Đề tài " Thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc " pdf

TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang Lun vn ti: " Thit k cỏc b truyn trong hp gim tc " BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 1 TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang LI NOI U Mụn hoc Chi tiờt may la mụt mụn hoc quan trong va cõn thiờt ụi vi sinh viờn nghanh c khi noi chung va nghanh cụng nghờ ụ tụ noi riờng. Bai tõp ln Chi tiờt may cung la mụt phõn khụng thờ thiờu c vi no cung cõp cac kiờn thc c s vờ kờt cõu cung nh c s thc tờ sau khi a hoc qua ly thuyờt. Nhng vi la lõn õu tiờn vi mụt cụng viờc mi me la võn dung ly thuyờt ờ giai quyờt nhng võn ờ co liờn hờ mõt thiờt vi san xuõt,thiờt kờ ra nhng chi tiờt va bụ phõn may co hinh dang va kich thc cu thờ, nờn cung khụng thờ tranh khoi lung tung. Bai tõp ln mụn hoc Chi tiờt may la tụng hp nhiờu kiờn thc cac mụn hoc nh: sc bờn võt liờu,c hoc ly thuyờt, nguyờn ly may,chi tiờt may ,dung sai do võy sau khi lam xong bai tõp ln mụn hoc Chi tiờt may cang hiờu ro cac mụn hoc co mụi liờn quan va mụi quan hờ cht che vi nhau. May moc hõu hờt dõn ụng bng c khi ma mụn hoc nay lai co tinh toan va thiờt kờ hờ dõn hờ thụng ụng c khi va no la c s ờ thiờt kờ cac mụn hoc khac. Viờc lam bai tõp ln mụn hoc nay giup cho sinh viờn co tinh cõn thõn va ti mi trong thiờt kờ. o la cac yờu tụ rõt cõn cho ngi lam c khi. Trong qua trinh hoan thanh bai tõp ln khụng thờ tranh khoi sai sot do thiờu kinh nghiờm va kiờn thc thc tờ. Vi võy kinh mong s chi bao va giup cua thõy ờ em hoan thanh bai tõp ln c tụt hn. ờ hoan thanh c bai tõp ln nay em xin chõn thanh cam n thõy Ngụ Vn Giang a tõn tinh chi dõn giup em hoan thanh tụt bai tõp ln mụn hoc Chi tiờt may. Vinh,ngay 07 thang 12 nm 2011. SVTH : ng Vn Hoan BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 2 TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang Mục lục 1. Chọn động cơ : 3 2. Phân phối tỉ số truyền 5 3. Tính toán các thông số động học 5 II. Thiết kế các bộ truyền trong V ngoài hộp giảm tốc 6 III. Tính toán thiết kế trục,chọn then,khớp nối 13 1. Xác định sơ đồ đặt lực 13 2. Chọn vật liệu chế tạo: 14 3. Xác định sơ bộ đờng kính trục 14 4. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 15 5. Xác định phản lực tại các gối đỡ 16 6. Tính chính xác đờng kính các đoạn trục 17 7. Kiểm nghiêm về độ bền mỏi 20 8. Tính và kiểm nghiệm độ bền của then 24 IV. Tính toán thiết kế ổ lăn 24 1. Chọn ổ lăn đối với trục I ( trục vào ) 24 2. Chọn ổ lăn cho trục II của hộp giảm tốc 26 3. Chọn ổ lăn cho trục II của hộp giảm tốc: 27 4. Các thông số cơ bản của ổ lăn trong hộp giảm tốc khai triển th- ờng 29 V. Xác định các thông số của vỏ hộp 29 1. Các kính thớc cơ bản của vỏ hộp 29 2. Các chi tiết khác 31 VI. Chế độ bôi trơn và lắp ghép 32 Tài liệu tham khảo 34 3 I. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền. 1. Chọn động cơ : a) Xác định công suất cần thiết trên trục động cơ. lv ct N N = Trong đó: BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 3 TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang . 1000 lv P v N = = 6000.0,8 1000 = 4,8 (kw) 2 . . . x ol br k = Với: _hiệu suất bộ truyền xích. ol _hiệu suất 1 cặp ổ lăn. br _hiệu suất 1 cặp bánh răng. k _hiệu suất khớp nối. Theo bảng 2-1(trang 27 sách TKCTM) chọn =0,92 ; ol =0,995; br = 0,97; k = 1 2 0,92.0,995 .0,97.1 0,88 = = 4,8 5,45 0,88 ct N = = (kw) b) Xác định tốc độ đồng bộ động cơ điện. . sb lv t n n u = 60000. . t lv v n D = Với v_vận tốc xích tải D_Đờng kính tang quay 60000.0,8 38,2 3,14.400 lv n = = (v/p) . t x h u u u = Từ bảng 2-2 (32) vì là loại bánh răng rụ cấp 1 nên 3 7 h u = ữ chọn u h = 3,8 Tỷ số truyền xích chọn 2 6 x u = ữ và chọn u x = 4 4.3,8 15,2 t u = = 38,2.15,2 435,48 sb n = = (v/p) Chọn số vòng quay đồng bộ 450 v/p. Với ct N = 5,45 kw, n đb = 450 v/p tra b ng P1.3 trang 238. chọn động cơ có số hiệu 4A132M8Y3 có dc N =5,5 kw, n đc =716 v/p BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 4 TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang 2. Phân phối tỉ số truyền. a) Xác định tỉ số truyền chung 970 19,03 50,96 dc c t n u n = = = b) Phân phối tỉ số truyền. Chọn u x = 4 Mà u c = u x .u br = 19,03 19,03 4,76 4 c br x u u u = = = 3. Tính toán các thông số động học. Xác định các công suất trên trục. 8,4 9,18 . 0,92.0,995 lv t x ol N N = = = (kw) 2 9,18 9,51 . 0,995.0,97 t ol br N N = = = (kw) 2 1 9,51 9,85 . 0,995.0,97 ol br N N = = = (kw) 1 9,85 9,85 1 dc k N N = = = (kw) Xác định số vòng quay của trục. n 1 = n đc = 970 (v/p) 1 2 970 203,78 4,76 br n n u = = = (v/p) 2 203,78 50,95 4 t x n n u = = = (v/p) Xác định mômen xoắn trên trục. 6 6 1 9,85 9,55.10 . 9,55.10 . 96976 970 dc dc x N M n = = = (Nmm) 1 6 6 1 1 9,85 9,55.10 . 9,55.10 . 96976 970 x N M n = = = (Nmm) 2 6 6 2 2 9,51 9,55.10 . 9,55.10 . 445679 203,78 x N M n = = = (Nmm) 6 6 9,18 9,55.10 . 9,55.10 . 1720686 50,95 t t x t N M n = = = (Nmm) BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 5 TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang II. Thiết kế các bộ truyền trong V ngoài hộp giảm tốc. II.1. Tính bộ truyền ngoài Bộ truyền xích Từ tính toán trên ta có những số liệu: Công suất trên trục: N = N 2 = 9,51 KW Tốc độ quay của trục: n=203,78 (vòng/phút) Tỉ số truyền u = u x = 4.Tải trọng va đập vừa, bộ truyền nằm ngang 1. Chọn loại xích : Do vận tốc và công suất truyền không cao cho nên ta chọn loại xích con lăn. 2. Xác định các thông số của bộ truyền. Dạng hỏng chủ yếu và nguy hiểm nhất là mòn, do đó ta tính xích theo độ bền mòn. -Theo bảng 5.4 (sách tính toán thiết kế tr 80-T1 ) ứng với u = 4, ta chọn số răng đĩa nhỏ Z 1 = 23, từ đó ta có số răng đĩa lớn Z 2 = u. Z 1 = 115 BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 6 1,4T 1 T 1 0,7T 1 2-3s t 1 t 2 t ck Sơ đồ tải trọng TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang - Bớc xích( t ) đợc xác định theo công thức tính toán ( công thức 12-22) và tra bảng 12.5 [ giáo trình chi tiết máy T2 tr 12-15 ] Ta có Tải trọng va đập vừa, lấy K đ = 1,5 hệ số tải trọng động Chọn khoảng cách trục a 40.t K a = 1 hệ số chiều dài xích Bộ truyền nằm ngang K o = 1 hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền Bộ truyền có thể điều chỉnh đợc K đc = 1- hệ số xét đến khả năng điều chỉnh Chọn phơng án bôi trơn định kỳ K b = 1,5 - hệ số xét đến điều kiện bôi trơn Bộ truyền làm việc 2 ca K c = 1.25 - hệ số kể đến chế độ làm việc Theo công thức 5.4 (sách tính toán thiết kế ) ta có hệ số điều kiện sử dụng xích K = K đ . K a . K o . K đc . K b . K c =1,5 . 1 . 1 . 1 . 1,5 . 1,25 = 2,81 Hệ số răng đĩa dẩn K Z = 25/ Z 1 = 1,09 Hệ số vòng quay K n = n 0 / n 1 = 50/ 80 = 0,625 ; với n 0 = 50 vg/ph Hệ số xét đến số dãy xích K x = 1 chọn xích một dãy. Theo công thức 12 22 (giáo trình chi tiết máy T2 tr 12-15) ta có công suất tính toán là N tt = K . K Z . K n . N / K x = 2,81 . 1,09 . 0,625 . 2,07 / 1 = 3,64 KW theo bảng 5.5 (sách tính toán thiết kế T1) với n 0 = 50 vg/ ph, ta chọn bộ xích một dãy có bớc xích t = 31,75 mm thoả mãn điều kiện bền mòn N tt < [N] = 5,83 KW đồng thời theo bảng 5.8 thì thoả mãn điều kiện t < t max - khoảng cách trục sơ bộ a = 40 . t = 40 . 31,75 =1270 mm Số mắt xích đợc xác định theo công thức X= 2.a/ t + 0,5( Z 1 + Z 2 ) + (Z 2 - Z 1 ) 2 . t / 4 2 .a Thay số ta đợc X = 131.6 BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 7 TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang Ta chọn số mắt xích là X = 132 ( mắt ). Ta tính chính xác khoảng cách trục a theo công thức ( ) ( ) [ ] ( ) [ ] +++= 2 12 2 2121 /Z2Z0,5-XZ0,5-X 25,0 ZZZta thay số ta đợc a = 1276,75 mm để xích không phải chịu lực căng quá lớn ta giảm khoảng cách trục a vừa tính đợc một lợng a = ( 0,002 0,004).a do đó ta lấy a = 1274 mm Số lần va đập của xích: i = Z 1 . n 1 / (15. X) = 25 . 80/ (15 . 132) 1< [i] = 25 (bảng 5.9) Đờng kính các đĩa xích Theo công thức 5.17 (sách tính toán thiết kế tr 86-T1 ) Ta có : Đờng kính đĩa xích dẫn d 1 = t/sin(/Z 1 ) = 31,75 / sin(/25) = 253,32 mm Đờng kính đĩa xích bị dẫn d 1 = t/sin(/Z 2 ) = 31,75 / sin(/75) = 758,2 mm Lực tác dụng lên trục đĩa xích đợc xác định theo công thức F r = K t . F t = 6. 10 7 .K t .N/ Z 1 . n 1 . t Trong đó K t = 1,15 là hệ số xét đến trọng lợng của xích tác dụng lên trục ( ở đây bộ truyền nằm ngang ) Thay số ta có F r = 6. 10 7 .1,15 . 2,07/ 25 . 80 . 31,75 = 2249.3 (N) ii.2. TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG TRONG HộP GIảM TốC Vì là hộp giảm tốc đồng trục, đã chọn tỷ số truyền u 1 = u 2 do đó bộ truyền cấp nhanh không dùng hết khả năng tải cho nên ta tính bộ truyền cấp chậm trớc , bộ truyền cấp nhanh có thể lấy gần nh toàn bộ số liệu của bộ truyền cấp chậm A. tính bộ truyền cấp nhanh ( bộ truyền trục vít- bánh vít ) 1. Tính vận tốc sơ bộ v s = 3 2 3 2 3 3 1 1 8,8.10 . . . 8,8.10 . 9,85.4.80 4,10( / )N u n m s = = BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 8 TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang Chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh thiếc bP 10-1 Chọn vật liệu làm trục vít là thép 45, tôi bề mặt đạt độ rắn HRC 45 2. Tính ứng suất cho phép Theo bảng 7.1[I]/146 với bánh vít làm bằng vật liệu nh trên đúc trong khuôn cát có b =120(MPa), ch = 280 (MPa). Tính ứng suất tiếp xúc cho phép [ H ] N HE =60. = N i iii tnTT 1 4 22 )/( trong đó n i , T 2i , số vòng quay trong 1 phút và mô men xoắn trên bánh vít trong chế độ thứ i ,i = 1,2 , N, N số thứ tự chế độ làm việc , t i số giờ làm việc trong chế độ thứ i , T 2i là trị số đợc dùng để tính toán , T 2 là mô men xoắn lớn nhất trong các trị số BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 9 1,4T 1 T 1 0,7T 1 2-3s t 1 t 2 t ck Sơ đồ tải trọng TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang thay số ta có N HE = 60.23000 (1 4 5 + 0,5 4 .3) = 1,681.10 6 K HL = 7 6 8 10 /1,681.10 1,25= [ Ho ] = 0,85 . b = 0,85.120 = 170 (MPa) [ b ] = [ Ho ]. K HL = 170.1,25 = 212,5 (MPa) Tính ứng suất uốn cho phép N FE = 60. = N i iii tnTT 1 9 22 )/( = 60.5400. (1 9 .5 + 0,5 9 .3) = 1,622.10 6 K FL = 6 6 6 9 9 10 / 10 /1,622.10 0,948 FE N = = [ Fo ] = 0,25. b + 0,08. ch = 52,4 (MPa) [ F ] = [ Fo ] . K FL = 52,4 .0 ,948 = 49,68 (MPa) ứng suất quá tải Với bánh vít bằng đồng thanh thiếc [ H ] max = 4. ch = 4.280 = 1120 (MPa); [ F ] max = 0,8. ch = 0,8.280 = 224(MPa); 3 .Tính thiết kế - Xác định a : Chọn sơ bộ K H = 1,2 . Với u = 5 chọn z 1 = 7 do đó z 2 = z 1 .u = 7.5 = 35 răng Mô men xoắn trên trục 2 là T 2 = 254603 (Nmm) Chọn hệ số đờng kính trục vít q = 10 Tính khoảng cách trục sơ bộ vì tải trọng thay đổi không đáng kể do đó chọn hệ số tập trung tải trọng là K H = K F = 1 . BàI TậP LớN MÔN HọC CTM SVTH:NG VN HOAN 10 [...]... I Bôi trơn Để giảm mất mát công suất vì ma sát ,giảm mài mòn răng ,đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các chi tiết máy bị han rỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc Do vậy đối với hệ thống bánh răng ta dùng phơng pháp bôi trơn bằng dầu Khi vận tốc vòng lớn ,công suất mất mát do khấy dầu tăng ,dầu dễ bị biến chất do bắn toé ,mặt khác các chất cạn bã dới đáy hộp dễ bị khấy... (mm) 1 = 25 (mm) Z=(L+B)\ (200 300) L , B là chiều dài và chiều rộng của hộp 2 Các chi tiết khác a Bu lông vòng hoặc vòng móc : Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công ,khi lắp ghép ,hoặc khi vận chuyển ) Nên trên thân thờng lắp thêm bu lông hoặc vòng móc Ta có khoảng cách trục a1 x a2= 100-150 Khối lợng của hộp giảm tốc có thể là 160 (kg) Theo bảng 18-3a[1] chọn loại móc a, Ta có thông số... khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Tính với trục II Theo bảng 10.2[1] chiều rộng ổ lăn b0 =21 mm Theo CT 10.10[1] chiều dài mayơ bánh răng lm2=1,4d1=1,4.32=45 mm Theo CT 10.13[1] chiều dài mayơ nửa khớp nối trục đàn hồi lm13=1,8d1=1,8.32=58 mm Theo bảng 10.3[1] ta chọn các khoảng cách: k1=10 mm _ khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khảng cách giữa các chi... ổ 4 Các thông số cơ bản của ổ lăn trong hộp giảm tốc khai triển thờng Trục vào(trục I): Loại ổ: ổ bi đỡ một dãy Kí hiệu:304 cỡ trung, d = 20 mm, D = 52 mm, b =15 mm, r = 2,0 mm, C = 12,5 kN, C0 = 7,94 kN Trục trung gian(trục II): Loại ổ: ổ bi đỡ-chặn cỡ trung hẹp có kí hiệu 46305 có : C = 21,10 kN , D = 62 mm , b=T = 17 mm , r = 2 mm , r1=1 mm , Co = 14,9 kN V Xác định các thông số của vỏ hộp 1 Các. .. cần đảm bảo lợng ngâm dầu cần thiết Đối với hệ thống ổ lăn để đảm bảo điều kiện cho ổ làm việc tốt ta cần bôi trơn cho ổ bằng mỡ BàI TậP LớN MÔN HọC CTM 32 SVTH:NG VN HOAN TRƯờng đhspkt vinh gvhd:ngô văn giang 1 Bôi trơn ổ lăn ổ lăn ở trục một đợc bôi trơn trực tiếp bằng dầu bôi trơn của hộp giảm tốc Còn ổ ở các trục còn lại đợc bôi trơn bằng mỡ Ta thấy các ổ đều quay với tốc độ nhỏ hơn 300v/ph và nhiệt... (mm); df2 = 211,68 (mm) 5.Tính nhiệt truyền động trục vít Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc A= = 1000(1 ) P1 [0,7 K t (1 + ) + 0,3Ktq ]. (t d t 0 ) t ck /( Pi t i / t ck ) = 8/(5 + 0,5.3) = 1,23 Chọn Kt = 8 W/(m2 0C ) ; = 0,25 ; to = 250 ;Kt q= 29; A = 1000(1 0,82).2,7 = 0,38(m 2 ) [0,7.8.(1 + 0,25) + 0,3.29].1,23.65 6.Tính lực tác dụng lên bộ truyền Ft1 = Fa2 = 2.T1/d1 = 2.17844/63... vào ổ lần đầu: G=0,005DB Do đó ta có khối lợng mỡ tra vao ổ lần đầu của các ổ D (mm) B (mm) G (g) ổ của trục II 80 33 13,2 ổ của Trục III 85 23 9,775 2 Bôi trơn bộ truyền Dựa vào vật tốc trợt của bộ truyền trục vits ta chọn loại dầu ôtô máy 116(11) kéo AK-20 có độ nhớt 16( 2) Tử số chỉ độ nhớt Cetistoc, mẫu số chỉ độ nhớt Engle Trong ngoặc chỉ dộ nhớt tơng ứng ở 1000C BàI TậP LớN MÔN HọC CTM 33 SVTH:NG... D3 \ 2 xác định theo kết cấu e tâm lỗ bu lông và kích thớc mặt tựa S1=(1,41,7)d1 E2=22 mm R2=16 mm C=75 mm K2=43 k=19 h=30 K1=3.d1 S1 = (1,41,7).16 = 22(mm) K1= 41 (mm) q K1+ 2. q 45 +2.8 = 61(mm) s2=17 mm BàI TậP LớN MÔN HọC CTM 30 SVTH:NG VN HOAN TRƯờng đhspkt vinh Khe hở giữa các chi tiết : Giữa bánh răng với thành trong hộp Gia đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp Giữa mặt bên của các bánh răng Số lợng... d5 Mặt bích ghép lắp và thân: Chiều dầy bích thân hộp S3 Chiều dầy bích lắp hộp S4 Bề rộng bích nắp và thân k3 Kích thớc gối trục : Đờng kính ngoài và tấm lỗ vít D2,D3, Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ K2 Tâm lỗ bu lông cạnh ổ :E2,C(k là khoảng cách từ tâm bu lông đến mép lỗ ) Chiều cao h Mặt đế hộp (lồi ): Chiều dầy :khi không có phần lồi S1 Bề mặt đế hộp K1,q gvhd:ngô văn giang d1 > 0,04.a + 10 > 12mm... k1=10 mm _ khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khảng cách giữa các chi tiết quay k2=10 mm _ khoảng cách từ măt mút ổ lăn đến thành tỏng của hộp k3=10 mm _ khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ Hn=15 mm Theo bảng 10.4[1] các khoảng cách còn lại: l22=0,5(lm22+b)+k1+k2=0,5(45+21)+10+10=53 mm l23=l22+0,5(lm22+lm23)+k1=53+0,5(45+45)+10=108 mm l21=lm22+lm23+3k1+2k2+b=45+45+3.10+2.10+21=161 . giang II. Thiết kế các bộ truyền trong V ngoài hộp giảm tốc. II.1. Tính bộ truyền ngoài Bộ truyền xích Từ tính toán trên ta có những số liệu: Công suất trên trục: N = N 2 = 9,51 KW Tốc độ quay. (N) ii.2. TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG TRONG HộP GIảM TốC Vì là hộp giảm tốc đồng trục, đã chọn tỷ số truyền u 1 = u 2 do đó bộ truyền cấp nhanh không dùng hết khả năng tải cho nên ta tính bộ truyền cấp. Chọn động cơ : 3 2. Phân phối tỉ số truyền 5 3. Tính toán các thông số động học 5 II. Thiết kế các bộ truyền trong V ngoài hộp giảm tốc 6 III. Tính toán thiết kế trục,chọn then,khớp nối 13 1. Xác