Thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp cho chi tiết máy

Phần I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và mômen xoắn trên trục.Công suất cần thiếtGọi Pt công suất tính toán trên trục máy công tác (Kw) Pct công suất cần thiết trên trục động cơ (Kw) η – hiệu suất chuyền động.Ta có: Pt = Fv1000Pt = 12000.0,521000 =6,24(Kw)Vậy công suất tính toán trên trục máy công tác là: Pt = 6,24 (Kw)Áp dụng công thức Pct = P_tη với η = η_1.〖η_22 〖.η〗_34.η〗_4Trong đó: η_1, η_2, η_3, η_4 được tra trong bảng trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ. η_1= 0,96 – hiệu suất bộ truyền đai η_2= 0,98 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ η_3= 0,995 – hiệu suất của 1 cặp ổ lăn η_4= 1 – hiệu suất của khớp nối.Pct = 6,24(〖0,96.0,98〗2.〖0,995〗4.1) = 7,05 (Kw).Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: Pct = 7,05 (Kw).Tính số vòng quay trên trục của tangTa có số vòng quay trên trục của tang là: nt = (60.〖10〗3.v)(π.D)nt = 60000.0,523,14.340 = 29,22 (vòngphút).

Nguyễn Văn Lĩnh I Đề tài: Thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp cho chi tiết máy 1, Động cơ Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng: Thẳng Nghiêng 4, Bộ truyền đai 2, Nối trục đàn hồi 5, Băng tải 1 1 2 3 4 5 F v t T T mm = 1,8 T 1 T 2 = 0,7 T 1 t 1 = 3 giờ t 2 = 4,2 giờ t ck = 8 giờ II III I Nguyễn Văn Lĩnh II Các số liệu ban đầu: 1 Lực kéo băng tải: F = 12000 (N) 2 Vận tốc băng tải: v = 0,52 (m/s) 3 Đường kính tang: D = 340 mm 4 Thời hạn phục vụ: l h = 14000 giờ 5 Số ca làm việc: Số ca = 2 6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 30 0 7 Đặc tính làm việc: Va đập êm. Phần I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và mômen xoắn trên trục. 1 Công suất cần thiết Gọi P t - công suất tính toán trên trục máy công tác (Kw) P ct - công suất cần thiết trên trục động cơ (Kw) – hiệu suất chuyền động. Ta có: P t =  P t = Vậy công suất tính toán trên trục máy công tác là: P t = 6,24 (Kw) 2 Nguyễn Văn Lĩnh Áp dụng công thức P ct = với = Trong đó: , , , được tra trong bảng trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ. = 0,96 – hiệu suất bộ truyền đai = 0,98 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ = 0,995 – hiệu suất của 1 cặp ổ lăn = 1 – hiệu suất của khớp nối.  P ct = = 7,05 (Kw). Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: P ct = 7,05 (Kw). 2 Tính số vòng quay trên trục của tang Ta có số vòng quay trên trục của tang là: n t = n t = = 29,22 (vòng/phút). 3 Chọn số vòng quay sơ bộ cho động cơ Tra bảng. Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp ta có số vòng quay sơ bộ của động cơ là: Áp dụng công thức: n sb = n t .i hgt .i d = 29,22.12.2 = 701 (vòng/phút) 3 Nguyễn Văn Lĩnh Trong đó: i hgt – tỷ số truyền của hộp giảm tốc i d – tỷ số truyền của đai thang. i hgt và i d được tra trong bảng tỷ số truyền ta chọn i hgt = 12; i d = 2. 4 Chọn động cơ Động cơ cần chọn ở chế độ làm việc dài, phụ tải không thay đổi nên động cơ phải có P dm P ct = 7,05 (Kw). Theo bảng 2P1(TKCTM trang 322) ta chọn động cơ số hiệu AO2 - 52 - 6 có thông số kỹ thuật sau: + Công suất định mức: P dm = 7,5 (Kw) + Tốc độ quay: n dc = 970 (Vòng /phút) 1.5 Phân phối tỷ số truyền - Với động cơ đã chọn ta có: P dm = 7,5 (Kw) n dc = 970 (Vòng /phút) Theo công thức tính tỷ số truyền ta có: i c = = = 33,19 Ta có i c = i hgt .i d Trong đó: i c – tỷ số truyền chung 4 Nguyễn Văn Lĩnh i hgt – tỷ số truyền của hộp giảm tốc i d – tỷ số truyền của đai. Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc i d = 2. Ta tính được: i nh .i ch = d c i i = = 16,6 Với lược đồ dẫn động như đề cho ta chọn i nh = 1,3.i ch Trong đó: i nh - tỷ số truyền nhanh của hộp giảm tốc i ch – tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc.  i ch = = 3,6  i nh =1,3.3,6 = 4,7 1.6 Công suất động cơ trên các trục - Công suất động cơ trên trục I là: P I = P ct = 7,05. 0,96 = 6,768 (Kw) - Công suất động cơ trên trục II là: P II = P I = 6,768.0,98.0,99 = 6,566 (Kw) 5 Nguyễn Văn Lĩnh - Công suất động cơ trên trục III là: P III = P II = 6,5661. 0,99.1 = 6,5 (Kw) -Công suất động cơ trên trục IV là: P IV = P III = 6,5 (Kw) 1.7 Tốc độ quay trên các trục - Tốc độ quay trên trục I là: n 1 = = = 485 (vòng/phút) - Tốc độ quay trên trục II là: n 2 = = = 103,2 (vòng/phút) - Tốc độ quay trên trục III là: n 3 = = = 28,67 (vòng/phút). - Tốc độ quay trên trục IV là: n 3 = n 4 = 28,67 (vòng/phút). 1.8 Xác định mômen xoắn trên các trục - Mômen xoắn trên các trục động cơ được tính theo công thức: M dc = 9,55 = 9,55 = 69409,8 (N.mm) - Mômen xoắn trên trục I là: M 1 = 9,55 = 9,55 = 132266 (N.mm) - Mômen xoắn trên trục II là: 6 Nguyễn Văn Lĩnh M 2 = 9,55 = 9,55 = 607609 (N.mm) -Mômen xoắn trên trục III là: Trục Thông số Động cơ I II III IV Công suất (Kw) 6,84 6,64 6,38 6,38 Tỉ số truyền i 2 4,7 3,6 1 Vận tốc vòng n (vòng/phút) 970 485 103,2 28,67 28,67 Mômen (N.mm) 69409,8 132266 607609 2165155 2165155 M 3 = 9,55 = 9,55 = 2165155 (N.mm) - Mômen xoắn trên trục IV là: M 4 = M 3 =2165155 (N.mm) Ta có bảng thông số sau: PhầnII – Tính toán bộ truyền đai. 7 Nguyễn Văn Lĩnh 2.1 Chọn loại đai Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định được loại đai, kích thước đai và bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục. Do công suất động cơ P ct = 7,05 (Kw) và i d = 2 < 10 và yêu cầu làm việc êm nên ta hoàn toàn có thể chọn đai thang. Ta nên chọn đai làm làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm việc được trong điều kiện môi trường ẩm ướt, có súc bền và tính đàn hồi cao. Đai vải cao su thích hợp ở các truyền động có vận tốc cao, công suất truyền động nhỏ. 2.2 Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai 2.2.1 Xác định đường kính bánh đai nhỏ D 1 Từ công thức kiểm nghiện vận tốc: V d = V max = (30 ÷ 35) m/s  D 1 = = 689,5 (mm) Theo ( bảng 5.14 ) và ( bảng 5.15 ) chọn D 1 = 140 mm => V d = = 7,1 ( m/s) < V max = (30 ÷ 35) m/s 8 Nguyễn Văn Lĩnh 2.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớn D 2 Theo công thức (5-4) ta có đường kính bánh đai lớn: D 2 = i d .D 1 .(1 – ) Trong đó: id – hệ số bộ truyền đai - Hệ số trượt bộ truyền đai thang lấy = 0,02( trang 84 sách TKCTM )  D 2 = 2.140.(1 – 0,02) = 274,4 (mm) Chọn: D 2 = 280 mm Số vòng quay của trục bị dẫn: = (1 – 0,02). 970. = 475,3 (vòng/phút) Kiểm nghiệm n = .100% = . 100% = 2 (%) Sai số n 5%, nằm trong phạm vi cho phép. 2.2.3. xác định tiết diện đai Với đường kính đai nhỏ D 1 = 140 , vận tốc đai V d = 7,1 (m/s) và P ct = 7,05 (Kw) tra bảng (5-13) ta chọn đai loại B với các thông số (bảng 5-11) sau: 9 Nguyễn Văn Lĩnh Sơ đồ tiết diện đai Kí hiệu Kích thước tiết diện đai (mm) a t 11 A 13 y 0 2,8 H 8 F (mm 2 ) 81 2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A Theo diều kiện : 0,55(D 1 + D 2 ) + h A 2(D 1 + D 2 ) ( với h là chiều cao tiết diện đai ) Theo bảng (5-16) – trang 94, sách thiết kế chi tiết máy. Với: i = 2, chọn A = 1,2.D 2 = 336 (mm) 2.4 Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A Theo công thức: L = 2A + (D 1 + D 2 ) + = 2.336 + (140 + 280) + = 1345,9 (mm) 10 h b b t y 0 [...]... dc2 = m.z2 = 4. 123 = 4 92 (mm) • Khoảng cách trục d c1 + d c 2 2 A= = = 314 (mm) • Chi u cao răng • Độ hở hướng tâm h = 2, 25.mn = 2, 25.4 = 9 (mm) c = 0 ,25 .mn = 0 ,25 .4 = 1 (mm) • Đường kính vòng đỉnh răng: De1 = dc1 + 2. mn = 136 + 2. 4 = 144 (mm) De2 = dc2 + 2. mn = 4 92 + 2. 4 = 500 (mm) • Đường kính vòng chân răng: Di1 = dc1 – 2. mn - 2. c = 136 – 2. 4 – 2. 1 = 126 (mm) Di2 = dc2 – 2. mn – 2. c = 4 92 – 2. 4 – 2. 1... (mm) dc2 = m.z2 = 3.155 = 465 (mm) • Khoảng cách trục d c1 + d c 2 2 A= = = 28 2 (mm) • Chi u cao răng • Độ hở hướng tâm h = 2, 25.mn = 2, 25.3 = 6,75 (mm) c = 0 ,25 .mn = 0 ,25 .3 = 0,75 (mm) • Đường kính vòng đỉnh răng: De1 = dc1 + 2. mn = 99 + 2. 3 = 105 (mm) De2 = dc2 + 2. mn = 465 + 2. 3 = 471 (mm) • Đường kính vòng chân răng: Di1 = dc1 – 2. mn - 2. c = 99 + 2. 3 – 2. 0,75 = 103,5 (mm) Di2 = dc2 – 2. mn – 2. c =... Lĩnh Lại có u = ≤ umax = 10 Kết hợp theo bảng (5- 12) lấy L = 1 320 (mm) Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây Theo CT (5 -20 ): u = = = 5,4 (m/s) umax = 10 (m/s) 2. 5 Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L = 1800 mm Theo công thức (5 -2) ta có: A= = A = 322 ,7 (mm) Kiểm tra điều kiện (5-19): 0,55(D1 + D2) + h A 2( D1 + D2) 0,55(140 + 28 0) + 8 322 ,7 2( 140 + 28 0) 23 9 (mm) 322 ,7 (mm) 840 (mm) Khoảng... Theo công thức (5 -23 ): B = (Z - 1).t + 2. S Theo bảng (10-3) có: t = 16 ; S = 10  B = (3 – 1).16 + 2. 10 = 52 (mm) - Đường kính ngoài bánh đai: Theo công thức (5 -24 ): + Với bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2y0 = 140 + 2. 2,8 = 145,6 (mm) + Vối bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2y0 = 28 0 + 2. 2,8 = 28 5,6 (mm) 2. 9 Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục - Lực căng ban đầu với mỗi đai: Theo công thức (5 -25 ) ta có : S0 =... = 2, 5.[σ]Notx1 = 2, 5. 624 = 1560 (N/mm2) + Bánh răng lớn [σ]txqt2 = 2, 5.[σ]Notx2 = 2, 5.546 = 1365 (N/mm2) Với: σtxqt = 1,05.10 6 A.i ( i + 1) 3 K N b.n 2 = = 393,5(N/mm2) 22 Nguyễn Văn Lĩnh ⇒ ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ và bánh răng lớn • Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải: + Bánh răng nhỏ [σ]uqt1 = 0,8.σch = 0,8.450 = 360 (N/mm2) 19,1.10 6.K Ν 2. .. (N/mm2) σuqt1< [σ]uqt1 ⇒ thoả mãn + Bánh răng lớn [σ]uqt2 = 0,8 σch = 0,8.300 = 24 0 (N/mm2) σuqt2 = σu1 y1 y 2 = 85,8 = 73, 02 (N/mm2) ⇒ σuqt2 < [σ]uqt2 Thoả mãn 3.17 Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng • Mô đun pháp tuyến mn = 4 • Số răng Z1 = 34 răng; 31 Z2 = 123 răng Nguyễn Văn Lĩnh • Góc ăn khớp αo = 20 o • Chi u rộng răng b1 = 90 (mm) b2 = 85 (mm) • Đường kính vòng chia... = 3 82 (mm) Bảng 3 .2. 2: Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 32 Nguyễn Văn Lĩnh Thông số Giá trị Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn Số răng Z1 = 34 răng Z2 = 123 răng Đường kính vòng chia dc1 = 136 mm đc2 = 4 92 mm Đường kính vòng đỉnh răng De1 = 144 mm De2 = 500 mm Đường kính vòng chân răng Di1 = 126 mm Di2 = 3 82 mm Chi u rộng răng b1 = 90 mm b2 = 85 mm Môđun M=4 Khoảng cách trục A = 314 mm Chi u... = 2, 5.[σ]Notx1 = 2, 5. 624 = 1560 (N/mm2) + Bánh răng lớn [σ]txqt2 = 2, 5.[σ]Notx2 = 2, 5.546 = 1365 (N/mm2) Với: σtxqt = 1,05.10 6 A.i ( i + 1) 3 K N b.n 2 = = 596,8(N/mm2) 30 Nguyễn Văn Lĩnh ⇒ ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ và bánh răng lớn • Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải: + Bánh răng nhỏ [σ]uqt1 = 0,8.σch = 0,8.450 = 360 (N/mm2) 19,1.10 6.K Ν 2. .. 47,5(N/mm2) σuqt1< [σ]uqt1 ⇒ thoả mãn + Bánh răng lớn [σ]uqt2 = 0,8 σch = 0,8.300 = 24 0 (N/mm2) σuqt2 = σu1 y1 y 2 = 47,5 = 30,3 (N/mm2) ⇒ σuqt2 < [σ]uqt2 Thoả mãn 3.9 Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng • Mô đun pháp tuyến mn = 3 • Số răng Z1 = 33 răng; 23 Z2 = 155 răng Nguyễn Văn Lĩnh • Góc ăn khớp αo = 20 o • Chi u rộng răng b1 = 83 (mm) b2 = 75 (mm) • Đường kính vòng chia... bảng 3- 12) có Kttb =1,05 ⇒ Ktt = = 1, 025 ⇒ K = 1, 025 .1,4 = 1,435 Áp dụng công thức: 3 A = Asb K K sb = 27 0 = 27 2 ,23 (mm) Chọn A = 27 5 (mm) 19 Nguyễn Văn Lĩnh 3.6 Xác định mô đun, số răng và chi u rộng bánh răng Vì đây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính mô đun pháp: • Xác định mô đun : m = ( 0,01 ÷ 0, 02) .A ⇒ m = (0,01 ÷ 0, 02) .27 5 = 2, 75 ÷ 5,5 Theo bảng (3-1) chọn m = 3 • Tính số răng: 2 A - Số . Văn Lĩnh I Đề tài: Thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp cho chi tiết máy 1, Động cơ Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng: Thẳng Nghiêng 4, Bộ truyền đai 2, Nối trục đàn hồi 5, Băng tải 1 1 2 3 4 5 F v t T T mm . D 2 ) + h A 2( D 1 + D 2 ) 0,55(140 + 28 0) + 8 322 ,7 2( 140 + 28 0) 23 9 (mm) 322 ,7 (mm) 840 (mm) Khoảng cách nhỏ nhất mắc đai: 11 Nguyễn Văn Lĩnh A min = A – 0,015L = 322 ,7 – 0,015.1 320 = 3 12, 91. A 2( D 1 + D 2 ) ( với h là chi u cao tiết diện đai ) Theo bảng (5-16) – trang 94, sách thiết kế chi tiết máy. Với: i = 2, chọn A = 1 ,2. D 2 = 336 (mm) 2. 4 Tính chi u dài đai L theo khoảng cách