Đồ Án Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng côn răng thẳng với cặp bánh răng nghiêng đường kính trục dẫn o25

Đề tài: HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG VỚI CẶP BÁNH RĂNG NGHIÊNG ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O25

100Mb bao gồm tất cả file CAD, 2D, thuyết minh, bản vẽ nguyên lý, thiết kế, các chi tiết trong hộp giảm tốc, kết cấu, động học hộp giảm tốc .Ngoài ra còn kèm theo nhiều tài liệu hướng dẫn thiết kế và chọn trục, chọn bánh răng, ổ lăn, tính ứng suất trục, tính lực .

Lời nói đầuTính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí đặc biệt là đối với kỹ sư nghành chế tạo máy. Đồ án môn học Chi Tiết Máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môm học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.
Nhiệm vụ được giao là thiết kế hệ dẫn động cơ cấu nâng gồm có hộp giảm tốc côn trụ và bộ truyền đai dẹt. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền đai, hộp giảm tốc và khớp nối sẽ truyền chuyển động tới tang .
Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những sai sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em cũng cố và hiểu sâu hơn , nắm vững hơn về những kiến thức đã học hỏi được.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy . đã trược tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao .
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ! ! !​​​
Mục Lục
A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 3
I . Xác định công suất cần thiết và chọn động cơ điện: 3
II. Xác định tỉ số truyền động. 4
B. Thiết kế các bộ truyền. 7
I. Chọn vật liệu: 7
II. Xác định ứng suất cho phép: 7
III. Tính bộ truyền cấp nhanh. 9
IV. Tính bộ truyền cấp chậm: 13
V.Tính bộ truyền ngoài 18
C. Thiết kế trục và then . 20
I . Chọn vật liệu. 20
II.Tính thiết kế trục về độ bền. 20
III. Tính mối ghép then . 30
IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 33
V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. 39
D. Ổ lăn. 41
I. Tính cho trục 1. 41
II.Tính cho trục 2. 43
III. Tính cho trục III. 45
E. Nối trục đàn hồi 49
G.Tính kết cấu vỏ hộp. 51
I.Vỏ hộp. 51
H. Bôi trơn hộp giảm tốc. 56
I. Các phương pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc. 56
K- Xác định và chọn các kiểu lắp. 58
M- phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc. 61
I-Phương pháp lắp ráp các tiết máy trên trục. 61
II- Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền . 61
III.Phương pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn. 61
Tài liệu tham khảo. 62
A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện:
- Công suất cần thiết được xác định theo công thức:
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 =
Trong đó: h là hiệu suất của một cặp ổ lăn.
h là hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn.
h là hiệu suất của bộ truyền bánh răng nón.
h là hiệu suất của bộ truyền đai.
Thay số: h = 0,99[SUP]4[/SUP]. 0,96 . 0,97. 0,95 = 0,84

tính P[SUB]t [/SUB]:
+ Trước hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ
t[SUB]s[/SUB] =%
t[SUB]s[/SUB] > 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì
+Xác định P[SUB]1 [/SUB] , P[SUB]2[/SUB] : khi tính sơ bộ ta bỏ qua ma sát ở puli.
F =G/2 = 1100/2 =5500(N)
V[SUB]d[/SUB] =2V =2 . 0,35 = 0,7 (m/s)
P[SUB]1[/SUB] = (kw)
Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có:
P[SUB]2[/SUB] = 0,3P[SUB]1[/SUB] = 0,3 . 3,85 = 1,16 (kw)

Þ P[SUB]ct[/SUB] =.= = 3.38(kw)

Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện.
+ Tính số vòng quay của trục tang :
n[SUB]lv[/SUB] == 45 (v/p)
- Tỉ số truyền của cơ cấu : U[SUB]t[/SUB] = .

Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ U[SUB]n[/SUB] =U[SUB]d[/SUB] = 2
U[SUB]h[/SUB] =16
U[SUB]t[/SUB] = 16 . 2 = 32
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
. n. = n U.
Trong đó: n. là số vòng quay đồng bộ
n. là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục tang
U. là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống
- Thay số n. = 32.45 = 1440 (v/p) ; chọn n. = 15000 (v / p) .
- Chọn quy cách động cơ:
- Với những số liệu đã tính được kết hợp với yêu cầu mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ tra bảng ta được động cơ với ký hiệu:
4A100L4Y3.
Với P. = 4 (kw) ; n.= 1420 (v/p); và . = 2 > .1,3
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:
- Xác định tỷ số truyền U của hệ thống dẫn động
U[SUB]t[/SUB] = .
Trong đó: n . là số vòng quay của động cơ.
n là số vòng quay của trục tang.
- Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động U cho các bộ truyền
Chọn U[SUB]n[/SUB] theo tiêu chuẩn
Đây là hộp giảm tốc côn- trụ 2 cấp với U[SUB]h[/SUB] =14,09
Từ đó ta có ,1
- Dựa vào sơ đồ hình 3-21 trang 45 TKCTM tập 1 với U[SUB]h[/SUB] = 14,09
U = 3,95 mà U= với
U là tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh
U là tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm
- Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:

Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :
+trục I
N[SUB]1[/SUB] =n[SUB]dc[/SUB]/U[SUB]d[/SUB] = 1420/2,24 =634 (v/p)
+trục II
+trục III
N[SUB]3[/SUB] = n[SUB]2[/SUB]/U[SUB]2[/SUB] = 160/3,57 =45 (v/p)
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
[TABLE]
[TR]
[TD]Trục Thông số​[/TD]
[TD="colspan: 2"]Động cơ​[/TD]
[TD="colspan: 2"]1​[/TD]
[TD="colspan: 2"]2​[/TD]
[TD="colspan: 2"]3​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Công suất P​[/TD]
[TD="colspan: 2"]3,38​[/TD]
[TD="colspan: 2"]3,18​[/TD]
[TD="colspan: 2"]3,02​[/TD]
[TD="colspan: 2"]2,9​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tỷ số truyền U​[/TD]
[TD] ​[/TD]
[TD="colspan: 2"]2,24​[/TD]
[TD="colspan: 2"]3,95​[/TD]
[TD="colspan: 2"]3,57​[/TD]
[TD] ​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Số vòng quay n​[/TD]
[TD="colspan: 2"]1420​[/TD]
[TD="colspan: 2"]634​[/TD]
[TD="colspan: 2"]160​[/TD]
[TD="colspan: 2"]45​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Mô men xoắn T(Nmm)​[/TD]
[TD="colspan: 2"] ​[/TD]
[TD="colspan: 2"]47876​[/TD]
[TD="colspan: 2"]179706​[/TD]
[TD="colspan: 2"]615444​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[/TR]
[/TABLE]
B. 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 =245 ;
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 =230 ;
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 =245 ; độ rắn bánh lớn HB =230
- 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
N[SUB]HE[/SUB] = 60.C.S(T[SUB]i[/SUB]/T[SUB]max[/SUB])[SUP]3[/SUP].n[SUB]i[/SUB]. t
N[SUB]FE[/SUB] = 60.C.S(T[SUB]i[/SUB]/T[SUB]max[/SUB])[SUP]mF[/SUP].n[SUB]i[/SUB]. 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.
.
III. Tính bộ truyền cấp nhanh
1. Chiều dài côn ngoài của bánh côn chủ động được xác định theo công thức

Trong đó : K là hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm răng và loại răng
K
K là hệ số kể đến sự phân bố không dều tải trọng trên chiều rộng vành của Bánh răng côn . Tra bảng 6-21 K
K là hệ số chiều rộng vành răng . vì U[SUB]1[/SUB]=3,95>3 Þ chọn K

Thay số
R
R
2.Xác định các thông số ăn khớp
Theo 6-52b : d
Tra bảng 6-22
Số răng bánh nhỏ
Z Þ lấy Z[SUB]1[/SUB] = 27
Đường kính trung bình và mô đun trung bình
d
m
Mô đun vòng ngoài theo (6.56)

C. THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
I . Chọn vật liệu
Trục là bộ phận quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển động quay giữa các bánh răng ăn khớp .Đồng thời , trục còn tiếp nhận đồng thời cả mômem uốn và mô men xoắn . Mặt khác , theo yêu cầu thiết kế trục còn làm việc trong thời gian dài ( 5 năm , mỗi năm làm việc 300 ngày , mỗi ngày làm việc 8 giờ)
Do những yêu cầu và đặc điểm trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xác hình học cao . Trục còn phảI đảm bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định dao động
Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu người thiết kế chọn vật liệu chế tạo hợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công . từ đó ta chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có : s[SUB]b[/SUB] = 600 Mpa
[t] = 12 20 (Mpa)
II.Tính thiết kế trục về độ bền
1.Xác định lực tác dụng lên các bộ truyền
Bỏ qua ma sát giữa các răng , bỏ qua trọng lượng bản thân và các chi tiết lắp trên trục thì lực tác dụng lên bộ truyền gồm 3 lực
Lực vòng có phương tiếp tuyến với vòng lăn ,chiều ngược với chiều
Lực hướng tâm F có phương hướng kính ,chiều hướng về tâm mỗi bánh

3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động , chiều dài may ơ của các chi tiết quay , chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác
Theo bảng 10-2 tập 1 ta có thể xác định được chiều rộng ổ lăn b
- Chiều rộng may ơ ở nửa khớp nối , ở đây là nối trục vòng đàn hồi nên
- Chiều rộng moay ơ của bánh đai.
l[SUB]m12[/SUB] = 1,3.d[SUB]1[/SUB] = 1,3.30 = 39 chọn l[SUB]m12[/SUB] = 39 (mm)
- Chiều rộng may ơ bánh răng côn
chọn l[SUB]m13[/SUB] = 39 (mm)
l[SUB]m23[/SUB] = 1,3.d[SUB]2[/SUB] = 1,3.40 = 52 chọn l[SUB]m23[/SUB] = 52 (mm)
- Chiều rộng may ơ của bánh răng trụ cấp chậm .
l[SUB]m22[/SUB] = 1,3.d[SUB]2[/SUB] = 1,3.40 = 52 chọn l[SUB]m22[/SUB] = 52 (mm)
l[SUB]m33[/SUB] = 1,3.d[SUB]3[/SUB] = 1,3.60 = 78 chọn l[SUB]m33[/SUB] = 78 (mm)
- Xác định chiều dài giữa các ổ
+Trục I
l[SUB]11[/SUB] = 2,8.d[SUB]1[/SUB] = 84 (mm)

V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh
Để đề phòng không bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột ta phải kiểm tra độ bền tĩnh của trục
Công thức kiểm tra
Trong đó
Với s
*Trục 1
® trục 1 thỏa mãn độ bền tĩnh
* Trục 2
® Trục 2 thỏa mãn độ bền tĩnh
*Trục 3
Þ Trục 3 thỏa mãn độ bền tĩnh
.