Thuyết minh đồ án thiết kế sản phẩm với CAD Hộp GT Bánh Răng Đồng Trục

Tổng hợp đầy đủ của đề án thiết kế sản phẩm với CAD Hộp giảm tốc có Bộ truyền bánh răng trụ vs Bánh Răng Đồng Trục 2014 Đại học kĩ thuật công nghiệp thái nguyên TNUT. Phân phối tỉ số truyền, chọn động cơ, chọn vật liệu, thiết kế vỏ hộp giảm tốc

MỤC LỤC

PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 4

1.1 Chọn kiểu, loại động cơ điện 4

1.2 Chọn công suất động cơ 4

1.3 Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ 6

1.4 Chọn động cơ thực tế 7

1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ 7

1.5.1 Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ 7

1.5.2 Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ : 8

II Phân phối tỷ số truyền 8

2.1 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc 8

2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc 8

III Tính toán các thông số trên các trục 9

3.1 Tính công suất trên các trục 9

3.2 Tính số vòng quay trên các trục 10

3.3 Tính mômen xoắn trên các trục 10

3.4 Lập bảng kết quả 11

PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 12

A THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN: 12

I BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP CHẬM 12

1.1 Chọn vật liệu 12

1.2 Ứng suất cho phép 12

1.2.1 Sơ bộ về ứng suất tiếp xúc cho phép 14

1.2.2 Sơ bộ về ứng suất uốn cho phép 15

1.3 Xác định các thông số cơ bản 15

1.3.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 15

1.3.2 Xác định các thông số ăn khớp 16

1.4 Kiểm nghiệm răng 17

1.4.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc 17

1.4.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn : 19

1.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải 21

1.6 Các thông số cơ bản của bộ truyền 21

II BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH .22 2.1 Chọn vật liệu 22

2.2 Ứng suất cho phép 22

2.2.1 Sơ bộ về ứng suất tiếp xúc cho phép 24

2.2.2 Sơ bộ về ứng suất uốn cho phép 25

2.3 Xác định các thông số cơ bản 25

2.3.1 Khoảng cánh trục 25

2.3.2 Xác định các thông số ăn khớp 25

2.4 Kiểm nghiệm răng 27

2.4.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc 27

2.4.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn : 29

2.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải 31

2.6 Các thông số cơ bản của bộ truyền 31

B kiểm tra các điều kiện 32

I Kiểm tra các điều kiện trạm trục : 32

II Kiểm tra điều kiện bôi trơn: 32

2.1 Với bộ truyền cấp nhanh: 32

2.2.Với bộ truyền cấp chậm: 33

2.3.Chọn mức dầu chung cho cả hộp: 33

III.Kiểm tra sai số vận tốc : 33

Phần III: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 35

I Tính toán thiết kế trục .35

1.1 Chọn vật liệu 35

1.2 Tính sơ bộ đường kính trục 35

1.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 36

1.4 Chọn chiều nghiêng hợp lý 38

1.5 Tải trọng tác dụng lên trục 39

1.6 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 40

1.6.1 Tính trục I: 40

1.6.2.Tính cho trục II: 43

1.6.3 Tính trục III: 48

1.7 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 52

1.7.1 Tính kiểm nghiệm cho trục I 54

1.7.2 Tính kiểm nghiệm cho trục II 55

1.7.3 Tính kiểm nghiệm cho trục III 57

1.8 Kiểm nghiệm trục về quá tải 59

1.8.1 Kiểm nghiệm cho trục I 60

1.8.2 Kiểm nghiệm cho trục II 61

1.8.3 Kiểm nghiệm cho trục III 61

1.9 Kiểm nghiệm về độ bền của then 62

II TÍNH CHỌN Ổ LĂN 63

1.1 chọn loại ổ lăn cho các trục 63

1.1.1.Cho trục I: 63

1.1.2.Cho trục II: 64

1.1.3.Cho trục III: 64

1.2 Chọn cấp chính xác cho ổ lăn: 64

1.3 Chọn kích thước cho ổ lăn 64

PHẦN IV: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 77

I Thiết kế các kích thước của vỏ hộp 77

1.1 Chọn bề mặt ghép nắp và thân 77

1.2 Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp 77

II TÍNH CHỌN CÁC CHI TIẾT MÁY PHỤ 79

1 Nắp ổ 79

2 Vòng phớt 79

3 Vòng chắn dầu 79

4 Nút thông hơi 80

5 Que thăm dầu 81

6 Nút tháo dầu 81

7.Cửa thăm 82

8 Chốt định vị 82

9 Ống lót 83

III CHỌN DẦU MỠ BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC 83

PHẦN I TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

 Tính chọn động cơ điện

Chọn động cơ điện để dẫn động máy hoặc các thiết bị là giai đoạn đầu tiêntrong quá trình thiết kế hệ dẫn động cơ khí Trong trường hợp dùng hộp giảmtốc độ việc chọn đúng loại động cơ có ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn vàthiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp Muốn chọn đúng động

cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời cần chú ýđến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động

1.1 Chọn kiểu, loại động cơ điện

Với hệ dẫn động xích tải dùng với hộp giảm tốc, ta chọn loại động cơ điệnxoay chiều ba pha không đồng bộ rôto ngắn mạch (rôto lồng sóc)

Động cơ này có ưu điểm: Kết cấu đơn giản; giá thành tương đối hạ; dễ bảoquản; làm việc tin cậy; có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biếnđổi dòng điện

Nhược điểm của động cơ này là:

- Hiệu suất và hệ số công suất thấp

- Không điều chỉnh được vận tốc

1.2 Chọn công suất động cơ

Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức 2.8 trang [1]:

19-Pct = Pt/ηη Trong đó:

+ Pct - Công suất cần thiết trên trục động cơ, kW

+ Pt - Công suất tính toán trên trục máy công tác, kW

+ η - Hiệu suất truyền động

* Xác định công suất tính toán trên trục máy công tác, Pt.

- Với tải trọng không đổi: Công suất tính toán là công suất làm việc trên trụcmáy công tác Plv:

Pt = Plv (theo 2.10 trang 20-[1]:)

- Với hệ thống dẫn động xích tải, công suất làm việc được xác định theo côngthức 2.11 trang 20-[1]:

= 4,94 (kW)

* Tính hiệu suất truyền động của hệ thống, η

Theo công thức 2.9 trang 19-[1] ta có:

+ K - Hiệu suất của khớp nối

+ ol - Hiệu suất của một cặp ổ lăn

+ br - Hiệu suất của một cặp bánh răng

Tra theo Bảng 2.3 trang 19-[1] ta được :

1.3 Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ

Số vòng quay sơ bộ của động cơ được xác định theo công thức 2.18 trang21-[1]:

nsb= nlv.utsb

Trong đó:

+ nsb - Số vòng quay sơ bộ của động cơ, (vòng/ηphút)

+ nlv - Số vòng quay của trục máy công tác, (vòng/ηphút)

+ utsb - Tỷ số truyền sơ bộ của toàn bộ hệ thống dẫn động

* Tính số vòng quay của trục máy công tác (đĩa xích tải): nlv

Với hệ dẫn động xích tải, số vòng quay của trục máy công tác được xác địnhtheo công thức 2.16 trang 21-[1]:

3

60.10

lv

v n

3 , 1 60000 60000

v

* Tính tỷ số truyền sơ bộ của toàn bộ hệ thống dẫn động utsb

Tỷ số truyền sơ bộ của toàn bộ hệ thống dẫn động được tính theo công thức2.15 trang 21-[1]: utsb = ung.uh

Trong đó:

+ ung - Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp, ung = 1

+ uh - Tỷ số truyền của các bộ truyền trong hộp

Với hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, tra bảng 2.4 trang 21-[1] ta có:

uh = 8÷40 → Chọn uh= 14

→ utsb = ung.uh = uh = 14

Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ là:

nsb = nlv.utsb = 96 , 47  14  1350 , 58 (vòng/ηphút)

Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ là: ndb = 1500 (v/ηph)

1.4 Chọn động cơ thực tế

Vì dùng nối trục để nối động cơ với hộp giảm tốc nên ta chọn loại động cơđiện 4A để đảm bảo khối lượng động cơ nhẹ hơn

Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay đồng bộ thỏa mãnđiều kiện:

ct đc

n n

P P

(Theo 2.19 trang22-[1]) Theo bảng P1.3 trang 236-[1]: Với Pct = 5,49 (kW) và nsb = 1350,58(v/ηph), ta chọn động cơ điện4A132S4Y3 với các thông số sau:

Kiểu động cơ Công suất

1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ

1.5.1 Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ

Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất đủ lớn để thắng sức ỳ của

hệ thống.Vì vậy ta cần kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ

Điều kiện mở máy của động cơ thỏa mãn nếu công thức sau đảm bảo:

Với: Pđc - Công suất định mức của động cơ, kW

TK - Mômen khởi động của động cơ, Nmm

Tdn - Mômen danh nghĩa của động cơ Nmm

cbđ - Công suất cản ban đầu trên trục động cơ, kW, được xác định theocông thức:

Pđc cbđ = Kbđ.Pct

Với: Kbđ - Hệ số cản ban đầu phụ thuộc vào sơ đồ tải trọng

Pct - Công suất cần thiết trên trục động cơ, kW

bdThỏa mãn điều kiện mở máy

1.5.2 Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ :

Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều nên khôngcần phải kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ

Vậy động cơ 4A132S4Y3 thỏa mãn điều kiện đề bài

II Phân phối tỷ số truyền

2.1 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc

Trạm dẫn động không có bộ truyền ngoài, do đó tỷ số truyền của bộ truyền ngoài: u ng = 1

2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc

Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động ut được xác định theo công thức 3.23trang 48-[1]:

ut = nđc/ηnlv

Trong đó:

+ nđc - Số vòng quay của động cơ đã chọn, v/ηph

+ nlv - Số vòng quay của trục máy công tác, v/ηph

Ta có: nđc = 1455 (v/ηph); nlv = 96,47 (v/ηph)

47 , 96

n n u

Trong đó:

+ ung - Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp, ung = 1

+ uh - Tỷ số truyền của các bộ truyền trong hộp

→ ut = ung.uh = uh = 15,08

Gọi u1, u2 lần lượt là tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh và tỉ số truyềncủa bộ truyền cấp chậm, ta có: uh = u1.u2

Với hộp giảm tốc đồng trục hai cấp nên khoảng cánh các trục I-II và II-III

là bằng nhau Ta có thể sử dụng công thức tính tỷ số truyền theo công thức:

Trong đó :

, là hệ số chiều rộng bánh răng cấp nhanh và cấp chậm =0,3 ;

Vậy :

III Tính toán các thông số trên các trục

Kí hiệu các chỉ số tính toán như sau: chỉ số “đc” là kí hiệu trục động cơ, chỉ

số "ct" là kí hiệu trục công tác Các chỉ số "I", "II", "III" là các kí hiệu chỉ trục

số I, II , III

3.1 Tính công suất trên các trục.

Với sơ đồ tải trọng không thay đổi ta có:

- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ tính theo công thức:

) ( 49 ,

P

P II  Iolbr    

) ( 01 , 5 97 , 0 99 , 0 22 , 5

P

P III  IIolbr    

) ( 94

3.2 Tính số vòng quay trên các trục

- Số vòng quay trên trục động cơ: nđc = 1455 (v/ηph)

- Số vòng quay trên trục I:

) /η ( 1455 1

1455

ph v n

n đc

- Số vòng quay trên trục II:

) /η ( 80 , 201 21 , 7

1455

1

ph v u

80 , 201

2

ph v u

56 , 96

Trong đó:

+ uđc-I - Tỉ số truyền giữa trục động cơ và trục I, uđc-I = 1

+ u1 - Tỉ số truyền giữa trục I và trục II, u1= 7,21

+ u2 - Tỉ số truyền giữa trục II và trục III, u2 = 2,09

+ uIII-ct - Tỉ số truyền giữa trục III và trục công tác, uIII-ct = 1

3.3 Tính mômen xoắn trên các trục

Mô men xoắn trên trục thứ i được tính theo công thức sau:

+ ni - Số vòng quay của trục thứ i, v/ηph.

- Mômen xoắn trên trục động cơ:

(Nmm) 02

, 36034 1455

49 , 5 10 55 ,



đc T

- Mômen xoắn trên trục I:

1455

44 , 5 10 55 ,

- Mômen xoắn trên trục II:

TII = 247031 , 70 (Nmm)

80 , 201

22 , 5 10 55 ,

01 , 5 10 55 ,

94 , 4 10 55 ,

3.4 Lập bảng kết quả

Trục Đ/cơ I II III Công tác

Mômen (Nmm) 36034 , 02 35705 , 84 247031 , 71 495500 , 21 488577 , 05

PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

- Cụ thể, tra Bảng 6.1 [1] ta chọn vật liệu bánh răng như sau:

Loại bánh

răng

Nhãn hiệuthép

bền b

Mpa

Giới hạnchảy ch

MPa

ZR: Hệ số kể đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt răng làm việc

ZV: Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng

KxH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

KHL, KFL: Hệ số tuổi thọ

YR: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

YS: Hệ số kể đến độ nhậy vủa vật liệu tới sự tập trung ứng suất

K : Hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh răng tới độ bền uốn

SH,SF: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, uốn.

Khi thiết kế sơ bộ ta lấy:

ZR.Zv.KxH = 1

YR.Ys.KxF = 1

Do đó:  

0 lim

H

H

K S

Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc : S H = 1,1

Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở : 0

(HB: là độ rắn Brinen) Theo(6.5 ).[1]

Với :

+ c: số lần ăn khớp trong một vòng quay , c =1 ( vì tải trọng quay một chiều nêntrong một vòng quay có một đôi răng ăn khớp một lần)

+ n: Số vòng quay trong một phút

+ : tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

1.2.1 Sơ bộ về ứng suất tiếp xúc cho phép

Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] =

0lim

SH



KHL Theo(6.1 ).[1]

Bánh nhỏ : [H3]sb = (Mpa)

* Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :

[H3]max = 2,8.ch3 = 2,8.580 = 1624 (Mpa)

[H4]max = 2,8.ch4 = 2,8.450 = 1260 (Mpa)

1.2.2 Sơ bộ về ứng suất uốn cho phép

Ứng suất uốn cho phép :

Với hệ số bd2= 0,5.ba2.(u2+1) = 0,5.0,375.(2,03 +1) = 0,568

Tra bảng 6.7 -[1]: ta chọn K H=1,047 ( sơ đồ 4)

-Xác định số răng Z3 , Z4 ,góc nghiêng , hệ số dịch chỉnh x:

-Công thức quan hệ :

Chọn sơ bộ  = 100 do đó cos = 0,9848 Theo(6.31 ).[1]

- Khoảng cách trục chia: (mm)

- Góc ăn khớp: αtw = αt =

- Đường kính vòng chia:

(mm)

(mm)

- Đường kính vòng cơ sở:

(mm)(mm)

- Đường kính vòng lăn:

1.4 Kiểm nghiệm răng

1.4.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

Ứng xuất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền thỏa mãnđiều kiện sau:

ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp

Tra Bảng 6.5 [1] được Z M= 274 (Mpa1/η3)

trong đó : KH = 1,047 (tra theo bảng 6.7 với sơ đồ 4)

KH: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răngđồng thời ăn khớp

Vận tốc vòng của bánh răng :

(m/ηs) 4 Theo(6.40 ).[1]

Tra Bảng 6.13 [1] ta được cấp chính xác của bánh răng là 9

Tra Bảng 6.14 [1] ta được : KH = 1,13.

KHv : là hệ số kể đến tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp

Theo bảng P2.3.[1]: Với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, có độ rắn HB

đường kính vòng đỉnh da< 700 (mm)  lấy KxH = 1

với cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8

 lấy ZR = 0,95

 [H]CX = 495,46.1.0,95.1 = 470,687 (MPa)

* Kiểm tra:

 Vậy bộ truyền thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

Tính lại chiều rộng vành răng:

1.4.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răngkhông được vượt quá một giá trị cho phép :

m : mô dun pháp m = 2,0(mm)

bW : chiều rộng vành răng bW = 54 (mm)

dW3: đường kính vòng lăn bánh chủ động dW3 = 97,308 (mm)

Y: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:Y=





1

=

Y: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng :

YF3, YF4 là hệ số dạng răng của bánh 3 và 4 chúng phụ thuộc vào số răngtương đương và hệ số dịch chỉnh

Số răng tương đương :

Vì ta dùng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x=0

KFv : là hệ số kể đến tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp

Theo bảng P2.3.[1]: Với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, có độ rắn

HB < 350, cấp chính xác 9, vận tốc vòng v = 1,013 (m/ηs) ta có:

Tra bảng 6.15 [1] có:  F 0,006

Tra bảng 3.16[1] có: g 0 73

Với

Hệ số tải trọng khi tính về uốn :

Ứng suất sinh ra tại chân bánh bị động:

Xác định ứng suất cho phép :

Với m=2 

: Phụ thuộc vào độ nhám

=

=Vậy :Thỏa mãn điều kiện bền uốn

1.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Khi làm việc răng có thể bị quá tải ( thí dụ như lúc mở máy,hãm máy )với hệ số quá tải:

Ứng suất tiếp xúc cực đại :

thỏa mãn điều kiệntránh biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt

Ứng suất uốn cực đại :

Thỏa mãn điều kiện phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chânrăng

1.6 Các thông số cơ bản của bộ truyền

Bảng Các thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm :

II BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH 2.1 Chọn vật liệu

Vì hộp giảm tốc chịu công suất và vận tốc trung bình nên ta chọn vật liệu

là thép nhóm I là loại vật liệu có độ rắn HB<350, bánh răng thường đượcthường hóa hoặc tôi cả thiện Nhờ có độ rắng thấp nên ta có thể cắt bánh răngchính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mòn

- Cụ thể, tra Bảng 6.1 [1] ta chọn vật liệu bánh răng như sau:

Loại bánh

răng

Nhãn hiệuthép

bền b

Mpa

Giới hạnchảy ch

MPa

ZR: Hệ số kể đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt răng làm việc

ZV: Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng

KxH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

KHL, KFL: Hệ số tuổi thọ

YR: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

YS: Hệ số kể đến độ nhậy vủa vật liệu tới sự tập trung ứng suất

KxF: Hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh răng tới độ bền uốn.

SH,SF: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, uốn

Khi thiết kế sơ bộ ta lấy:

ZR.Zv.KxH = 1

YR.Ys.KxF = 1

Do đó:  

0 lim

H

H

K S

Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc : S H = 1,1

Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở : 0

H

 = 2.HB3 + 70 = 2.260+ 70 = 590 (Mpa)

0 lim 4

H

 = 2.HB4 + 70 = 2.245 + 70 = 560 (Mpa)

0 lim3

F

 = 1,8.HB3 = 1,8.260 = 468 (MPa)

0 lim 4

(HB: là độ rắn Brinen) Theo(6.5 ).[1]

Với :

+ c: số lần ăn khớp trong một vòng quay , c =1 ( vì tải trọng quay mộtchiều nên trong một vòng quay có một đôi răng ăn khớp một lần)

+ n: Số vòng quay trong một phút

+ : tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

2.2.1 Sơ bộ về ứng suất tiếp xúc cho phép

Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] =

0lim

SH



 KHL Theo(6.1 ).[1]

* Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :

[H3]max = 2,8.ch3 = 2,8.580 = 1624 (Mpa)

[H4]max = 2,8.ch4 = 2,8.580 = 1624 (Mpa)

2.2.2 Sơ bộ về ứng suất uốn cho phép

Ứng suất uốn cho phép :

0 lim

(Mpa)Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:

(Mpa) (Mpa)

2.3 Xác định các thông số cơ bản

2.3.1 Khoảng cánh trục

Vì là hộp giảm tốc bánh răng đồng trục nên ta có khoảng cánh trục cấpnhanh bằng cấp chậm.Do ta đã tính ở cấp chậm rồi nên :

(mm)Với hệ số

- Xác định số răng Z1 , Z2 ,góc nghiêng , hệ số dịch chỉnh x:

- Công thức quan hệ :

- Chọn sơ bộ  = 100 do đó cos = 0,9848 Theo(6.31 ).[1]

- Đường kính vòng cơ sở:

(mm)(mm)

- Đường kính vòng lăn:

(mm)

(mm)

- Đường kính chân răng :

2.4 Kiểm nghiệm răng

2.4.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

Ứng xuất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền thỏa mãn điềukiện sau:

ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp

Tra Bảng 6.5 [1] được Z M= 274 (Mpa1/η3)

(tra theo bảng 6.7 với sơ đồ 5)

KH: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răngđồng thời ăn khớp

Vận tốc vòng của bánh răng :

(m/ηs) 4 Theo(6.40 ).[1]

Tra Bảng 6.13 [1] ta được cấp chính xác của bánh răng là 9

Tra Bảng 6.14 [1] ta được : KH = 1,13

KHv : là hệ số kể đến tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp

Theo bảng P2.3.[1]: Với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, có độ rắn HB

đường kính vòng đỉnh da< 700 (mm)  lấy KxH = 1

với cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8

 lấy ZR = 0,95

 [H]CX = 523,137.1.0,95.1 = 496,980(MPa)

* Kiểm tra:

 Vậy bộ truyền thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

Tính lại chiều rộng vành răng:

2.4.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng

không được vượt quá một giá trị cho phép :

] [

.

2

1

1

1 1

w w

F F

F

m d b

Y Y Y K T



1

2 1 2

F

F F F

dW1: đường kính vòng lăn bánh chủ động dW3 = 36,489 (mm)

Y: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:Y=





1

=

Y: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng :

YF3, YF4 là hệ số dạng răng của bánh 3 và 4 chúng phụ thuộc vào số răngtương đương và hệ số dịch chỉnh

Số răng tương đương :

Vì ta dùng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x=0.

Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh chủ động:

Ứng suất sinh ra tại chân bánh bị động:

Xác định ứng suất cho phép :

Với m=2 

: Phụ thuộc vào độ nhám

=

=

Vậy :Thỏa mãn điều kiện bền uốn

2.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Khi làm việc răng có thể bị quá tải ( thí dụ như lúc mở máy,hãm máy )với hệ số quá tải:

 Ứng suất tiếp xúc cực đại :

thỏa mãn điều kiệntránh biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt

 Ứng suất uốn cực đại :

Thỏa mãn điều kiện phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chânrăng

2.6 Các thông số cơ bản của bộ truyền

Bảng Các thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm :

dw2 263,501 mm

B kiểm tra các điều kiện

I Kiểm tra các điều kiện trạm trục :

Do là hộp giảm tốc đồng trục nên không phải kiểm tra chạm trục

II Kiểm tra điều kiện bôi trơn:

Để giảm mất mát công suất vì ma sát ,giảm mài mòn răng đảm bảo thoátnhiệt tốt và đề phòng các chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộtruyền trong hộp giảm tốc

Đối với hộp giảm tốc đang thiết kế thì dùng phương pháp bôi trơn trongdầu.Với hộp giảm tốc bôi trơn ngâm dầu, các bánh răng lớn được ngâm trongdầu Kiểm tra điều kiện bôi trơn là kiểm tra để các bánh răng lớn đều ngâmtrong dầu và khoảng cách giữa mức dầu nhỏ nhất và mức dầu lớn nhất phải lớnhơn một trị số cho phép (thường bằng 8÷10 mm)

Gọi Xmin, Xmax là khoảng cách từ các mức dầu đến tâm trục; lmin, lmax là chiềusâu ngâm dầu tối thiểu và chiều sâu ngâm dầu tối đa của bánh răng

Hình II.1 sơ đồ mức dầu

2.1 Với bộ truyền cấp nhanh:

+ Chiều cao răng của bánh răng lớn: h = 2,25.m = 2,25.2 = 4,5 (mm)

+ Đường kính đỉnh răng bánh răng lớn: da2 = 371,2 (mm)

+ Vận tốc vòng: v = 2,779 (m/ηs)

Khi đó ta có:

- Chiều sâu ngâm dầu tối thiểu của bánh răng là:

2.2.Với bộ truyền cấp chậm:

+ Chiều cao răng của bánh răng lớn: h = 2,25.m = 2,25.2 = 4,5(mm)

+ Đường kính đỉnh răng bánh răng lớn: da4 = 206,703 (mm)

- Chiều sâu ngâm dầu tối đa của bánh răng:

Phụ thuộc vào vận tốc vòng v Với v = 1,028 (m/ηs) < 1,5 (m/ηs):

(mm)Vậy khoảng cách từ các mức dầu đến tâm trục là:

(mm)

(mm)

2.3.Chọn mức dầu chung cho cả hộp:

Xmin = Min(X2min; X4min) = Min ( ; ) = (mm)

.Mức dầu chung :

Ta không thể bôi trơn bánh răng của cấp chậm và cấp nhanh trong cùngmột mức dầu chung được ,để bôi trơn hai cấp bánh răng này ta tiến hành bôitrơn riêng từng cấp

III.Kiểm tra sai số vận tốc :

(vg/ηph)

Như vậy bộ truyền ta vừa thiết kế đã phù hợp

Bảng trị số vận tốc vòng thực,công suất thực,và mômen thực trên các trục :

(v/ηph)

Tỉ số truyền u

Công suất

P (kw)

Mômen xoắn T(N.mm)Trục