Thiết kế hộp giám tốc 1 cấp trục vít bánh vít

Bản vẽ hộp giám tốc 1 cấp trục vít bánh vít

Phần I: Chọn động phân phối tỷ số truyền I: Chọn động điện Công suất cần thiết: = Ta có: = = = 5,5 (Kw) Hiệu suất dẫn động: Theo đề ta có: η = Trong : tra bảng 2-1 sách TKCTM ta có: = 0,99 có cặp ổ lăn = 0,75 : truyền trục vít tự hãm (Z=2) =1 : hiệu suất khớp nối = 0,92 : truyền để hở Vậy : η = 0,75 0,92 = 0,68 (Kw)  N = = 8,08 (Kw) Ta chọn động điện có công suất lớn Trong tiêu chuẩn đọng điện có nhiều loại thõa mãn điều kiện Chọn sơ động điện che kín có quạt gió Tra bảng 2P trang 322 sách TKCTM, ta chọn động ký hiệu : AO2-52-4, công suất động = 10 Kw, số vòng quay động = 1460 v/p Giá thành động không đắt loại A0252-2, tỷ số truyền chung phân phối hợp lý cho truyền hệ thống dẫn động II PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ TÍNH MÔ MEN XOẮN TRÊN TRỤC Tỷ số truyền đ/c chung : Số vòng quay tang : = = = = 76,4 (v/p)  = = 19 = Trong đó: - tỷ số truyền truyền xích - tỷ số truyền truyền trục vít bánh vít Tra bảng 2.2 trang 32 TKCTM Ta chọn: =2  = = = 9,5  Tốc độ quay trục : - n1== = 1460 (v/p) = = = 153,6 (v/p) = = = 76,8 (v/p)  Công suất trục: + Công suất trục động cơ: = 10 Kw + Công suất trục I: = = 10 =10 Kw + Công suất trục II: = = 10 0,99 0,75 = 7,4 Kw + Công suất trục III: = = 7,4 0,99 0,92 = 6,7 Kw  Mômen xoắn trục: Dựa vào công thức : =9,55 ( N.mm ) + Mô men xoắn trục I: =9,55 = 9,55 = 65410,9 (N.mm) +Mô men xoắn trục II: = 9,55 = 9,55 +Mô men xoắn trục III: = 460091 (N.mm) = 9,55 = 9,55 = 833138 (N.mm) Ta có bảng thông số sau: Trục Thông số i n(v/p) P(kw) (N.mm) Động =1 1460 10 65410,9 Trục I Trục II = 9,5 1460 10 65410,9 153,6 7,4 460091 Trục công tác (III) =2 76,8 6,7 833138 Phần II: Thiết kế truyền hộp giảm tốc A- Thiết kế truyền hộp giảm tốc (bộ truyền trục vít bánh vít) Tính vận tốc sơ Ta có : = 4,5 = 4,5 1460 = 5,07 (m/s) Chọn vật liệu làm bánh vít đồng thiếc БpOφ 10-1 đúc trongkhuôn kim loại Chọn vật liệu làm trục vít thép 45, bề mặt đạt độ rắn HRC 45 Tính ứng suất cho phép a ứng suất tiếp xúc cho phép: [σ]tx= 0,8 [σ]bk= 0,8 260 = 208 N/ (chọn [σ]bk = 260 tra bảng 4-4 TKCTM-71) b ứng suất uốn cho phép: [σ]ou= 0,25σch + 0,08σbk = 0,25 150 + 0,08 260 = 58,3 N/ (chọn σch = 150 tra bảng 4-4 TKCTM-71) Chọn số mối ren Z1 trục vít tính số Z2 bánh vít Ta có: = 9,5 Chọn số mối ren trục vít: = Số bánh vít là: = i = 9,5 = 19 (răng) 4.Sơ chọn trị số hiệu suất, hệ số tải trọng tính công suất bánh vít Với = chọn η = 0,8 Công suất bánh vít: = η = 0,8 10 = (kW) Chọn sơ hệ tải trọng K= 1,1 Định môđun m hệ số đường kính q theo điều kiện sức bền tiếp xúc Theo công thức 4-9 TKCTM- 73 ta có: m ≥ = = 19,74 theo bảng (4-6) lấy m = 10 q = có m = 20 Định thông số chủ yếu truyền Mô đun: m= 10 Số mối ren trục vít: = ; số bánh vít: = 19 Góc ăn khớp: α = Góc vít: λ = 19’ Khoảng cách trục A = 0,5 10 (8 + 19) = 135 ( không yêu cầu lấy khoảng cách trục A theo tiêu chuẩn nên không dùng dịch chỉnh ) Đường kính vòng chia ( vòng lăn ) trục vít: = = 10 = 80 (mm) Đường kính vòng đỉnh trục vít: = 80 + 10 = 100 (mm) Đường kính vòng chân ren trục vít( lấy c= 0,2) = 80 – 10 – 0,2 10 =56 (mm) Chiều dài phần có ren trục vít (bảng 4-2): L ≥ (11 + 0,06 19) 10 = 121 mm Vì trục vít mài tăng thêm chiều dài L, lấy: L = 121 + 35 = 156 mm Để tránh cân cho trục vít, chọn chiều dài L số nguyên lần bước dọc X = = = = 4,9 lấy tròn X= L= 3,14 10 = 157mm Đường kính vòng chia (vòng lăn) bánh vít: = = 19.10 = 190mm Đường kính vòng đỉnh ( mặt cắt ) bánh vít: = (19 + 1) 10 = 210mm Đường kính bánh vít (công thức 4-1) = 210 + 1,5.10 = 225mm Chiều rộng bánh vít ( công thức 4-2) B= 0,75.100 = 75mm Tính lực tác dụng : Lực vòng trục vít lực dọc trục bánh vít ( công thức 4-23) = = = = 1635 N Lực vòng bánh vít lực dọc trục trục vít (công thức 4-24) = = = = 4843 N Lực hướng tâm trục vít lực hướng tâm bánh vít [công thức 4-25] = =.tagα = 4843.tag= 1763N Sơ đồ phân tích lực : P2 Pr2 Pa2 Pr1 Pa1 P1 B- Thiết kế truyền hộp giảm tốc (bộ truyền xích) I- Chọn xích - Chọn xích ống lăn thông dụng, rẻ tiền không yêu cầu truyền làm việc êm, không ồn II- Định số đĩa xích Ta có = nên tra bảng 6-3 t105 TKCTM: Chọn số đĩa xích nhỏ(đĩa dẫn) là: =27 Số đĩa xích lớn( đĩa bị dẫn) là: = i = 27 =54 (răng) III- Tìm bước xích t Để tìm bước xích t, trước hết ta phải tính hệ số điều kiện sử dụng Áp dụng công thức 6-6 t105 TKCTM ta có: k= đó: = 1- hệ số xét đến tính chất tải trọng = 1- hệ số xét đến tính chất chiều dài xích, chọn khoảng cách trục A= (30~35)t = 1- hệ số xét đén tính chất bố trí truyền (góc nghiêng Thỏa mãn Tính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích chọn (công thức 6-3 TKCTM ) Z + Z2 Z + Z2  t    Z − Z1  X − + X −  − 8  4 2  2π     A= =     ( 139 + ) = 934,5 Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bị căng quá, phải giảm khoảng cách trục A khoảng 0,003A ≈ 2mm Vậy lấy A = 930 V- Tính đường kính vòng chia đĩa xích Theo công thức 6-1, tr102, TKCTM ta có đường kính vòng chia đĩa xích : + Đĩa dẫn dc1 == = 164 mm + Đĩa bị dẫn dc2 = = = 328 mm VI - Tính lực tác dụng lên trục Theo công thức 6-17, tr109, TKCTM ta có lực R tác dụng lên trục R = = = 5900,9 (N) Bảng 2: Thông Số Thiết Kế Của Bộ Truyền xích PHẦN TÍNH TRỤC CHỌN STT 10 11 12 13 14 15 16 Thông số Số đĩa xích nhỏ Số đĩa xích lớn Hệ số đĩa dẫn Hệ số vòng quay đĩa dẫn Công suất truyền xích Công suất cho phép Bước xích Diện tích lề xích Tải trọng phá hỏng Khối lượng mét xích Vòng quay giới hạn đĩa dẫn Số mắt xích Khoảng cách trục A Đường kính đĩa dẫn Đường kính đĩa bị dẫn Lực tác dụng lên trục Bộ truyền xích ống Z1 = 27 Z2 = 54 Kz =0,92 Kn = 0,68 Nt = 15,01 kw N = 16 kw t = 19,05 F = 105,8 Q = 25000N q = 1,52 kg Ngh = 1550vg/ph X = 139 A = 930mm dc1 = 164 mm dc2 = 328 mm R = 5900,9 N THEN- KHỚP NỐI A- Thiết kế trục Công suất trục vào hộp giảm tốc P1: Số vòng quay: = 1460v/p Tỷ số truyền : = 9,5 =2 Đường kính vòng chia trục vít: = 80 (mm) Đường kính vòng chia bánh vít: = 190 mm III– I- Chọn vật liệu chế tạo trục Chọn vật liệu thép cải thiện có: = 750 ; = 450 Ứng suất xoắn cho phép: = 12~20 II- Xác định sơ đường kính trục Áp dụng công thức 7.1 TKCTM: d= Xác định đường kính trục vít nối: Với: = 65410,9 ; = 20 = = 25,3 Theo tiêu chuẩn = 25mm Xác định đường kính sơ dọc trục vít bánh vít: Với: = 460091 ; = 20 = = 48,6 Theo tiêu chuẩn = 50mm III- Xác định khoảng cách giửa điểm đặt lực gối đỡ Dựa vào đường kính trục , ta xác định chiều rộng ổ lăn ( bảng 14p, TKCTM-339 ) =25mm =>> = 17 (mm) = 50mm =>> = 27 (mm) Dựa vào quan hệ kích thước kích thước giửa yếu tố hộp giảm tốc bảng 7-1 TKCTM-118, ta chọn kích thước sau: a = 10 ÷ 15mm ; chọn a = 15mm B RAy Pa2 C RAx Pr2 P2 a1 Ta có: RCx a2 = = = 125mm = = 18 + 15 + 24 + 30/2 = 72,5( mm) Phương trình mô men A theo trục Oy = +=(  == = 1502,8 (N) = Phương trình mô men A theo trục Ox: = đó: P = 1763N = 4843N = = 3091,7 N =  = +P -  = +P - = 4843 + 1763 – 3091,7 = 3514,3N P a3 May Mô men xoắn trục bánh vít: = /2 = 4843 190/2 = 460085(N) Mô men uốn tiết diện nguy hiểm: (B-B) = = = 3091,7 125 = 386462,5 N = = 1502,8 125 = 187850 N Vậy = 429698,5 N Mô men tương đương B-B: == = 586003 N Vậy đường kính trục B phải thỏa mãn (7-3.TKCTM-117) ≥ = = 48,9 (mm)  Chọn ≥ 50(mm) Tại mặt cắt C-C: = = P = 1763 72,5 = 127815,5 N Mô men tương đương C: == = 418444 N Đường kính trục II C phải thõa mãn: ≥ = = 43,7 (mm) Chọn = 45 (mm) Pa2 RAy C RAx P2 a1 Pr2 RCx a2 P a3 May 187850 Max 386462,5 55 60 63 460085 (*)- Phác họa hộp giảm tốc: B- Chọn then để lắp bánh vít trục vít sau: Chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam (150-64) , bảng 7-23 sách TKCTM-143, chọn: = 25 mm b = mm h= mm = 3,1 : chiều sâu rảnh then trục = 3,1 : chiều sâu rảnh then lỗ Mô men chống xoắn mặt cắt B-B : = = = = = 0,2  = 0,2 = 25000 N.mm = = 0,1 = 0,1 = 12500 N.mm Biên độ ứng suất phát sinh tiết diện trục: = = = 15,02 = = = = 8,06 - Giới hạn bền mỏi uốn ứng với chu kỳ đối xứng là: - ; mà: = ( 0,4 ÷ 0,5) chọn = 0,45 Tra bảng 7-2 TKCTM-119 chọn = 600  = 0,45 600 = 270 N.mm2  = 600 0,25 = 150 N.mm2 (*) – tính xác Kiểm nghiệm theo hệ số an toàn Áp dụng công thức 7-5: n = ≥ [n] đó: hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp tuyến = (7-6 ) = (7-7) Trong : hệ số an toàn ứng suất tiếp Theo trục quay chiều nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kỳ đối xứng: = - =  = Ứng suất xoắn tiếp biến đổi theo chu kỳ mạch động = = = : biến đổi ứng suất tiếp Ta cần kiểm tra sức bền trục B trục II vị trí có xích Hệ số xét đến ảnh hưởng trị số ứng suât trung bình đến sức bền chọn theo vật liệu Trục làm thép 45 có hàm lượng C trung bình: Tra bảng 7-4 tKCTM – p123 ta có: = 0,89 = 0,8 Tra bảng 7-8 TKCTM ta có: = 1,49 ; = 1,5 có tỷ số: = = = 1,67 = 1,87 Tập trung ứng suất cho lắp có độ dài cong kiểu T3 với áp suất bề mặt =30 (N/mm2) Tra bảng 7-10 TKCTM ta có: = 2,35 =1+ 0,6(2,35 - 1) = 1,81 Thay giá trị tìm vào công thức: = = = 11,76 = = = 24 Thay vào công thức: n = ≥ [n] thay vào ta : n=10,5 hệ số an toàn cho phép: [n] thường lấy 1,5 ÷ 2,5 (*)- Kiểm nghiệm then Các số liệu tìm trên: Đường kính trục lắp then: Ф63 Kích thước then: b=8, h=7, , = 3,1 , k=2,6 Lấy chiều dài làm việc then : l =25mm Kiểm nghiệm sức bền dập: = = = 32 (N/mm2) < [ ứng suất cắt cho phép, bảng 7-20 : =150 N/mm2 Kiểm nghiệm sức bền cắt: = = 10,3 (N/mm2) < [ = ứng suất cắt cho phép, bảng 7-21-TKCTM : [ =120 N/mm2 C- Chọn, tính kiểm nghiệm khớp nối Do mô men xoắn cần truyền từ trục động không lớn để giảm va đập chấn động, đề phòng cộng hưởng dao động xoắn nên bù lại độ lệch trục => từ ta chọn nối trục vòng đàn hồi có cấu tạo đơn giản dễ chế tạo, thay , làm việc tin cậy Mô men truyền qua trục nối: = 9,55 N/ = 9,55 10/76,8 = 1243 N.mm = 1243(N.m) Thay trị số mô men tính đường trục chọn kích thước nối trục, bảng 9-11 sách TKCTM-234 - d = 70 mm = 40 mm c = mm = 48mm Ta có: - D = 240mm - l = 142 mm - = 20 mm = D - -14 = 240 – 40 – 14 = 186mm Số chốt: Z= 10 Kích thước đàn hồi: đường kính 45mm Chiều dài toàn vòng 44mm - Chọn vật liêu nối trục làm gang (Gx21-40) Chốt làm thép 45 thường hóa, vòng đàn hồi cao su Ưng suất dập cho phép chốt: [] = 60 N/mm Kiểm nghiệm sức bền dập cao su theo công thức 9-22 TKCTM-234 = = = 1,67 < [] = (2÷3) N/mm2 - Kiểm nghiệm sức bền uốn theo công thức 9-23 TKCTM-234 = = = 40 ,1 < [ = (60÷80) N/mm2 PHẦN- IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ Vì truyền trục vít bánh vít nên có lực dọc trục sinh trục I, II Do ta chọn ổ lăn sau 1- Thiết kế gối đỡ trục I: Dự kiến chọn loại ổ đĩa xôn chặn kiểu nhẹ 7206 Tra bảng 18p-148 TKCTM ta có: - Góc nghiêng tính toán lăn β = 14’ Hệ số khả làm việc tính theo công thức 8-1TKCTM C= Trong đó: Q – tải trọng tương đương n- số vòng quay ổ (v/p) h- thời gian phục vụ (h) theo công thức 8-6 TKCTM_59 : Q=( đó: At- tổng đại số lực dọc trục m- h/s chuyển tải dọc trục, m=1,8 Kt- tải trọng hướng tâm, Kt=1 Kv=1 Kn- hệ số nhiệt độ theo bảng 8-4, Kn=1 R- tải trọng hướng tâm Xét vị trí C: R2= = = 714,86 (N) Xét vị trí A: R1= = = 812,66 (N) Tan = tan14’ = 0,235 Lực dọc trục A: σ= 1,3tanβ = 1,3 812,66 0,235 = 248,67 (N) Lực dọc trục C: σ= 1,3tanβ = 1,3 714,86 0,235 = 218,39 (N) Từ hình vẽ ta có: Giả thiết At hướng với : At= – At= 248,67 - 915,53 – 218,39 = -921,25 (N) At < nên chiều At ngược với chiều chọn:  At hướng góc C Vậy có gốc C chịu lực dọc trục , thay At vào CT8-6, ta phải lấy giá trị tuyệt đối: = ( = (1 12,66 + 1,8 921,25)1.1 = 247,071 (N) = ( = (1 714,86 + 1,8 921,25)1 = 2373,11 (N) Vì Q2 [...]... khi =(8 18 )kW = 0,9 = 0,9 210 = 18 9mm Khoảng cách từ mặt phẳng đi qua trục bánh vít đến các gối đỡ trục vít: = 1, 2 =1, 2 = 1, 2 = 11 3 (mm) Khoảng cách giữa 2 gối đỡ trục bánh vít: = + (20÷30)mm  = 2 + 25) = 2 ( 10 0 + 25 ) = 250 (mm) Chiều dài trục vít: = + + ; mà = + + chọn = 70  = + 15 + 70 = 10 0 (mm)  = 18 9 + + 10 0 = 304 (mm) 1- Thiết kế trục vít ( trục I ) Tính trị số tác dụng lên trục vít Áp... tốc: Với khoảng cách trục A= 930 trọng lượng 350kg tra bảng 10 -10 a và 10 -10 b ta có: vít nâng M12 h= 26 ; h1 = 10 ; h2= 7; l = 25; r=2 ; b1 =14 ; C =1, 8 ; x = 3,5 • Nắp thăm dầu (nắp để quan sát bên trong) : dùng để quan sát và nhỏ dầu vào hộp Tra bảng 10 -12 , ta có kích thước nắp thăm dầu, số lượng vít: 4 Chiều dài A1 =15 0mm Chiều rộng B1= 10 0mm C =12 5mm ; C1 =13 0mm ; x =87mm R2 = 12 mm ; A= 10 0mm ; B= 75mm •... hoặc nắp hộp) k= C1 + C2 mà C2 = 1, 3dn =59,8mm k = 62 + 59,8 = 12 1,8mm • Chiều cao h để lắp bu lông d1 theo cấu tạo k/c từ mép lỗ này đến lỗ tâm bu lông d1 : e* = (1, 0 1, 2)d1 = 32,2 ÷ 38,64 chọn e*= 34mm • Các khe hở nhỏ nhất của vòng bánh vít và thành trong hộp : a= 1, 2δ = 47,04mm • Số lượng bu lông nền: n = = 6 trong đó: L- chiều dài hộp giảm tốc B- chiều rộng hộp giảm tốc • Vít nâng hộp giảm tốc: Với... =22 816 4,6 N.mm Vì trên đường kính của trục có then nên đường kính trục lớn tăng lên so với tính toán ban đầu:  Đường kính lắp ổ lăn: 45  Đường kính trục: Ф50 Pr1 RAy RAx RCy P1 Pa1 h1 RCx h2 10 0750,8 (N.mm) Mux 19 674,7 (N.mm) Muy 65400 (N.mm) 60 50 45 Mx 2- Thiết kế trục bánh vít (trục II) Phương chiều , điểm đặt của lực tác dụng lên trục bánh vít B RAy Pa2 C RAx Pr2 P2 a1 Ta có: RCx a2 = = = 12 5mm... Khe hở bánh răng và thành trong của hộp: = 5 ÷ 10 mm Khi bôi trơn bằng dầu ta lấy = 8 Chiều cao nắp và đầu bu lông: = 15 ÷ 20mm ; chọn = 18 mm Khoảng cách từ nắp đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp: = 10 ÷ 20mm ; chọn = 15 mm Chiều dài phần may ơ lắp với trục: = (1, 2 ÷ 1, 5) chọn = 1, 2 = 1, 2 20 = 24mm Khe hở giửa trục và bánh răng: = 20mm Khoảng cách giửa 2 gối đỡ trục vít, theo bảng 7 -1 TKCTM -11 9,... 12 ,66 + 1, 8 9 21, 25 )1. 1 = 247,0 71 (N) = ( = (1 714 ,86 + 1, 8 9 21, 25 )1 1 = 2373 ,11 (N) Vì Q2 + - = 0  = - = 17 63 – 22 ,1 = 17 40,9 N Phương trình mô men tại A theo phương Ox: = - (+ ) = 0 mà: = = = 743 (N) Mô men xoắn trên trục vít:  = = = 65400 (N.mm) Tính mô men xoắn ở những tiết diện nguy hiểm: = = = 743 13 5,6 = 10 0750,8 ( N.mm) = = 17 40,9 11 3 = 19 67 21, 7 (N.mm) Mô men xoắn tại B theo trục Y do phản lực tại C gây ra : = = 22 ,1 11 3 = 2497,3 (N.mm) = = =2 210 20,7(N.mm)... TKCTM-234 = = = 1, 67 < [] = (2÷3) N/mm2 - Kiểm nghiệm sức bền uốn theo công thức 9-23 TKCTM-234 = = = 40 ,1 < [ = (60÷80) N/mm2 PHẦN- IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ Vì bộ truyền trục vít bánh vít nên có lực dọc trục sinh ra trên các trục I, II Do đó ta chọn ổ lăn như sau 1- Thiết kế gối đỡ trục I: Dự kiến chọn loại ổ đĩa xôn chặn kiểu nhẹ 7206 Tra bảng 18 p -14 8 TKCTM ta có: - Góc nghiêng tính toán con lăn β = 14 ’ Hệ số ... bảng 7 -1 TKCTM -11 9, =(8 18 )kW = 0,9 = 0,9 210 = 18 9mm Khoảng cách từ mặt phẳng qua trục bánh vít đến gối đỡ trục vít: = 1, 2 =1, 2 = 1, 2 = 11 3 (mm) Khoảng cách gối đỡ trục bánh vít: = + (20÷30)mm... cắt ) bánh vít: = (19 + 1) 10 = 210 mm Đường kính bánh vít (công thức 4 -1) = 210 + 1, 5 .10 = 225mm Chiều rộng bánh vít ( công thức 4-2) B= 0,75 .10 0 = 75mm Tính lực tác dụng : Lực vòng trục vít lực... = 80 + 10 = 10 0 (mm) Đường kính vòng chân ren trục vít( lấy c= 0,2) = 80 – 10 – 0,2 10 =56 (mm) Chiều dài phần có ren trục vít (bảng 4-2): L ≥ (11 + 0,06 19 ) 10 = 12 1 mm Vì trục vít mài tăng