Đồ án Chi tiết máy HGT Phân đôi cấp chậm kèm hướng dẫn làm đồ án đầy đủ

Tài liệu hướng dẫn làm Đồ án chi tiết máy đầy đủ. Bạn sẽ có một bản mẫu đồ án chi tiết máy Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp Phân đôi cấp chậm, cả thuyết minh và bản vẽ AutoCad . Kèm theo đó là tất cả tài liệu hướng dẫn để làm đồ án chi tiết máy từ A đến Z, cả phần thuyết minh và bản vẽ ( Các tài liệu hướng dẫn này được cung cấp qua 1 link để bạn download trực tiếp từ mediafire) . Ngoài ra bạn cũng có quyền kết nối với tác giả một Giảng viên Đại học chuyên hướng dẫn đồ án chi tiết máy để nhận được những giải thích và hướng dẫn cần thiết. Chúc các bạn thành công

Mục Lục

I Xác định công suất cần thiết ,số vòng quay sơ bộ hợp lý của

II.Xác định tỉ số truyền động Ut của toàn bộ hệ thống, phân phối tỷ số

truyền Cho từng hệ thống dẫn động ,lập bảng công suất ,Momem xoắn

4.Xác định lực căng ban đầu và tác dụng lên trục 16

c.Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục 25.d.Xác định hệ số KHj và Kdj với tiết diện nguy hiểm 25

b.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh 33.

II.Các phơng pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc 39

Trong đó: Pct :là công suất cần thiết tren trục động cơ(kW)

Pt : là công suất tính toán tren trục máy công tác (kW)

 : là hiệu suất truyền động

Và  = 1.2.3 với 1;2;3… là hiệu suất của các bộ truyền.(Tra trong bảng 2.3 tập I)

- Vì đặc tính tải trọng là rung động nhẹ nên coi:

V: Vận tốc của xích Với V= 0,8 m/s

Vậy Pt= Plv = 

1000

8 , 0 9250

br :là hiệu suất của bộ truyền bánh răng

Tra bảng ta có br = 0,99 (Hộp giảm tốc phân đôi chỉ tínhcho

một cặp ổ lăn )

Tra bảng 2.3 Tập I ta có br=0,99

-Thay số ta có :  = 0,983 0,992 0,96 = 0,895

 Pct = 07,895,4 = 8,27 (kw)

- Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện

+Tỉ số truyền của cơ cấu : Ut = U n U h

nlv: là số vòng quay của trục máy công tác

Ut : là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống

Với : nlv= v p

Zt

V

/ 60 80

10

8 , 0 60000

4A132M4Y3 Với các thông số : Pdc = 11 (kw) ; ndc= 1458 (v/p);

-Kiểm tra điều kiện :

- Xác định tỷ số truyền Ut của hệ thống dẫn động

Ut =

lv

dc n n

Trong đó: ndc: là số vòng quay của động cơ

nlv: là số vòng quay của trục gâu xúc

U

=

12

3 , 24

= 2,025 (v/p)

- Uh = 12theo bảng 3.1 ( thoả mãn đồng thời các chỉ tiêu khối luợng nhỏ nhất , momen quán tính thu gọn nhỏ nhất và thể tích các bánh lớn nhúng trong dầu ít nhất ) với : Uh =12 chọn U1=4,05 ; U2= 2,97 (đối với hộp giảm tốc phân đôi )

U1: là tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh

U2: là tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm

- Chọn sơ bộ tỷ số truyền Uh cho từng bộ truyền của hộp giảm tốc

- Thay số vào ta đợc : Un = 2 , 02

97 , 2 05 , 4

3 , 24

c

02 , 2

857 , 7 10 55 9

10 55 ,

1

1 6

78 , 721

, 408321 05

, 4

62 , 7 10 55 ,

22 , 1782

2

u n  



1176707,07 Nmm.

60

7,39 9,55.10 n

p 9,55.10

3

3 6

+Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có các thông số sau:

HB = 241  285 ; giới hạn bền  1 = 850 Mpa

ch1580 Mpa

Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện có

HB = 192  240 ; giới hạn bền  2 = 750 Mpa Giới hạn chảy : ch2 450 Mpa

II Xác định ứng suất cho phép:

- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn:

HB = 180 350 thì :

70 HB 2

0 lim

250 8 , 1

8 , 1

70 235 2 70 2

235 8 , 1

8 , 1

S

K σ

1 570

1 , 1

1 540

Vì bộ truyền đều là bánh răng thẳng nên

σH  σH2  518 , 18 Mpa

, 1

1 1 423 σ

14 , 257 75

1

1 1 450 σ

ch F

ch F

ch H

360 450 8 , 0 σ 8 , 0 σ

464 580 8 , 0 σ 8 , 0 σ

1260 450

8 , 2 σ 8 , 2 σ

2 max

2

1 max

1

2 max

β

ψ σ

.

1

ba H

H a

w

u

K T u

ψ 53 ,0

+ bộ truyền cấp chậm : ba2  0 , 5

 1  ,0 53 0 5,  ,2 97 1  ,1 05

ψ 53 ,0

-Theo bảng 6-7  K Hβ1  1 , 02 ; σH  490 , 9Mpa, (sơ đồ 7)

 K Hβ2  1 , 15 ;σH  490 , 9Mpa, (sơ đồ 3) -Thay vào trên :

+bộ truyền cấp nhanh :

3 , 0 05 , 4 9 490

02 , 1 06 , 103957

1 05 , 4 5 ,

15 , 1 17 , 408321

1 97 , 2 5 ,

+ bộ truyền cấp nhanh : m = 1,76  3,52

(theo bảng tiêu chuẩn 6-8 tập I ) chọn m = 2,5

+ bộ truyền cấp chậm : m = 2,15  4,3

( theo bảng tiêu chuẩn 6-8 tập I ) chọn m = 2,5

2

răng  chọn Z1 28 Theo 6-20 Z2u.Z1  4 , 05 28  113 răng

+ bộ truyền cấp chậm :

Z

  2 , 52 , 97 1 43,48

77 , 215 2 1

2

 chọn Z1 43(răng)

2

Lấy aw = 178(mm) cần dịch chỉnh từ 176,5 lên 178(mm) + bộ truyền cấp chậm :

2

127 43 5 , 2 2

2

Lấy aw = 212 ,không cần dịch chỉnh -Tính hệ số dịch chỉnh tâm : theo CT (6.22)

Ta có :+bộ truyền cấp nhanh :

5 , 2

178 ) (

5 ,

a w

113 28

7 , 0 1000

Do đó theo 6.24 hệ số giảm đỉnh răng :

y= 0 , 027

1000

141 191 , 0 1000

-Tổng hệ số dịch chỉnh là:

(

5 ,

z

y z z

Hệ số dịch chỉnh của bánh 2 là :

x2= xt-x2 =0,527 - 0,113 = 0,414 (mm)

Theo (6.27) góc ăn khớp là :

+bộ truyền cấp nhanh :

29 21 α

9304 , 0 178

2

20 cos 5 , 2 113 28

2

20 cos

2

α cos cosα

' 0 1

0 0

2 1 1

t tw

a

m Z Z a

m Z

+bộ truyền cấp chậm :

39 19 α

9419 , 0 212

2

20 cos 5 , 2 127 43

2

20 cos

2

α cos cosα

' 0 2

0 0

2 1 1

t tw

a

m Z Z a

m Z

3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

-Theo 6-33 tập I:

2 1

1 ε

.

1

2 σ

w m w

m H H

M H

d u b

u K T Z

α 2 sin

β cos 2

 với β b là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở βb  0.-Thay số vào công thức ta có :

+bộ truyền cấp nhanh :

29 21 2 sin

1 2

1 2

74 , 1 0 cos 113

1 28

1 2 , 3 88 , 1 ε

ε

0 α

3

768 , 1 4

78 , 1 0 cos 127

1 43

1 2 , 3 88 , 1 ε

ε

0 α

KH : là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH  K Hβ K Hα K Hv.

1

2

ν 1

H H

w w H

d b



m

w 0

H H

u

a v g δ

π

Trong đó :+bộ truyền cấp nhanh :

1 038 , 4

178 2 1

2

ψ

95 , 5 05 , 4

178 67 , 2 56 006 , 0 ν

2

4 , 53 7 , 70 95 , 5

212 2 1

2

7 , 3 97 , 2

212 1 73 006 , 0

2

107 106 7 , 3

 

Mpa

7 , 70 05 , 4 4 , 53

1 05 , 4 128 , 1 06 , 103957

2 87 , 0 72 , 1 274

1 97 , 2 206 , 1 17 , 408321

2 86 , 0 78 , 1 274

+bộ truyền cấp nhanh :

Cấp chính xác động học là cấp 8 và chọn cấp chính xác tiếp xúc 8 Khi đó cần gia công đạt độ chính xác Rz 10  40μm Z R  0 , 9

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2 σ

1

1 β ε 1

1 

Trong đó:

T1 : Mô men xoắn trên bánh chủ động cấp nhanh T1 103957 , 06Nmm

T2: Mô men xoắn trên bánh chủ động cấp chậmT2 408321 , 17Nmm

ε

1

 với εα hệ số trùng khớp ngang 0 , 576

74 , 1

1 74

, 1

εα   Yε   + Bộ truyền cấp chậm :

α ε

ε

1

 với ε α hệ số trùng khớp ngang 0 , 562

78 , 1

1 78

, 1

KFV = 1 +

α β 1

1

2

ν

F F

w w F

K K T

d b

với

m

w 0

F F

u

a V g δ

Trong đó: δF  0 , 016; ν  2 , 67; g0=56

88 , 15 036 , 4

178 67

, 2 56 016 , 0

27 , 1 02 , 1 06 , 103957

2

7 , 70 4 , 53 88 , 15



KF=1,223.1,27.1,02 = 1,58 + Bộ truyền cấp chậm :

KF β = 1,16 Tra bảng 6-7 với ψ bd=1,05

Theo bảng 6.14 chọn KF = 1,37

KFV = 1 +

α β 1

1

2

ν

F F

w w F

K K T

d b

với

m

w 0

F F

u

a V g δ

Trong đó: δF  0 , 016; ν  1; g0=73

87 , 9 97 , 2

212 1 73 016 , 0

37 , 1 16 , 1 17 , 408321

2

107 106 87 , 9



KF=1,087.1,37.1,16 = 1,73 -Với m =2,5 (mm) : cho cả hai bộ truyền

ys - hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất

735 , 3 1 576 , 0 58 , 1 06 , 103957

F F

735 , 3

525 , 3 78 , 74 δ

δ

1

2 1

Nh vậy độ bền uốn thoả mãn

+ Bộ truyền cấp chậm :

F1F1 yR.yS.KXF = 257,14 1.1,022.1=262,79( Mpa)Tơng tự tính F2=241,7.1.1,022,1=247 ( Mpa)

Thay vào 6.43 ta có :

5 , 2 107 106

7 , 3 1 562 , 0 73 , 1 17 , 408321

Nh vậy độ bền uốn thoả mãn

5 Kiểm nghiệm răng về quá tả :

σHmax  σH K qt  428 , 01 1 , 4  506 , 43 Mpa σHmax  1260 Mpa

σF1max  σF1.K qt  74 , 78 1 , 4  104 , 69 (Mpa) σF1max  464 (Mpa).

σF2max  σF2.K qt  70 , 58 1 , 4  98 , 81 (Mpa) σF2max  360 (Mpa)

-Ta chọn đờng kính bánh đai nhỏ có d1=250 (mm) (chọn theo tiêu chuẩn ).

-Vận tốc đai: v = d n 19 , 08 m/s

60000

1458 250 14 , 3 60000

+Với hệ số trợt đai =0,01, đờng kính bán đai lớn :

d2=u.d1(1-)=2,02.250.(1-0,01)= 499,9 (mm)

-Theo bảng (21.15) chọn đờng kính tiêu chuẩn d2=500 (mm ).

02 , 2 0202 , 2

250

-Tuỳ thuộc vào cách nối đai mà ta có thể cộng thêm 100 400(mm)

-Số vòng chạy của đai : i =

L

V

=

98866 ,

3

8 , 19

= 4,78 < imax .+ Mà imax = 3  5 (m/s)

-Theo bảng (4.1) dùng loại đai  -800 không có lớp lót

+Chọn trị số  = 6,25 mm

+Số lớp 5 lớp không lót ;

+Theo bảng (4.7) tập I : Kđ=1,7(thuộc nhóm động cơ II,máy gầu xúc đất)

- ứng suất cho phép xác định theo CT (4.10)

- C0 = 1 Tra bảng 4.12 tập I -Thay số vào (b): ta có

 F = 2,612.0,96.0,89 1 = 2,23 Mpa.-Theo CT (4.8) :

7 , 1 5 , 433

= 52,88mm

-Chiều rộng bánh đai B chọn theo bảng (21.16) B= 63 mm

4 Xác định lực căng ban đầu & lực tác dụng lên trục :

- Theo CT (4.12) tập I : F0 = . b.0 = 2.50.6,25 = 625(N)

- Lực căng đai ( Theo CT (4.13) tập I):

+Fr = 2.F0 sin(1/2) = 2.625.sin(169,82/2) = 1245,1 (N)

C Thiết kế trục và then.

i Chọn vật liệu

-Trục là bộ phận quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyềnchuyển động quay giữa các bánh răng ăn khớp Đồng thời , trục còntiếp nhận đồng thời cả mômem uốn và mô men xoắn Mặt khác , theoyêu cầu thiết kế trục còn làm việc trong thời gian dài ( mỗi năm làm 300ngày , mỗi ngày làm 8 giờ)

-Do những yêu cầu và đặc điểm trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xáchình học cao Trục còn đảm bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn

Ft2 Fr2

Fr4 Ft3 Fr3 Ft4

a Lùc t¸c dông lªn bé truyÒn cÊp

, 70

06 , 103957 2 2

2

 N tg

tg F

0 cos

39 21 8 , 2940 cos

.

0

0 1

3, 3823 8,

106 2

17 , 408321 2 2

2

3 2 ,



Fr F t tg tw tg 1350 , 1 N

0 cos

29 19 3 , 3823 cos

.

0

0

Bé truyÒn cÊp nhanh

2 Tính sơ bộ đờng kính trục :

-Theo (10-9) tập I đờng kính sơ bộ đợc tính theo công thức sau :

d 

  2 , 0

(mm) +Trong đó :

T : là mô men xoắn (N.mm)

Momen xoắn của trục Thứ III:

2

06 , 103957

17 , 408321

3

2   (mm) chọn sơ bộ dsb2  50(mm)

17 2 , 0

5 , 588287

3

3   (mm) chọn sơ bộ dsb3  55(mm)

3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

-Chiều dài trục cũng nh khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động , chiều dài may ơ của các chi tiết quay , chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác

-Theo bảng 10-2 ( Giáo trình Tập I) ta có thể xác định đợc chiều rộng ổ lăn

mm b

29 27 21

` 03 02 01

-Dựa vào CT (10.10) Tập I ta xác định chiều dài may ơ của bánh đai

+Với trục III :

Chiều dài May ơ bánh răng lớn cấp chậm :

lm33= (1,2 1,5) d3b3= (1,2 1,5).55 = 66 82,5 do đó chọn

-Xác định chiều dài giữa các ổ :

+Xét đối với trục I:

f

f

f

x12

, 146 2

2

5 , 226 5

, 66 5 , 146 2

2

5 , 146 10

70 70 5 , 0 5 , 66

5 , 0

5 , 66 8

10 27 70 5 , 0

22 23 24

1 23 22 22

23

2 1 02 22 22

l

l

mm l

l

mm l

l

l

mm K

l l l

l

mm K

K b l l

m m m

-Xác định phản lực tại các gối tựa :

+Momen tại điểm O theo trục X:

11

12 11 13 13 12

12 11 13 13 11 12 )

(

0

.

0

.

l

l F l F F

l F l F l F M

c y y

y

c y y

r X

) ( 9 , 947 1 , 1245 2

, 858 4 , 1155 0

) ( 2 , 858 293

66 1 , 1245 5

, 146 4 , 1155

11 12 13 10

11 13 12 10 12

N F

F F F

F F F F Y

N F

y y y y

y y y y y

5 , 146 8 , 2940 293

5 , 146

0

) (

13 12

11 12 13 13

N F

F

l F l F Y M

x x

x x

, 1470 8

, 2940

0

13 12 10

13 12 10

N F

F F

F F F F

x x x

x x x x

0

f

f

f t23

r23

y21 x21

r22 t22

r24 t24 x20 y20

diễn trên trục I nh hình vẽ ,trên các biểu đồ cho giá trị tuyệt đối của các

Momen ấy trên mặt cắt tiết diện đặc biệt

-Tính mô men uốn tổng M j và mô men tơng đơng Mtdjtại các tiết diện

nguy hiểm trên trục I

- Từ hình vẽ ta thấy mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt 0 và 3:

13 13

2 2

2 13 2

13 13

75 , 0

8

, 249408 125697

6 , 215413

T M

M

Nmm M

M M

td

x y

, 103957

75 , 0 8 ,

M d

3 , 121901

7 , 265170

3

27 , 24 63

1 , 0

45 , 90029

3

- Xuất phát yêu cầu về độ bền lắp ghép và công nghệ ta chọn đờng

kính các đoàn trục nh sau:

Fy22 = Fy24 = Fr22 =

0 cos

39 , 19 2 , 3823 cos

22

o tw

) ( 4 , 772 4

, 772 4 , 1155 1

, 1350 2

0

0 0

) ( 4 , 772 293

5 , 146 4 , 1155 5

, 66 1 , 1350 5

, 226 1 , 1350

0

.

21

20 23

24 22

21

21 24

23 22

20 20

22 24 21

20 23

23 24

22

N F

F F

F F

F

F F

F F

F Y

N F

l F l F l F l F M

y

y y

y y

y

y y

y y

y y

y y

y y

, 146 8 , 2940 5

, 66 2 , 3823

.

21

24 24 23

23 22

= 3833,2(N)

-Tính mô men uốn và mô men tơng đơng tại các tiết diện nguy hiểm

Từ hình vẽ ta thấy mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt 2 và 3,4 :

M

Nmm M

M M

Nmm T

M M

Nmm M

M M

td

x y td

x y

5 , 436414 17

408321

75 , 0 6 , 255759

75 , 0

6 , 255759 6

, 5148 8

, 255707

88 , 314447 6

, 204160

75 , 0 9 , 260392

75 , 0

4 , 260031 6

, 53164 8

, 254907

2 2

2 3 2

3 3

2 2

2 3 2

3 3

2 2

2 2 2

2 2

2 2

2 2 2

2 2

1 0f

f

f f

f f

f f

3

) ( 8 , 36

07 , 41 63

1 , 0

5 , 436414

1 , 0

8 , 36 63

1 , 0

88 , 314447

1 , 0

22 24

d

mm

M d

mm

M d

td td

38

23 23

22 22

24

mm b

mm d

mm b

mm d

l F l F F

l F l F l F M

y y

y

y y

y x

1 , 1350 293

1 , 1350 ) 5 , 66 5 , 226 (

0

.

31

34 34 32

32 30

34 34 32

32 31 30 1

F F F

F F F F Y

y y y y

y y y y

1 , 1350

0

30 34 32 31

33 31 32 30

l F l F l F F

l F l F l F l F M

x x

x x

x x

x x

y

1 , 6878 293

5 , 226 2 , 3823 86

1 , 10408 5

, 66 2 , 3823

.

.

0

.

31

34 34 33 33 32 32 30

33 33 34 34 32 32 31 30 1

z: bớc xích z = 10(răng)

n: số vòng quay trục 3 : n = 60(V/p)

 Fx33 = 6.107.1,05.7,93/10.80.60 = 10408,1 (N)

  8 , 9639

1 , 6878 1

, 10408 2

, 3823 2

0

33 34 32 30 31

34 33 32 31 30

N

F F F F F

F F F F F X

x x x x x

x x x x x

+ Vậy dấu của Fx31 lấy ngợc chiều với giá trị trên

-Tính mô men uốn và mô men tơng đơng :

-Từ hình vẽ ta thấy mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt 4,2 và 3,1

+Tại mặt cắt 4:

Nmm M

M M

Nmm T

M M

Nmm M

M M

Nmm T

M M

Nmm M

M M

Nmm T

M M

Nmm M

M M

td

x y

td

x y

td

x y

td

x y

61 , 1257159 5

, 588287

75 , 0 2 , 1149299

75 , 0

2 , 1149299 2

, 1149299

96 , 1078609 5

, 588287

75 , 0 55 , 950703

75 , 0

55 , 950703 946455

65 , 89781

9 , 509471 5

, 588287

75 , 0

75 , 0

0

34 , 690525 5

, 588287

75 , 0 45 , 466115

75 , 0

45 , 466115 6

, 443561 7

, 89781

2 2

2 3 2

31 31

2 2

31 2

31 31

2 2

2 3 2

32 32

2 2

2 33 2

33 32

2 2

3 2

33 33

2 30 2

30 33

2 2

2 3 2

34 34

2 2

2 34 34

2 34

mm M

d

mm

M d

mm M

d

td td td td

44 , 58 63

1 , 0

61 , 1257159

1 , 0

53 , 55 63

1 , 0

96 , 1078609

1 , 0

24 , 43 63

1 , 0

9 , 509471

1 , 0

86 , 47 63

1 , 0

34 , 690525

1 , 0

3

3 311

3

3 322

3

3 333

3

3 344

b,Các trục của hộp giảm tốc đều quay,ứng suất uốn thay đổi theo chu

kỳ đối xứng,do đó aj tính theo công thức (10.22) mj= 0

j

j

j

.2

)(

32

1 1

động,do đó mj=aj tính theo công thức (10.23)

j

j

.2

)(

16

1 1

c,Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục:

-Dựa theo kết cấu trục ở trên các hình vẽ và biểu đồ mômen tơng

ứng,có thể thấy các tiết diện sau đây là tiết diện nguy hiểm cần đợc

kiểm tra về độ bền mỏi là: trên trục I đó là các tiết diện lắp bánh đai (10) lắp bánh răng (13) lắp ổ lăn (12);trên trục II đó là 3 tiết diện lắp bánh răng(24,22,23);trên trục III đó là tiết 2 dện lắp bánh

răng(31,32),tiết diện lắp ổ lăn(33),tiết diện lắp đĩa xích(34)

sj = 2 . 2

j j

j j

s s

s s

bánh đai, theo k6 kết hợp với lắp then.

-Kích thớc của then, trị số của mômen cản uốn mômen cản xoắn ứng

11 1

d f

=16,85 (mm)

2,5.m = 2,5.2,5 = 6,25 (mm)

x=16,85>2,5.m = 6.25 Vậy bánh răng số 1 không phải chế tạo liền

trục.Do đó tất cả các bánh răng khác không phải chế tạo liền trục

7,Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh.

-Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc do quá tải đột

ngột (chẳng hạn khi mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục về độ

bền tĩnh

-Công thức kiểm nghiệm có dạng:

tđ= 2  3 2    