Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ các chi tiết máy tránh bụi bặm.
Chỉ tiêu cơ bản của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ.
Hộp giảm tốc bao gồm : thành hộp, nẹp hoặc gân, mặt bích, gối đỡ ...
Vật liệu phổ biến dùng để đúc hộp giảm tốc là gang xám GX15-32 (chỉ dùng thép khi chịu tải lớn và đặc biệt khi chịu va đập).
2.1 Chọn bề mặt ghép nắp thân
Bề mặt ghép của vỏ hộp (phần trên của vỏ là nắp, phần dưới là thân) thường đi qua đường tâm các trục. Nhờ đó việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuận tiện hơn. Sau khi đã lắp ghép lên trục các chi tiết như bánh răng, bạc, ổ ...(không phụ thuộc vào các trục) sau đó từng trục sẽ được đặt vào vỏ hộp.
Bề mặt lắp ghép thường chọn song song với mặt đế. Tuy nhiên, cũng có thể chọn bề mặt ghép không song song với mặt đế, nếu nhờ đó có thể giảm được trọng lượng và kích thước của hộp giảm tốc (khi chênh lệch đường kính giữa các cấp quá lớn và thường khi hộp giảm tốc nhiều cấp), cũng như tạo điều kiện bôi trơn tốt cho cặp bánh răng bằng phương pháp ngâm dầu. Sau đây là hình vẽ sơ bộ hộp giảm tốc.
2.2 Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp
Hình dạng của nắp và thân chủ yếu được xác định bởi số lượng và kích thước của bánh răng, vị trí mặt ghép và sự phân bố của các trục trong hộp, đồng thời còn phụ thuộc vào chỉ tiêu kinh tế, độ bền và độ cứng.
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD : ĐOÀN YÊN THẾ
Bảng 5-1: Quan hệ kích thước các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc
Tên gọi Biểu thức tính toán
Chiều dày : Thân hộp δ
Nắp hộp δ1 δδ1==00,03,9δa+=30=,9.012,03=.30010,8+mm3=12mm Gân tăng cứng : Chiều dày e
Chiều cao h Độ dốc
( ) mm
e= 0,8÷1δ=10
<58
h lấy h =50mm Khoảng 20
Đường kính :
Bulông nền d1 Bulông cạnh ổ d2
Bulông ghép bích nắp và thân d3
Vít ghép nắp ổ d4
Vít ghép nắp cửa thăm d5
mm d
a
d1 >0,04 +10=22⇒ 1 =24
( )d mm
d2 = 0 , 7÷0 , 8 1 =18
( )d mm
d3 = 0,8÷0,9 2 =16
( )d mm
d4 = 0 , 6÷0 , 7 2 =10
( )d mm
d5 = 0,5÷0,6 2 =10 Mặt bích ghép nắp và thân :
Chiều dày bích thân hộp S3
Chiều dày bích nắp hộp S3
Bề rộng bích nắp và thân K3
( )d mm
S3 = 1,4÷1,8 3 =24
( )S mm
S4 = 0,9÷1 3 =22
( ) mm
K
K3 ≈ 2 − 3÷5 =53 Kích thước gối trục :
Đường kính ngoài và tâm lỗ vít D3,D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ E2và C (k là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao h
D3,D2 tra bảng 18 – 2 trang 88
( ) mm
R E
K2 = 2+ 2 + 3÷5 =56 , 2 mm
d
E2 ≈1,6 2 ≈29 , R2 ≈1,3d2 ≈24mm
mm h=50 Mặt đế hộp :
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD : ĐOÀN YÊN THẾ
Chiều dày khi không có phần nồi S1
Bề rộng mặt đế hộp K1 và q
( )d mm
S1 ≈ 1 , 3÷1 , 5 1 =32 mm S
S2 = 1 =32 mm d
K1 ≈3 1 =72 và q≥K1+2δ =96mm Khe hở giữa các chi tiết :
Giữa bánh răng với thành trong hộp Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp Giữa mặt bên các bánh răng với nhau
(1÷2) =14mm
≥
∆ δ
( 3 5 ) 36mm
1 ≥ ÷ =
∆ δ
mm
=12
≥
∆ δ
Số lượng bulông nền Z 6
300 200
500 , 328 087 , 1023 300
200 =
÷
= +
÷
= L+B Z
L,B- chiều dài và rộng của hộp 2.3 Các chi tiết liên quan đến vỏ hộp giảm tốc
a) Bu lông vòng hoặc vòng móc
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.
Kích thước bulông vòng được chọn theo hộp giảm tốc theo hình vẽ sau và tra theo bảng 18-3a,b trang 89 - “ Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 2 “
Bảng 5-2 : Kích thước bulông vòng, mm
Ren d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l ≥ f b c x r r1 r2 Trọng lượng nâng
a1ì a2
M20 72 40 16 40 28 35 14 9 38 2 19 2,5 5 3 7 8 850 250ì300
Hiện nay vòng móc được dùng nhiều. Vòng móc có thể làm trên nắp hoặc cả trên thân hộp. Kích thước vòng móc có thể được xác định như sau :
- Chiều dày vòng móc
S =(2÷3)δ =36mm - Đường kính
d =(3÷4)δ =36mm
d s
b) Chốt định vị
Để đảm bảo vị trí tương đối giữa lắp và thân trước và sau khi gia công cũng như lắp ghép ta dùng hai chốt định vị. Nhờ có chốt định vị, khi xiết bu lông không làm bíên dạng vòng ngoài của ổ do đó loại trừ được một trong các nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng.
Ta dùng chốt côn như hình vẽ :
Hình vẽ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD : ĐOÀN YÊN THẾ
x450
c
d
l
d = 12mm, c = 1,6mm, l = 55mm c) Cửa thăm
Để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp trên đỉnh hộp có làm cửa thăm. Cửa thăm được đậy bằng lắp. Trên nắp có thể lắp thêm nút thông hơi.
C
K
C
A
1
1
16
B B
A
A = 200mm, B = 150mm, A1 = 250mm, B1 = 200mm, C = 230mm, C1 = 130mm, K = 180mm, R = 12mm, M10 ì 22, số lượng 6 cỏi.
d) Nút thông hơi
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD : ĐOÀN YÊN THẾ Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên. Để giảm áp suất và điều hoà không khí bên trong và bên ngoài hộp, chúng ta nên dùng nút thông hơi. Nút thông hơi thường được lắp trên lắp cửa thăm hoặc ở vị trí cao nhất của nắp hộp.
R
E D C N P
O
G
H
A B
A
I L M
Q K
A B C D E G H I K L M N O P Q R S
M48
ì3 35 45 25 70 62 52 10 5 15 13 52 10 56 36 62 55
e) Nút tháo dầu
Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn (do bụi bặm và do mài hạt), hoặc bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới. Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp ta làm lỗ tháo dầu. Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu.
Mặt đáy hộp nên làm dốc về lỗ tháo dầu với độ dốc 1 ∼ 20 và ngay tại chỗ tháo dầu nên làm lừm xuống. Ta cú thể làm lỗ thỏo dầu ở đỏy hộp hoặc ở cạnh đỏy hộp, để khi dầu chảy ra ngoài không dính vào thành hộp và bệ máy nên lắp thêm một ống cong để dẫn dầu.
D
b m
S
D
L
0 d
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD : ĐOÀN YÊN THẾ
d b m f L c q D S D0
M36 ì3 25 16 6 45 4,5 31,5 50 36 41,6
h) Kiểm tra mức dầu
Khi vận tốc bánh răng nhỏ thì bánh răng được ngâm trong dầu. Chiều cao mức dầu trong hộp được kiểm tra bằng que thăm dầu có vỏ bọc bên ngoài.
PHẦN SÁU : BÔI TRƠN - LẮP GHÉP - ĐIỀU CHỈNH 1. Bôi trơn
1.1 Chọn phương pháp bôi trơn a) Bôi trơn hộp giảm tốc
Để giảm mất mát công suất vì ma sát, giảm mài mòn răng, đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc.
Với vận tốc vòng nhỏ ta bôi trơn bộ truyền bằng cách bôi trơn ngâm dầu
Lấy chiều sâu ngâm dầu là 1/4 bán kính của bánh răng cấp chậm. Do đáy hộp giảm tốc cách chân răng 1 lượng là 36mm vậy chiều cao của lớp dầu cần phải có trong hộp giảm tốc là 94,329mm.
b) Bôi trơn ổ lăn
Khi ổ được bôi trơn đúng kỹ thuật, nó sẽ không bị mài mòn bởi vì chất bôi trơn sẽ giúp tránh không để các chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với nhau. Ma sát trong ổ sẽ giảm, khả năng chống mòn của ổ tăng lên, bảo vệ bề mặt không bị han gỉ, đồng thời giảm được tiếng ồn.
Các ổ lăn được bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ. Nhưng ở đây ta chọn phương pháp bôi trơn bằng mỡ vì so với dầu thì mỡ bôi trơn được giữ trong ổ dễ dàng hơn, đồng thời có khả năng bảo vệ ổ tránh tác động của tạp chất và độ ẩm. Mỡ có thể dùng cho ổ làm việc lâu dài (khoảng 1 năm), độ nhớt ít bị thay đổi khi nhiệt độ thay đổi nhiều.
1.2 Chọn loại vật liệu bôi trơn a) Vật liệu bôi trơn hộp giảm tốc
Dùng dầu ô tô, máy kéo AK10 hoặc AK15 để bôi trơn hộp giảm tốc.
Chọn độ nhớt để bôi trơn phụ thuộc vào vận tốc, vật liệu bánh răng tra ở bảng 18 – 11 trang 100 - “ Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 2 “. Vậy ta chọn được độ nhớt
là : ( )
( ) 2
16 11 186
Dựa vào độ nhớt đã chọn, chọn loại dầu ở bảng 18 – 13 và ta có như sau :
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD : ĐOÀN YÊN THẾ
Độ nhớt Khối lượng
Tên gọi Centistoc Engle riêng g/cm2
500C 1000C 500C 1000C ở 200C Dầu ô tô máy kéo AK – 10
Dầu ô tô máy kéo AK – 10 ≥ 70
≥ 135 ≥ 10
≥ 15 ≥ 9,48
≥ 23,7 ≥ 1,86
≥ 1,86 0,886 – 0,926 0,886 – 0,926 b) Vật liệu bôi trơn ổ lăn
Mỡ bôi trơn ổ lăn chính là dầu có chứa các chất làm đặc, thường là soáp kim loại. Khi muốn chọn loại mỡ bôi trơn ta cần xét tới độ đậm đặc, phạm vi nhiệt độ làm việc và đặc tính chống rỉ của chúng. Theo bảng 15 – 15a trang 45 - “ Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 2 “ ta chọn mỡ bôi trơn có ký hiệu LGMT2 với chất làm đặc lithium soap.
Có thể xác định lượng mỡ tra vào ổ lần đầu như sau : G=0,005DB
trong đó : G – lượng mỡ (g)
D, B – là đường kính vòng ngoài và chiều rộng ổ lăn (mm)
Sau một thời gian sử dụng cần bổ sung lượng mỡ cần thiết vào ổ lăn nhờ nút hoặc vú mỡ.
1.3 Các chi tiết liên quan
Lót kín bộ phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng và các tạp chất khác xâm nhập vào ổ, đề phòng mỡ chảy ra ngoài.
Vòng phớt được dùng để lót kín và là chi tiết được dùng khá rộng rãi do có kết cấu đơn giản, thay thế dễ dàng nhưng chóng mòn và ma sát lớn khi bề mặt có độ nhám cao. Ta chỉ cần chọn vòng phớt cho trục vào và ra và tra bảng 15-17 trang 50.
d d1 d2 D a b S0
30 31 29 43 6 4,3 9
75 76,5 74 98 12 9 15
D d
b
d
a
2
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD : ĐOÀN YÊN THẾ
Để ngăn cách mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp thường dùng các vòng chắn mỡ (dầu). Kích thước vòng chắn mỡ (dầu) cho như hình vẽ.
a
60°
b
t
t = 3mm, a = 9mm