Đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi

Đồ án chi tiết máy đề tài: tính toán thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi. File word đầy đủ các nội dung gồm: hình vẽ, tính toán, thiết kế, lựa chọn các chi tiết máy. Sử dụng để tham khảo cho quá trình làm án.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2

I.1 Chọn động cơ 2

I.2 Phân phối tỷ số truyền 4

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 6

II Thiết kế bộ truyền bánh răng 6

III Thiết kế trục 29

IV.3 Tính toán chọn ổ 54

Tài liệu tham khảo 69

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong

cơ khí Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền

cơ khí hiện đại Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động

là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.

Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất.Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một

bộ phận không thể thiếu.

Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí , và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.

Nhóm em chân thành cảm ơn các thầy cô và các bạn khoa cơ khí đã giúp

đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.

Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi,

em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn.

Sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng hai cấp với các yêu cầu sau:

(Chú ýcác hộp giảm tốc đều có hệ số quá tải Kqt = 1,95)

PHẦN I:

CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SÔ TRUYỀN

Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng hai cấp với các yêu cầu sau:

Làm việc theo chế độ tải trọng 2

Số liệu thiết kế

 Công suất trên trục dẫn, P (KW): 3,7

 Tốc độ trục dẫn ( vg/ph ): 450

 Thời gian sử dụng (giờ): 14500

 Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh u1=2,54

 Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh u2=2,36

 Kqt=1,98

 Fđai=230N

 Fk=320N

Băng tải Khớp nối

450 177 2,54

n n u

(vg/ph)

2 3 2

177 75 2,36

n n u

(vg/ph)+ Theo [1] trang 49 momen xoắn trên các trục:

6

.9,55.10

P T

n



- Trục I:

6 1

9,55.10 3,7

78522 450

(Nmm)

- Trục II:

6 2

9,55.10 3,5

163483,05 177

(Nmm)

- Trục III:

6 3

9,55.10 3, 43

369266 75

(Nmm)

*Bảng 2 - đặc tính kỹ thuật:

+bánh lớn : thép tôi cải thiện HB192……240 có b2 750MPA,ch2 450MPA

b)phân phối tỷ số truyền: u  h 20 cho các cấp

Chọn độ rắn bánh nhỏ SB 1 245 ;độ rắn bánh lớn HB 2 230 khi đó:+nhỏ:

530.1

481,8 1,1

H

K SH

MPA MPA

+Với cấp số nhanh sử dụng răng nghiêng.do đó theo 6.12/95

43

78522.1,15 92,54 1)

495, 4 2,54.0,3

120( ).

H a

c Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo 6.33 ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc

1

2 1

Với 0

120 0,006.73.1,6 4,8

-Xác định chính xác ứng suất tiếp tục cho phép :

Theo 6.1 với v=2,1m/s<3m/s Z  V 1 ;với cấp chính xác động học là 9,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8,khi đó cần gia công độ nhámR a 2,5 1, 25m do đó

0,95

R

Z  ,với d a 700mm K, xH 1 ,do đó theo 6.1 và 6.1a

H  HZ Z Z v R xH  495, 4.1.0,95.1 470,7  Mpa

Vì [H] H nên giữ nguyên tốc độ tính toán

d.) tính toán ứng suất uốn

Theo 6.92 [2]

1 1



mm+ Bánh bị dẫn:

2

cos

mz d

H H o

2 0,53 ( 1) 0,53.0, 4.(2,36 1) 0,71

36 ( 1) 2(2, 36 1)

a z

m

Do đó : aw 2 m z( 3 z4 ) / 2 2(36 85) / 2 121   

Lấy a w 2 122, cần dịch chỉnh khoảng cách trục từ 121 lên 122

1 2 w 2 cos  m z( z ) / (2a ) 2(85 36) / (2.122) 0,991   

⟹β= 7,34Tính hệ số dịch chỉnh tâm theo h(6.22):

w

3 4 0,5( ) 0,5

z m a

Theo bảng (6.5) Z m 274MPa1/3 theo ct (6.34)

2cos / sin 2 2.0,9921/ sin(2.21, 25)0 1,75

Theo bảng (6.13) với v1,73 /m s , Z  v 1 ; với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức chính xác là 9, khi đó gia công đạt độ nhám R z 10 40m

do đó Z  R 0,9 ;với d a 700mm ,K xH 1 Nên ta có

[ H] [  H].Z v Z K R Hx  481,8.1.0,9.1 433,6  MPa

Như vậy: H [H] do đó kết quả tính toán được giữ nguyên

d/ các thông số hình học chủ yếu bộ truyền bánh răng

2.36

73 cos7,20 7, 20

mz d

cos

mm+Bánh bị dẫn:

4 3

2.85

171 cos7,20 7, 20

mz d

Thông số bánh răng Cấp nhanh Cấp chậm

Bánh dẫn

Bánh bi dẫn

III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

3.1) Vật liệu chế tạo trục và ứng suất cho phép

Chọn vật liệu làm trục là thép 45, tôi cải thiện

Theo bảng 6.1 [1] ta có:

+ Giới hạn bền: σb = 850 MPa

+ Giới hạn chảy: σch = 580 Mpa

Theo [1] trang 188 ta có ứng suất xoắn cho phép với vật liệu làm trục là: [τ ] = 15 ÷ 30 MPa

1

0, 2.

T d

+ Trục 2:

 

2 3

2 0, 2.

T d

0, 2.

T d

b Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực:

Từ đường kính sơ bộ của trục d1 = 30, d2 = 40, d3 = 45 tra theo bảng 10.2 [1] ta chọn chiều rộng ổ lăn tương ứng: b01 = 19 mm, b02 = 23 mm, b03 = 25 mm.+ Trục 1:

- Chiều dài mayer của bánh đai theo 10.10 [1] ta có:

lm12 = (1,2 ÷ 1,5 ).d1 = (1,2 ÷ 1,5 ).30 = 36 ÷ 45

Chọn lm12 = 40 mm

- Chiều dài mayer của bánh răng:

lm13 = lm14 = 35 mm ( chọn phù hợp với bề rộng bánh răng)+ Trục 2

- Chiều dài mayer bánh răng theo 10.10 [1] ta có:

1155 68

Từ 10.1 có thể xác định được trị số và chiều của các lực từ bộ truyền bánh răng nghiêng tác dụng lên trục theo tọa độ Oxyz:

BIỂU ĐỒ MOMENT TRỤC 1

Momen uốn tại C và D:

Phương trình cân bằng lực theo phương y:

Phương trình momen tại điểm B:

Phương trình cân bằng lực theo phương x:

Phương trình momen tại điểm B:

Theo 10.7 [1] ta có:  

3

0,1.

tdj j

M d





3 12

68002

21,65 0,1.67

d

mm

3 10

69504

21,8 0,1.67

d

mm

3 13

107215

25, 2 0,1.67

d

mm

3 14

107163

25, 2 0,1.67

2 / 2 2.163483 / 2

2240 73

t

T F

d

N

2240 20

822

os os7,20

t r

Biểu Đồ Moment Trục 2

Momen uốn tại B, C và D:

Theo 10.7 [1] ta có:  

3

0,1.

tdj j

M d





3 22

200802

33 0,1.55

271926

36,7 0,1.55

d

mm

3 24

190787

32,6 0,1.55

d

mmChọn đường kính trục theo tiêu chuẩn [1] trang 195:

Từ10.1 có thể xác định được trị số và chiều của các lực từ bộ truyền bánh răng nghiêng tác dụng lên trục theo tọa độ Oxyz:

674 243

M d





3 32

357324

40, 2 0,1.55

321250

38,8 0,1.55

d

mm

3 33

319793

38,7 0,1.55

d

mmChọn đường kính trục theo tiêu chuẩn [1] trang 195:

Theo 10.21 [1] sτj– là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp:

Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng,



+ Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục:

Theo kết cấu và biểu đồ moment trục ta thấy các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi:

- Trục 1: tiết diện 12 (tiết diện lắp bánh đai); tiết diện 13 (lắp bánh răng)

- Trục 2: Ba tiết diện lắp bánh răng 22, 23, 24

- Trục 3: tiết diện lắp bánh răng 32; lắp nối trục 33

+ Chọn lắp ghép:

Các ổ lăn lắp lên trục theo k6, lắp bánh đai, nối trục, bánh răng theo k6 kết hợp vớilắp then.

Kích thước then bằng bảng 9.1a [1], trị số momen cản uốn và xoắn ứng với các tiếtdiện trục như sau:

Tiết diện Đường

y

K K K

x dj

y

K K K

Ra = 2,5÷ 0,63.Theo bảng10.8 [1] ta có hệ số tập trung ứng suất Kx = 1,1

-Không dùng các phương pháp tăng bề mặt nên Ky = 1,3

-Ta dùng dao phay ngón để gia công rãnh then nên từ bảng 10.12 [1]

Theo bảng 10.10 trang 198 [1] ta được:

Rãnhthen

Lắpcăng

3.6)Tính kiểm nghiệm độ bền của then:

Với các tiết diện trục dùng mối ghép then, ta tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về

Tính và chọn theo tiêu chuẩn ta có chiều dài then được cho trong bảng

Ta có bảng kiểm nghiệm then như sau:

IV: TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN

Vì FR0> FR1 nên ta tính toán chọn ổ cho ổ 0

+ Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Theo 11.3 [1] tải trọng động qui ước:

kd – Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, theo [1] trang 392 đối với tải va đập nhẹ kd = 1,3.

Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to<100 ) nên: kt = 1

Khả năng tải độngcủa ổ được bảo đảm

+ Khả năng tải tĩnh của ổ:

Vì FR0= FR1 nên ta tính toán chọn ổ cho ổ 1.

theo bảng P2.7 [1]ta chọn ổ bi đỡ chặn 1 dãy cỡ nhẹ kí hiệu ổ là 206 với: d

= 30 mm; D = 62 mm;B = 16; C = 15,3 kN; Co = 10,2 kN

+ Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Theo công thức 11.3 [1] tải trọng động quy ước:

 R a t d

Ta có:

Fr và Fa – Tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục

Ta chọn X =1 , Y = 0

V – Hệ số kể đến vòng nào quay, khi vòng trong quay nên: V= 1

Kd – Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, đối với tải va đập nhẹ: kd = 1,2

Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to<100) nên: kt = 1

Khả năng tải động của ổ được bảo đảm

+ Khả năng tải tĩnh của ổ:

Ta có: Q0=Fr.kqt=2284.1,98=4522N

Vậy Qo = 4,522 kN < Co = 10,2kN

ta chọn X = 1 và Y = 0

+ Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Theo 11.3 [1] tải trọng động qui ước:

 R a t d

Ta có:

Fr và Fa – Tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục

V – Hệ số kể đến vòng nào quay, khi vòng trong quay nên: V= 1

kd – Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, theo [1] trang 392 đối với tải va đập nhẹ kd = 1,1

Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to<100 ) nên: kt = 1

với: m là bậc của đường cong mõi m = 3 đối với ổ bi

L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

+ Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ: