tra bảng 11.6 ta có
X0=0,5 ;Y0=0,22 cot α=0,87
Theo công thức 11.19:
Q0=X0FrB 1+Y0FaB 1=0,5.4610,56+0,87.1457,81=3573,6 N <FrB 1
Nên Q0=FrB 1=4610,56 N <C0=44800 N
Vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải tĩnh.
II Trục trung gian số 21 Các thông số ban đầu
Trang 32QA 2>QD 2 nên ta tính toán ổ theo thông số tại A2
√2175,75=109,7 kN <C=122 kN
Trang 33Trong đó m=10
Như vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải.
4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:
Đối với đũa côn tra bảng 11.6 ta có
Trang 34QC 3>QA 3 nên ta tính toán ổ theo thông số tại C3
√2175,75=134 kN <C=168 kN
Như vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải.
4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:
Đối với đũa côn tra bảng 11.6 ta có
X0=0,5 ;Y0=0,22 cot α=1,065
Theo công thức 11.19:
Q0=X0FrC 3+Y0FaC 3=0,5.8745,57+1,065.5096,7=9801,5 N >FrC3
Nên Q0=9801,5 N <C0=137000 N
Vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải tĩnh.
IV.Chọn nối trục vòng đàn hồi:
Tra bảng 16.10a ta có các thông số nối trục như sau:
200
Trang 36Phần F.Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ
Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và các bộ phận của máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết
tránh bụi.
Vật liệu chế tạo vỏ hộp là gang xám, GX15-32
Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp và thân hộp đi qua đường tâm các trục để lắp các chi tiết thuận
tiện và dễ dàng hơn Bề mặt ghép song song với mặt đế.
Mặt đáy hộp nghiêng một góc từ 10 về phía lỗ tháo dầu nhằm thuận tiện hơn trong việc tháo dầu:
dầu bôi trơn được thay thế sạch sẽ, tăng chất lượng làm việc cho hộp giảm tốc.Hộp giảm tốc đúc có các thông số cơ bản sau:
Khoảng cách trục 2-3Chiều dày:
Thân hộp, Nắp hộp, 1
Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D3, D2
Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 và C ( k là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ )
Trang 37Khe hở giữa các chi tiết:
Giữa bánh răng với thành trong hộpGiữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộpGiữa mặt bên các bánh răng với nhau
∆=10 mm ≥ (1÷ 1,2) δ=(10 ÷ 12)∆1=40 mm ≥ (3 ÷5 ) δ=(30 ÷50)
∆2=10 mm ≥ δ=10
200 ÷ 300=
847+350300 ≈ 4
Trang 39Phần G.Chọn dầu bôi trơn và dung sai lắp ghépI Dầu bôi trơn hộp giảm tốc:
Chọn độ nhớt phụ thuộc vào vận tốc vật liệu chế tạo bánh rang, tra theo bảng 18.11
Với vận tốc vòng từ 1 – 2,5 m/s, vật liệu chế tạo bánh rang là thép C45 tôi cải thiện, độ nhớt củadầu ở 50 °C là 186
Tra bảng 18.13 ta sử dụng dầu bôi trơn AK-15.
II Dung sai lắp ghép
Đối với vòng ngoài chọn kiểu lắp H7
c Bảng dung sai lắp ghép bánh răng và then
Trang 40Sai lệch giới hạn của chiều rộng rãnhthen
Sai lệch giơi hạn chiều sâu rãnh then
8 ×7 × 4 -15-51
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trọng Hùng, PGS.TS Ninh Đức Tôn