Thuyết minh đồ án chi tiết máy Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn dùng cho băng tải

ảm tốc hiện nay ốc hiện nay ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ợp ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, đ ều kiện sản xuất, ện.. Hiện nay trên thị trường có các loại

MỤC LỤC

PHẦN I:TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 4

I Tính chọn động cơ điện 4

4 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ: 8

4.1 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ: 8

II Phân phối tỉ số truyền 9

III Xác định các thông số trên các trục 11

PHẦN 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 13

I Thiết kế bộ truyền đai 13

II Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp 16

II Kiểm tra điều kiện bôi trơn, chạm trục và sai số vận tốc 41

Vậy sai số vận tốc thỏa mãn điều kiện làm việc 44

PHẦN III:THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 45

I Tính toán thiết kế trục 45

2 Tính thiết kế trục 45

2.1 Tải trọng tác dụng lên trục 45

2.2 Tính sơ bộ đường kính trục 48

2.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 49

2.4 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 53

3 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 62

II TÍNH CHỌN THEN 71

1 Tính then trục I 71

2 Tính then cho trục II 72

3 Tính then cho trục III 73

III Tính chọn ổ lăn 75

1 Tính chọn ổ cho trục I 75

PHẦN 4 : CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỊ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 87

I Thiết kế vỏ hộp giảm tốc đúc 87

II Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 89

III Bôi trơn ổ lăn và hộp giảm tốc 93

Lời Nói Đầu Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theođịnh hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quantrọng Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thếsức lao động của con người Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thếđòi hỏi mỗi chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều Là sinh viên khoa: CơKhí Chế Tạo Máy em thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mìnhđược tiếp thu từ thầy cô.

Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập dài là một công việc rất quan trọngtrong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm bắt và đúc kết đượcnhững kiến thức cơ bản của môn học Môn học Thiết kế sản phẩm với CAD làmột môn khoa học cơ sở nghiên cứu về thiết kế các chi tiết máy có công dụngchung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạtđộng và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụngvào việc thiết kế máy, vì vậy Thiết Kế Đồ án Môn Học Thiết kế sản phẩm vớiCAD là công việc quan trọng và rất cần thiết

Đề tài thiết kế của nhóm em được thầy:

Ths Lê Xuân Hưng giao cho là thiết kế trạm dẫn động băng tải Với những kiếnthức đã học trên lớp, các tài liệu tham khảo cùng với sự giúp đỡ tận tình củathầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn, nhóm em đã hoànthành được đồ án này

Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiềunên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót.Em rất mong được sự chỉbảo của các thầy, cô trong bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy để đồ án của em đượchoàn thiện hơn cũng như kiến thức về môn học này

Nhóm em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn đã tận tìnhgiúp đỡ chúng em đặc biệt là thầy : Ths Lê Xuân Hưng

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015

Sinh viên:

Bế Quốc Chung

Lê Văn Chung

Phạm Quang Chung

Tài liệu tham khảo

[I] Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Tập I

Trịnh Chất - Lê Văn Uyển Nhà xuất bản giáo dục – 2005

[II] Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Tập II

Trịnh Chất - Lê Văn Uyển Nhà xuất bản giáo dục – 2001

[III] Chi Tiết Máy – Tập 1, 2

Nguyễn Trọng Hiệp - Nhà xuất bản Giáo dục - 2006

[IV] Tập bản vẽ chi tiết máy

Nguyễn Bá Dương - Nguyễn Văn Lẫm - Hoàng Văn Ngọc - Lê Đắc Phong.Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp - 1978

PH N I:ẦN I:

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍNG H C H D N ỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Ệ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ ẪN ĐỘNG CƠ KHÍ ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍNG C KHÍƠ KHÍ

I Tính ch n ọn động cơ điện động cơ điện.ng c i n.ơ điện đ ện

1.Ch n ki u lo i ọn động cơ điện ểu loại động cơ điện: ại động cơ điện: động cơ điện.ng c i n:ơ điện đ ện

Vi c ch n m t lo i ện ọn động cơ điện ộng cơ điện ại động cơ điện: động cơ điện.ng c i n dùng cho h p gi m t c hi n nayơ điện đ ện ộng cơ điện ảm tốc hiện nay ốc hiện nay ện

r t đơ điện.n gi n song chúng ta c n ch n lo i ảm tốc hiện nay ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ọn động cơ điện ại động cơ điện: động cơ điện.ng c sao cho phù h p ơ điện ợp

nh t v i h p gi m t c yêu c u, phù h p v i i u ki n s n xu t, ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, ộng cơ điện ảm tốc hiện nay ốc hiện nay ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ợp ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, đ ều kiện sản xuất, ện ảm tốc hiện nay

i u ki n kinh t … ch n c ng c phù h p ta ph i d a

đ ều kiện sản xuất, ện ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa Đểu loại động cơ điện: ọn động cơ điện đượp động cơ điện ơ điện ợp ảm tốc hiện nay ựa

vào đặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động đ ểu loại động cơ điện:c i m c a chúng Hi n nay trên th trủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ện ị trường có các loại động ường có các loại động ng có các lo i ại động cơ điện: động cơ điện.ng

c i n sau:ơ điện đ ện

Hình 1.1 : Phân lo i các d ng ại động cơ điện: ại động cơ điện: động cơ điện.ng c i nơ điện đ ện

* Động cơ điện.ng c i n m t chi u có ơ điện đ ện ộng cơ điện ều kiện sản xuất, đặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động đ ểu loại động cơ điện:c i m:

- u i m:Ưu điểm: đ ểu loại động cơ điện:

+ Có th thay ểu loại động cơ điện: đổi trị số mômen và vận tốc góc trong phạm vi i tr s mômen và v n t c góc trong ph m vi ị trường có các loại động ốc hiện nay ận tốc góc trong phạm vi ốc hiện nay ại động cơ điện:

r ng.ộng cơ điện

+ Đảm tốc hiện naym b o kh i ảm tốc hiện nay ởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng động cơ điện.ng êm, hãm và đảm tốc hiện nayo chi u d dàng.ều kiện sản xuất, ễ dàng

- Nhượp đ ểu loại động cơ điện:c i m:

+ Giá thành đắt, khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để t, khó ki m và ph i t ng thêm v n ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa ảm tốc hiện nay ăng thêm vốn đầu tư để ốc hiện nay đần chọn loại động cơ sao cho phù hợp u t ư đểu loại động cơ điện:

t thi t b ch nh l u

đặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa ị trường có các loại động ỉnh lưu ư

- Ph m vi s d ng:ại động cơ điện: ử dụng: ụng:

+ Đượp c dùng trong các thi t b v n chuy n b ng i n, thang ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa ị trường có các loại động ận tốc góc trong phạm vi ểu loại động cơ điện: ằng điện, thang đ ện

máy,máy tr c ụng:

* Động cơ điện.ng c i n xoay chi u m t pha:ơ điện đ ện ều kiện sản xuất, ộng cơ điện

- Đặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động đ ểu loại động cơ điện:c i m: Có công su t nh ỏ

- Ph m vi s dung: Ch phù h p cho các thi t b gia ình.ại động cơ điện: ử dụng: ỉnh lưu ợp ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa ị trường có các loại động đ

* Động cơ điện.ng c xoay chi u 3 pha (ơ điện ều kiện sản xuất, Đượp c s d ng r ng rãi trong công ử dụng: ụng: ộng cơ điện.

nghi p):ện

* Động cơ điện.ng c ba pha ơ điện đồng bộ:ng b :ộng cơ điện

- u i m: Ưu điểm: đ ểu loại động cơ điện:

+ Hi u su t và cos cao, h s t i l n.ện φ cao, hệ số tải lớn ện ốc hiện nay ảm tốc hiện nay ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất,

- Nhượp đ ểu loại động cơ điện:c i m:

+ Thi t b tế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa ị trường có các loại động ươ điện.ng đốc hiện nayi ph c t p, giá thành cao vì ph i có thêm thi t ức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết ại động cơ điện: ảm tốc hiện nay ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa

b ph ị trường có các loại động ụng: đểu loại động cơ điện: kh i ởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng động cơ điện.ng động cơ điện.ng c ơ điện

- Ph m vi s d ng:ại động cơ điện: ử dụng: ụng:

+ Chúng đượp c dùng cho các trường có các loại động ng h p c n công su t l n ợp ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất,

(100kw) khi c n ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp đảm tốc hiện naym b o ch t ch tr s không ảm tốc hiện nay ặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ẽ trị số không đổi của vận tốc ị trường có các loại động ốc hiện nay đổi trị số mômen và vận tốc góc trong phạm vi ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động i c a v n t c ận tốc góc trong phạm vi ốc hiện naygóc

* Động cơ điện.ng c ba pha không ơ điện đồng bộ:ng b roto dây cu n:ộng cơ điện ốc hiện nay

- u i m:Ưu điểm: đ ểu loại động cơ điện:

+ Cho phép i u ch nh v n t c trong m t ph m vi nh ( kho ng 5%), đ ều kiện sản xuất, ỉnh lưu ận tốc góc trong phạm vi ốc hiện nay ộng cơ điện ại động cơ điện: ỏ ảm tốc hiện nay

có dòng i n m máy th p.đ ện ởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng

- Nhượp đ ểu loại động cơ điện:c i m:

+ H s cos th p, giá thànhện ốc hiện nay φ cao, hệ số tải lớn đắt, khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để t, v n hành ph c t p.ận tốc góc trong phạm vi ức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết ại động cơ điện:

- Ph m vi s d ng:ại động cơ điện: ử dụng: ụng:

+ Ch thích h p trong ph m vi h p ỉnh lưu ợp ại động cơ điện: ẹp để tìm ra vận tốc thích đểu loại động cơ điện: tìm ra v n t c thích ận tốc góc trong phạm vi ốc hiện nay

h p c a dây chuy n công ngh ã ợp ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ều kiện sản xuất, ện đ đượp ắt, khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động c l p t

*Động cơ điện.ng c bap ha không ơ điện đồng bộ:ng b rôto ng n m ch:ộng cơ điện ắt, khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để ại động cơ điện:

- u i m:Ưu điểm: đ ểu loại động cơ điện:

+ K t c u ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa đơ điện.n gi n, giá thành h , d b o qu n, có th n i tr c ti pảm tốc hiện nay ại động cơ điện: ễ dàng ảm tốc hiện nay ảm tốc hiện nay ểu loại động cơ điện: ốc hiện nay ựa ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa

vào lưới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, đ ện.i i n ba pha không c n bi n ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa đổi trị số mômen và vận tốc góc trong phạm vi i dòng i n.đ ện

- Nhượp đ ểu loại động cơ điện:c i m:

+ Hi u su t và h s công su t cos th p so v i ện ện ốc hiện nay φ cao, hệ số tải lớn ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, động cơ điện.ng c ơ điện

bap ha đồng bộ:ng b , không i u ch nh ộng cơ điện đ ều kiện sản xuất, ỉnh lưu đượp c v n t c.ận tốc góc trong phạm vi ốc hiện nay

T nh ng u, nhừ những ưu, nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của ững ưu, nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của ư ượp đ ểu loại động cơ điện:c i m trên cùng v i i u ki n h p gi m t c c aới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, đ ều kiện sản xuất, ện ộng cơ điện ảm tốc hiện nay ốc hiện nay ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động

ta, ta ch n: ọn động cơ điện Động cơ điện.ng c ba pha không ơ điện đồng bộ:ng b roto ng n m chộng cơ điện ắt, khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để ại động cơ điện:

(l ng sóc).ồng bộ:

2.Tính công su t và s vòng quay c a ốc hiện nay ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động động cơ điện.ng c :ơ điện.

Động cơ điện.ng c ơ điện đượp c ch n ph i có công su t Pdc và s vòng quay ọn động cơ điện ảm tốc hiện nay ốc hiện nay đồng bộ:ng

b th a mãn i u ki n: Pdc Pct n b nsbộng cơ điện ỏ đ ều kiện sản xuất, ện ≥ Pct nđb ≈ nsb đ ≈ nsb

+ Công su t trên tr c ụng: động cơ điện.ng c i n ơ điện đ ện đượp c xác nh theo công th c:đị trường có các loại động ức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết







t ct

P

P

Trong ó: Pct là công su t c n thi t trên tr c đ ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa ụng: động cơ điện.ng c ơ điện

Pt là công su t tính toán trên tr c máy công tác.ụng:

Trường có các loại động ng h p t i thay ợp ảm tốc hiện nay đổi trị số mômen và vận tốc góc trong phạm vi i: công su t tính toán là công suát làm

vi c trên tr c máy công tác:ện ụng:

Do có ma sát nên công su t t ừ những ưu, nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của động cơ điện.ng c truy n ênn bang t i b hao ơ điện ều kiện sản xuất, đ ảm tốc hiện nay ị trường có các loại động

mòn khi i qua kh p n i, hai c p bánh r ng n kh p trong h p gi mđ ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, ốc hiện nay ặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ăng thêm vốn đầu tư để ăng thêm vốn đầu tư để ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, ộng cơ điện ảm tốc hiện nay

t c, b n c p l n Do v y, hi u su t chung c a h th ng d n ốc hiện nay ốc hiện nay ặc điểm của chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ổi trị số mômen và vận tốc góc trong phạm vi ăng thêm vốn đầu tư để ận tốc góc trong phạm vi ện ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ện ốc hiện nay ẫn động động cơ điện.ng

: Hiệu suất của bộ truyền đai

Tra hiệu suất trong Bảng2.3[I] ta được:

V y công su t c n thi t trên tr c ận tốc góc trong phạm vi ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa ụng: động cơ điện.ng c là:ơ điện.

11, 27

13,1( )0,86

Trong ó: v là v n t c vòng c a b ng t i (m/s)đ ận tốc góc trong phạm vi ốc hiện nay ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ăng thêm vốn đầu tư để ảm tốc hiện nay

D là đường có các loại động ng kính c a b ng t i (mm)ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ăng thêm vốn đầu tư để ảm tốc hiện nay

+S vòng quay s b c a ốc hiện nay ơ điện ộng cơ điện ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động động cơ điện.ng c ơ điện đượp c xác nh theo công th c:đị trường có các loại động ức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết

P

f

n đb 60

Trong ó : f là t n s c a m ng i n xoay chi u (f = 50 Hz)đ ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ốc hiện nay ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ại động cơ điện: đ ện ều kiện sản xuất,

p là s ôi c c (p = 2).ốc hiện nay đ ựa

Ta th y s vòng quay c a ốc hiện nay ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động động cơ điện.ng c không ơ điện đồng bộ:ng b càng th p thì ộng cơ điện

kích thưới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, c và giá thành càng cao Tuy nhiên dùng động cơ điện.ng c có ơ điện

v n t c càng cao thì l i yêu c u gi m t c nhi u t c là t s ận tốc góc trong phạm vi ốc hiện nay ại động cơ điện: ần chọn loại động cơ sao cho phù hợp ảm tốc hiện nay ốc hiện nay ều kiện sản xuất, ức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết ỷ số ốc hiện nay

truy n c a toàn h th ng t ng lên d n ều kiện sản xuất, ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ện ốc hiện nay ăng thêm vốn đầu tư để ẫn động đế… Để chọn được động cơ phù hợp ta phải dựa n kích thưới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, c giá thành

c a các b truy n t ng lên Ta ch n s b vòng quay ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ộng cơ điện ều kiện sản xuất, ăng thêm vốn đầu tư để ọn động cơ điện ơ điện ộng cơ điện đồng bộ:ng b c a ộng cơ điện ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động

ng c :

động cơ điện ơ điện

n b=1500(v/ph) tđ ươ điện.ng ng v i s vòng quay k c s trức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết ới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, ốc hiện nay ểu loại động cơ điện: ảm tốc hiện nay ựa ượp t 3% là 1445(v/ph)

Khi này t s truy n s b c a h th ng ỷ số ốc hiện nay ều kiện sản xuất, ơ điện ộng cơ điện ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ện ốc hiện nay đượp c xác nh:đị trường có các loại động

1455

17,13 84,93

Tra theoB ng 2.4[I] t s truy n nên dùng c a h p gi m t c côn tr ảm tốc hiện nay ỷ số ốc hiện nay ều kiện sản xuất, ủa chúng Hiện nay trên thị trường có các loại động ộng cơ điện ảm tốc hiện nay ốc hiện nay ụng:

và b truy n aiộng cơ điện ều kiện sản xuất, đ

3.Ch n ọn động cơ điện động cơ điện.ng c :ơ điện

Qua các bưới hộp giảm tốc yêu cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, c trên ta ã xác nh đ đị trường có các loại động đượp c:

ng c c ch n ph i có công su t và s vòng quay s b th a Động cơ điện ơ điện đượp ọn động cơ điện ảm tốc hiện nay ốc hiện nay ơ điện ộng cơ điện ỏ

mãn nh ng i u ki n trên.ững ưu, nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của đ ều kiện sản xuất, ện

Đểu loại động cơ điện: ch n ọn động cơ điện động cơ điện.ng c ta tra b ng Ph l c P1.1;P1.2;P1.3[I] T ó, ta ơ điện ảm tốc hiện nay ụng: ụng: ừ những ưu, nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của đ

ch n ọn động cơ điện động cơ điện.ng c :ơ điện

4A160S4Y3 có các thông s sau:ốc hiện nay

Kiểu động cơ Công suất

(KW)

Tốc độ quay (v/ph) Cos % max

dn

T T

k dn

T T

4 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ:

4.1 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ:

Khi khởi động động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để thắng sức cản của hệ thống Vậy:

T K T



Là hệ số mở máy của động cơ

Kbd là hệ số cản ban đầu (sơ đồ tải trọng).

Từ các công thức trên ta tính được:

Vậy động cơ đã chọn thỏa mãn điều kiện làm việc đặt ra.

4.2 Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ

Điều kiện quá tải :

dm dn

T

T

P qtdc : công suất đặt lên trục động cơ khi quá tải , chính là công suất trên trục động cơ

có giá trị lớn nhất trong sơ đồ tải

maxdc 15 dc 13,1

qt

Vậy động cơ đã chọn phù hợp với điều kiện quá tải với động cơ

II Phân phối tỉ số truyền.

1 Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống:

1460

17,19 84,93

ndc là số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph).

nlv là số vòng quay của trục công tác (v/ph).

u1, u2 là tỷ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm.

2.Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc:

Hệ dẫn động hộp giảm tốc gồm 2 cấp bánh răng.

2

1

Ft65

43

Hình 1.2 Sơ đồ hệ dẫn động băng tải sử dụng hộp giảm tốc côn trụ 2.1 Tỉ số truyền của cấp chậm.

Với mong muốn nhận được chiều cao của hộp giảm tốc nhỏ nhất vì vậy ta sẽ tính tỉ số truyền bộ

truyền bánh răng cấp chậm u2 theoCông Thức 1.24 [VI] Ta có tỉ số truyền của cấp chậm (tỉ số truyền của bánh răng trụ):

2 3







Trong đó: kbe là hệ số chiều rộng vành bánh răng côn (kbe = 0,25 ÷ 0,3)

ψba2 là hệ số chiều rộng bánh răng trụ ( ψba2= 0,3 ÷ 0,4)ba2 là hệ số chiều rộng bánh răng trụ ( ψba2 là hệ số chiều rộng bánh răng trụ ( ψba2= 0,3 ÷ 0,4)ba2= 0,3 ÷ 0,4)

Nhằm đạt được mục đích trên ta tiến hành chọn kbe và ψba2 là hệ số chiều rộng bánh răng trụ ( ψba2= 0,3 ÷ 0,4)ba2theo các giá trị tối ưu, ta được:

kbe = 0,3 và ψba2 là hệ số chiều rộng bánh răng trụ ( ψba2= 0,3 ÷ 0,4)ba2 = 0,4.

Khi đó Công thức 1.24[VI] trở thành Công thức 1.25[VI]:

3 3

- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:

3 Tính mômen xoắn trên các trục (N.mm)

- Mômen xoắn trên trục động cơ:

I I

Các kết quả tính toán trên là số liệu đầu vào cho các phần tính toán sau này, ta lập bảng thống

kê các kết quả tính toán đó như trong bảng 1.1 sau đây:

Bảng 1.1: Các kết quả tính toán động lực học trục.

Thông sốTrục

Tốc độ quay (v/ph) Tỉ số truyền Công suất (KW) Mômen xoắn

(Nmm)

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

I Thiết kế bộ truyền đai.

Chiều dài giới hạn l, (mm)

Vận tốc đai

1 1 .224.1460

17,1(m/ s)

60000 60000

d n

Đối với đai thang hẹp v < v max =40 (m/s)

Thỏa mãn điều kiện

Tỉ số truyền thực tế.

2 1

355

1, 62.(1 ) 224.(1 0, 02)

t

d u

.(224 355) (355 224)2.355

1631,1(mm)

a l

Theo bảng 4.13 chọn chiều dài tiêu chuẩn l = 1800 (mm)

Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ.

max 1017,1

9,5 101,8

Vậy đai được chọn thỏa mãn điều kiện làm việc.

Dựa vào công thức [4.6] , ta xác định lại khoảng cách trục a theo chiều dài l

2 8 2

4

a   

Trong đó :

P 1 : công suất trên trục bánh đai chủ động (kw).

P 0 : công suất cho phép (kw), được xác định bằng thực nghiệm bảng [4.20].

Với v = 17,1 (m/s), d 1 = 224 (mm), loại đai YA => P 0 = 10,3

Chiều rộng của đai : B = (z -1).t +2e =35 (mm).

Đường kính ngoài của đai : d a = d + 2h 0 = 224 + 2.3 =230 (mm).

Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

- Lực căng trên một đai

1 0

780 .

d

P k F

v c z

 Trong đó :

F v : lực căng do lực ly tâm gây ra

F v = q m v 2 bảng [4.20].

II Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp.

1 Chọn vật liệu cặp bánh răng côn và cặp bánh răng trụ.

Do hộp giảm tốc ta đang thiết kế có công suất trung bình, nên chọn vật liệu nhóm I có độ cứng

Loại bánh Nhiệt luyện Độ rắn

Giới hạn bền b Giới hạn chảy

(MPa) ch

(MPa) Bánh nhỏ Thép 45 – tôi cải

H R V XH HL

H

Z V K K S

F R S XF FC FL

F

Y Y K K K S

KXH - Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.

YR - Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.

YS - Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất.

KXF - Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.

Chọn sơ bộ: ZRZVKXH = 1 và YRZSKXF =1 nên các công thức (1), (2) trở thành:

F

K K S

 lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở.

Giá trị của chúng được tra trong bảng 6.2, [I] Vì ta chọn vật liệu bánh răng là thép 45 thường hóa hay tôi cải thiện nên:

0 lim1 2 1 70

 KFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng của việc đặt tải.

Vì hệ dẫn động ta thiết kế, tải được đặt một phía (bộ truyền quay 1 chiều)

HE

N K

N



(5) ;

F FO m FL

FE

N K

N



(6) Với: mH, mF: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.

Vì vật liệu ta chọn làm bánh răng có HB < 350 nên: mH = mF = 6

- NHO: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.

- Bộ truyền bánh răng trụ:

Chọn độ rắn: bánh nhỏ HB3 = 220 ; bánh lớn HB4 = 210, khi đó:

NHO3 = 30.2202,4 = 1,26.107

NHO4 = 30.2102,4 = 1,12.107

- NFO: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

Với tất cả các loại thép thì: NFO = 4.106

- NHE, NFE: số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.

Vì ở đây bộ truyền chịu tải động thay đổi, nên theo [I] thì:

Vậy NHE> NHO do vậy ta lấy NHE = NHO để tính

Do đó hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọngcủa bộ truyền KHL = 1

Trong bộ truyền bánh răng trụ:

NHE3=60.c. ( /T T i max ) 3n t i i= 60.1.85,27/2,9.23126,4(1 0, 4 0, 4 0,3 0.5 0,33  3  3 )

=1,86.107

> 1,26.107

Vậy NHE> NHO do vậy ta lấy NHE = NHO để tính

Do đó hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọngcủa bộ truyền KHL = 1

SH,SF: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, tra bảng 6.2, [I] ta có ứng với vật liệu đã

chọn thì: SH = 1,1; SF = 1,75

Từ đó ta xác định được sơ bộ ứng suất cho phép của bánh răng.

- Bộ truyền bánh răng côn (cấp nhanh):

 

0 lim1

570 1 518,18( ).

450 1.1 257,14( ).

 

0 lim2

432 1.1 246,86( ).

Vì vậy, ứng suất tiếp xúc cho phép là:

H1  H2  500(Mpa).

Vì H1  H2

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

396 1.1 226, 29( ).

Với bộ truyền cấp chậm bánh răng trụ rằng nghiêng thì :

Ứng suất tiếp xúc cho phép là :

F4max 0,8.ch4 0,8.340 272( Mpa).

3 Tính toán truyền động bánh răng côn răng thẳng (cấp nhanh).

a) Xác định chiều dài côn ngoài (của bánh côn chủ động, được xác định theo độ bền tiếp xúc).

Công thức thiết kế có dạng :

 

1 2

3

1

1.

- KR = 0,5Kd – Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng Vì bộ truyền cấp nhanh là truyền động bánh răng côn răng thẳng bằng thép nên:

K u

Bộ truyền ta thiết kế thuộc dạng sơ đồ I trong tài liệu [I], trục lắp trên ổ bi, độ rắn mặt răng HB

< 350, loại răng là răng thẳng nên theo [I], bảng 6.21 – Trị số của các hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng trong bộ truyền bánh răng côn,

- Xác định số răng bánh 1 (bánh nhỏ):

Ta có:

1 3

 Xác định đường kính trung bình dm1 và môđun trung bình

Đường kính trung bình: dm1 = (1 - 0,5Kbe)de1 (9)

= (1- 0,5.0,3).96,36 = 81,9(mm)

Môđun trung bình:

1 1

m tm

d m

Z



(10)

1 1

81,9 2,73( ) 30

m tm

 Xác định số răng bánh 2 (bánh lớn) và góc côn chia

- Số răng bánh lớn: Z2= u1.Z1 = 3,69.32,11 = 118,48 Lấy Z2 = 119 răng.

=> Tỷ số truyền thực tế:

2 1

119

3, 7 32

Z u Z

- Góc côn chia:

0 ' 1

1

2

32 arctan( ) arctan( ) 15 3

119

Z Z

c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh răng côn phải thỏa mãn điều kiện sau:

- ZM: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp (Tra bảng 6.5, [I],)

Vì vật liệu bánh nhỏ và bánh lớn đều làm bằng thép nên chọn

1 1

1 2

H m HV

H H

v bd K

1 m

m

d n

Theo bảng 6.13, [I], do v=3,91 (m/s) < 8 (m/s), nên ta chọn cấp chính xác 7.

go – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng Theo bảng 6.16, [I],

1 m

1

2

H m HV

H H

v bd K

d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Ứng suất uốn sinh ra trên mỗi bánh răng phải thỏa mãn điều kiện bền uốn đối với mỗi bánh răng Điều kiện bền uốn được viết như sau:

(13) Trong đó:

- Y F1

,Y F2

: hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2 Với bánh răng côn răng thẳng, thì số răng tương đương được tính theo các công thức sau

(theo 6.53a [I] ):

be e

b K

1

2

F m FV

F F

v bd K

F

1 1

2 2.129356,71.1, 47.1,16

F m FV

F F

v b d K

Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền uốn.

e) Kiểm nghiệm răng về quá tải

Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải (thí dụ lúc mở máy, hãm máy v,v…) với hệ số quá tải Kqt = Tmax/T, trong đó T là mômen xoắn danh nghĩa, Tmax là mômen xoắn quá tải Vì vậy cần kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại và ứng suất uốn cực đại.

Ta có: Kqt = Kbđ = 1,3

Để tránh biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại Hmax

không được vượt quá một giá trị cho phép:

nên bất đẳng thức (14) được thỏa mãn.

Đồng thời để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại Fmax

tại mặt lượn chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép:

f) Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng côn.

Lập bảng thông số bánh răng côn.

4. Tí nh

toán truyền động bánh răng trụ răng nghiêng (cấp chậm)

Theo công thức 6.15a (I):

 

2 3

- T 2 : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, Nmm

w

ba

b a

:Hệ số chiều rộng bảnh răng Theo bảng 6.6, [I] ta chọn ba2  0, 4

Từ đó theo công thức 6.16, [I] ta có:

3

454927, 41.1,05 43(2,9 1) 211,04

 Xác định số răng, góc nghiêng 

Giữa khoảng cách trục a w , số răng bánh nhỏ Z 3 , số răng bánh lớn Z 4 , góc nghiêng

 của răng và môđun trong bộ truyền ăn khớp ngoài, liên hệ với nhau theo công thức 6.18(I)

108 2,92 37

Z u Z

c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện sau (Theo công thưc 6.33 (I)):

Z M – hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp

Tra bảng 6.5, [I], vì vật liệu bánh nhỏ và bánh lớn đều làm bằng thép nên chọn

b H

t





Ở đây: b - góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

Theo công thức 6.35 (I).

os

tg c  tgVới t

và tw

lần lượt là góc prôfin răng và góc ăn khớp.

Ở đây bộ truyền cấp chậm là bánh răng nghiêng không dịch chỉnh nên theo tài liệu [I]

(trong đó theo TCVN 1065-71 thì góc prôfin gốc  = 20 0 )

0

0 w

o t

o t

o b

K  - hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp.

Ở đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên K H được tra trong bảng

6.14, [I]

Để tra được giá trị của K H và K HV ta phải tính vận tốc vòng của bánh răng chủ động,

sau đó chọn cấp chính xác theo vận tốc vòng, từ trị số của cấp chính xác ta tra các hệ

số trên.

Ta có:

w3 2 3

d n

(m/s) Dựa vào bảng 6.13, [I],

do v < 4 (m/s) nên ta chọn cấp chính xác 9.

Vậy theo bảng 6.14, [I] ta có: K H 1,13và K F 1,37

- Tính K HV : Trị số của K HV được tính theo công thức sau:

w w3 2

12

H HV

H H

v b d K

T K K 

 

Trong đó:

w 2

g o – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng.

Do m n = 3 < 3,55, cấp chính xác theo mức làm việc êm là 9 nên tra bảng 6.16, [I]

ta được g o = 73



- hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp.

Do độ rắn mặt răng bánh bị động HB 4 < 350 HB và dạng răng là răng nghiêng nên

theo bảng 6.15 (I):  H 0,002

Vậy

w 2

H ba

d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép:

(6.44 (I)) Trong đó:

b w - chiều rộng vành răng b w = 55 mm

m n - môđun pháp , m n = 3 mm

d w3 - đường kính vòng lăn của bánh răng chủ động d w3 = 115,38 mm

T 2 - mômen xoắn trên bánh chủ động T 2 = 454927,41Nmm

Y  - hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

1 1

0,588 1,7

Hệ số dạng răng phụ thuộc vào số răng tương đương Z v3 và Z v4 và hệ số dịch

chỉnh, tra trong bảng 6.18, [I].

c  c

K F - hệ số tải trọng khi tính về uốn KF  KF KF KFV

Với: K F 1,37 (đã tra ở phần kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc)

1 2

F FV

F F

v b d K

T K K 

 

Trong đó:

w 2

Với: g o – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng.

Do m n = 3 < 3,55, cấp chính xác theo mức làm việc êm là 9 nên tra bảng 6.16, [I] ta được g o = 73

F

 - hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp.

Do độ rắn mặt răng bánh bị động HB 4 < 350 HB và dạng răng là răng nghiêng nên:  F 0,006

v = 1,49 m/s

Vậy

w 2

5,75.55.115,38

2 2.454927, 41.1,13.1,37

F FV

F F

v b d K

 Tính chính xác ứng suất cho phép về uốn

Ta có:

Fcx F .Y Y K R S XF

Trong đó: Y R = 1 (Theo tài liệu [I])

Y S = 1,08 – 0,0695ln(m n ) = 1,08 – 0,0695ln(3) = 1,00.

Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền uốn.

e) Kiểm nghiệm răng về quá tải

Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải (thí dụ lúc mở máy, hãm máy v,v…) với

hệ số quá tải K qt = T max /T, trong đó T là mômen xoắn danh nghĩa, T max là mômen xoắn quá tải Vì vậy cần kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại và ứng suất uốn cực đại.

Mà: H' max  454,55 (MPa) nên bất đẳng thức trên được thỏa mãn.

Đồng thời để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại  Fmax tại mặt lượn chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép:

II Kiểm tra điều kiện bôi trơn, chạm trục và sai số vận tốc.

1 Kiểm tra điều kiện bôi trơn

Hình 2.1: Sơ đồ kiểm tra điều kiện bôi trơn

Để giảm mất mát công suất vì ma sát, giảm mài mòn răng, đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp.

Theo mục 18.3.1 – Các phương pháp bôi trơn hộp giảm tốc, [II] thì với bộ truyền bánh răng có vận tốc vòng v ≤ 12 m/s thì dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu cho hộp giảm tốc (hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ 2 cấp).

Với điều kiện bôi trơn trong hộp giảm tốc Phương pháp bôi trơn ngâm trong dầu có nghĩa là hai bánh răng lớn z 2 và z 4 đều được ngâm trong dầu có chứa trong hộp giảm

tốc, ta chọn dầu AK10 hoặc AK15 có độ nhớt

- Với bánh răng côn :

358,05sin 5 56,5sin 74 57 ' 5 129, 46

o ae

Vì v = 3,91 m/s > 1,5 m/s nên mức dầu max cách mức dầu min là 10 mm.

Nên: X 2max = X 2min – 10 = 129,46 – 10 = 119,46 (mm)

(mm) Vậy X 4max = X 4min –X = 157,2- 42,67 = 114,53 (mm)

Mức dầu chung cho toàn hộp giảm tốc:

X min = min (X 2min ; X 4min ) = min (129,46 ; 157,2) = 129,46 (mm)

X max = max (X 2max ; X 4max ) = max (119,46 ; 114,53) = 119,46 (mm)

Ta có chiều sâu ngâm dầu:

X = X min - X max = 129,46 – 119,46 = 10 (mm) > 5 (mm) Vậy điều kiện bôi trơn được thỏa mãn

2 Kiểm tra điều kiện chạm trục