Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ nghiêng - thẳng (phân đôi) đường kính trục dẫn O48 CTM BK 01, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển , thuyết minh, nguyên lý Hộp giảm tốc, quy trình sản xuất Hộp giảm tốc, kết cấu Hộp giảm tốc, động học hộp giảm tốc
-DK-48-CTM-TL-01/HOP-GIAM-TOC-2-CAP-BANH-RANG-TRU-NGHIENG---RANG-THANG-(PHAN-DOI).JPG )
A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền. 2
I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện: 2
II. Xác định tỉ số truyền động U của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục: 3
B. Thiết kế các bộ truyền. 4
I. Chọn vật liệu: 4
II. Xác định ứng suất cho phép: 4
III. Tính bộ truyền cấp nhanh. 6
IV. Tính bộ truyền cấp chậm: 11
V.Tính bộ truyền ngoài 15
C. Thiết kế trục và then. 19
I . Chọn vật liệu. 19
II.Tính thiết kế trục về độ bền. 20
III. Tính mối ghép then. 27
IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 28
V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. 34
VI.Kiểm nghiểm độ cứng xoắn. 35
D. ổ lăn. 36
I. Tính cho trục 1. 36
II.Tính cho trục 2. 39
III.Tính cho trục 3. 41
E. Nối trục đàn hồi 42
G.Tính kết cấu vỏ hộp. 43
I.Vỏ hộp. 43
H. Bôi trơn hộp giảm tốc. 47
I. Các phương pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc. 47
K- Xác định và chọn các kiểu lắp. 49
M- phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc. 51
I-Phương pháp lắp ráp các tiết máy trên trục. 51
II- Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền . 51
III.Phương pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn. 52
Tài liệu tham khảo. 53
. PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ
Xác định công suất cần thiết , số vò.ng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện:
1) Xác định công suất cần thiết :
P.
Trong đó: P. là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).
P. là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
h là hiệu suất truyền động.
- Hiệu suất truyền động: h =h.....
Trong đó:
h... là hiệu suất của một cặp ổ lăn.
h... là hiệu suất của bộ truyền bánh răng .
h... là hiệu suất của bộ truyền xích .
h...là hiệu suất nối trục di động
Theo bảng (2.3) ta có :
h.. = 0,99 ; h.. = 0,97 ; h.. = 0,93 ;h..= 0,99
Thay số: h = 0,99. 0,994 . 0,97... 0,93 = 0,83
- Tính Pt :
+ Trước hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ
ts = ...100 = ...100 = 87,5
ts > 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì
............................
+Xác định P1 , P2 :
............
Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có:
PHẦN 2: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
Xác định tỉ số truyền động U... của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục:
1) Xác định tỷ số truyền U.. của hệ thống dẫn động:
Ut = ..
Trong đó: n... là số vòng quay của động cơ.
n... là số vòng quay của trục tang.
Thay số Ut =...= 22,8....
2) Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động U.... cho các bộ truyền :
.....
Ta có hộp giảm tốc bánh răng trụ phân đôi,do đó chọn U....trước sau đó tính U...
...
Theo bảng 3-1 ứng với U...= 10 ta có :
U... = 3,58
U...= 2,79
U....: tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh.
U...: tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm.
Þ U= .....= 2,28
3) Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:
- Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :
+ Trục I :
P....= 8,26 (kw)
n....= 1458 (v/ph)
PHẦN 3: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN.
I- Chọn vật liệu:
- Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng như nhau . Theo bảng 6-1 chọn
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có
HB = 241®285 lấy giá trị HB =250 ;
.......
Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng nhỏ hơn từ 10®15HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192®240 lấy giá trị HB =235 ;
....750Mpa ; ...450Mpa
II- Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :
...
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB...=250 ; độ rắn bánh lớn HB...=235
....
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo 6-5 N... thay số
N... ; N....
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
N... với tất cả các loại thép
- Do bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên
NHE = 60.C.S(Ti/Tmax)3.ni. t..
.... NFE = 60.C.S(Ti/Tmax)mF.ni. t...
Trong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.
n là số vòng quay trong một phút.
t...là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Thay số NHE1 = 60.1[(1)....407.3600 + (0,5)....146.2700]...
= 9,1.10....
V- Chọn mối ghép :
- Các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then
VI- Tính mối ghép then :
- Then là một tiết máy tiêu chuẩn ta có thể chọn và tính then theo đường kính trục và chiều dài may ơ . Vì các trục trong đồ án này đều nằm trong hộp giảm tốc nên ta dùng then bằng
- Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn then giống nhau trên cùng một trục
Công thức kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt then:
........
Trong đó
.... ứng suất dập cho phép tra bảng 9-5 tập1 ....
.... ứng suất cắt cho phép
Với trục làm bằng thép 45 và tải trọng rung động nhẹ thì
...
l... = 0,9.l...
d: dường kính trục
Theo bảng (9.1a) ta chọn được then
Kết quả kiểm nghiệm Tiết diện
|
d |
l. |
l. |
b |
h |
t. |
T |
. |
. |
|
|
1.2 |
32 |
51 |
45 |
10 |
8 |
5 |
54104 |
25,05 |
7,51 |
|
2.2 |
38 |
43 |
36 |
10 |
8 |
5 |
93036 |
45,34 |
13,6 |
|
2.3 |
42 |
73 |
63 |
12 |
8 |
5 |
93036 |
23,44 |
5,86 |
|
3.2 |
56 |
73 |
63 |
16 |
10 |
6 |
522980 |
74,12 |
18,53 |
|
3.3 |
48 |
73 |
63 |
14 |
9 |
5,5 |
522980 |
98,82 |
24,7 |
- Bánh răng trên trục 1 ta không dùng then mà chế tạo bánh răng liền trục do :
X < 2,5.m = 2.5.2 = 5 mm
X = . mm
d.= 47,8 mm : là đường kính chân răng
d.= 36 mm : là đường kính trục tại tiết diện 1.3
t.= 3,3 mm : là chiều sâu rãnh then trên lỗ.
VII-Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thoả mãn điều kiện sau.
Sj = .³ [s].
Với : [s]- Hệ số an toàn cho phép , thông thường [s]= 1,5…2,5.
ssj- Hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứng suất pháp tại tiết diện j .
ssj = .
stj- Hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứng suất tiếp tại tiết diện j.
stj = .
Trong đó : s-1,t-1 là giới hạn uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.
Với thép 45x có sb = 600 Mpa .
s-1= 0,436.sb = 0,436.600 = 261,6 Mpa.
t-1= 0,58 .s-1= 0,58.261,6 = 151,73 Mpa.
Trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó.
smj = 0 ; smaxj = saj = ..
Trong đó W.. là mô men cản uốn
W...; trục có tiết diện tròn
W... : trục có 1 rãnh then
Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó.
tmj = taj= ...
Trong đó Woj là mô men cản xoắn
W... : trục có tiết diện tròn
W..: trục có 1 rãnh then
ys, yt- Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra bảng (10.7) được Ys = 0,05 , Yt = 0
Ksd , Ktd Hệ số xác định theo công thức sau:
Ksd = ... ; Ktd = ....
Kx- Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, nó phụ thuộc vào
phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt
tra bảng (10.8) : tiện Ra = 2,5…0,63 mm được Kx= 1,06
Ky – Hệ số tăng bền bề mặt, với sb= 600 Mpa tra bảng (10.9) được ky= 1,6
K..;K...: hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn
Theo bảng (10.12) khi dùng dao phay ngón và s..= 600Mpa : K..= 1,76
... K....= 1,54
theo bảng (10.10) tra được hệ số kích thước ..ứng vói đường kính của tiết diện nguy hiểm ,từ đó xác dịnh được tỉ số. tại rãnh then trên các tiết diện này.Theo bảng (10.11) ứng với kiểu lắp đã chọn,s.= 600 Mpa và đường kính của tiết diện nguy hiêmtra được tỉ số .do lắp căng tại các tiết diện này,trên cơ sở đó dung giá trị lớn hơn trong hai giá trị của Ks/e để tính Ksd và giá trị lớn hơn trong hai giá trị của Kt/et để tính Ktd
Bảng tính ứng suất pháp và ứng suất tiếp
|
Tiết diện |
d |
b |
h |
t. |
W |
Wo |
T |
M |
s |
t |
|
1.0 |
35 |
- |
- |
- |
4207 |
8414 |
54104 |
44640 |
10,61 |
3,22 |
|
1.2 |
32 |
10 |
8 |
5 |
2289 |
4938 |
54104 |
0 |
0 |
4,62 |
|
2.2 |
38 |
10 |
8 |
5 |
3911 |
8489 |
93036 |
101755 |
48,26 |
5,48 |
|
2.3 |
42 |
12 |
8 |
5 |
6292 |
13562 |
93036 |
188751 |
55,56 |
3,43 |
|
3.1 |
50 |
- |
- |
- |
12265 |
24530 |
52298 |
372280 |
30,35 |
10,66 |
|
3.2 |
56 |
18 |
11 |
7 |
15089 |
32322 |
52298 |
392332 |
26 |
8,09 |
|
3.3 |
48 |
14 |
9 |
5,5 |
9403 |
20255 |
52298 |
0 |
0 |
12,91 |
Bảng tính hệ số an toàn
|
Tiết diện |
d |
Tỉ số Ks/es |
Tỉ số Kt/et |
Ksd |
Ktd |
ss |
st |
s |
||
|
Rãnh then |
Lắp căng |
Rãnh then |
Lắp căng |
|||||||
|
1.0 |
35 |
- |
2,06 |
- |
1,64 |
1,325 |
1,062 |
18,61 |
44,429 |
17,16 |
|
1.2 |
32 |
2 |
2,06 |
1,901 |
1,64 |
1,325 |
1,225 |
- |
22,6 |
22,6 |
|
2.2 |
38 |
2,035 |
2,06 |
1,937 |
1,64 |
1,325 |
1,248 |
4,091 |
22,128 |
4,023 |
|
2.3 |
42 |
2,095 |
2,06 |
1,987 |
1,64 |
1,346 |
1,28 |
3,498 |
34,552 |
3,481 |
|
3.1 |
50 |
- |
2,06 |
- |
2,03 |
1,325 |
1,306 |
6,505 |
10,896 |
5,585 |
|
3.2 |
56 |
2,228 |
2,52 |
2,067 |
2,03 |
1,612 |
1,33 |
6,241 |
14,1 |
5,7 |
|
3.2 |
48 |
2,146 |
2,06 |
2,013 |
1,64 |
1,378 |
1,295 |
- |
9,074 |
9,074 |
...
