Đồ Án Hộp giảm tốc 2 cấp cặp bánh răng côn răng thẳng truyền động răng thẳng răng nghiêng đường kính trục

Đề tài: HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP CẶP BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG TRUYỀN ĐỘNG RĂNG THẲNG RĂNG NGHIÊNG ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O45

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 .

MỤC LỤC
Phần I : TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG
I – Chọn động cơ
II – Phân phối tỷ số truyền
Phần II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
I – Tính bộ truyền xích
II- Tính bộ truyền bánh răng
A – Bánh răng côn
B – Bánh răng nghiêng
Phần III : THIẾT KẾ TRỤC
A – Chọn khớp nối
B – Tính toán trục
Phần IV : CHỌN VÀ TÍNH TOÁN Ổ LĂN
Phần V : BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP
Phần VI : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CÁC YẾU TỐ CỦA HỘP GIẢM TỐC
Phần VII : BẢNG KÊ CÁC KIỂU LẮP

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Chi tiết máy ,tập I và II : Nguyễn Trọng Hiệp
Nhà xuất bản giáo dục -
2. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí : PGS . TS .Trịnh Chất – TS . Lê Văn Uyển
Nhà xuất bản giáo dục -
3.Hướng dẫn làm bài tập dung sai : PGS . TS . Ninh Đức Tốn – TS . Đỗ Trọng Hùng
Trường ĐHBK Hà Nội –
LỜI NÓI ĐẦU
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. 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.
Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc, tăng mô men xoắn . Với chức năng như vậy ,ngày nay hộp giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí , luyện kim , hoá chất , trong công nghiệp đóng tàu Trong giới hạn của môn học em được giao nhiệm vụ thiết kế hộp giảm tốc côn – trụ . Trong quá trình làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn , đặc biệt là thầy Lê Đắc Phong , em đã hoàn thành xong đồ án môn học của mình. Do đây là lần đầu , với trình độ và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót xảy ra , em xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp của các thầy trong bộ môn .
PHẦN I : TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNGI. CHỌN ĐỘNG CƠA.Xác định công suất cần thiết của động cơCông suất làm việc:
Hiệu suất hệ dẫn động h :
Theo sơ đồ đề bài thì : h = h[SUP]m[/SUP][SUB]ổ lăn[/SUB]. h[SUP]k[/SUP][SUB]bánh răng[/SUB]. h[SUB]khớp nối[/SUB]. h[SUB]xích[/SUB]
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[SUB]ol[/SUB]= 0,99 ( vì ổ lăn được che kín), h[SUB]br[/SUB]= 0,97 , h[SUB]k[/SUB]=1
h[SUB]x [/SUB]=0,96( vì bộ truyền để hở)

h = 0,99[SUP]4[/SUP]. 0,97[SUP]2[/SUP].1. 0,96 = 0,867
Công suất cần thiết của động cơ :
Hệ số truyền đổi b :
Công suất tương đương N[SUB]tđ [/SUB] được xác định bằng công thức:
B, Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ.
Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là u[SUB]sb[/SUB] .Theo bảng 2.4(tr 21), truyền động bánh răng côn - trụ hộp giảm tốc 2 cấp, truyền động xích (bộ truyền ngoài):
u[SUB]sb[/SUB]= u[SUB]sbh[/SUB]. u[SUB]sbx[/SUB] = 15.3 = 45
Số vòng quay của trục máy công tác là n[SUB]lv [/SUB]:
n[SUB]lv[/SUB] = = 31,85 vg/ph
Trong đó : v : vận tốc xích tải
D: Đường kính tang
Số vòng quay sơ bộ của động cơ n[SUB]sbđc[/SUB]:
n[SUB]sbđc [/SUB] = n[SUB]lv [/SUB]. u[SUB]sb [/SUB]= 31,85.14.3 = 1338 vg/ph
Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ là n[SUB]đb [/SUB]= 1500 vg/ph.
Động cơ được chọn phải thỏa mãn : N[SUB]đc[/SUB] N[SUB]ct[/SUB] , n[SUB]đc[/SUB] » n[SUB]sb[/SUB] và
Ta có : N[SUB]tđ [/SUB]= 4,83 kW ; n[SUB] sb[/SUB] = 1388 vg/ph ;
Theo bảng phụ lục P 1.1 ( trang 234 sách hệ dẫn động cơ khí ). Ta chọn được kiểu động cơ là : K132M4
Các thông số kĩ thuật của động cơ như sau :
Kết luận động cơ K132M4 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế.
II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Ta đã biết u[SUB]sb[/SUB] = u[SUB]sbh[/SUB].u[SUB]sbx[/SUB]. Tỷ số truyền chung
Chọn sơ bộ : u[SUB]x[/SUB] = 3 Þ u[SUB]hộp[/SUB] =
Trong đó : u­­[SUB]nh [/SUB] : Tỉ số truyền cấp nhanh
u[SUB]ch[/SUB] : Tỉ số truyền cấp chậm
Chọn tỷ số truyền của cặp bánh răng côn là : u[SUB]ch[/SUB] = 3,5
Chọn tỷ số truyền của cặp bánh răng nghiêng : u[SUB]ch[/SUB] = 4

u[SUB]x [/SUB]= = 3,78
Xác định công xuất, momen và số vòng quay trên các trục.
Tính công suất, mô men xoắn, số vòng quay trên các trục của hệ dẫn động.
Công suất, số vòng quay :
N[SUB]ct [/SUB]=5,77 kW ; n[SUB]lv[/SUB] =31,85 vg/ph.
N[SUB]I[/SUB] =N[SUB]ct[/SUB] . h[SUB]k[/SUB] . h[SUB]ol[/SUB] =5,77.0,99. 0,99 =5,712 KW
n[SUB]I [/SUB]= n[SUB]đc[/SUB] =1445 vg/ph
N[SUB]II[/SUB] =N[SUB]I[/SUB] . h[SUB]br[/SUB] . h[SUB]ol[/SUB] =5,712. 0,97 . 0,99 = 5,485KW
n[SUB]II [/SUB]= = 412 vg/ph
N[SUB]III[/SUB] =N[SUB]II[/SUB] . h[SUB]br[/SUB] . h[SUB]ol[/SUB] =5,485. 0,97 . 0,99 = 5,267KW
n[SUB]III [/SUB]= = 103 vg/ph
Mô men xoắn trên các trục:
T[SUB]I [/SUB]= 9,55. 10[SUP]6[/SUP]. N. mm.
T[SUB]II [/SUB]= 9,55. 10[SUP]6[/SUP]. N.mm
T[SUB]III [/SUB]= 9,55. 10[SUP]6[/SUP]. N. mm.
T[SUB]lv [/SUB]= 9,55. 10[SUP]6[/SUP]. N. mm.
[TABLE]
[TR]
[TD] Trục


Thông số
[/TD]
[TD]Trục
động cơ
[/TD]
[TD="colspan: 2"] I
[/TD]
[TD="colspan: 2"]II
[/TD]
[TD="colspan: 2"]III
[/TD]
[TD]Làm việc

[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="colspan: 2"]Khớp​[/TD]
[TD="colspan: 2"]U[SUB]nh[/SUB] = 3,5​[/TD]
[TD="colspan: 2"]U[SUB]ch[/SUB] = 4​[/TD]
[TD="colspan: 2"]u[SUB]x[/SUB] =3,78​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] N(kW)
[/TD]
[TD]5,5​[/TD]
[TD="colspan: 2"]5,712​[/TD]
[TD="colspan: 2"]5,485​[/TD]
[TD="colspan: 2"]5,267​[/TD]
[TD]5,77​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]n (vg/ph)
[/TD]
[TD]1445​[/TD]
[TD="colspan: 2"]1445​[/TD]
[TD="colspan: 2"]413​[/TD]
[TD="colspan: 2"]103​[/TD]
[TD]31,85​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]T(N.mm)
[/TD]
[TD] ​[/TD]
[TD="colspan: 2"]37751​[/TD]
[TD="colspan: 2"]127140​[/TD]
[TD="colspan: 2"]488348​[/TD]
[TD]1730094​[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[TD] [/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Ta lập được bảng kết quả tính toán sau:
PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
I. TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH :
Vì trục III kéo 2 xích như nhau nên chỉ tính toán cho một xích
Các thông số ban đầu :
N= Kw
u[SUB]x[/SUB] = 3,78
n[SUB]3 [/SUB]=103 vg/ph
Chọn loại xích :
Vì tải trọng nhỏ , vận tốc thấp nên ta chọn xích con lăn
Xác định các thông số của xích và bộ truyền :
_ Chọn số răng đĩa nhỏ theo điều kiện :
Z[SUB]1[/SUB]= 29 - 2.u[SUB]x[/SUB] ³ 19 Þ Chọn Z[SUB]1[/SUB] = 25
Do đó số răng đĩa lớn là : Z[SUB]2 [/SUB]= u[SUB]x[/SUB].Z[SUB]1 [/SUB]= 3,78.25 = 95 < Z[SUB]max [/SUB]=120
Công suất tính toán :
N[SUB]t[/SUB]=N.k[SUB]z[/SUB].k[SUB]n. [/SUB].k
Trong đó : với Z[SUB]1[/SUB]=25 ® Hệ số răng đĩa dẫn : k[SUB]z[/SUB]= 25/Z[SUB]1[/SUB] = 1
với n[SUB]01[/SUB]=200vg/ph ® Hệ số số vòng quay : k[SUB]n[/SUB]=n[SUB]01[/SUB]/n[SUB]1[/SUB]=200/103 = 1,94
_Theo công thức (5.3) và bảng 5.6:
k = k[SUB]đ[/SUB].k[SUB]0[/SUB].k[SUB]a[/SUB].k[SUB]đc[/SUB].k[SUB]b[/SUB].k[SUB]c[/SUB]
Trong đó:
k[SUB]0[/SUB]=1 (đường nối tâm các đĩa xích làm với phương nằm ngang một goc < 60)
k[SUB]a[/SUB]=1( chọn a = 40t)
k[SUB]đ[/SUB]=1,3( tải trọng va đập vừa )
k[SUB]đc[/SUB]=1,25 ( không điều chỉnh được )
k[SUB]c[/SUB]= 1,25 ( làm việc 2 ca)
k[SUB]b[/SUB]=1,5 ( bôi trơn định kỳ )
Þ k = 1,3.1.1,25.1,25.1,5 = 3,05
Như vậy :
N[SUB]t [/SUB]= 2,633.1.1,94.3,05 = 15,58 kW
Theo bảng 5.5 với n[SUB]01[/SUB]=200 vg/ph , chọn bộ truyền xích một dãy có bước xích
t = 31,75 mm , ký hiệu P31,75 – 88500 , thoả mản điều kiện bền mòn:
N[SUB]t [/SUB]< [N] = 19,3 kW
đồng thời theo bảng 5.8, t < t[SUB]max[/SUB]
_Khoảng các trục sơ bộ :
a = 40.t = 40.31,75 = 1270
Theo công thức 5.12 số mắt xích : X=
Lấy số mắt xích chẵn X = 144
Tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13:
a =
a = 0,25.31,751284,76 mm
Để tránh căng xích rút bớt a đi một lượng : Da = 0,003a = 3,86 mm
Vậy lấy a = 1281 mm
_Số lần va đập của xích :
i = < =25 (bảng 5.9)
Đường kính đĩa xích :
d[SUB]a1[/SUB] = t[0,5 + cotg(p/Z[SUB]1[/SUB])] = 31,75.[ 0,5 + cotg(p/25)] = 267 mm
d[SUB]a2[/SUB] = t[0,5 + cotg(p/Z[SUB]2[/SUB])] = 31,75[ 0,5 + cotg(p/75)] = 773 mm
d[SUB]f1 [/SUB]= d[SUB]1[/SUB]- 2r = 253 –2.9,62 = 233,76 mm
d[SUB]f2[/SUB] = 759 – 2.9,62 = 739,76 mm
với r = 0,5025d[SUB]1[/SUB] + 0,05 = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,62 mm và d[SUB]1 [/SUB]= 19,05mm (bảng 5.2)
_Lực tác dụng lên trục theo (5.20):
F[SUB]r [/SUB]= k[SUB]x[/SUB].F[SUB]t[/SUB] = k[SUB]x[/SUB].6.10[SUP]7[/SUP].N/(Z[SUB]1[/SUB].n[SUB]3[/SUB].t)
(k[SUB]x[/SUB]= 1,5 - đối với bộ truyền nghiêng một góc nhỏ hơn 60[SUP]0[/SUP])
F[SUB]r[/SUB] = 1,15.6.10[SUP]7[/SUP]2,633/(25.103.31,75) = 2222 N
II. TÍNH BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC
A.Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh răng côn).
1.Chọn vật liệu.
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 ¸ 240 có:
s[SUB]b1[/SUB] = 750 MPa ;s[SUB]ch 1[/SUB] = 450 MPa. Chọn HB[SUB]1[/SUB] = 240 (HB)
Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt đọ rắn HB 192 .240 có:
s[SUB]b2[/SUB] = 750 Mpa ;s[SUB]ch 2[/SUB] = 450 MPa. Chọn HB[SUB]2[/SUB] = 200 (HB)
2. Xác định ứng suất cho phép.
Chọn sơ bộ Z[SUB]R[/SUB]Z[SUB]V[/SUB]K[SUB]xH[/SUB] = 1 Þ
S[SUB]H [/SUB]: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. S[SUB]H[/SUB] =1,1.
: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở;
= 2.HB + 70 Þ s[SUP]°[/SUP][SUB]H lim1[/SUB] = 550 MPa; s[SUP]°[/SUP][SUB]H lim2[/SUB] = 470 MPa;
K[SUB]HL[/SUB]= với m[SUB]H[/SUB] = 6.
m[SUB]H[/SUB]: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc.
N[SUB]HO[/SUB]: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc. Theo (6.5) :
N[SUB]HO[/SUB] = 30. H ,do đó:
N[SUB]HO1[/SUB] = 30.240[SUP]2,4[/SUP] =1,5.10[SUP]7[/SUP]
N[SUB]HO2 [/SUB]= 30.200[SUP]2.4[/SUP] = 1.10[SUP]7[/SUP]
N[SUB]HE[/SUB]: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T[SUB]i [/SUB], n[SUB]i[/SUB], t[SUB]i[/SUB] : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
đó : K[SUB]HL2 [/SUB]= 1
Mặt khác: N[SUB]HE1[/SUB] =u. N[SUB]HE2[/SUB] = 3,5.64.10[SUP]7[/SUP] = 224.10[SUP]7[/SUP] > N[SUB]HO1[/SUB]=> K[SUB]HL1 [/SUB]= 1
Þ[s[SUB]H[/SUB]][SUB]1[/SUB] = ; [s[SUB]H[/SUB]][SUB]2[/SUB]=
Với bộ truyền bánh răng côn răng răng thẳng chọn [s[SUB]H[/SUB]] là giá trị nhỏ trong hai giá trị trên:
Lấy [s[SUB]H[/SUB]] = 427 MPa
Với bộ truyền bánh trụ răng răng nghiêng trị số [s[SUB]H[/SUB]] được tính theo giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
[s[SUB]H[/SUB]]=1,18[s[SUB]H[/SUB]][SUB]2[/SUB]=1,18.427 = 504 Mpa
Chọn [s[SUB]H[/SUB]] = 463 MPa
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải của mỗi bánh răng
Bánh 1 : [s[SUB]H1[/SUB] ][SUB]Max[/SUB] = 2,8 . s[SUB]ch1[/SUB] = 2,8 . 530 = 1484 Mpa
Bánh 2 : [s[SUB]H2[/SUB] ][SUB]Max[/SUB] = 2,8 . s[SUB]ch2[/SUB] = 2,8 . 340 = 952 Mpa
Vậy ta chọn [s[SUB]H[/SUB] ][SUB]Max[/SUB] = 952 MPa
Tra bảng : s[SUP]°[/SUP][SUB]F lim[/SUB] = 1,8HB;
Hệ số an toàn S[SUB]F[/SUB] = 1,75 - bảng 6.2 (sách tính toán thiết kế . T1)
s[SUP]°[/SUP][SUB]F lim1[/SUB] = 1,8.240 = 432 Mpa.
s[SUP]°[/SUP][SUB]F lim2[/SUB] = 1,8.200 = 360 Mpa.
K[SUB]FL[/SUB]= với m[SUB]F[/SUB] = 6.
m[SUB]F[/SUB]: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn.
N[SUB]FO[/SUB]: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.
N[SUB]FO[/SUB] = 4.vì vật liệu là thép 45,
N[SUB]EE[/SUB]: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T[SUB]i [/SUB], n[SUB]i[/SUB], t[SUB]i[/SUB] : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
St[SUB]i[/SUB]= 41000 (giờ) là tổng thời gian làm việc của bộ truyền
Do đó : K[SUB]FL2 [/SUB]= 1
Mặt khác: N[SUB]FE1[/SUB] = u. N[SUB]FE2 [/SUB]= 3,5.51,4.10[SUP]7[/SUP] = 179,9.10[SUP]7[/SUP] Þ K[SUB]FL1[/SUB] = 1
Do đó theo (6.2a) với bộ truyền quay 1 chiều K[SUB]FC[/SUB] = 1, ta được :
[s[SUB]F[/SUB]] = s[SUP]0[/SUP][SUB]Flim[/SUB]K[SUB]FC[/SUB].K[SUB]FL[/SUB]/S[SUB]­F[/SUB]
[s[SUB]F1[/SUB]] = 432.1.1 / 1,75 = 247 MPa,
[s[SUB]F2[/SUB]] = 360.1.1 / 1,75 = 206 MPa,
Ứng suất uốn cho phép khi qúa tải , theo ( 6.14) :
[s[SUB]F[/SUB]][SUB]max[/SUB] = 0,8.s[SUB]ch[/SUB]
Bánh 1 : [s[SUB]F1[/SUB] ][SUB]Max[/SUB] = 0,8 . s[SUB]ch1[/SUB] = 0,8 . 530 = 424 MPa
Bánh 2 : [s[SUB]F2[/SUB] ][SUB]Max[/SUB] = 0,8 . s[SUB]ch2[/SUB] = 0,8 . 340 = 272 MPa