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

Đồ án chi tiết máy , hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm chi tiết

Trang 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 0969 271 506

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌCCHI TIẾT MÁY

Số liệu của đề bài

Lực kéo băng tải: F =12500 N

Trang 2

4 – Bộ truyền đai

5 – Băng tải

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

1.1 Công suất cần thiết.

- Gọi P là công suất tính toán trên trục máy công tác

- Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo

Hiệu suất của các bộ truyền tra bảng (2.3)

Hiệu suất bộ truyền đai = 0,95

Hiệu xuất một cặp bánh răng = 0,97

Hiệu xuất một cặp ổ lăn = 0,99

Hiệu xuất khớp nối = 1

-Tỉ số truyền chung của hệ dẫn động (sơ bộ) ut= un. uh =3.15=45

(chọn sơ bộ TSTbộ truyền đai un=uđ(đai) =3 của HGT BR trụ 2 cấp uh =15)

-Số vòng quay trên trục động cơ nsb = nlv ut =28,16.45=1267,2(v/p)

- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : nđb = 1500 v/ph

Theo bảng P1.3 [1] với Pct = 8,14 kW và nđb = 1500 v/ph dùng động cơ4A132M4Y3 với Pđc = 11 kW ; nđc = 1458 v/ph

Trang 3

kiểu động

cơ

côngsuất

Cả 2 điều kiện đều thỏa mãn Vậy ta chọn động cơ 4A132M4Y3

1.4 Phân phối tỉ số truyền.

Trang 4

3 Xác định công xuất trên các trục ,moomen xoắn trên các trục

- Công suất của các trục

- Xác định mômen xoắn trên các trục

Mômen xoắn trên các trục được tính theo công thức:

9,55.10 P

n = = 183840,3 (N.mm)

T2 =

6 2 2

9,55.10 P

n == 877124,5 (N.mm)

T3 =

6 3

Trang 5

2.2 Xác định thông số của bộ truyền.

đường kính bánh đai nhỏ theo ct thực nghiệm

Trang 6

- Chiều dài dây đai:

- Chiều dài dây đai L được xác định dựa theo khoảng cách trục a bởi CT:

L = 2a + = 7052,5 mm

- cộng thêm từ 100 đến 400mm tùy theo cách nối

- Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ

= với m/s

L= 7,0525m

< m/s

- Góc ôm :

Trang 7

-Góc ôm được tính theo CT 4.7 với điều kiện ()

=180= 159,67 thảo mãn điều kiện dùng đai cao su

-Tiết diện đai =750

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

- Lực căng trên 1 đai được xác định theo CT 4.19

=1,8.7,5.100=1350N (khi đai làm việc bình thường ta lấy )

- Lực tác dụng lên trục theo 4.21 ta có:

F=2 F.sin=2657,6 N

Ta có các thông số kĩ thuật chính của bộ truyền đai dẹt như trong bảng:

Đường kính bánh nhỏ, lớn d, d(mm) 315 và 1000

Trang 8

- Ứng suất tiếp xúc cho phép : =

+ Tính ứng suất tiếp xúc cho phép với chu kỳ cơ sở = 2.HB + 70

Trang 9

 Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc NHO = 30.HB2.4

NHO1 = 30 = 1,6

NHO2 = 30 = 1,39

 Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương NHE1 = 60.c

 NHE2 = 60.c với c ,ni,Ti,ti lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay,số vòng quay, mô men xoắn, tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

- Ứng suất uốn cho phép: = KFL KFC / SF

+ Tính ứng suất uốn cho phép với chu kỳ cơ sở = 1,8.HB

= 1,8 245 = 441 (MPa)

= 1,8 230 = 414 (MPa)

+ Hệ số tuổi thọ xét đến chế độ tải trọng

KHL =

 Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn NFO1 = NFO2 = 4.106

 Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương NFE1 = 60.c

NFE2 = 60.c

NHE2 = 60.1 = 1,05.10

Vì NFE2 > NFO2 nên lấy NFE2 = NFO2 KFL2 = 1

Tương tự KFL1 = 1

 Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải KFC = 1 do tải đặt một phía

+ Hệ số an toàn khi tính về uốn SF = 1,75

Trang 10

Trang 11

+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH =

 Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

Trang 12

Với V = 1,81 (m/s), zv = 1; với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám Rz = 10…40 (),do đó zR

= 0,95 ; với da <700 (mm), kxH = 1

= 481,8.1.0,95.1 = 457,71 (MPa)

Ta có = 412,27 (MPa) < = 457,71 (MPa) thỏa mãn

- Kiểm nghiệm răng về ứng suất uốn.

+ Hệ số nghiêng của răng = 1

+ Số răng tương đương

Trang 13

Trang 14

+ Theo bảng (6.7) ta chọn hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng KHB = 1,12

Trang 15

Với = arctg.() = arctg () =

+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH =

 Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

= 495,45.1.0,95.1 = 470,67 (MPa)

Trang 16

Như vậy = 447,96 (MPa) < = 470,67 (Mpa) Thỏa mãn

- Kiểm nghiệm răng về ứng suất uốn.

+ Hệ số trùng nghiêng của răng = 1 - = 1 - = 0,75

+ Số răng tương đương

Trang 17

- Các thông số khác của bộ truyền

Đường kính đáy

răng(df1,df2) 67,5 367,5 102,5 355,1

PHẦN IV : THIẾT KẾ TRỤC

Trang 18

4.1 Chọn vật liệu chế tạo trục.

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 thường hóa có

- Độ cứng HB = 200

- Giới hạn bền = 850 (Mpa)

- Giới hạn chảy = 340 (MPa)

- Ứng suất xoắn cho phép = 15…30 (MPa) chọn = 20 (MPa)

4.2 Tính sơ bộ đường kính các trục.

- Đường kính trục I

Chọn = 15 (MPa)

d1 = = = 41,06 (mm)Lấy d1 = 42 (mm) => bo1 = 23

- Đường kính trục II

Chọn = 20 (MPa)

d2 = = = 61,18 (mm)Lấy d2 = 62(mm) => bo2 = 31

- Đường kính trục III

Chọn = 30 (MPa)

d3 = = = 77,46 (mm)Lấy d3 = 78 (mm) => bo3 = 39

Do lắp bánh đai lên đầu vào của trục I nên không cần quan tâm đến đường kính trục động cơ điện

3 xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

+Theo bảng (10.3) ta chọn

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành

trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ K3 = 15

Chiều cao lắp ổ và đầu bulông hn = 20

Ta có chiều dài may ơ, bánh đai ,răng nối trục

- lm12 = (1,2 1,5).d1= (1,2 1,5).42 = 50,4

Chọn lm12 = 55 mm Chọn l = 60 mm

Trang 19

Trang 20

 Khoảng cách trên các trục là :

* Trên trục II

- l22 = 0,5 (lm22 + bo2 ) + k1 + k2 = 0,5.(80 +31) +10 +10 = 75,5 (mm)

Chọn l22 = 76 (mm)

Trang 21

l33 = 268 mm

4 Tính các lực tác dụng lên trục

Tải trọng tác dụng lên trục chủ yếu là các mô men và các lực trong bộ truyền bánh răng khi ăn khớp

Trang 22

- Lực tác dụng của đai lên trục Fđ = 2657,6 (N)

Vì vậy ta có:

Fxđ = Fđ.cosα = 2657,6 cos 00 = 2657,6 (N)

( với α là góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài= 00)

Fyđ = Fđ sinα =2657,6 sin 00 =0 (N)

* Xác định đường kính trục vào của hộp giảm tốc

a các lực tác dung lên trục và biểu đồ mô men

- lực từ bánh đai tác dụng lên trục:

Fxđ =2657,6 (N)

Fyđ = 0(N)

- lực từ bánh răng thẳng tác dụng lên trục:

Trang 23

M = F 74 = 3130,4.74 =231649,6 (N.mm)

Trang 24

M = F (74+172) +F 172 = 3130,4.246 -670,6.172= 654735,2(N.mm)

Trang 25

Biểu đồ mômen trên trục I

Chọn dđ theo tiêu chuẩn ta được dđ = 35 mm

- Tại chỗ lắp ổ lăn (tiết diện A)

Trang 26

Đường kính chỗ lắp ổ lăn dA = dB = 40 mm

Đường kính chỗ lắp bánh đai dđ = 35 mm

Dựa vào bảng 9.1a sách [1] ta chọn then lắp bánh răng

- b =12 ; h = 8 ; t1 = 5 ; t2 = 3,3

D, Kiểm nghiệm về độ bền mỏi

kết cấu trục thiết kế phải thỏa mãn điều kiện

[s]

Trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép ( [s] = 1,5 … 2,5 )

Khi cần tăng cứng thì [s] = 2,5 … 3( không cần kiểm tra độ bền cứng của trục)

sσ; sτ : hệ số an toàn chỉ xét riêng cho từng trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp: được tính theo công thức 10.20 ; 10.21

Trang 27

vậy tiết diện C ( chỗ lắp bánh răng thỏa mãn điều kiện bền mỏi)

*, Xác định đường kính trục II của hộp giảm tốc

Trang 28

Trang 29

Trang 30

Biểu đồ mômen trên trục II

Theo công thức 10.15;10.16;10.17 ta tính được

- Tại chỗ lắp bánh răng nghiêng (tiết diện E):

- M = 1827149,6 (N.mm)

- M = (N.mm)

=> dE = ( mm)

Ta chọn [σ] = 63 theo bảng 10.5

Trang 31

Chọn d theo tiêu chuẩn ta được dE = 70 mm

- Tại chỗ lắp bánh răng thẳng (tiết diện F)

M = = 1981005,2 (N.mm)

MtđF = ( N.mm)

=> dF = = 72,5( mm)

Chọn d = 75 (mm)

Xuất phát từ yêu cầu lắp ghép ta chọn d = d =45 (mm)

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

Đường kính chỗ lắp bánh răng thẳng dF =75 mm

Đường kính chỗ lắp ổ lăn dD = dH = 55 mm

Đường kính chỗ lắp bánh răng nghiêng dE = d = 70 mm

Dựa vào bảng 9.1a sách [1] ta chọn then lắp bánh răng thẳng

- b =20 ; h = 18; t1 = 11 ; t2 = 7.4

ta chọn then lắp bánh răng nghiêng

- b =20 ; h = 18 ; t1 = 11 ; t2 = 7.4

D,

Kiểm nghiệm về độ bền mỏi

[s]

Trong đó σ-1 và τ-1 là giới hạn mỏi uốn xoắn của chu trình đối xứng, vật liệu thép

45 thường hóa có

Trang 32

Trang 33

Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay đĩa, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu có σb = 600 Mpa là kσ = 1,46 ; kτ = 1,54 theo bảng 10.10 tra được hệ

số kích thước tai tiết diện E là :

vậy tiết diện E ( chỗ lắp bánh răng thỏa mãn điều kiện bền mỏi)

*, Tại tiết diện F ( chỗ lắp bánh răng thẳng )

Trang 34

kx = 1,06 do không dùng phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền ky =

*, Xác định đường kính trục III của hộp giảm tốc

-Lực từ bánh răng nghiêng tác dụng lên trục:

Trang 35

Biểu đồ momen trên trục III

Trang 36

Trang 37

c, Tính chính xác trục III của hộp giảm tốc

Theo công thức 10.15;10.16;10.17 ta tính được

Chọn d theo tiêu chuẩn ta được dI = 75 mm

Xuất phát từ yêu cầu lắp ghép ta chọn

d = d = 80 mm

d = d = 75 mm

Trang 38

d = 75 mm

Dựa vào bảng 9.1a sách [1] ta chọn then lắp bánh răng nghiêng

- b =20 ; h = 18; t1 = 11 ; t2 = 7.4

D, Kiểm nghiệm về độ bền mỏi

[s]

Trang 39

vậy tiết diện K ( chỗ lắp bánh răng thỏa mãn điều kiện bền mỏi)

D TÍNH TOÁN KIỂU THEN LẮP TRÊN TRỤC

Trang 40

Để then làm việc tốt với mối ghép thì kích thược của then phải đáp ứng được cácđiều kiện ứng suất dập và ứng suât cắt phát sinh trong quá trình làm việc phải nhỏhơn giá trị giới hạn cho phép ứng với mỗi loại vật liệu

Ta có:

d = 2.T/[d.lt(h- t1)]  [d] Còn c = 2.T/(d.ltb)  [c] ;

Trong đó các đại lượng được xác định như sau:

- d,c làứng suất dập và ứng suất cắt tính toán (MPa)

- d là đường kính trục lặp then (mm)

- T là mômen xoắn trên trục có lắp then (N.mm)

- lt = (0,8  0,9)lm Với ll, lm là chiều dài then và chiều dài mayơ (mm)

- b, h là chiều rộng và chiều cao của then (mm)

- [d] là ứng suất dập cho phép với vật liệu then bằng thép 45 chịu tải trọng vađập nhẹ [d] = 100 MPa ;

- [c ] ứng suất cắt ứng suất cắt cho phép với vật liệu then bằng thép 45 chịu tảitrọng va đập nhẹ [c] = 20  30 MPa ;

*, Xét trên trục II

- Tại tiết diện E

d = 70 (mm); - b =20 ; h = 18; t1 = 11 ; t2 = 7.4 ;T = 877124,5 (N.mm)

Thỏa mãn điều kiên bền

- Tại tiết diện F

d = 75 (mm); - b =20 ; h = 18; t1 = 11 ; t2 = 7.4 ;T = 877124,5 (N.mm)

Trang 41

1 Chọn ổ lăn cho trục vào (trục I) của hộp giảm tốc

- Chọn ổ lăn của trục I là loại ổ bi đỡ 1 dãy,chịu được lực hướng tâm, chịu được lực dọc trục, làm việc với số vòng quay cao, gia thành ô thấp

 Dựa vào đường kính trục chỗ ổ lăn d = 40 (mm)

 Tra bảng P.2.7 trang 225 sách tính toán thiết kế hệ thông dẫn động cơ khí tập 1 ta chọn loại ổ bi đỡ, kiểu 208 cỡ nhẹ

 Đường kính trong d = 40 (mm), đường kính ngoài D = 80 (mm)

 Khả năng tải trọng C= 25,6 (kN), khả năng tải tĩnh Co = 18,1 (kN)

B = 18(mm) r = 2

- Kiểm nghiệm khả năng tải:

 Tải động

Trang 42

Ta có n1 = 362,85 (v/p)  Chọn ổ theo khả năng tải động:

Phản lực tổng trên 2 ổ

=

 Vậy ta kiểm nghiệm với ổ Fr1 = 3393,2 (N)

Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = 1, Y = 0, Fa = 0

V = 1 khi vòng trong quay

Kt = 1 vì nhiệt độ t 100 với làm việc êm chọn kđ =1

Tải trọng quy ước :

 Ổ lăn được chọn thỏa mản điều kiện tải tĩnh

2 Chọn ổ lăn cho trục II của hộp giảm tốc

Với đường kính ngõng trục d = 55 (mm) chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ, kiểu 2211 cỡ nhẹ

có d = 55(mm) , D =100 , B =25

Khả năng tải trọng : C= 43,7 (kN)

Khả năng tải tĩnh : Co= 32,9(kN)

Trang 43

- Kiểm tra khả năng tải động

Tuổi thọ của ổ bi với m =

Tuổi thọ của ổ lăn:

 Ổ lăn đã chọn thỏa mãn điều kiện tải trọng tĩnh

3 Chọn ổ lăn cho trục III hộp giảm tốc

- Chọn ổ bi đỡ 1 dãy 215 cỡ nhẹ ,vừa với đường kính ngõng trục d = 75 mm, đường kính ngoài D = 130 (mm) B=25 r=2,5

Trang 44

 Vậy ta kiểm nghiệm với ổ có Fr1 = 19523 (N)

Với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X= 1

V = 1 khi vòng trong quay

Tuổi thọ của ổ lăn:

(triệu vòng)Khả năng tải động Cd = 1

PHẦN VI :THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, BÔI TRƠN VÀ ĂN KHỚP

6.1.Chỉ tiêu của hộp giảm tốc.

Chi tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ, nên chọn vật liệu

dể dúc là gang xám có ký hiệu là GX32_15

chọn bề mặt lắp và thân đi qua thân trục

các kết cấu cơ bản được trình bày ở bảng kết cấu vỏ hộp

Trang 45

Chiều cao, h

Độ dốc

e =(0,8  1) = 8  10, chọn e = 8 mm

h < 5. = 50 mm

Khoảng 2o.Đường kính:

Chiều dày bích thân hộp, S3

Chiều dày bích nắp hộp, S4

Bề rộng bích nắp và thân, K3

S3 =(1,4  1,5).d3 , chọn S3 = 20 mm

S4 = ( 0,9  1).S3 = 20 mm

K3 = K2 - ( 35 ) mm = 50 – 5 = 45mm

Trang 46

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong hộp

Giữa bánh răng lớn với đáy hộp

Giữa mặt bên các bánh răng với nhau

6.2 Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Lấy chiều sâu ngâm dầu là ¼ bán kinh của bánh răng cấp chậm la 33,5

mmcộng với khoảng cách của đáy hộp tới bánh răng ,vậy chiều sâu lớp dầu la 66,5

mm

6.3.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc

Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45 bôi trơn theo phương pháp lưu thông

6.4.Lắp bánh răng nên trục và điều chỉnh sự ăn khớp

Do sản xuất đơn chiếc lại lạm trong điều kiện tải trọng động có va đập vừa nên

mối ghép giũa bánh răng là kiểu lắp H7/n6 còn mối ghép giữa then với trục là kiểulắp có độ dôi P9/h9

6.5.Điều chỉnh độ ăn khớp

Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ nên ta chọn chiều rộng bánh răng chủ động lớn hơn so với chiều rộng của bánh răng bị động là 5mm

PHẦN VII :TÍNH KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT

7.1.Kết cấu trục:

Ở phần thiết kế trục

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	855,66 KB