Tính toán chi tiết máy hộp giảm tốc 1 cấp trong hệ dẫn động cơ khí

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

Như vậy muốn xác định công suất động cơ cần biết công suất tính toán P

• Phân phối tỉ số truyền

Với các hệ thống dẫn động băng tải, xích tài thường biết trước lực kéo và vận tốc băng tải hoặc xích tải, khi đó công suất làm việc được tính theo công thức. - Trường hợp tải trọng thay đổi (h.2.3.2) : Trường hợp này nhiệt độ động cơ tăng giảm tùy theo sự thay đổi của tải trọng, do đó cần chọn động cơ sao cho trong quá trình làm việc, lúc chay quá tải, lúc chạy non tải nhưng nhiệt độ động cơ đạt được trị số ổn định. Muốn vậy ta coi động cơ làm việc với công suất tương đương không đổi mà mất mát năng lượng do nó sinh ra tương đương với mất mát năng lượng do công suất thay đổi (thí dụ như trên.

Chú ý rằng khi số vòng quay đồng bộ của động cơ càng tăng thì khuôn khổ, khối lượng và giá thành động cơ càng giảm (vì số đối cực p giảm), trong khi đó hiệu suất và hệ số công suất (cosy) càng tăng. Tuy nhiên dùng động cơ với số vòng quay cao lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, tức là phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỉ số truyền lớn hơn, kết quả là kích thước và giá thành các bộ truyền tăng lên. Vì vậy trong thiết kế nên phối hợp hai yếu tố vừa nêu, đồng thời cần căn cứ vào sơ đồ của hệ thống dẫn động cần thiết kế để chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ.

Có thể tham khảo bảng 2.4 dưới đây để chọn tỉ số truyền nên dùng cho các bộ truyền có mặt trong hệ thống dẫn động rồi dựa vào số vòng quay của trục máy công tác để xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ. Đồng bộ thực tế là quá trình điều chỉnh các thông số của hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 1 cấp để đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả.

Ta có

THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

• Thiết kế bộ truyền đai (hoặc xích)
• Lực ăn khớp trong bộ truyền bánh răng trụ thẳng

Trong công nghiệp sử dụng các loại đai dẹt sau đây: dai da, đai vải cao su, đai vải bông, đai sợi len và đai sợi tổng hợp. Đai da có độ bền mòn cao, chịu va đập tốt nhưng không dùng được ở môi trường có axit hoặc ẩm ướt, giá thành lại đắt nên ít dùng. Đai vài cao su gồm nhiều lớp vải ni long và cao su lưu hoá, được xếp từng lớp, cuộn từng vòng kín hoặc cuộn xoắn ốc.

Nhờ các đặc tính: bền, dẻo, ít bị ảnh hưởng của độ ẩm và sự thay đổi nhiệt độ, đai vải cao su được dùng khá rộng rãi. Đai sợi bông nhẹ, mềm, thích hợp với bánh đai đường kính nhỏ và với vận tốc lớn nhưng khả năng tài và tuổi thọ thấp. Đai sợi len nhờ có độ đàn hồi tốt nên chịu được tải trọng va đập, đồng thời cũng ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, axit v.v.

Các loại đai dẹt trên đây được chế tạo thành những cuộn dài, số lớp, chiều rộng 6 và chiều dày ô của đại được tiêu chuẩn hoá. Đó là các loại đai bằng chất dẻo trên cốt là sợi capron với các lớp phủ là nhựa poliamit trộn với cao su nitrin (SKN - 40) hoặc nhựa nairit. Chọn loại đai nào là tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể (công suất, vận tốc, môi trường làm việc ..).

Do hộp giảm tốc 1 cấp chiệu tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu là bánh răng có độ rắn bề mặt HB < 350. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng chọn độ rắn của bánh răng lớn khoảng ( 25 ÷ 50) HB và để tránh dính bề mặt làm việc của răng. Ta chọn bánh răng được tôi cải thiện vì thường được dùng trong các bộ truyền chịu tải trọng nhỏ và trung bình.

- 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 giảm tốc. - Đối với hộp giảm tốc ta đang thiết kế do có vận tốc nhỏ v < 12m/s nên dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu. Với hộp giảm tốc bôi trơn ngâm dấu, các bánh răng (bánh vít) lớn (hay bánh bị dẫn) được ngâm trong dầu.

Kiểm tra điều kiện bôi trơn là kiểm tra để các bánh lớn đều ngâm trong dầu và khoảng cách giữa mức dầu nhỏ nhất và mức dầu lớn nhất phải lớn hơn một trị số cho phép (thường bằng 8 đến 10 mm). Để tránh các bánh răng chạm vào các trục của hộp giảm tốc, cần đảm bảo các bánh răng cách các trục quay ít nhất 7 đến 10 mm.

THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI

CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP

Thiết kế các kích thước của vỏ hộp

Để quan sát và kiểm tra được chi tiết trong hộp giảm tốc kh lắp ghép và để đổ dầu bôi trơn vào hộp, ta thiết kế trên đỉnh hộp có cửa thăm. Khi làm việc, các bộ truyền trong hộp giảm tốc ăn khớp với nhau tạo nên ma sát làm nhiệt độ trong hộp tăng lên. Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài vỏ hộp, người ta dùng nút thông hơi.

Nút thông hơi thường được lắp trên nắp cửa thăm hoặc ở vị trí cao nhất của nắp hộp. Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc sẽ nhiễm bẩn (do bụi từ bên ngoài lọt vào hoặc các hạt mài từ các bộ truyền rơi ra), đồng thời dầu bị biến chất do nhiệt độ. Lỗ trụ lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ.

Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, khi lắp ghép,…) trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng hoặc vòng móc. Tuy nhiên bề mặt trục khi gia công có bề mặt nhám thì vòng phớt lại chống mòn và tạo ra ma sát lớn. Loại vòng phớt điều chỉnh được khe hở chỉ dùng khi vận tốc trượt nhỏ và bôi trơn bằng mỡ.

Với các ổ bôi trơn bằng dầu: sử dụng vòng chắn dầu quay cùng với trục để hạn chế dầu chảy vào ổ hoặc các tạp chất xâm nhập vào ổ. Lưu ý, khi lắp vòng chắn mỡ thì 2/3 phần chắn nằm phía trong rãnh chứa ổ, 1/3 còn lại nằm phía ngoài. Khi làm việc, dầu văng sẽ tràn vào rãnh chắn, lan vào ổ, nhờ lực ly tâm dầu sẽ văng trở lại hộp giảm tốc, chỉ giữ lại một lượng dầu vừa đủ bôi trơn ổ.

Để ngăn cách mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp thì ta thường dùng các vòng chắn mỡ (dầu). Vòng chắn dầu được lắp vào sao cho vòng cách mép trong thành hộp một khoảng 1 ÷ 2 mm. Vì mức dầu thấp nhất phải ngập chiều cao răng bị dẫn của bánh răng thứ hai.