Đồ án chi tiết máy - Động cơ điện potx

Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng của cấp nhanh trong hộp giảm tốc theo số liệu sau: - Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn n1 =1450 v/p, bộ truyền quay 1 chiều.. - Để cố địn

PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI

TỈ SỐ TRUYỀNCHƯƠNGI: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

- Để chọn động cơ cho bộ truyền trước hết ta phải tính công suất cần thiết

Ta có công thức: Nct =

η N

Trong đó:

Nct: Công suất cần thiết

N: Công suất trục của tải

η: hiệu suất chung

- Hiệu suất chung được tính theo công thức:

η = ηnt x η3

BR x ηx xη4

ổ

Trong đó:

ηnt : hiệu suất khớp nối

ηbr : hiệu suất bộ truyền bánh răng

ηx : hiệu suất bộ truyền xích

ηổ : hiệu suất 1 cặp ổ lăn

Trong đó: nđc = 1450 v/p số vòng quay động cơ

n = 50 v/p số vòng quay của trục công tác

Vậy ic =

n

ndc = 1450

50 = 29 Với ic = ih x ix

Trong đó:

ix : tỉ số truyền của bộ truyền xích

- Theo bảng 2-2 trang 32 sách TKCTM ta chọn

ix = 3

ih = inh x ich

Ih = x

Theo bảng (6-3) trang 105 sách TKCTM chọn số răng đĩa dẫn z1= 24

-Số răng đĩa dẫn z2 được tính theo công thức (6-5) trang 105

Kb = 1,5 hệ số xét đếnđiều kiện bôi trơn chọn bôi trơn định kì

KC = 1,25 hệ số xét đến chế độ làm việc bộ truyền làm việc 2 ca

N: công suất danh nghĩa

Z01: số răng đĩa dẫn cơ sở Z01 =25

n01 = số vòng quay đĩa dẫn bộ truyền cơ sở theo bảng (6-4) Chọn n01 = 200

KZ = 01

1

25125

Z

Z = =

KZ = 01

3

4002.35169.7

n

n = =

Vậy Nt = Kx KZ x Kn x N3

=2.0625 x 1 x 2.35 x 3.1 = 15 KW

* Theo bảng (6-4) trang 106 sách TKCTM với n01 =200 v/p

Để giảm tải trọng va đập chọn xích ống con lăn 2 dãy có bước xích

n3: số vòng quay trong 1 phút của đĩa dẫn

Theo (6-7) số lần va đập cho phép trong một giây [u] = 35 cho nên điều kiện u ≤ [u] được thỗ

* Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắc xích theo công thức (6-3)

2 2 1 2

1

2

82

24

ZZZ

ZXZ

ZX

t

= 19,050 146180sin24

= mm

đĩa bị dẫn: dc2= 19,050 437

180sin72

mm

=

VI Tính lực tác dụng lên trục lắp đĩa xích theo công thức (6-17)

R ≈ Kt x P =

3 1

7

106

ntZ

I Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng của cấp nhanh trong hộp giảm tốc theo số liệu sau:

- Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn n1 =1450 v/p, bộ truyền quay 1 chiều

- Yêu cầu làm việc trong 5 năm

- Mỗi năm 300 ngày làm việc

- Mỗi ngày 2 ca

- Tải trọng tĩnh

1 Chọn vật liệu làm bánh răng.

a) Bánh răng nhỏ: Theo bảng (3-6) ta chọn thép 45 thường hố

Giả sử đường kính phôi dưới 100 mm

- Dùng phôi rèn vì phôi rèn có cơ tính cao

2.Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

a) Ứng suất tiếp xúc cho phép:

- Số chu kì làm việc tương đương của bánh lớn

N2 =5 x 300 x2 x 6 x 60 x 425,2 = 459,216.103

- Số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ

N1 = i x N2 = 3.41× 459,216.103=1565,926.106

- Theo (3-9) ta có số chu kì cơ sở N0 =107

- Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K’’N = K’N =1

- Ứng suất tiếp xúc của bánh nhỏ

[σ]tx1 = [σ]Notx × K’

N [σ]Notx : ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài

K)

,,(kn

N

'' N

- Trong đó σo và σ-1: giới hạn mỏi uốn trong chu kì mạch động và trong chu kì đối xứng:

σ-1=(0,4÷0,45) ×σbk

- Vì phôi là thép thường hố tôi cải thiện nên chọn hệ số n=1,5

kσ =1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răng

10051

n

NKi

][

×

- Trong đo ù: i = 3,41 tỉ số truyền

n = 425,2 (V/P) : số vòng quay trong một phút của bánh răng bị dẫn

N = 3.78 KW: công suất

A ≥ (3,41 + 1) ×

2 6

Khoảng cách A điều chỉnh: A A= sơ bộ 31.55

Ym

N.K

2

610

n = 1450 V/p số vòng quay của bánh răng

- ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ

II Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm (bộ truyềnư3 V)

1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:

*Bánh nhỏ: theo bảng (3-6) trang 39 ta chọn thép 45 thường hố

- Giả sử đường kính phôi (100÷300) mm

a) Ưùng suất tiếp xúc cho phép:

Số chu kì làm việc của bánh lớn

N2 = 5×300×2×6×60×149.7 = 161676.103

Số chu kì làm việc của bánh nhỏ

N1 = N2×ich=2,84×161676.103= 459159,84.103

Theo bảng (Ư19) ta chọn số chu kì cơ sở N0= 107

- Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất của bánh nhỏ và bánh lớn lấy KN’’ = KN’ = 1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ

b) Ưùng suất ứng cho phép

- Ta có số chu kì cơ sở của đường cong mỏi uốn No = 5.106

N ≥ No ta chọn KN’’ = KN’ = 1

- Vì bánh răng quay một chiều ta có

K K

n Kσ n Kσ

σσ

- Vì phôi là thép thường hố tôi cải thiện nên chọn hệ số n = 1,5

- KN =1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răng

105101

n

KNi

][

,)

i=2,84 tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm

n = 149.7 số vòng quay một phút của bánh răng bị dẫn

θ’ = 1,25 hệ số phản ánh sự tăng năng tải

-chiều rộng b thoả điều kiện:b>σ = ÷8 12=14,20

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

Theo bảng 3-16

n

][.b.n.Z

Ym

N.K

tñ

y1 = 0,47 hệ số dạng răng của bánh nhỏ

y2 = 0,517 hệ số dạng răng của bánh lớn

θ” = 1,5 hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải khi tính theo sức bền uốn của bánh răng nghiêng

- Ưùng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ

-để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong ba trị số d1,d2,d3 ở trên ta có thể lấy trị số d2

=25mm để chọn ổ bi cỡ trung bình tra bảng 14p ta có chiều rộng của B=17 mm

II Tính gần đúng

-theo bảng 7-1 ta chọn bạng kích thước như sau

- khe hở giữa các bánh răng 10 mm

- khe hở giữa các bánh răng và thành trong hộp là 10 mm

- khoảng cách từ thành trong của hộp đến thành trong của ổ lăn là10 mm

- chiều rộng của ổ lăn B=17 mm

- khe hở giữa mặt bên bánh răng đến thành hộp lấy sơ bộ

• σ = ÷8 12

+

β σ

≥

−theo công thức 7-4 ta có

*Tính momem uốn tại các thiết diện nguy hiểm

-Tại Tiết diện I-I

-số dãy: 2 ; bước xích :t=19,05 ta suy ra c=12,7

-chiều rộng răng đĩa xích : b=0,9c – 0,15 =11,28 mm

- RX = 2x1984,9 = 3639,4N

- bề rộng vành B = c+b =12,7+11,28=23,98 mm chọn B =24mm

- khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của xích : l=16 mm

- khoảng cách từ ổ đến xích : l=46,16 mm

*Tính momem uoná tại các thiết diện nguy hiểm

-Tại thiết diện (I-I)

( ) 35351,75 61708,5 71117, 4

M − = M +M = + =-Tại thiết diện II-II

29,80,1.50

264057,3

37,50,1.50

n.n

τ σ

-Vì trục quay nên ứng suất pháp tay đổi theo chu kỳ đối xứng

ω

=σ

=σ

=

min max a

k εεβ

σ

=

σ

σ σ

− σ

-Vì bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động

1

εβ

τ

=

τ

τ τ

τ

− σ

-Vơi giới hạn mỏi uốn

b

1 =0,45.σ

σ−

b., σ

u

a

M

N mm w

2 0

10

,k

4,17 2,34 2,04 [ ]

4,17 2,34[ ] 1,5 2,5

n.n

τ σ

-Vì trục quay nên ứng suất pháp tay đổi theo chu kỳ đối xứng

w

Mu

min max

k εεβ

σ

=

σ

σ σ

− σ

-Vì bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động

τ =τ =τ =

Vậy

m a

1

εβ

τ

=

τ

τ τ

τ

− σ

-Vơi giới hạn mỏi uốn

b

1 =0,45.σ

σ−

b., σ

38,36 /2320

u a

M

N mm w

2 0

42445

8,54 /4970

x a

M

N mm w

-Chọn giới hạn mõi ứng với chu kỳ mạch động

05,0

1,0

kσ

σ

ε = =

x

++ Vậy hệ số an tồn

2 2

.2,6 [ ][ ] 1,5 2,5

n.n

τ σ

-Vì trục quay nên ứng suất pháp tay đổi theo chu kỳ đối xứng

w

Mu

min max

kεεβ

σ

=

σ

σ σ

− σ

-Vì bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động

τ =τ =τ =

Vậy

m a

1

εβ

τ

=

τ

τ τ

τ

− σ

-Với giới hạn mỏi uốn

b

1 =0,45.σ

σ−

b., σ

29, 63 /3660

u a

M

N mm w

2 0

42445

5, 4 /7870

x a

M

N mm w

-Chọn giới hạn mõi ứng với chu kỳ mạch động

05,0

1,0

2 2

.3,3 [ ][ ] 1,5 2,5

n.n

τ σ

-Vì trục quay nên ứng suất pháp tay đổi theo chu kỳ đối xứng

w

Mu

min max

kεεβ

σ

=

σ

σ σ

− σ

-Vì bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động

τ =τ =τ =

Vậy

m a

1

εβ

τ

=

τ

τ τ

τ

− σ

-Vơi giới hạn mỏi uốn

1 0, 45 b

σ− = σ

b., σ

21, 7 /6450

u

a

M

N mm w

2 0

258588

18,84 /13720

x a

M

N mm w

-Chọn giới hạn mõi ứng với chu kỳ mạch động

05,0

1,0

2 2

2,81 [ ][ ] 1,5 2,5

+ Vậy thảo điều kiện

]n

[

n ≥

đường kính trục d= 42 mm là chính xác

CHƯƠNG II: TÍNH THEN

- Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến hay để truyền momen và truyền chuyển động từ trục đến bánh răng ta dùng then

I.Tính then tại trục I

Để lắp then đường kính trục I là là 28 mm theo bảng (7-23) ta chọn loại then bằng

b = 8; h = 7; t=4 ; t1=3,1; k = 3,5

- Chiều dài của then : l = 0,8lm = 41,6 mm

* Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11)

[σ]d > σd thoả điều kiện dập khi truyền tải

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12)

- Chiều dài của then : l = 0,8.lm= 41,6 mm

* Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11)

2 Tính then tại đường kính trục d= 30 mm

- Vậy [σ]d = 150 > σd thoả điều kiện bền dập khi truyền tải

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12)

- Vậy [τ]c=120> τc thoả điều kiện bền khi cắt

III Tính then tại trục III

1 Then tại đường kính d = 42 mm

I Trục I:

R Ay

B A

- Đối với trục I không có lực dọc trục ta chọn ổ bi đỡ

- Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1)

- Tra bảng 14p, ứng với d = 30 lấy ổ có ký hiệu 206 cỡ nhẹ, Cbảng = 22000, đường kính ngồi của

ổ D = 62 mm, chiều rộng B = 16 mm, thoả điều kiện

C ≤ Cbảng

III Trục III

Sơ đồ :

CHƯƠNG II: CỐ ĐỊNH TRỤC VÀ BÔI TRƠN Ổ

I Cố định trục theo phương dọc trục

- Để cố định trục theo phương dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm điện kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc bằng vít

II Bôi trơn ổ lăn

- Bôi trơn ổ bằng mỡ, dùng loại mỡ tương ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 ÷ 1000C lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ

- Để mỡ không chảy ra ngồi và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ ta dùng vòng chắn dầu

III.Bộ phận che chắn

Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ ta dùng vòng phớt

IV Chọn kiểu lắp ổ lăn

- Để cố định ổ bi cũng như chọn kiểu lắp ổ trên trục và trong vỏ hộp, lắp trục với ổ có độ dôi

PHẦN 5: THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC VỎ HỘP

VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC

I Cấu tạo vỏ hộp

- Cấu tạo vỏ hộp được thực hiện bản vẽ lắp của hộp giảm tốc

- Chọn vỏ hộp đúc bằng gang, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường tâm của trục để thuận tiện cho việc tháo lắp dễ dàng hơn

* Các kích thước chủ yếu của vỏ hộp:

theo bảng (10-9) cho phép ta định được kích thước

-Chiều dày thân hộp

tra bảng (10-13) với A =125 mm, dn = 18 mm, số lượng bulông bằng 6

-Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc phải thiết kế 2 bulông vòng với khoảng cách trục

A = 125 x132 tra bảng (10-11b) ta tìm được kích thước tương đối của hộp giảm tốc là

≈ 160 Kg

tra bảng (10-11a) ta có:

đường kính bulông vòng M10 số lượng 2

-Để quan sát các chi tiết trong hộp và rót dầu vào hộp trên đỉnh nắp hộp ta lắp nắp cửa thăm kích thước được tra bảng (10-12) Nắp được ghép bằng 4 bulông M6

-Để kiểm tra mức dầu trong hộp, ta kiểm tra bằng thiết bị que thăm dầu

-Để cố định hộp giảm tốc trên bệ máy ở thân hộp có làm chân đế Chân đế làm 2 phần lối -Để giảm vật liệu tạo điều kiện thống qua đáy hộp

-Để tăng độ cứng của vỏ hộp ta làm thêm các phần gân (xác định trên bản vẽ lắp)

-Để tháo dầu cũ thay dầu mới thiết kế lỗ tháo dầu ở phần đấy hộp, kích thườc nút tháo dầu được tra trong bảng (10-14) ta chọn d= M16

-Để điều hòa không khí trong và ngồi hộp ta dùng nút thông hơi M12 ghép trên nắp cửa thăm các kích thước tra bảng (10-12)

để bảo vệ mỡ trong ổ ta dùng vòng chắn dầu

-Để nối trục I với động cơ ta dùng khớp nối trục

III.Chọn kiểu lắp

-để cố định ổ bi cũng như cố định ổ lắp trên trục và trong vỏ hộp

-lắp ổ với thân ta chọn kiểu G7

-lắp trục với ổ ta chọn kiểu lắp K6 và K7/h6

-lắp bánh răng trên trục ta chọn kiểu lắp H6/k6

IV.Cố định trục theo phương dọc trục

-Cố định trục theo phương dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hởcủa ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít, loại này dễ chế tạo và lắp ghép

V Bôi trơn ổ lăn

- Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ, dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60oC đến

100oC và vận tốc dưới 1500 v/ph

-Lưỡng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ, để mỡ không chảy ra ngồi và ngăn kgông cho dầu rơi vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu

VI.Che kín ổ lăn

-Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bậm và tạp chất vào ổ, cũng như ngăn

mỡ chảy ra ngồi, ở đây dùng loại vòng phớt là đơn giản nhất

PHẦN 6: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

I Bôi trơn hộp giảm tốc

Để giảm mất mát công suất ví ma sát, giảm mài mòn răng, đảm b3o thốt nhiệt độ tốt và đề phòng các chi tiết bị han rỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ phận truyền trong hộp giảm tốc -Do vận tốc vòng nhỏ nên chọn phương pháp ngâm dầu các bánh răng trong hộp dầu

mức dầu thấp nhất nhất phải ngập chiều cao răng của bánh 2

-Theo bảng 10-17, chọn độ nhớt của dầu bôi trơn ở 50oC lá 116 Cenistốc, 16 độ Engle và theo bảng 10-20 ta chọn loại dầu AK20

II Tháo lắp bộ truyền