bản thuyết minh đồ án hộp giảm tốc 2 cấp

IB QUYTUNG.210198@GMAIL.COM MÌNH GỬI THAM KHẢO NHAAAA

Lời nói đầu

Đồ án môn học Chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên ngành cơ khí

nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy Mụcđích là giúp sinh viên hệ thống lại nhưng kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quenvới công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiên nay

Trong chương trình đào tạo cho Sinh viên, nhà Trường đã tạo điều kiện cho chúng em

được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu : “Thiết kế hệ dẫn động băng tải ”.

Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, còn có nhữngmảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng, xong bài làm của em không thể tránhkhỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của Thầy cô, giúp em

có được những kiến thức thật bổ ích để sau này ra trường có thể ứng dụng trong côngviệc cụ thể của Sản xuất

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là Cô

Trần Thị Hoa đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ của mình.

MỤC LỤC

Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau:

- Phần I: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền.

- Phần II: Tính toán bộ truyền đai

- Phần III: Tính toán bộ truyền động bánh răng.

- Phần IV: Tính toán trục và then.

- Phần V: Thiết kế gối đỡ trục.

- Phần VI: Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác.

- Phần VII: Bôi trơn hộp giảm tốc

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu 1: Thiết kế chi tiết máy Ký hiệu (TKCTM)

Nguyễn Trọng HiệpNguyễn Văn LẫmTài liệu 2: Hướng dẫn thiết kế hệ dẫn động cơ khí Ký hiệu (HDTKHDĐCK)

Lê Văn Uyển Trịnh Chất

Tài liệu 3 : Sách chi tiết máy Ký hiệu (CTM)

Hoàng Hồng Nguyễn Thanh Xuyờn Ngô Minh Đức

Phần I

CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

I-CHỌN ĐỘNG CƠ.

-Gọi Plv: Công suất trên băng tải (kw)

: Hiệu suất chung của hệ dẫn động.ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động

: Hiệu suất chung của hệ dẫn động.ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động

Pct: Công suất cần thiết.(kw)

Tra bảng 2.3[TKHDĐCK] ta có các hiệu suất :

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động.1=0,94 – Hiệu suất bộ truyền đai

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động.2=0,97- Hiệu suất bộ truyền bánh răng

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động.3=0,995 – Hiệu suất của một cặp ổ lăn

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động

ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động.4 =1– Hiệu suất khớp nối

 n=0,94.0,972.0,9954 .1 =0,87

+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ : i1=(8  40)

+ Tỉ số truyền của bộ truyền đai thang loại thường : i2=( 24 )

nlv- số vòng quay của trục máy công tác

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ ( theo công thức 2.18)

Nsb = nlv.isb = (33 x 16 33 x 160) = (528 ÷ 5280) = (33 x 43)=1419 vòng/phút

- Theo bảng P1.3 ta chọn được kiểu động cơ : 4AX90L4Y3

+ Các thông số kỹ thuật của động cơ là: Kiểu động cơ Công suất(kw) Vận tốc

quay(vg/ph)

cosᾳ % %ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động.ղ : Hiệu suất chung của hệ dẫn động TMax/Tdn TK/Tdn

4AX90L4Y3 2,2 1420 0,83 80 2,2 2,0

II- Phân phối tỉ số truyền

1 Xác định tỉ số truyền

- Tỉ số truyền động chung: i = = = 43

i=iđ.ibt.ibn

Trong đó: iđ - là tỉ số truyền của bộ truyền đai

ibt- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh

ibn- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm

- Công suất làm việc: P= 1,247(kw0 (Công suất trên băng tải)

- Công suất trên các trục:

 Trục III: P 3 = = = 1,5(kw)

 Trục II: P 2 = = =1,554 (kw)

 Trục I: P 1 = = =1,61 (kw)

11567,6

34,8 104,4

417,65 1420

1,5

1,554

1,61 1,72

ibn =3

ibt =4

III II

-Tra bảng 4.14 (TTTKHDĐCK) Tập 1 chọn sơ bộ u=3 suy ra = 1

644,6 8





Trong đó

+ Ndc- Công suất trên trục bánh đai chủ động Ndc=2,2Kw

+ Kđ- Hệ số tải trọng động ứng với trường hợp tải trọng dao động nhẹ;

Kd=1,1,khi làm việc 3 ca tăng thêm 0,2=1,3

+ [Po] – Công suất cho phép tra trong bảng 4.19 [TKHDĐCK], [Po]=2,47

+ Ca- Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm tra bảng 4.15 [TKHDĐCK] Ca=0,89

+ Cl- Hệ số kẻ đến ảnh hưởng của chiều dài:

có l/lo =2650/1700=1,56 tra bảng được tra bảng 4.16 [TKHDĐCK] Cl=1,1

+ Cu- Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền tra bảng 4.17 [TKHDĐCK],

8.

Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

-Chiều rộng bánh đai công thức 4.17(TTTKHDĐCK Tâp 1)

Tính lực căng đai ban đầu

Theo công thức 4.19 (TTTKHDĐCK-Tập 1) tính lực căng trên một đai

Fo = +Fv

Giả sử bộ truyền định kì điều chỉnh lực căng Fv = qm.v2

Tra bảng 4.22 (TTTKHDĐCK Tập 1), qm = 0,105

V – vận tốc vòng,m/s

P1 – Công suất trên trục bánh đai chủ động (kw)

Suy ra : Fo = + 0,105.(13,37)2 = 87,37 N

Lực tác dụng lên trục theo công thức 4.21 (TTTKHDĐCK-Tập 1)

Fr = 2.Fo.Z.sin = 2.87,37.2.sin = 328,9 N

Phần III

Tính toán bộ truyền động bánh răng

A Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng )

n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng nghiêng

- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:

Vì bánh răng nghiêng quay 1 chiều nên

 ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:

[ ] 1 1,4 1.,6 1. 11,,55..2581,8 143(N/mm2)

K n

4 , 206 5 , 1

6 , 1 4 , 1 ]

K n

61 , 1 3 , 1 4 494

10 05 , 1 ) 1 4 ( ]

[

10 05 , 1 ) 1

2 6 3

2

2 6

mm n

KP i

i A

A tx

Trong đó :

N: công suất của bộ truyền, KW

- Vận tốc vòng : theo công thức (3-17 TKCTM)

1 4 1000 60

65 , 417 43 , 109 14 , 3 2 1 1000 60

.

s m i

n A

985 , 0 110 2 cos 2 2



n t

m

A Z

155 1

0 , 986

110 2

4 , 1 ).

124 31 ( 2

4 , 1 5 , 2 sin

5 , 2

m

b n  



- Tính số răng tương đương của bánh nhỏ: Công thức 3-37 (TKCTM)

32 , 3

) 986 , 0 (

31 )

124 )

6 2

6

] [ ) / ( 8 , 39 5 , 1 5 , 49 65 , 417 31 4 , 1 451 , 0

61 , 1 1 , 1 10 1 , 19

.

10 1 , 19

u n

b n Z m y

N K

[ ) / ( 72 , 34 517 , 0

451 , 0 8 , 39

2 2

2

1 1

) ( 174 986

, 0

124 4 , 1 cos

) ( 44 986 , 0

31 4 , 1 cos

2 2

1 1

mm Z

m d

mm Z

m d

n n

2

2

N d

20 2 , 468 , 6461 cos

N tg

tg F

B Tính toán bộ truyền bánh răng cấp chậm (Bánh răng trụ răng thẳng)

1 Chọn vật liệu :

- Bánh nhỏ: Thép 45 thường hoá σbk=600 (N/mm2), σch=300 (N/mm2)

HB=190 ( phôi rèn , giả thiết đường kính phôi dưới 100mm )

- Bánh lớn: Thép 35 thường hoá σbk=480 (N/mm2) , σch=240 (N/mm2) HB=160 ( giả thiết đường kính phôi 300  500 mm)

n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng

- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:

- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

Vì bánh răng quay 1 chiều nên

- ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:công thức 3.5 (TKCTM)

8 , 1 5 , 1

258 5 , 1

6 , 1 4 , 1 ]

K n

4 , 206 5 , 1

6 , 1 4 , 1 ]

K n

, 104 45 , 0

61 , 1 3 , 1 3 416

10 05 , 1 ) 1 3 ( ]

[

10 05 , 1 )

1

2 6 3

2

2 6

mm n

KP i

i

A

A tx

A: khoảng cách trục , mm

i: tỉ số truyền

n

n2: số vòng quay trong một phút của bánh bị dẫn ;

N: công suất của bộ truyền, KW

65 , 417 4 , 130 14 , 3 2 1 1000 60

.

s m i

n A

- Vì tải trọng không đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên Ktt=1 , vận tốc vòng

45 , 1 4 , 130

K

K A

135 2 1

2

A Z

[ ) / ( 6 , 110 75 , 60 4 , 104 34 2 451 , 0

554 , 1 45 , 1 10 1 , 19

.

.

10

6 2

6

mm N mm

N b

n Z

m

y

N K

u n



Tại chân răng bánh 2 [Theo công thức (3-40)] (TKCTM):

) / ( 115 ]

[ ) / ( 5 , 96 517 , 0

451 , 0 6 , 110

2 2

11.Các thông số hình học của bộ truyền :

- Môđun : mn=2 mm

- Số răng : Z1=34 răng ; Z2= 102 răng

- Chiều cao răng: h = 4,5 (mm)

- Góc ăn khớp: ᾳn=200

- Đường kính vòng chia (vòng lăn):

) ( 204 102 2

) ( 68 34 2

m

d

mm Z

3 , 36814 2

Theo bảng (3-8 TKCTM),cơ tính của một số loại thép chọn:

-Thép 45 thường hoá hoặc tôi cải thiện σbk=600 (N/mm2); σch=300(N/mm2) Độ rắn :

170  220 HB ( Giả sử đường kính phôi nhỏ hơn 100 mm)

d 

Trong đó: d - Đường kính trục

N - Công suất truyền (KW)

n - Số vòng quay trong 1 phút của trục

C - Hệ số tính toán,phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép,đối với đầutrục vào và trục truyền chung có thể lấy C = 120

- Đường kính trục I :

19 ( )

65 , 417

61 , 1

5 , 1

3

d   chọn d3=45 (mm)

- Chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn [theo bảng 10.2] (TKHDĐCK)

- Khoảng cách côngxôn của trục I (Phần trục bên ngoài hộp ).

*Chọn nối trục cho trục III

+ Mô mên danh nghĩa có thể truyền qua nối trục là : T3=411638 Nmm

- Kiểm nghiệm điều kiện bền của vòng đàn hồi và chốt

- Kiểm tra độ bền uốn theo công thức:

- σF

Suy ra: Thỏa mãn điều kiện

- Kiểm tra độ bền dập giữa chốt và vòng cao su:

- σd

- Tính Fk:

- Fm= Fk = (0,1 ÷ 0,3).Ft = 0.25.

Tính toán kiểm nghiệm trục

Để tính các kích thước chiều dài của trục ta chọn các kích thước sau:

( Hình 7-3 và bảng 7-1 sách TKCTM)

Ta có:

- Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp : l2=10mm

-Chiều rộng của ổ lăn : B=20mm

-Chiều cao của nắp và đầu bu-lông:l3=20mm

-Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp:l4=17mm

-Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp:a=10mm

-Khoảng cách giữa các chi tiết quay:c=15mm

xx

-Khe hở giữa các bánh răng và thành trong của hộp:Δ=10mm

*Tổng hợp của các kích thước phần tử ở trên ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết và khoảng cách giữa các gối đỡ

, 64 45 cos

1

0 P d P a b R a b c R

M Ay đ a r By

) ( 1631 25

, 185

5 , 130 2 , 2385 2

89 , 1092 )

5 , 64 (

45 cos 9 ,

*MAxR đ.cos45 .64,5F r1.130,5 RB y.(130,554,75)0

) ( 2 , 1761 25

, 185

5 , 130 2 , 2385 5

, 64 45 cos 9 ,

2 2

, 113259 7

,

2 2

2

- Tính đường kính trục theo công thức(7-3) (TKCTM):

- Đường kính trục tại tiết diện (2-2) :

( )

] [

1 , 0



 Với M td  M u2  0 , 75 M x2(Nmm)

Suy ra :

n n

mm N W

- Tập trung ứng suất do lắp căng, với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra trên bề mặt ghép 30(N/mm2) , tra bảng 7-10 (TKCTM) ta có:

1 , 92 1 1 , 54 6

, 0 1

1 6

, 0 1

92 , 1

k

- Thay các trị số vào công thức tính nσ và nτ:

0 05 , 0 56 , 1 1 73 , 0

5 , 1

150

2 , 5 0 1 , 0 27 1 9 , 1 270

46 2 , 5

2 2

2

174 5 , 148 89 , 1092 5

, 130 2 , 2385

) 5 , 130 (

9 , 328 375 , 60 77 , 1082

N



- Suy ra : RCx=Ft3 + Rđ – RDx=1082,77+328,9-584,6=827,07(N)

a.Tiết diện e-e :

- Tính mômen:

+ Tổng mômen uốn tính theo công thức (10.15) (TKCTM):

uy ux e

e

xe ye

e

M M M

M M

, 142152

75 , 0 34 ,

273224 2  2  Nmm



Trong đó : Mtd- Mômen tương đương

b Tiết diện i-i

- Tổng mômen uốn tính theo công thức (10.15) (TKCTM) :

uy ux i

xi yi i

M M M

M M

1 , 0

123236

- Vậy chọn: + Đường kính trục tại tiết diện e-e bằng 45 (mm)

+ Đường kính trục tại tiết diện i-i bằng 45 (mm)

-Tra bảng (9-1) (CTM) chọn

+ Đường kính lắp ổ : 40 (mm) + Đường kính vai trục : 50 (mm)

- Kiểm nghiệm trục theo công thức( 7-5) (TKCTM) tại tiết diện e-e:

2. 2 [n]

n n

n n

mm N W

5 , 1

, 0 1

1 6

, 0 1

9 , 1

k

- Thay các trị số vào công thức tính nú và nụ:

4 , 12 0 1 , 0 6 2 150

5 , 24 8 , 5 9 , 1 270

5 , 24 4 , 12

C- Tính toán kiểm nghiệm trục III:

 Sơ đồ phân tích lực lên trục III

Ta có : Ft4=1082,77(N)

Fr4=394,1(N)

c= 54,75 mma+b= 130,5 mm

375 , 60 1 , 394

375 , 60

4

352 , 887 ( )

25 , 185

375 , 60 77 , 1082

j

xj yj

j

M M

M

M M

1 , 0



 Với M td  M u2  0 , 75 M x2(Nmm)

n n

mm N W

411638 2

2 0

mm N W

63 , 1

5 , 1

1 , 9 1 6 , 4 6

, 0 1

1 6

, 0 1

9 , 1

k

- Thay các trị số vào công thức tính nσ và nτ:

3 , 4 0 05 , 0 45 , 17 4 , 6

150

832 13 3 , 10 9 , 1 270

t h l d

2

1 1

+ Công thức kiểm nghiệm then về độ bền cắt: Tính theo công thức 7-12 (TKCTM)

 c t

c

b l d

T



.

36814,3

2 ) (

.

.

2

1 1

Vậy then thoả mãn về độ bền dập

 c t

36814,3

Vậy then thoả mãn về độ bền cắt

Như vậy then trên trục I được thoả mãn các điều kiện về độ bền

.

.

2

1 2

+ Công thức kiểm nghiệm then về độ bền cắt: Tính theo công thức 7-12 (TKCTM)

- Chiều dài then bánh bị dẫn:

142152,3

2 ) (

.

.

2

1 2

142152,3

2 ) (

.

.

2

1 2

Vậy then thoả mãn về độ bền dập

- Độ bền cắt với trục bánh bị dẫn:

t c

b l d

T



14 40 25

142152,3

2

b l d

T



14 40 35

142152,3

2

.

2 2

Vậy then thoả mãn về độ bền cắt

Như vậy then trên trục II được thoả mãn các điều kiện về độ bền

.

.

2

1 3

+ Công thức kiểm nghiệm then về độ bền cắt: Tính theo công thức (7-12) (TKCTM)

411638

l

d

T

c t

) ( 5 , 4147 3

, 1182 3975

) ( 8 , 2173 2

, 1394 1667

2 2

2 2

2 2

2 2

N R

R

R

N R

R

R

By Bx

B

Ay Ax

Trong đó: n- Số vòng quay trên trục I (vg/ph)

h- Thời gian phục vụ ( giờ)

Vậy lực At hướng về gối trục bên trái

- Tính đối với gối trục bên trái và chọn ổ cho gối trục này còn gối trục kia lấy ổ cùng loại :

Suy ra : QA=(1.4147,5+1,5.218,77).1,1=4475,655N=447,5655 daN

n=417,65 (vg/ph)

 Sơ đồ chọn ổ cho trục II:

Dự kiến chọn trước góc õ=160 ( kiểu 36000)

- Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức( 8-1) (TKCTM) :

C Qn.h0,3 C bang

Trong đó: n- Số vòng quay trên trục II (vg/ph)

h- Thời gian phục vụ ( giờ)

Q- TảI trọng tương đương, daN và được tính theo công thức (8-6)

, 1787 5

, 5814

) ( 8 , 916 2

, 98 47 , 911

2 2

2 2

2 2

2 2

N R

R R

N R

R R

Dy Dx D

Cy Cx C

Vậy lực At hướng về gối trục bên phải

-Tính đối với gối trục bên phải và chọn ổ cho gối trục này còn gối trục kia lấy ổ cùng loại :

- Chiều rộng B=23 mm

 Sơ đồ chọn ổ cho trục III:

- Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức( 8-1) (TKCTM) :

C Qn.h0,3 C bang

Trong đó: n- Số vòng quay trên trục III (vg/ph)

h- Thời gian phục vụ ( giờ)

Q- Tải trọng tương đương, daN và được tính theo công thức (8-6)

, 128 88 , 352

) ( 72 , 776 6

, 265 89

, 729

2 2

2 2

2 2

2 2

N R

R R

N R

R R

Fy Fx F

Ey Ex E

- Chọn kiểu lắp đệm chắn mặt đầu.

 Cố định trục theo phương dọc trục :

- Để cố định trục theo phương dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và hộp giảm tốc Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít, loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp ghép

 Bôi trơn ổ lăn:

- Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp, không thể dùng phương pháp bắn toé để hắt dầu trong hộp vào bôi trơn bộ phận ổ Có thể dùng

mỡ loại T ứng với nhiệt độ 60 – 1000C và vận tốc dưới 1500 vg/ph (bảng 8-28)

Phần VI :

Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác

Vỏ hộp :

Chọn vỏ hộp đúc gang xám GX 15-32, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳn

đI qua đường làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng

Bảng (10-9) (TKCTM) cho phép ta tính được kích thước các phần tử cấu tạo vỏ hộp sau đây :

 Chiều dày thành thân hộp

 Số lượng bulông nền

200 L300B

n

Trong đó: L- Chiều dài hộp, sơ bộ lấy bằng 525 mm

B- Chiều rộng hộp , sơ bộ lấy bằng 340mm

Suy ra:

4 , 772

250

438 755

Ở trên chúng ta đã trình bày phương pháp bôi trơn bộ phận ổ, nên phần này chỉ trình bày việc bôi trơn các bộ truyền bánh răng.

- Điều kiện bôi trơn ngâm dầu trong hộp giảm tốc:

- Bánh răng trụ răng nghiêng cần được ngâm hết chiều rộng bánh răng lớn hơn

h trong dầu

- Bánh răng trụ răng thẳng cần ngâm hết chiều cao hr và tối thiểu là 10mm

- Vì vận tốc v=0,956 m/s,lấy chiều sâu ngâm cấp nhanh còn đối với bánh cấp chậm không vượt quá R

- Như vậy mực dầu thấp nhất và cao nhất đối với bánh răng trụ răng nghiêng lần lượt là: 7,8mm và 29,8mm

- Vì vận tốc thấp (v=0,956m/s)nên công suất tổn hao khuấy đều không đáng kể.Theo bảng 10-17(TKCTM),chọn độ nhớt của dầu bôi trơn bánh răng ở 500C là 160 centistốc hoặc 24 Engle và theo bảng10-20(TKCTM)Chọn dầu AK20