Đồ Án Chi Tiết Máy THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

1.Động cơ2.Nối trục đàn hồi3.Hộp giảm tốc4.Bộ truyền xích5.Băng tảiCác số liệu cho trước:Lực kéo bang tải : F = 15000NVận tốc băng tải : v = 0,52msĐường kính tang : D = 62,5mmThời hạn phục vụ : lh =15000giờSố ca làm việc : số ca 2Đặc tính làm việc : va đập vừa Tmm = 1,65T1 T2 = 0,7 T1 t1 = 2,4h t2 = 4,6htck = 8hGóc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 30Yêu cầu thực hiện:Phần thuyết minh:Trình bày đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế, bao gồm:Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và mô men xoắn trên các trục .Tính toán bộ truyền ngoài.Tính toán bộ truyền bánh răng.Tính toán thiết kế trục.Tính chọn ổ đỡ.Lựa chọn kết cấu hộp.

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI -

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

T1 T2

tmm t1 t2

tck

1.Động cơ 2.Nối trục đàn hồi 3.Hộp giảm tốc

Các số liệu cho trước:

Lực kéo bang tải : F = 15000N

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 30

Yêu cầu thực hiện:

Phần thuyết minh:

Trình bày đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế, bao gồm:

Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và mô men xoắn trên các trục

Tính toán bộ truyền ngoài.

Tính toán bộ truyền bánh răng.

Đề bài : THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÁC SỐ KIỆU BAN ĐẦU

I:Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyên.

1.Xác định công xuất động cơ.

- Công xuất động cần thiết được xác định theo công thức

P t

η

Trong đó:

Hiệu suất truyền động:

- η = ηol

2

η x ηot η kn ηbr Trong đó :

- Theo bảng 2.3 _ TTTKHDĐCK ta có:

Hiệu suất khớp nối η kn = 0,99

Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

Vận tốc quay, v/

T IImax =9,55.10 6 P 2 lmax nII =8,3126477,04=166432,33(N.mm)

T IImin =9,55.10 6 P 2 lmin nII =164758,72(N.mm)

T IIImax =9,55.10 6 P 3 max n3 = 484400.70(N.mm)

PHẦN III:THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC BỘ PHẬN TRUYỀN NGOÀI

+Tính toán,thiết kế bộ truyền ngoài :Bộ truyền xích.

Từ phần trên tiến hành tính toán bộ truyền xích với các số liệu sau:

2 Xác định các thông số của xich và bộ truyền

Trị số của các hệ số trên được tra theo bảng 5.6

K= 1.1.1.1,35.1,25= 1,6875

Công xuất tính toán :

Theo bảng 5.5 với n 01 =1600(v/p)chọ bộ truyền xích 1 dãy có bước xích

p=19,05(mm) thỏa mãn điều kiện bền mỏi P t < [P] =19,3(kw) đồng thời theo

bảng 5.8, ta thấy p>p max nên ta chọn xích nhiều dãy ta chọn số dãy xích là 3:

-Khoảng cách trục a được xác định theo công thức(5.13)

Q: Tải trọng phá hỏng,tra bảng 5.2 ta được Q=38100N

5.kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo 5.18

-Theo công thức (5.18[1])ta có:

Với [σH=0,47.H] : Ứng xuất tiếp xúc cho phép

=25)

F vd : lực va đập trên m dãy xích (N) được xác định theo công thức(5.19)

Với m= 3

Như vaaysjtheo bảng 5.11dungf thép 45 tôi ram đạt độ rắn HB=170 sẽ đạt

được ứng xuất cho tiếp xúc cho phép [σH=0,47.H]=500(Mpa), đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1.

-Với đĩa 2do

Ta chọn vật liệu và chế đọ nhiệt luyện của đĩa bị dẫn giống như là đĩa dẫn.

Do tổng công suất truyền tải trung bình không có yêu cầu đặc biệt về vật liệu,

để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu như sau:

Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB (211÷280), có σH=0,47 B1 = 850 MPa,

Trong đó: [σH=0,47 H ] = σH=0,47 HLim 0 K HL /S H

[σH=0,47 F ] = σH=0,47 FLim 0 K FC K FL /S F

trọng của bộ truyền.

bộ truyền , được xác định theo công thức.

Ưngs xuất cho phép:

Do là cặp bánh răng côn nên ứng xuất tiếp xúc là:

III: Tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng.

Xác định chiều dài côn ngoài :theo công thức 6.25a:

+u: tỉ số truyền của hộp giảm tốc , u=3

(tra bảng 6.21[1])

Theo bảng 6.20 [1] với z 1 =20 ta chọn hệ số dịch chỉnh đều :

+k H :hệ số tải trọng khi tính toán về tiếp xúc ,được xác định theo công thức

6 kiểm nghiêm răng về độ bền uốn

Theo công thức 6.65[1]ta có:

+ KF: hệ số xét đến tập trung tải trọng không đều giữa các răng , KF=1

+ KFV: hệ số xét đến tập trung tải trọng động ,xác định theo công thức :

KFV = 1 +

ν F bd m1

u

Vậy điều kiện bền uốn cảu cặp bánh răng côn được đảm bảo.

7 Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải

Theo công thức 6.49[1] ta có:

F1max = F1.Kqt =255,5.1,8 = 459,9 Mpa < [F1]max

F2max = F2.Kqt =273,5.1,8 = 492,3Mpa < [F2]max

Vậy đọ bền quá tải của răng được thỏa mãn

8.Các thông số và kích thước của bộ truyền bánh răng côn.

Theo công thức trong bảng 6.19[1] ta được:

hfe2 = he – hae2 =5,39 – 1,47=

3,92mm Đường kính đỉnh răng ngoài dae1 = de1 + 2hae1cos1

=49 + 2.3,43 cos(18)= 55,52mm dae2 = de2 +2hae2cos2 =147+2.1,47- cos(71)=147,95 mm

PHẦN IV:TÍNH TOÁN THIẾT KỀ TRỤC

I.THIẾT KẾ TRỤC

1 chọn vật liệu

- trục là bộ phạn quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển

động quay giữa các bánh răng ăn khớp Đồng thời ,trục còn tiếp tục nhân đòng thời cả momen uốn và momen xoắn.

-Do những yêu cầu đạc điểm trên ngoài thiết kế đạt độ chính xác hình học

cao trục còn phải đảm bảo về đọ cứng vững ,đọ bền mỏi ,độ ổn định giao động, -Vì vậy,để đảm bảo yêu cầu làm việc trên,yêu cầu người thiết kế chọn vật liệu chế tạo hợp lý ,giá thàng rẻ ,dễ gia công Từ đó ta chọn vật liệu chế tạo trục là

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

Chiều rộng của ổ lăn:

khoảng cách giữa 2 khói đỡ trên trục I

Lực từ bánh răng tác dụng lên trục , các quy ước về chiều và các dấu tương

ứng của lực đối với trục I.

F Z13 = F t13 /cosβ m (tgα n.sin δ 13 – sin δ 13 /|sin δ 13 |.cq 1 hr 13 cb 13 sin β m cos δ

5 Tính chính xác các đường kính các đoạn trục

- Theo 10.17:

d j≥√3 M tdj

0,1.[σ]

→d11≥3√ √M2y+M2x+0,75 M2z

0,1 [σ]

¿3√ √448762 ,542+464824 ,882+0,75 (5,95.105)20,1.55

= 53,16

+ Tại tiết diện 1-2 lắp ổ lăn 1-1:

→d12≥3√ √M2y+M x2+0,75 M z2

0,1.[σ]

¿3√ √52364,912+87710,222+0,75 (5,95.105)2

+ Tại tiết diện 1-3 lắp bánh đai:

+ Tại tiết diện 1-0 chỗ lắp ổ lăn 1-0 lấy đồng bộ đường kính với ổ

- Trục П:

+ Tra bảng 10.5 (TTTK) chọn [σH=0,47.] = 50 (MPa) + Tại tiết diện 2-0 lắp khớp lối

+ Tiết diện 2-1 lắp ổ lăn 2-0:

→d21≥3√ √M2y+M x2+0,75 M2z

0,1.[σ]

¿3√ √2678002+0 ,75.(3,07.106)2

+ Tiết diện 2-2 lắp bánh răng 2:

→d22≥3√ √M2y+M x2+0,75 M2z

0,1.[σ]

¿3√ √594196,922+538500 ,162+0,75.(3,07.106)2

Trong đó: T: mô men xoắn trên trục

7 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

- Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi yêu cầu nếu hệ số

an toàn tại các chi tiết nguy hiểm thoả mãn điều kiện:

S j= Sj S τj

√S σj2+S τj2≥[S]

- Trong đó:hệ số an toàn cho phép thông thường [S] = 1,5÷ 2,5

Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng:

σH=0,47 mj = 0 σH=0,47 aj = σH=0,47 maxj =

M j

W j

Kích thước của then, trị số của mômen cản uốn và mômen cản xoắn ướng với tiết diện trục nhưn sau:

K x : hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào

phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt Tra bảng 10.8 (TTTK)với

mặt, cơ tính vật liệu Khi không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt:

Lắp căng

Rãnh then

Lắp căng

8

1,9 9

2 6 8

2

1,9 4

8

2,1 9

26,5 4

26,5 4

8

2,1 9

20,2 7

26,5 4

3 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ

Y:hệ số tải trọng dọc trục Phản lực hướng tâm trên các ổ

F r=√F2x10+F2y10=√6934,22+4063,422=8037,07( N )

4 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ

Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả nẳng tải tĩnh

Y:hệ số tải trọng dọc trục Phản lực hướng tâm trên các ổ

ổ lăn đã chọn thoả mãn khả năng tải động

4 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ

Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả nẳng tải tĩnh

Như vậy ổ đã chọn thoả mãn khả năng tải tĩnh

V І Tính toán thiết kế ổ trượt

1 Chọn ổ

Chọn vật liệu lót ổ: Dùng đồng thanh nhôm sắt pAЖ9-4

2 Chọn các thông số của ổ

Theo bảng 20.4(TTTK) tập 2 chọn kiểu lắp H8/e8 có sai lệnh giới hạn lỗ

tâm tương đối χ=0,622

Chiều dày nhỏ nhất của màng dầu bôi trơn :

4 Tính kiểm nghiệm về nhiệt.

Theo hình 12.2(TTTK) với χ=0,3 và l/d=0,8 tra được

Q

ψ ω.l d2=0,08

Theo hình 12.1(TTTK) ) với χ=0,622 và l/d=0,8 tra được

độ làm việc trong ổ đảm bảo được độ nhớt cũng như điều kiện bôi trơn

ma sát ướt của ổ trượt.

V Π Tính toán thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ

c, kết cấu của nắp ổ.

Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ vật liệu là GX15-32.

Bảng ghi kích thước các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc.

K 2 =29+24+3=56(mm)

56 52

Để kiểm tra,quan sát các tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu

vào hộp,trên đỉnh hộp có các cửa thăm Dựa vào bảng 18-5/92[TTTK] ta

chọn kích thước của cửa thăm như hình vẽ:

100

150 87

4

2 Nút thông hơi

Khi làm việc nhiệt độ trong hộp tăng lên, để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp, người ta dung nút thông hơi Nút thông hơi được lắp cửa thăm(hình vẽ nắp cửa thăm) Theo bảng 18-

693[TTTK] ta chọn kích thước của nút thông hơi như sau:

2 5

7 0

6 2

5 2

1 0

5

1 3

5 2

1 0

5 6

3 6

6 2 5 5

15 9

4 Kiểm tra mức dầu

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dung que thăm dầu,que thăm dầu có kích thước như hình vẽ.

6 Bu lông vòng

Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp them bulông vòng Kích thước bulông vòng được chọn theo khối lượng hộp

giảm tốc với hộp giảm tốc bánh răng tụ 2 cấp tra bảng 18-3b[2] ta có Q=480(kg), do đó theo bảng 18-3a[TTTK] ta dùng bulông vòng M16.

7 Bôi trơn hộp giảm tốc

a, bôi trơn trong hộp giảm tốc

Do có các bộ chuyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v < 12m/s nên

ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu.với vận tốc vòng của bánh răng trụ răng nghiêng v= 0,69 m/s, tra bảng 18-11[2] độ nhớt của dầu ứng

Theo bảng 18-15 ta chọn được loại dầu bôi trơn là AK – 15 có độ nhớt là

20 Centistoc.

b, Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc

Với bộ chuyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy, hay bị bụi bám

vào ta chọn bôi trơn định kỳ bằng mỡ

Bảng thống kê giành cho bôi trơn

Tên dầu hoặc mỡ

Thiết bị cần bôi trơn

Lượng dầu hoặc mỡ

Thời gian thay dầu hoặc mỡ Dầu ô tô máy

Xác định và chọn kiểu lắp

của lỗ và trục(m)

Ghi chú

76

H k

+30 +15 +2

48

76

H k

+30 +21 +2

với trục

+2

2 ổ lắp giống nhau

+75 +32 0 -27 +75

E 9 h8

+32 0 -27

76

H k

+35 +25 +3

với trục

85k6 +25 2 ổ lắp giống

nhau +3

+92 +40 -33

85

76

H k

+30 +25 +3

Tài liệu tham khảo:

1-Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1[TK1], tập 2[TK2] –

Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

Nhà xuất bản giáo dục – 1999

2-Chi tiết máy, tập 1, tập 2[3] – Nguyễn Trọng Hiệp, nhà xuất bản giáo dục

3-Hướng dẫn làm bài tập dung sai – Ninh Đức Tốn – Nguyễn Trọng Hùng

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, năm 2000

4-Bài tập kĩ thuật đo

Ninh Đức Tốn, Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Thị Cẩm Tú

Nhà xuất bản giáo dục