Đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc hai cấp

BẢNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY HỘP GIẢM TỐC HAICẤP PHẦN I: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN: 1.1: Tỉ số truyền chung: Tỷ số truyền được tính theo công thức sau: i ch tỷ số truyền chung của

Hộp giảm tốc được sử dụng khá rộng rãi hiện nay với nghiều ứng dụng trong

công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng và sinh hoạt hằng ngày.Môn học THIẾT KẾ

CHI TIẾT MÁY là cơ hội cho em tiếp xúc, tìm hiểu và di vào thiết kế môt hệ dẫn

động thực tiễn, cũng là cơ hội giúp em nắm rõ những kiến thức đã học và học thêm được rất nhiều về phương pháp làm việc khi thực hiện công việc thiết kế Đồng thời cùng từng bước sử dụng những kiến thức đã học vào thực tế.

Tập thuyết minh này chỉ dừng lại ở giai đoạn thiết kế, chưa thực sự tối ưu trong việc tính toán các chi tiết máy ,chưa mang tính kinh tế và công nghệ cao vì giới hạn kiến thức của người thực hiện

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong khoa cơ khí đã giúp em cơ hội được học môn này

Xin chân thành cảm ơn các bạn trong nhóm và trong lớp đã cùng thảo luận và trao đổi những thông tin hết sức quý giá.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo NGÔ VŨ NGUYÊN cùng thầy giáo bộ môn

đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành công việc thiết kế này.

Sinh viên

Nguyễn Văn Toàn

Huế, tháng 03 năm 2013

NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ

I.\Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:

●Điểm đánh giá:

II.\Nhận xét của giáo viên phản biện:

●Điểm đánh giá:

BẢNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY HỘP GIẢM TỐC HAI

CẤP PHẦN I: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN:

1.1: Tỉ số truyền chung:

Tỷ số truyền được tính theo công thức sau:

i ch tỷ số truyền chung của HGT

Tỷ số truyền của HGT cũng được tính theo công thức :

Công suất truyền động: P = 6,5kW

Chọn các số liệu n ol=0,99 hiệu suất của một cặp ổ lăn

n br=0,98 hiệu suất của bộ truyền bánh rang

I.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

1 Chọn vật liệu:

Theo bảng (3-6) sách TKCTM ta chọn

Vật liệu làm bánh nhỏ là thép 45 thường hóa

Vật liệu làm bánh răng lớn là thép 35 thường hóa

Cơ tính của 2 loại thép này lấy theo bảng (3-8) ta có bảng sau:

σ b(MPa) σ ch(MPa) Độ rắn(HB)Bánh nhỏ

Bánh lớn

2) Xác định ứng suất cho phép:

a) Ứng suất tiếp xúc cho phép

Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ

N2 = 60.u.n2.T =06.1.333.50.22.300 =65,934.108 N

Trong đó u là số ăn khớp của bánh răng khi bánh răng quay 1 vòng lấy u = 1

n2=333 v / phlà số răng quay trong 1 phút

T là tổng thời gian làm việc 22 giờ/ ngày, 300 ngày/ năm làm viêc trong 50 năm

Số chu kì làm việc của bánh nhỏ

N1=ibn N2=4,2 65,934 108=27,7 109N

Theo bảng (3-9) sách TKCTM trang 43 ta có số chu kỳ cơ sở N0=107

Vì N1và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong tiếp xúc đường cong uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K ' N=KN ''=1

Vì phôi là thép thường hóa tôi cải thiện nên ta lấy hệ số an toàn n = 1,5 và K σ=1,8

Hệ số tập trung ứng suất chân răng

4 Chọn sơ bộ chiều rộng bánh răng φ A=0,3

6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

V = 2 π A n1

60.1000 (i bn+1)=

2.3,14 165 1400

60.1000 (4,2+1)=4,65(m/s) Với v = 4,65 m/s

Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 8

7.Định chính xác tải trọng K và khoảng cách trục A:

Hệ số tải trọng được tính theo công thức K= K tt K đ Vì tải trọng không đổi và độ rắn củabánh răng < 350HB và vận tốc v > 15 m/s nên ta chọn K tt=1 hệ số tập trung tải trọng Đối với bánh răng trụ thẳng

B ≤ 2,5 m n

sin β với cấp chính xác là 8 vận tốc vòng v = 4,65 tra bảng (3-13) ta chọn Kđ = 1,55

hệ số tải trọng động

→ K=1.1,55=1,55

)

σ u1=29,87 ≤[σ]u 1=143 N /mm2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

σ u2=25,08 ≤[σ]u 2=115 N /mm2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

=469,47 N

Bảng thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

Vật liệu làm bánh nhỏ là thép 45 thường hóa.

Giả sử đường kính phôi 100mm

Dùng phôi rèn

2) Xác định ứng suất cho phép:

a) Ứng suất tiếp xúc cho phép

Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ

N2 = 60.u.n2.T =06.1.95.50.22.300 =181,1.107 N

Trong đó u là số ăn khớp của bánh răng khi bánh răng quay 1 vòng lấy u = 1

n2=333 v / phlà số răng quay trong 1 phút

T là tổng thời gian làm việc 22 giờ/ ngày, 300 ngày/ năm làm viêc trong 50năm

Số chu kì làm việc của bánh nhỏ

N1=ibc N2=3,5 181,1.107=638,35.107N

Theo bảng (3-9) sách TKCTM trang 43 ta có số chu kỳ cơ sở N0=107

Vì N1và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong tiếp xúc đường cong uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K ' N=KN ''=1

Vì bánh răng quay một chiêu nên ta có:

Vì phôi là thép thường hóa tôi cải thiện nên ta lấy hệ số an toàn n = 1,5 và K σ=1,8

Hệ số tập trung ứng suất chân răng

3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K=1,3.

5 Tính khoảng cách trục A:

Theo bảng (3-10) trang 45TKCTM bộ truyền bánh răng thẳng ta có công thức :

A ≥ (i± 1)√3(1,05 10σ tx i bn6)2 K P

φ A n Trong đó i bn =3,5 tỷ số truyền

n2=95 số vòng quay trong một phút của bánh dẫn

P1 = 6,24 kW

A ≥ (3,5± 1)√3(1,05.10416.3,56)2.1,3.5,8

0,4.95=212

Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 9.

7.Định chính xác tải trọng K và khoảng cách trục A:

Hệ số tải trọng được tính theo công thức K= K tt K đ Vì tải trọng không đổi và độ rắn của bánh răng < 350HB và vận tốc v > 15 m/s nên ta chọn K tt=1 hệ số tập trung tải trọng

Đối với bánh răng trụ thẳng

Số răng bánh lớn:Z2=Z1.i bc=33.3,5=115 răng

Chiều rộng bánh răng b=φ A A=0,4.222=¿ 88,8

Lấy b = 89mm

9.Kiểm nghiệm độ bền uốn của răng.

2

)

σ u1=27,9≤[σ]u 1=143 N /mm2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

σ u2=24,34 ≤[σ]u 2=115 N /mm2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

Bảng thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

Tính đường kính sơ bộ của trục:

Theo công thức 7-2 TKCTM trang 114 ta có d ≥3

√ M x

0,2 τ x

Trong đó d đường kính trục

Mx momen xoắn

τ x ứng suất xoắn cho phép.

II Tính gần đúng trục:

Theo bảng 7-1 TKCTM trang 118 ta chọn

Khoảng cách giữa các chi tiết máy :c = 10mm

Khe hở giữa các bánh răng và thành hộp: 10mm

Khe hở giữa các bánh răng : 15mm

Khoảng cách từ thành trong của hộp đến thành ổ lăn: l2=10mm

Chiều cao của nắp và đầu bulông 16mm

Rr1 P1R

+

42566 +

B A

M uy=R Cy c=742,35.56,5=41942,78 N mm

M ux=R Cx c=5090,23.56,5=287597,9 Nmm

M ue−e=√41942,782

+287597,92=287985,8 NĐường kính trục tại tiết diện nguy hiểm e-e:

III Tính chính xác trục :

3.1 Kiểm nghiệm sức bền trục I:

Theo công thức (7-5) trang 120 TKCTM

n= n0.n τ

√n2σ+n2τ ≥[n]

Vì trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng

2

Chọn giới hạn mỏi ứng với chu kỳ dao động φ σ=0,1

Vậy thõa mãn điều kiện n ≥[n] nên đường kính trục d1 =30mm.là chính xác

3.2 Kiểm nghiệm sức bền trục II

a) Tại tiết diện i-i:

theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

2

Chọn giới hạn mỏi ứng với chu kỳ dao động φ σ=0,1

b) tại tiết diện e-e:

theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

Vậy thõa mãn điều kiện n ≥[n] nên đường kính trục di-i =45mm.là chính xác

3.3 Kiểm nghiệm sức bền trục III:

theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

Chiều rộng then b=16, chiều cao then h=10.

Thay số vào công thức 7-6 và 7-7 trang 120 n σ= 270

Vậy thõa mãn điều kiện n ≥[n] nên đường kính trục di-i =50mm.là chính xác

Chiều dài then l=36

Thay vào công thức trên ta có ;

Vậy thỏa điều kiện truyền tải

Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức 7-12 trang 139

4.3.tính then tại trục II:

a)Tính then tại đường kính d2=45mm (di-i)

Để lắp then đường kính II d2=45mm theo bảng 7-23 ta chọn loại then bằng có b=14,h=9,t=5,k=5

Chiều dài then l=(1,2 ÷ 1,5) d

Chiều dài then l=54mm

Thay vào công thức trên ta có ;

σ d=2.166336

45.5 54 =27,4 N /mm

2

Tra bảng 7-20 trang 142 ứng suất cố định tải trọng rung động nhẹ vật liệu thép ta chọn

[σ]d=100 N /mm2

σ d<[σ]d

Vậy thỏa điều kiện truyền tải

Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức 7-12 trang 139

τ c ≤[τ]c vậy thõa điều kiện bền cắt

b) Tính then tại đường kính d2=45mm (de-e):

Để lắp then đường kính II d2=45mm theo bảng 7-23 ta chọn loại then bằng có

b=14,h=9,t=5,k=5

Chiều dài then l=(1,2 ÷ 1,5) d

Chiều dài then l=54mm

Thay vào công thức trên ta có ;

Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức 7-12 trang 139

τ c ≤[τ]c vậy thõa điều kiện bền cắt

4.3 tính then tại trục III:

Để lắp then đườn kính trục III d3= 50mm theo bảng (7-23) ta chọn laoij then bằng ta có:

b = 16, h=10,t=50,k=6,2

Đường kính trục d3= 50mm

Kiểm nghiệm sức bền dập thep công thức (7-11) trang 139 TKCTM

Chiều dài then l=(1,2 ÷ 1,5).50=62 mm

Thay vào công thức trên ta có

Vậy thỏa mãn điều kiện dập khi truyền tải

Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức 7-12 trang 139 TKCTM :

Tải trọng tương đương (daN) theo công thức 8-2 trang 159 TKCTM

Trong đó R là tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) daN

A là tải trọng dọc trục ,daN ở đây A =0

m =1,5 ; hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm theo bảng 8-2 TKCTM trang 161.

K t=1 : hệ số tải trọng động theo bảng 8-3 TKCTM trang 162

K n=1: nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng 8-4 TKCTM trang 162

K v=1 hệ số xét đến vòng trong của ổ là vòng quay theo bảng 8-5 TKCTM trang 162

Tính C theo công thức 8-1 và Q theo công thức 8-2

Tải trọng tương đương (daN) theo công thức 8-1

R là tải trọng hướng tâm

A là tải trọng dọc trục daN ở đây daN=0

m = 1,5: hệ số tải trọng dọ trục về tải trọng hướng tâm theo bảng 8-2 TKCTM trang 161

Kt=1 hệ số tải trọng động theo bảng 8-3 TKCTM trang 162

Kn=1 nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng 8-4 trang 162

Kv=1 hệ số xét đến vòng của ổ là vòng quay, theo bảng 8-5 TKVTM trang 162

Tải trọng tương đương (daN) theo công thức 8-1

R là tải trọng hướng tâm

A là tải trọng dọc trục daN ở đây daN=0

m = 1,5: hệ số tải trọng dọ trục về tải trọng hướng tâm theo bảng 8-2 TKCTM trang 161

Kt=1 hệ số tải trọng động theo bảng 8-3 TKCTM trang 162

Kn=1 nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng 8-4 trang 162.

Kv=1 hệ số xét đến vòng của ổ là vòng quay, theo bảng 8-5 TKVTM trang 162

Ổ lăn ở gối F lấy cùng cở như trên

Chương II: Cố định và bôi trơn ổ lăn

1 Cố định trục:

Để cố định trục cố thể dung nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc.Nắp ổ lăn với hộp giảm tốc bằng vít, loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp ráp

2 Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc truyền bánh răng nên không thể dung phương pháp tóe để hắt dầu trong hộp và bôi trơn của bộ phận ổ có thể dùng loại mỡ T tương ứngnhiệt độ làm việc từ 600-1000 và vận tốc dưới 1500v/phút.Bảng 8-28 TKCTM trang 198

3.Độ phận che chắn :

Để che kín các phần trục,tránh xa sự xâm nhập của bụi và tạp chất vào ổ ,cũng như ngăn

mỡ chảy ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt 1 đơn giản nhất,bảng 8-29 TKCTM trang

203 cho kích thước vòng phớt

4.Chọn kiểu lắp ổ lăn :

Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ vào hộp theo hệ trục

Lắp theo TC TCT OCT520-55 sai lệch cho phép của vòng trong của ổ là âm( KT nhỏ hơn

KT danh nghĩa và sai lệch cho phép trên lỗ theo hệ lỗ là dương )

C- chọn kiểu lắp tra bảng 8-18 và 8-19

PHẦN V : CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC

- Vỏ hộp chọn vỏ hộp đúc ,vật liệu làm vỏ là gang xám, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi ngang qua đường làm các trục để việc lắp ghép được dể dàng.Bảng 10-9 TKCTM trang 268 cho phép ta tính được kích thước của phần tử vỏ hộp sau đây:

Chiều dày gân ở thân hộp:m=(0,85 ÷ 1) σ=1.10=10 mm

Chiều dày gân ở nắp hộp:

Tra bảng 10-11b-TKCTM trang 176 ta chọn M20 với số lượng 12 cái

- Sô lượng bu lông nền :n= L+B

200 ÷ 300

- Trong đó L là chiều dày hộp, lấy sơ bộ bằng 900 mm

- B chiều rộng hộp, lấy sơ bộ bằng 350 mm

Lấy n =6; bu lông M20

BẢNG SỐ LIỆU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC.

Chiều dày thành nắp

Chiều dày mặt trước

Chiều dày mặt trên của

Số lượng bu lông nền n= L+B

Bảng 5-1

- Các thông số khác : Các chi tiết phụ

+ Vòng chắn dầu : Không cho dầu và mỡ tiếp xúc nhau

+Chốt định vị: có tác dụng định vị chính xác vị trí của nắp và thân hộp giảm tốc, dùng 2chốt định vị khi xiết chặt bu lông mà không làm biến dạng vòng ngoài của ổ Do vậy lắpghép hộp giảm tốc dễ dàng hơn.Chốt định vị dùng chốt côn theo ISO.2339.làm bằng thépCT3.

+Nắp quan sát ( cửa thăm ): có tác dụng để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộpgiảm tốc khi lắp ghép và khi đổ dầu vào trong hộp, quan sát sự ăn khớp giữa các bánhrăng , cửa thăm được đậy bằng nắp Nắp cửa thăm chế tạo kết hợp với bộ phận thông hơi

ở tay cầm.kích thước nắp lấy theo tiêu chuẩn bảng 10-12 TKCTM

Bảng thông số nắp cửa thăm

vít

Số lượngvít

+ Nút thông hơi:

N C D

+Nút tháo dầu:

S

D0

m b

L d

dùng tháo dầu cũ, bắn ra ngoài hộp giảm tốc chọn loại nút theo tiêu chuẩn DIN910, kíchthước M20x2 theo bảng 10-14 TKCTM trang 278

Bảng các thông số của nút tháo dầu.

M20x2 15 9 4 3 28 2,5 17,8 21 30 22 25,4

Bảng 5-4+Que thăm dầu: là chi tiết để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc.khích thước chọn theotiêu chẩn trang 289-TKCTM

PHẦN VI : BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP.

Căn cứ vào yêu cầu làn việc của từng chi tiết trong hộp giảm tốc chọn các kiểu ghép sau:

6.1.Dung sai ổ lăn.

Vòng trong ổ lăn chịu tải tả tuần hoàn, lắp ghép theo hệ thống trục,để vòng không trượttrên bề mặt trục khi làm việc nên ta chọn mối ghép trung gian có độ dôi rất nhỏ ,k6 theo

hệ thống trục

Vòng ngoài lắp ghép theo hệ thống lỗ, vòng ngoài không chịu quay nên chịu tải cục bộ để

ổ có thể di chuyển đọc trục một lượng nhỏ khi làm việc, khi tăng nhiệt độ trong quá trìnhlàn việc nên ta chọn kiểu lắp trung gian D11

6.2 Dung sai lắp ghép bánh răng:

Bộ truyền chịu tải va đập nhẹ mối lắp ghép không yêu cầu phải tháo lắp thường xuyênnên chon kiểu lắp H7/k6.;

6.3 Lắp ghép nắp thân ổ vào thân:

Do mối ghép cần tháo lắp dễ dàng và có thể điều chỉnh được nên chọn kiểu lắp H7/k6

- Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trên trục là N9/h9.

- Trên các chi tiết máy như bánh răng … chọn kiểu lắp Js9/h6

- Theo chiều cao sai lệch giới hạn khích thước then là h11

- Theo chiều dài sai lệch giới hạn kích thước then là h14

Bảng các kiểu dung sai lắp ghép

Dung sai ổ lăn

Vòng trong lắp ghép trung gian

có độ dôi

Vòng ngoài lắp ghép trung gian

KD11Dung sai lắp ghép bánh

Bảng 6-1 6.7 Các kiểu lắp ghép trong bộ truyền.

Bảng được tra trong giáo trình dung sai lắp ghép kỹ thuật đo từ bảng phụ lục 1 bảng 1đén bảng 4 ( trang 176-188 ) nhà xuất bản giáo dục

182121

222

212525

1316162

Vòng

ngoài ổ vỏ

trục

IIIIII

000

394639

3 mở với trụcVòng chắn

IIIIII

−18

−18

−21

89,59,5

−8

−9,5

−9,5

89,59,5

Theo bảng (10-17)/sách thiết kế chi tiết máy chọn độ nhớt của dầu bôi trơn bánh răng là 116 centistốc hoăc 16 độ Engle và theo bảng (10-20) chọn loại dầu AK20.

Bôi trơn ổ lăn: Bộ phận ổ được bôi trơn băng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp nên dầu không thể bắn toé lăn ổ Ta có thế dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 600C : 1000C và vận tốc vòng dưới 1500v/ph bảng (8-28).

Lượng mỡ chứa 2/3 chổ trống của bộ phận ổ.

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1: PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN …… 3

PHẦN 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG ………4

CHƯƠNG I THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP NHANH.4 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP CHẬM 9

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 15

I: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỤC 15

II TÍNH GẦN ĐÚNG TRỤC 16

III TÍNH CHÍNH XÁC TRỤC 23

IV TÍNH THEN 31

PHẦN IV.THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 38

I CHỌN Ổ LĂN 38

II CỐ ĐỊNH VÀ BÔI TRƠN Ổ LĂN 43

PHẦN V THIẾT KẾ VỎ H P VÀ CÁC B PH N KHÁC ỘP VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC ỘP VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC ẬN KHÁC 43

PHẦN VI BẢNG DUNG SAI LĂP GHÉP 50