Đồ án hộp giảm tốc bánh răng côn 1 cấp (kèm bản vẽ)

Xác định công suất trên các trục.β: Công suất tương đương... Chọn đai - Dựa vào b4.β: Công suất tương đương.13 và hình 4.β: Công suất tương đương.1 chọn đai thang loại 2.β: Công suất tươ

Phần 1 : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ MOMEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC.

1.1 Tính toán chọn động cơ.

1.1.1 Xác định công suất cần thiết.

- Công suất cần thiết:

+ Pt =Plv.β: Công suất tương đương.β: Công suất tương đương.β: Công suất tương đương

Công suất làm việc trên trục máy công tác:

⇒ Pt = 4,5.β: Công suất tương đương.0,82 = 3,69 (kw)

+ η: Hiệu suất bộ truyền, ở lăn, ổ trượt, khớp nối.β: Công suất tương đương

η = η đ.β: Công suất tương đương η br.β: Công suất tương đương.η2

ol.β: Công suất tương đương.ηot.β: Công suất tương đương.η kn = 0,96.β: Công suất tương đương.0,96.β: Công suất tương đương.0,992.β: Công suất tương đương.0,99.β: Công suất tương đương.1 = 0,89 Tra bảng 2.β: Công suất tương đương.3

η đ = 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đai.β: Công suất tương đương

η br = 0,96 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng.β: Công suất tương đương

η ol = 0,99 : Hiệu suất một cặp ổ lăn.β: Công suất tương đương

η ot = 0,99 : Hiệu suất một cặp ổ trượt.β: Công suất tương đương

η kn = 1 : Hiệu suất khớp nối đàn hồi.β: Công suất tương đương

1.1.2 Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ.

- Tỷ số truyền của hệ dẫn động:

Usb = Uđ .β: Công suất tương đương.Ubr = 3.β: Công suất tương đương.4 = 12

Tra bảng 2.β: Công suất tương đương.4:

+ Uđ = 3: Tỷ số truyền bộ truyền đai.β: Công suất tương đương

+ Ubr = 4: Tỷ số truyền bộ truyền động bánh răng.β: Công suất tương đương

- Số vòng quay của trục máy công tác:

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

nsb = Usb.β: Công suất tương đương.nlv = 12.β: Công suất tương đương.57,3 = 688 (vòng/phút)

1.1.3 Chọn động cơ.

Tra bảng P 1.β: Công suất tương đương.3 chọn động cơ 4A132M8Y3

Công suất(kw)

Vận tốc quay(vòng/phút)

1.1.4 Xác định tỷ số truyền U t của hệ dẫn động.

1.2 Xác định công suất, tốc độ vòng quay và momen xoắn trên các trục.

1.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương Xác định công suất trên các trục.β: Công suất tương đương.

Phần 2: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI

2.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương Chọn đai

- Dựa vào b4.β: Công suất tương đương.13 và hình 4.β: Công suất tương đương.1 chọn đai thang loại

2.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương Xác định các thông số của bộ truyền

- Vận tốc:

- Đường kính bánh lớn:

Lấy trị số tiêu chuẩn:

- Tỷ số truyền thực tế:

Sai lệch tỷ số truyền:

- Khoảng cách trục:

- Chiều dài dây đai:

Theo b4.β: Công suất tương đương.13 chọn theo tiêu chuẩn l = 2500 (mm)

- Số vòng chạy của đai:

- Tính lại khoảng các trục theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2000 (mm)

- Góc Ôm trên báng đai nhỏ được tính theo công thức:

2.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương Xác số đai.β: Công suất tương đương

- Theo công thức 4.β: Công suất tương đương.16:

Chọn z = 7

kđ = 1,35 tra b 4.β: Công suất tương đương.7

- Tính bề rộng đai theo 4.β: Công suất tương đương.17 và b4.β: Công suất tương đương.21:

B = (z - 1).β: Công suất tương đương.t +2e = ( 7 - 1).β: Công suất tương đương.19 + 2.β: Công suất tương đương.12,5 = 139 (mm)

- Đường kính ngoài của bánh đai:

da = d + 2ho = 200 + 2.β: Công suất tương đương.4,2 = 208,4 (mm)

2.β: Công suất tương đương.4.β: Công suất tương đương Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng.β: Công suất tương đương

- Theo công thức (4.β: Công suất tương đương.19):

Fv = qm.β: Công suất tương đương.v2 = 0,178.β: Công suất tương đương.7,52 = 10 (N)

- Theo công thức (4.β: Công suất tương đương.13):

Dựa vào các kết quả tính toán ta có bảng sau

Phần 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.

3.2 Xác định ứng suất cho phép.

3.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép.

xúc.β: Công suất tương đương

NHO1 = 30.β: Công suất tương đương.2452,4 = 1,8.β: Công suất tương đương.107 NHO2 = 30.β: Công suất tương đương.2302,4 = 1,4.β: Công suất tương đương.107

- SH = 1,1: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.2

⇒ Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Bánh răng trụ răng thẳng nên:

3.2.2 Ứng suất uốn cho phép.

về uốn.β: Công suất tương đương

- SF = 1,75: Hệ số an toàn khi tính về uốn.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.2

⇒ Ứng suất tiếp xúc cho phép:

3.2.3 Ứng suất cho phép khi quá tải.

- Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

Bánh răng trụ răng thẳng nên:

- Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:

3.3 Tính toán bộ truyền bánh răng.

3.4.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền.

Xác định sơ bộ khoảng cách trục.β: Công suất tương đương

tra bảng 6.β: Công suất tương đương.5.β: Công suất tương đương

+ Ψba = 0,4: Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.6

khi tính về tiếp xúc.β: Công suất tương đương tra bảng 6.β: Công suất tương đương.7

Lấy aw = 210 (mm).β: Công suất tương đương

3.4.2 Xác định các thông số ăn khớp.

3.β: Công suất tương đương.4.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương Xác định môđun.β: Công suất tương đương

m = (0,01…0,02).β: Công suất tương đương aw = 2,1 …4,2 (mm)

Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.8 ta có m = 3 (mm)

3.β: Công suất tương đương.4.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương Xác định số răng, góc nghiêng , hệ số dịch chỉnh.β: Công suất tương đương

- Bánh răng thẳng nên góc nghiêng β = 0o.β: Công suất tương đương

- Tính hệ số dịch tâm theo 6.β: Công suất tương đương.22:

- Theo 6.β: Công suất tương đương.23:

Theo b6.β: Công suất tương đương.10a tr101 tra được kx = 0,968

Theo 6.β: Công suất tương đương.24 hệ số giảm đỉnh răng:

Theo 6.β: Công suất tương đương.25 tổng hệ số dịch chỉnh là:

Theo 6.β: Công suất tương đương.26 hệ số dịch chỉnh bánh 1:

Hệ số dịch chỉnh bánh 2:

Theo 6.β: Công suất tương đương.27 góc ăn khớp:

- Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng:

+ Đường kính vòng lăn, vòng chia:

dw1 = 2aw/(u + 1) = 2.β: Công suất tương đương.210/(3,96 + 1) = 84,7 (mm)

dw2 = u.β: Công suất tương đương.dw1 = 3,96.β: Công suất tương đương.84,7 = 335,3 (mm)

d1 = m.β: Công suất tương đương.z1 = 3.β: Công suất tương đương.28 = 84 (mm)

d2 = m.β: Công suất tương đương.z2 = 3.β: Công suất tương đương.111 = 333 (mm)

+ Khoảng cách trục chia, khoảng cách trục:

a = 208,5 (mm)

+ Đường kính đỉnh răng:

da1 = d1 + 2.β: Công suất tương đương.m.β: Công suất tương đương.(1 + x1 - y ) = 84 + 2.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương.(1 + 0,18 - 0,13) = 90,3 (mm)

da2 = d2 + 2.β: Công suất tương đương.m.β: Công suất tương đương.(1 + x2 - y ) = 333 + 2.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương.(1 + 0,45 - 0,13) = 340,9 (mm)

+ Đường kính đáy răng:

df1 = d1 – (2,5 – 2.β: Công suất tương đương.x1).β: Công suất tương đương.m = 84 – (2,5 – 2.β: Công suất tương đương.0,18).β: Công suất tương đương.3 = 77,6 (mm)

df2 = d2 – (2,5 – 2.β: Công suất tương đương.x2).β: Công suất tương đương.m = 333 – (2,5 – 2.β: Công suất tương đương.0,45).β: Công suất tương đương.3 = 328,2 (mm)

3.4.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

6.β: Công suất tương đương.5.β: Công suất tương đương

- ZH = 1,62: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.12.β: Công suất tương đương

+ Hệ số trùng khớp ngang:

răng khi tính về tiếp xúc.β: Công suất tương đương tra bảng 6.β: Công suất tương đương.7

khớp

Theo bảng (6.β: Công suất tương đương.13) chọn cấp chính xác 9, do đó theo bảng 6.β: Công suất tương đương.16 go= 73.β: Công suất tương đương Theo (6.β: Công suất tương đương.42)

δH = 0,004: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.15.β: Công suất tương đương

bánh 2.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.16.β: Công suất tương đương

bw = Ψba.β: Công suất tương đương.aw = 0,4.β: Công suất tương đương.210 = 84 (mm)

* Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:

da2 700 (mm) ⇒ KxH = 1.β: Công suất tương đương

Vậy răng thỏa mãn về độ bền tiếp xúc.β: Công suất tương đương

Tính lại chiều rộng vành răng:

3.4.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

Kiểm nghiệm răng về ứng suất uốn.β: Công suất tương đương

- KF: Hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF = β: Công suất tương đương.KF.β: Công suất tương đương.KF.β: Công suất tương đương.KFV = 1,311.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương.1,05 = 1,967

răng khi tính về uốn.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.7.β: Công suất tương đương

khớp khi tính về uốn.β: Công suất tương đương

δF = 0,011: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.15.β: Công suất tương đương.

bánh 2.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.16.β: Công suất tương đương

- Yε: Hệ số kể đến sự trùng khớp răng:

- Yβ : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:

- YF1 = 3,56: Hệ số dạng răng của bánh 1.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.18

+ YF2 = 3,52: Hệ số dạng răng của bánh 2.β: Công suất tương đương Tra bảng 6.β: Công suất tương đương.18

- Tính chính xác ứng suất uốn cho phép:

Vậy răng thỏa mãn độ bền uốn.β: Công suất tương đương.

3.4.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải.

Hệ số quá tải:

- Ứng suất tiếp xúc cực đại:

⇒ Răng thỏa mãn điều kiện tránh biến dạng dư hoặc gẫy dòn lớp bề mặt.β: Công suất tương đương

- Ứng suất uốn cực đại:

⇒ Răng thỏa mãn điều kiện tránh biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng.β: Công suất tương đương

* Bảng thông số.β: Công suất tương đương

Các thông số

Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

4.2.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ.

- Chọn chiều rộng ổ lăn.β: Công suất tương đương Tra bảng 10.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.

Bảng 4.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương.

- Chiều dài mayơ bánh răng:

+ lm13 = (1,2…1,5).β: Công suất tương đương.d1 = (1,2…1,5).β: Công suất tương đương.40 = 48 …60 (mm)

+ lm23 = (1,2…1,5).β: Công suất tương đương.d2 = (1,2…1,5).β: Công suất tương đương.60 = 72…90 (mm)

- Chiều dài mayơ bánh đai:

+ lm12 = (1,2…1,5).β: Công suất tương đương.d1 = (1,2…1,5).β: Công suất tương đương.40 = 48…60 (mm)

chọn lm12 = 50 (mm)

- Chiều dài mayơ nửa khớp nối đàn hồi:

Khoảng cách trục 1:

Khoảng cách trục 2:

Bảng 4.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.

trịKhoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành

trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết

- Khoảng côngxôn trên trục tính từ chi tiết ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ:

- Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến các chi tiết quay:

+ Trục I:

l13 = 0,5.β: Công suất tương đương.( lm13 + bo) + k1 + k2 = 0,5.β: Công suất tương đương.(80 + 31) + 10 + 15 = 80,5 (mm)

l11 = 2 l13 = 2.β: Công suất tương đương.80,5 = 161 (mm)

Vị trí đặt lực của bánh răng 3: âm

cq1 = -1: Trục I quay cùng chiều kim đồng hồ.β: Công suất tương đương

cb13 = 1: Trục I là trục chủ động.β: Công suất tương đương

Lực vòng trên bánh răng:

- Lực từ bánh đai tác dụng lên trục I:

Fx12 = cosα.β: Công suất tương đương.Fr = cos90.β: Công suất tương đương.223 = 0 (N)

Fy12 = sinα.β: Công suất tương đương.Fr = sin90.β: Công suất tương đương.223= 223 (N)

- Lực từ khớp nối tác dụng lên trục II:

Tra bảng 16.β: Công suất tương đương.10a Dt = 160 (mm)

Chiều của lực từ khớp nối trục có chiều sao cho mômen uốn tại mặt cắt tiết diện bất kỳ

là lớn nhất, do đó Fx22 ngược chiều với Fx23.β: Công suất tương đương

4.2.3 Xác định lực tác dụng lên các trục, xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục

161

y x

4.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương Xác định phản lực trên các gối đỡ.β: Công suất tương đương.

Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau :

4.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương Xác định phản lực trên các gối đỡ.β: Công suất tương đương.

4.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương.2.β: Công suất tương đương Tính mô men uốn Mx và My, mô men xoắn T.β: Công suất tương đương

– Tính mô men uốn Mx:

Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau :

4.2.4 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.

Dựa vào kết cấu trục và biểu đồ mômen ta có các tiết diện cần được kiểm tra

Trục 1: Tiết diện lắp bánh đai 10

Tiết diện ổ lăn 11

Tiết diện lắp bánh răng: 12

Trục 2: Tiết diện lắp bánh răng : 21

Tiết diện ổ lăn 22

Tiết diện lắp khớp nối 23

Chọn lắp ghép: các ổ lăn đươc lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng, nối theo k6 kết hợpvới lắp then.β: Công suất tương đương

Kết cấu trục thiết kế phải thỏa mãn điều kiện:

S S

S S S

j j

j j





2 2

.β: Công suất tương đương.









-  S :hệ số an toàn cho phép [S] = 2.β: Công suất tương đương

mj aj

dj j

.β: Công suất tương đương.

.β: Công suất tương đương.

dj j

.β: Công suất tương đương.

.β: Công suất tương đương.

Giới hạn mỏi uốn và giới hạn mỏi xoắn được xác định gần đúng theo công thức :

1  0 , 58 β: Công suất tương đương 1  0 , 58 β: Công suất tương đương 261 , 6  151 , 7 (Mpa)

- Xác định các hệ số Kdj và kdj tại các tiết diện nguy hiểm:

bảng 10.β: Công suất tương đương.12.β: Công suất tương đương (Trục có rãnh then, sử dụng dao phay ngón gia công)

hạn mỏi.β: Công suất tương đương Tra bảng 10.β: Công suất tương đương.10.β: Công suất tương đương Ta được Bảng 4.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương

+ Kx = 1,06: Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt.β: Công suất tương đương Tra bảng 10.β: Công suất tương đương.8.β: Công suất tương đương.( Gia công

+ Ky = 1: Hệ số tăng bền mặt trục.β: Công suất tương đương Không dùng các biện pháp tăng bền bề mặt.β: Công suất tương đương

Bảng 4.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương.

d

t d bt d

2 32

2 1 1

d

t d bt d

2 16

2 1 1

3





: Trục có một rãnh then.β: Công suất tương đương

Xem Bảng 4.β: Công suất tương đương.3.β: Công suất tương đương

j

j j aj

mj

W

T

2 2

max





động.β: Công suất tương đương

Bảng 4.4.

Tra bảng 10.β: Công suất tương đương.7.β: Công suất tương đương.

⇒ kết cấu trục đã chọn thỏa mãn.β: Công suất tương đương.

* Kiểm nghiệm độ bền của then.β: Công suất tương đương

Chọn vật liệu thép 45, chịu tải trọng va đạp nhẹ.β: Công suất tương đương

- Ta tiến hành kiểm nghiệm độ bền dập và độ bền cắt của then theo công thức:

t d

t h l d

.β: Công suất tương đương.

.β: Công suất tương đương.

.β: Công suất tương đương.

2

t c

b l d

T



.β: Công suất tương đương.

.β: Công suất tương đương.

.β: Công suất tương đương.

2

+ T: mô men xoắn trên trục (Nmm).β: Công suất tương đương

+ d: Đường kính trục (mm).β: Công suất tương đương

+ lt = (0,8…0,9).β: Công suất tương đương.lm :chiều dài then.β: Công suất tương đương

+ h, t1 , b: Tra bảng 9.β: Công suất tương đương.1.β: Công suất tương đương

Theo bảng 9.β: Công suất tương đương.5 trang 178 với tải trọng va đập nhẹ và dạnh lắp cố định thì:

 d  100(Mpa) : Ứng suất dập cho phép đối với mối ghép then.β: Công suất tương đương Tra bảng 9.β: Công suất tương đương.5.β: Công suất tương đương

 c  40(Mpa) Ứng suất cắt cho phép đối với mối ghép then.β: Công suất tương đương