HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG - RĂNG THẲNG ĐỒNG TRỤC ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O45

HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG - RĂNG THẲNG ĐỒNG TRỤC ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O45,bánh răng nghiêng, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển, thuyết minh hộp giảm tốc

                                                                                                                     Trang        

Phần I: Tính toán hệ dẫn động............................................................................... 1

I. Chọn động cơ............................................................................................ 1

II. Phân phối tỉ số truyền............................................................................ 3

III. Xác định công suất động cơ................................................................. 3

Phần II: Tính bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc...................................... 5

I.Tính bộ truyền cấp chậm......................................................................... 5

II. Tính bộ truyền cấp nhanh..................................................................... 8

III. Xác định các thông số bộ truyền......................................................... 9

A-Tính toán cấp chậm................................................................................ 9

B-Tính toán cấp nhanh............................................................................... 16

Phần III: Tính toán bộ truyền ngoài...................................................................... 20

1. Chon loại xích......................................................................................... 20

2. Xác định các thông số bộ truyền.......................................................... 20

3. Kiểm nghiệm độ bền xích...................................................................... 22

4. Tính đường kính đĩa............................................................................... 22

5. Xác định ứng suất trên trục................................................................... 23

Phần IV: Tính toán thiết kế trục............................................................................ 24

I.Thiết kế trục............................................................................................... 24

II. Xác định sơ bộ đường kính trục........................................................... 26

III. Xác định khoảng các gối đỡ................................................................. 27

IV. Xác định phản lực tác dụng lên trục.................................................. 30

V. Kiểm nghiệm độ bền trục...................................................................... 32

A-Trục vào của hộp giảm tốc.................................................................... 32

B-Trục trung gian của hộp giảm tốc......................................................... 36

C-Trục ra của hộp giảm tốc....................................................................... 40

VI. Chọn loại khớp nối............................................................................... 44

VII. Chọn loại ổ lăn..................................................................................... 46

1. Chọn ổ lăn cho trục vào......................................................................... 46

2. Chọn ổ lăn cho trục trung gian.............................................................. 47

3. Chọn ổ lăn cho trục ra............................................................................ 48

Phần V:Kết cấu vỏ hộp........................................................................................... 50

I.Phần vỏ hộp............................................................................................... 50

II:Bôi trơn hộp giảm tốc ............................................................................ 55

III:Xác định và chọn kiểu lắp.................................................................... 57

Phần VI:Phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc........................................................ 60

I.Lắp ráp các chi tiết máy trên trục........................................................... 60

II. Điều chỉnh sự ăn khớp của bộ truyền ................................................. 61

III. Điều chỉnh khe hở ổ lăn....................................................................... 61

Tài liệu tham khảo.................................................................................................. 63

 

Phần 1:  TíNH TOáN Hệ DẫN ĐộNG

I. Chọn động cơ.

A.Xác định công suất cần thiết của động cơ

Công suất cần thiết P_ct của động cơ:

  Ta có:

                        P _t = KW

Hiệu suất hệ dẫn động h :

                        h = Õ hⁿ_ib

Theo sơ đồ đề bài thì : h = h^m_{ổ lăn}. h^k_{bánh răng}. h_{khớp  nối}.hxích_..

m : Số cặp ổ lăn (m = 4);  k : Số cặp bánh răng (k = 2).

Tra bảng 2.3 (tr 94), ta được các hiệu suất:   h_ol= 0,99 ( vì ổ lăn được che kín), h_br= 0,98 , h_k=0.99,

  hx= 0,93 (bộ truyền xíchđể hở )

h = 0,99⁴. 0,98².0,99. 0,93 = 0,85

                    Công suất tương đương  P_tđ  được xác định bằng công thức:

                        P_ct   (KW)

B. Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ.

  Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là u_sb .

Theo bảng 2.4(tr 21):

Chọn tỉ số truyền HGT răng trụ 2 cấp, truyền động xích (bộ truyền ngoài):

                         U_h         =12;     U_x =2,2.

                         u_sb= u_h. u_x = 12.2,2 = 26,4.

Số vòng quay của trục máy công tác là n_lv :

                            n_lv =..... = 45               ( vg/ph)

Trong đó : 

                     v : vận tốc băng tải (m/s)

                    D: Đường kính tang   (mm)

                   Số vòng quay sơ bộ của động cơ  n_sbđc:

                           n_sbđc  = n_lv . u_sb = 26,4.45 = 1188 vg/ph

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là n_đb = 1500 vg/ph.

Chọn  động cơ phải thỏa mãn đồng thời :

 P_đc  P_ct ;  n_đc » n_sb và .

Ta có :

Theo bảng phụ lục P 1.1 ( tr 234- sách hệ dẫn động cơ khí ).

Ưu tiên chọn dộng cơ 4A

 Ta chọn được kiểu động cơ là : 123S4Y3

Các thông số kĩ thuật của động cơ như sau :           

Kết luận động cơ 123S4Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế.

II. PHÂN PhốI Tỷ Số TRUYềN

  1>Xác định tỉ số truyền thực của hệ thống dẫn động

 Tỷ số truyền thực                     

2>Phân phối U_t cho cac bộ truyền:

 Chọn  u_{x ích} = 2,2 Þ u_hộp =  ;

     Ta có: 

 Trong đó :

                    u_nh  : Tỉ số truyền cấp nhanh 

                    u_ch : Tỉ số truyền cấp chậm 

 Nhưng do trong bộ truyền có dùng hộp giảm tốc là đồng trục thì rất khó phân tỷ số truyền để dùng hết khả năng tải của cấp nhanh (đảm bảo đồng trục ) , cho nên dùng tỷ số truyền cấp nhanh bằng tỷ số truyền cấp chậm

           Kết luận : u_h = 14,68 ;   u_ch = 3,83; u_nh = 3,83  ;   u_xích =2,2.

III.Xác định công xuất, momen và số vòng quay trên các trục.

    Tính công suất, mô men, số vòng quay trên các trục (I, II, III, IV) của  hệ dẫn động.

a.Trục 1

Công suất, số vòng quay :

P_ct =7,5 kW   ;

 n₁ = n _đc = 1455 vg/ph.

P_I =P_đc . h_kh . h₁ =7,5.0,99. 0,99 = 7,3557    KW ; = 0,99⁴

T₁    = 9,55.10 ⁶      =48280        (Nmm)

b.Trục2

P₂ =P₁ . h_br . h_ol =7,3557 . 0,98 . 0,99 = 7,1365      KW;

 n₂ =    = 380     ( vg/ph)

 T₂   = 9,55.10 ⁶      =179350        (Nmm)

c.Trục 3

P₃ =P₂ . h_br . h_ol =7,1365.0,98 . 0,99 = 6,9238  KW;

 n₃ =    = 100 (vg/ph)

T₃   = 9,55.10 ⁶      =667900         (Nmm)

d.Trục 4

P₄ =P₃ . h_xich . h_ol = 6,9238.0,93.0,99 = 6,3747    (K W)

n₄ =    = 45 (vg/ph)

T₄   = 9,55.10 ⁶      =1352853         (Nmm)

=>   Như vậy ta được:

 

                 T₁ =       48280           N. mm.

                    T₂ =      179350         N. mm.

                 T₃ =       667900        N. mm. 

                 T₄ =      1352853       N. mm.

 

Trục     Thông số	Trục động cơ	I		II		III		IV
			Unh  =  3,83		Uch = 3,83		Uxich =2,2
P (kW)	7,5	7,3557		7,1365		6,9238		6,3747
n(vg/ph)	1455	1455		380		100		45
T(N.mm)		48280		179350		667900		1352853

Ta lập được bảng kết quả tính toán sau:

        .................................................................................................................

I>Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh trụ răng nghiêng).

1.Chọn vật liệu.

     Hộp giảm tốc có bộ truyền bánh răng trụ 2 cấp,làm việc trong

điều kiện:

         -Công suất nhỏ: P_ct =7,5    K W

         -Kông có yêu cầu đặc biệt về điều kiện làm việc,không yêu cầu kích thước nhỏ gọn.

    Chọn vật liệu chế tạo bánh răng thuộc nhóm 1 (HB<=350)

  *  Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn  HB 241 ¸ 285 có:

       s_b3 = 850 MPa ;

       s_{ch 3} = 580 MPa.       Chọn HB₃ = 245  (HB)

 *  Bánh lớn :  Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn MB 192...240 có:

        s_b4 = 750 Mpa ;

        s_{ch 4} = 450 MPa.  Chọn HB₄ = 230  (HB)

 2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép.

                          ;

           Z_R :Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc.

           Z_V : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.

           K_xH : Hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh răng.

           K_HL : Hệ số tuổi thọ.

Trong bước tính thiết kế chọn sơ bộ

                 Z_RZ_VK_xH = 1    Þ  

S_H : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. S_H =1,1.

 : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở;

 = 2.HB + 70 Þ s^°_{H lim3} = 560 MPa; s^°_{H lim4} = 530 MPa;

                        K_HL= 

m_H: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc. (m_H = 6).

N_HO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.

                        N_HO = 30. H

 H_HB : độ rắn Brinen

N_HE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.

Với bộ truyền chịu tảI trọng tinh:

C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.

c,n,  : Lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong một phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

      

   Với   = 6.300.8=14400              (h)

ta có : N_HE3 > N_HO3    =>   K_HL3 = 1

  Þ[s_H]₃ =   

   ............................................................................................................

II.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

Các phương pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc

1, Bôi trơn trong hộp

Theo cách dẫn dầu đến bôi trơn các tiết máy , người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu và bôi trơn lưu thông , do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm đều có vận tốc v < 12 m/s nên ta bôi trơn bánh răng trong hộp bằng phương pháp ngâm dầu

Với vận  tốc vòng của bánh côn v=6,957 m/s tra bảng 18-11 tập 2 ta được độ nhớt 8 ứng với nhiệt độ 100C

Theo bảng 18-13 ta chọn được loại dầu AK-15  có độ nhớt 20Centistoc

2, Bôi trơn ngoài hộp

Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị nào che dậy nên dễ bị bụi bặm vào do đó ở bộ truyền ngoài ta thường bôi trơn bằng mỡ định kỳ

3, Bôi trơn ổ lăn

Khi ổ được bôi trơn đúng kỹ thuật , nó sẽ không bị mài mòn , ma sát trong ổ sẽ giảm , giúp tránh không để các chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với nhau , điều đó sẽ bảo vệ được bề mặt và giảm được tiếng ồn ,Thông thường thì các ổ lăn đều có thể bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ , nhưng trong thực tế thì người ta thường dùng mỡ bởi 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 , Ngoài ra mỡ được dùng lâu dài ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ theo bảng 15-15a tập 2 ta dùng loại mỡ M và chiếm 1/2 khoảng trống , Để che kín các đầu trục ra , tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài , ở đây ta dùng loại vòng phớt, theo bảng 15-17/2/ tra được kích thước vòng phớt cho các ổ như sau:

......................................................................................................................................

Bảng thống kê  dùng cho bôi trơn

 

Tên dầu hoặc mỡ	Thiết bị cần bôi trơn	Lượng dầu hoặc mỡ	Thời gian thay dầu hoặc mỡ
Dầu ôtô máy kéo AK- 15	Bộ truyền trong hộp	0,6 lít/Kw	5 tháng
Mỡ M	Tất cả các ổ và bộ truyền ngoài	1/2 chỗ rỗng bộ phận ổ	1 năm

 

 

 

 

III.Xác định và chọn  kiểu lắp.

Thứ tự	Tên mối ghép	Kiểu lắp	Sai lệch giới hạn của lỗ và  trục	Ghi chú
1	Bánh răng và trục I	F30	+ 21 mm
			+15mm +2mm
2	Bánh răng và trục II	F30	+ 21 mm
			+ 15 mm + 2 mm
3	Vòng trong ổ với trục I	F35k6	+18mm +2mm
4	Vòng ngoài ổ lăn lắp với ống lót trục I	F72H7	+30 mm
5	Then và trục I	F8	0 mm        -36mm	bxh=8x7
6	Bạc chắn dầu trục I	F25	+ 25 mm	Nằm giữa bánh răng và ổ lăn
			+ 15 mm + 2 mm
7	Trục I và bạc	F25	+ 25 mm
			+ 15 mm + 2 mm
8	Vòng trong ổ lăn và trục II	F25k6	+ 15 mm + 2 mm
9	Vòng ngoài ổ lăn lắp với lỗ hộp trụcII	F52	+30 mm
10	Bạc chặn và trục II	F25	+ 25 mm
			+ 18 mm +2mm
11	Then và trục II	8		Hai then giống nhau Bxh=8x7
			0 mm -36mm
12	Bánh răng  và trục II	F30	+25mm
			+ 18 mm +2mm
13	Bánh răng trụ và trục III	F60	+30 mm
			+21mm
14	Vòng trong ổ lăn và trục III	F50k6
15	Nối trục đàn hồi và trục I	F30	+25mm
			+18 mm +2mm
16	Vòng ngoài ổ lăn với vỏ hộp trục III	F120 H7	+35 mm
17	Then và trục III	F14	-43 mm -36m	Bxh=14x9
18	Bạc và trục III	F40	+25 mm
19	Lỗ hộp trục II  và nắp ổ	F52	+30 mm
			+8 mm 8 mm
20	Lỗ hộp trục III  và nắp ổ	F120	+35 mm
			+8 mm 8 mm

 

          Mối ghép giữa bánh răng và trục với yêu cầu không tháo lắp thường xuyên, khả năng định tâm đảm bảo, không di trượt dọc trục nên ta dùng kiểu lắp , Còn đối với mối ghép bạc và trục độ đồng tâm yêu cầu không cao nên ta dùng k`iểu lắp

          Mối ghép then và trục ta dùng mối ghép trung gian , còn đối với mối ghép giữa lỗ hộp và nắp thì ta dùng mối ghép lỏng chẳng hạn

          Mối ghép giữa ổ và trục thì lắp theo hệ thống lỗ ta chọn kiểu lắp K6, còn mối ghép giữa vòng ngoài ổ và lỗ hộp thì  ta dùng mối ghép H7

 

phầnVI.phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc.

I-Phương pháp lắp ráp các tiết máy trên trục,

          ổ lăn được lắp trên trục hoặc nên vỏ hộp bằng phương pháp ép trực tiếp hoặc phương pháp nung nóng, để tránh biến dạng đường lăn và không cho các lực khi lắp tác dụng trực tiếp lên các con lăn, cần tác dụng  lực đồng đều trên vòng trong khi lắp ổ trên trục hoặc vòng ngoài trên vỏ , mặt khác để dễ dàng lắp ổ trên trục hoặc vỏ , trước khi lắp cần bôi một lớp dầu mỏng nên trục hoặc lố hộp,              

          Ở đây dùng bạc chặn và mặt mút của vòng ổ để định vị bánh răng, khi sử dụng cần đảm bảo sự  tiếp xúc chính xác giữa các mặt mút bánh răng, bạc chặn và vòng ổ , vì vậy chiều dài bạc cần phải đảm bảo chính xác và phải dài hơn đoạn trục lắp bạc,

II- Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền :

          Sai số về chế tạo các chi tiết theo kích thước chiều dài và sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh răng trên trục không chính xác, vì vậy để bù vào những sai số đó thường lấy chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh răng lớn,

          Khi đó chiều rộng bánh răng nhỏ là: b_w = 42.10% = 46,2 [mm],

lấy b_w= 46 mm,

          Để đảm bảo sự ăn khớp của bộ truyền trục vít có hai phương pháp sau:

          + Dịch chỉnh các bánh răng trên trục đã cố định, sau đó định vị từng bánh,

III,Phương pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn,

Khe hở ảnh hưởng đến sự phân bố tải trên các con lăn và độ bền lâu của ổ , lựa chọn khe hở thích hợp có khả năng giảm tiếng ồn, giảm dao động tăng độ cứng của gối trục ,

          Theo bảng 15-12/2/ đối với ổ đũa côn lắp trên trục II ta tra được khe hở dọc trục cho phép la: Min = 20 mm, max =40 mm,

          Điều chỉnh ổ bằng cách dịch chỉnh vòng ngoài được thực hiện bằng các cách sau:

          + Điều chỉnh nhờ những tấm đệm đặt giữa lắp và vỏ hộp,

          +Điều chỉnh khe hở hoặc tạo độ dôi bằng vòng đệm 2,

          + Điều độ dôi của ổ bằng vít, vít tỳ vào vòng trung gian tác động đến vòng ngoài ổ và làm cho vòng ngoài dịch chuyển theo phương dọc trục,

          + Mài bớt vòng ngoài ổ hoặc đặt giữa vòng ổ các miếng bạc có chiều dầy khácnhau.

                          

 Bảng thông kê các chi tiết tiêu chuẩn:

 

TT	Ký hiệu	Tên gọi	Số lượng	Ghi chú
1	M6	vít	4	bulông nắp cửa thăm
2	M12	Bulông	8	Bulông cạnh ổ
3	M10	Bulông	6	Ghép thân và bích
4	M16	Bulông	4	Bulông nền
5	M8	Vít	16	Vít ghép nắp ổ
6	46270	ổ bi đỡ chặn	2	Lắp trên trục I
7	7205	ổ đũa côn	2	Lắp trên trục II
8	7204	66410	2	Lắp trên trục III

....................................................................................

              

 

                                  Tài liệu tham khảo

   **   Trịnh Chất – Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập I,II Nhà xuất bản Giáo dục

  **   Nguyễn Trọng Hiệp : Chi tiết máy, tập I và tập II,

Nhà xuất bản Giáo dục,

  **Ninh Đức Tốn - Đỗ Trọng Hùng: Hướng dãn làm bài tập dung sai

Trường đại học bách khoa Hà nội 

  **Trịnh Chất : Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy                                                                                              

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật , Hà nội