Khi làm việc nhiệt dộ trong hộp tăng lên , để giảm áp suất và điều hoà không khíbên trong và bên ngoài hộp người ta dùng nút thông hơi. Nút thông hơi thường đặt ởtrên cửa thăm ở vị trí cao nhất của nắp hộp6.2.3. Nút thoát dầuSau môt thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn hoặc bị biến chấtdo đó phải thay dầu mới . để thay dầu cũ ở đấy hộp phải có lỗ tháo dầu lúc làm việc lỗđược bịt kín bằng nút tháo dầu
CHỌN ĐỘNG CƠ
TÍNH CÔNG SUẤT YÊU CẦU CỦA ĐỘNG CƠ
- Công suất làm việc (tính trên trục công tác):
- Công suất yêu cầu của động cơ:
SỐ VÒNG QUAY SƠ BỘ CỦA ĐỘNG CƠ
- Tỷ số truyền sơ bộ u 𝑠𝑏 = u đ u ℎ ( chọn u đ = 4; u ℎ = 4 theo bảng 2.2 trang 28, 29)
- Số vòng quay của trục làm việc n 𝑙𝑣 = 60.10
- Số vòng quay sơ bộ n 𝑠𝑏 = n 𝑙𝑣 u 𝑠𝑏 = 725,7 (v/ph)
- Chọn động cơ: 4A132M8Y3 có: 2p = 8; n đb = 750 vg/ph
- Kiểm tra điều kiện quá tải của động cơ
P đ𝑐 = 5,5 (KW) > P 𝑦𝑐 = 4,2 (kw) + Momen xoắn cần thiết:
716.83% = 67493,43 (N.mm) + Mômen quá tải xuất hiện trên trục động cơ khi hệ thống làm việc
716 = 73358,94 (N.mm) + Momen cực đại trên trục của động cơ
Vậy động cơ đã chọn làm việc được
PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
- Theo bảng 2.2 (trang 28, 29) hướng dẫn đồ án chi tiết máy Chọn tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền đai: u đ = 4
- Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động u ℎệ = 𝑛 đ𝑐 n 𝑙𝑣 = 716
Tỷ số truyền của hộp giảm tốc u ℎ = 15,8
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC
- Công suất trên trục làm việc
- Công suất thực được sử dụng của động cơ: P đ𝑐 = P 1
- Số vòng quay trên các trục n đ𝑐 = 716 (v/ph) n 1 = n đ𝑐 u đ = 716
Số vòng qua trên trục làm việc n 𝑙𝑣 = n 2 = 45,31 (v/ph)
- Momen xoắn trên các trục
Trục Thông số Động cơ I II Làm việc
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI
CHỌN ĐAI
Dựa vào bảng 3.6 trang 38 chọn đai thang thường tiết diện ƃ Các kích thước tiết diện
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐAI
Chọn đường kính bánh đai nhỏ 𝑑 1 = 160 mm theo tiêu chuẩn Vận tốc đai
V = 6 m/s < 𝑉 𝑚𝑎𝑥 = 25 m/s ( thỏa mãn) Đai thang trên làm vệc được
Tính đường kính bánh đai lớn
1−𝜀 với ε: hệ số trượt lấy ε = 0,02
Chọn 𝑑 2 = 630 mm theo tiêu chuẩn
Tỷ số truyền thực thế
Khoảng cách trục sơ bộ
Chiều dài dây đai sơ bộ
4𝑎 = 2438,12 mm Chọn L = 2500 theo tiêu chuẩn λ = L - 𝜋.(𝑑 1 + 𝑑 2 )
Tính lại khoảng cách trục a = (λ + √λ 2 − 8𝛥 2 )/4 = (1259,07 + √1259,07 2 − 8 235 2 )/4 = 582 mm góc ôm
B = (Z -1).t + 2e = (2 -1).19 + 2.12,5 = 44 mm Đườn kính ngoài bánh đai
CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN ĐAI
Lực căng do lực li tâm sinh ra
Lực căng li tâm trên một đai
8,04.0,908.2 + 6,4 = 231,3 N Lực tác dụng lên trục
Thông số Đai thang thường Đường kính bánh đai nhỏ 𝑑 1 = 160mm Đường kính bánh đai lớn 𝑑 1 = 630mm
Bề rộng bánh đai B = 44 mm
Lực tác dụng lên trục 𝐹 𝑟 = 851,65 N
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN HỘP GIẢM TỐC
CHỌN VẬT LIỆU
- Bánh nhỏ:Thép 45 tôi cải thiện σb = 850(MPa) ; σch = 580(MPa) chọn HB%5
- Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện σb = 850(MPa) ; σch = 580(MPa) chọn HB$5.
XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP
Bánh nhỏ σ 0 Hlim = 2HB+70=2.255+70X0 (MPa)
NHE > NHO => lấy NHE = NHO
1,1 R7,27 (MPa) Bánh lớn σ 0 Hlim = 2HB+70=2.245+70V0(MPa)
NHE > NHO => lấy NHE = NHO
- Ứng suất uốn cho phép : [σF] = σ 0 Flim.KFC.KFL
SF + Bánh nhỏ: σ 0 Flim=1,8HB=1,8.255E9(MPa)
NFE > NFO => lấy NFE = NFO
1,75&2,29 (MPa) + Bánh lớn: σ 0 Flim=1,8HB=1,8.245 = 441 (MPa)
NFE > NFO => lấy NFE = NFO
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BỘ TRUYỀN
- Khoảng cách trục Sb: 𝑎 𝑤 aw = 1 3 σ H 1 2 h β ψ ba
Trong đó: Ka - Hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6.5 thiết kế dẫn động cơ khí tập 1 được Ka = 43 MPa 1/3
Uh - Là tỉ số truyền của cặp bánh răng Uh = 3,95
T1 - Là mô men xoắn trên trục I ( trục chủ động)
KHβ là hệ số quan trọng trong việc đánh giá sự phân bố tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính toán tiếp xúc Hệ số này phụ thuộc vào vị trí của bánh răng đối với ổ và hệ số ψbd, trong đó ψbd được tính bằng công thức ψbd = 0,53 ψba (Uh + 1).
Tra bảng 6.6 thiết kế dẫn động cơ khí tập 1 ta chọn ψba = 0.4 ψbd = 0,53 0,4 (3,95 + 1) = 1,049
Tra bảng 6.7 và nội suy ta được KHβ = 1,06
- Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
4 Xác định thông số ăn khớp
Z1 = 2.aw.cosβ mn.(Uh + 1) = 2.155.cos (11)
- Tỷ số truyền thực tế:
25 = 3,96 Bảng thông số bộ truyền
Số răng của bánh răng Z1 là 25 và Z2 là 99 Đường kính vòng chia lần lượt là d1 = 63,6 mm và d2 = 252,13 mm Đường kính vòng đỉnh được xác định là da1 = 68,6 mm và da2 = 255,13 mm, trong khi đường kính vòng đáy là df1 = 57,35 mm và df2 = 245,88 mm Đường kính lăn có giá trị dw1 = 64 mm và dw2 = 253,44 mm, cùng với đường kính cơ sở db1 = 59,76 mm và db2 = 236,92 mm.
Hệ số trùng khớp ngang 𝛼a1 = 29,14 0
Chiều rộng răng bw = 70 (mm)
Khoảng cách trục aw = 155 (mm)
KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN TIẾP XÚC
Trong đó: ZM – Là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu làm bánh răng ta có ZM = 234 MPa 1/3
ZH – Là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Tra bảng 6.12 thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, ta có ZH =1,74 bw Là chiều rộng vành răng: bw = ψba aw = (0,3 ÷0,5) 155
- Zε Là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Thỏa mãn điều kiện bền tiếp xúc.
KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ ĐỘ BỀN UỐN
σF1 = 2.T1.KF.Yβ.Yε.YF1 bw.dw1.mn
KFβ = 1,124 ( nội suy bảng 5.5 hướng dẫn đồ án chi tiết máy)
KFα = 1,12 ( nội suy bảng 5.13 hướng dẫn đồ án chi tiết máy)
=> Bánh răng 1 thỏa mãn điều kiện bền uốn
Bánh răng 2 thỏa mãn điều kiện bền uốn.
KIỂM NGHIỆM RĂNG VỀ QUÁ TẢI
- Kiểm nghiệm quá tải về ứng suất tiếp xúc
18 σHmax = σH K qt = 503,36 √1,4 = 595,58 (MPa) [σH]max =2,8σch = 2,8.580 = 1624 (MPa)
Có: σHmax = 595,58 MPa < [σH]max = 1624 MPa
- Kiểm nghiệm quá tải về ứng suất uốn σF1max = σF1 K qt = 103,05 √1,4 = 121,93 (MPa) [σF]max =0,8σch = 0,8.580 = 464 (MPa)
Có: σF1max 1,93 MPa < [σF1]max = 464 MPa
Có: σF2max = σF2 K qt = 98,69 √1,4 = 116,77 MPa [σF2]max =0,8σch = 464 MPa
Có: σF2max = 116,77 MPa < [σF2]max = 464 MPa
=> Thỏa mãn điều kiện quá tải về ứng suất uốn
THIẾT KẾ TRỤC
ĐƯỜNG KÍNH SƠ BỘ
+ 𝑇 𝑖 : momen xoắn trục (đã tính ở chương 1)
CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC
TRỤC I
Theo bảng 7.1 – hướng dẫn đồ án chi tiết máy: chọn b0= 29mm Chiều dài mayơ : lm13=(1,2÷1,5).d = 69mm
= 0,5 (69+29) + 12 + 16 ( tra bảng 7.2 hướng dẫn đồ án chi tiết máy) = 77 mm
Chọn d theo tiêu chuẩn là 35 mm
Do có thêm then nên cần thêm 4% = 32,07 mm
Chọn d theo tiêu chuẩn = 32 mm
Do có thêm then nên cần thêm 4% = 40 mm
Chọn d tiêu chuẩn là 40 mm
Dựa vào biểu đồ nội lực ta thấy vị trí lắp bánh răng là nguy hiểm nhất
Chọn then theo bảng 7.10b : bmm , h = 11 mm , t1 =5,5mm
2.11584,41= 8,71 Dùng phương pháp tiện nội suy bảng 7.5 k x = 1,09
Tôi cao tần , nội suy bảng 7.5 ky = 1,6
Tra bảng 10.7 – thiết kế dẫn động cơ khí tập 1
√2,46 2 6,46 2 = 2,3 > [𝑆] = 2 Thảo mãn điều kiện bền
TRỤC II
𝑙 23 = 77 𝑚𝑚 , 𝑙 22 = 71 𝑚𝑚 , 𝑙 21 = 142 𝑚𝑚 (đã tính ở trục I) Mặt xoz:
Chọn d theo tiêu chuẩn là 40 mm
Do có thêm then nên cần thêm 4% = 34,72 mm
Chọn d theo tiêu chuẩn = 35 mm
Do có thêm then nên cần thêm 4% = 43,004 mm
Chọn d tiêu chuẩn là 45 mm
Dựa vào biểu đồ nội lực ta thấy vị trí lắp bánh răng là nguy hiểm nhất
Chọn then theo bảng 7.10b : b mm , h = 12 mm , t1 =7 mm
2.16319,99 = 6,5 Dùng phương pháp tiện nội suy bảng 7.5 kx = 1,09
Tôi cao tần , nội suy bảng 7.5 ky = 1,6
Tra bảng 10.7 – thiết kế dẫn động cơ khí tập 1
√2,46 2 8,98 2 = 2,37 > [𝑆] = 2 Thảo mãn điều kiện bền
TÍNH CHỌN Ổ LĂN
TRỤC I
Có: 𝐹𝑟 𝐷 > 𝐹𝑟 𝐵 ⇒ Tính theo vị trí D
Cấp chính xác 0 Độ đảo hướng tâm (𝜇 𝑚)= 20
10 6 = 107,4 (triệu vòng) Tải trọng quy ước:
- X: là hệ số tải trọng hướng tâm: X=1 ,
- V: là hệ số kể đến vòng nào quay (vòng trong quay ) nên V=1
- Kt: là hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, trong nhiệt độ làm việc của ổ ta chọn được k t 1vì (nhiệt độ ≤100 0 C ),
-Kđ: hệ số kể đến đặc tính tải trọng,kđ=1 (làm việc êm)
TRỤC II
Có: 𝐹𝑟 𝐸 > 𝐹𝑟 𝐺 ⇒ Tính theo vị trí E
Vì có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ chặn
Cấp chính xác 0 Độ đảo hướng tâm (𝜇𝑚) = 0,2
10 6 = 27,186 (triệu vòng) + Tải trọng quy ước:
THÔNG SỐ Ổ TRÊN CÁC TRỤC
Thông số Trục I Trục II
Loại ổ Cỡ nhẹ hẹp 36207 Cỡ nhẹ hẹp 36208 d (mm) 35 40
THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ HỘP
6.1.1 Tính kết cấu của vỏ hộp
Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám GX 15-32
Chọn phương pháp rèn để chế tạo bánh răng vật liệu thép C45
Vật liệu GX 15-32 chế tạo bằng phương pháp đúc
Bảng ghi kích thước các phẩn tử cấu tạo nên nắp hộp:
Tên gọi Biểu thức tính toán Kết quả
Chiều cao gân ℎ ≤ 5 𝛿 = 5.8 = 40 40 Độ dốc Khoảng 2 độ Đường kính
Bulong ghép mặt bích và thân d3
Mặt bích ghép nắp và thân hộp
Chiều dày bạc thân hộp S3
Chiều dày bích năó hộp S4
Bề rộng bích năp hộp và thân K3
K2 = 56mm K3 = 52mm Mặt đế Chiều dày khi không có phần lồi
Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q
Khe hở giữa các chi tiết
Giữa bánh răng và thân trong hộp
Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy D1 = (3~5)𝛿 = (3~5) 9
Giữa các mặt bên các bánh răng với nhau
MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC
6.2.1 Cửa thăm Để quan sát các chi tiết máy trong hộp giảm tốc khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp trên đỉnh hộp có lắp cửa thăm Dựa vàp bảng 18.5 ta chọn kích thước cửa thăm
Khi nhiệt độ trong hộp tăng lên, nút thông hơi được sử dụng để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp Nút thông hơi thường được lắp đặt ở vị trí cao nhất của nắp hộp, gần cửa thăm.
Sau một thời gian sử dụng, dầu bôi trơn trong hộp sẽ bị bẩn hoặc biến chất, do đó cần phải thay dầu mới Để thực hiện việc thay dầu cũ, hộp phải có lỗ tháo dầu, và trong quá trình làm việc, lỗ này sẽ được bịt kín bằng nút tháo dầu.
6.2.4 Que thăm dầu Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng qua thăm dầu có kích thước như sau
Mặt ghép giữa nắp và then được thiết kế trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục lỗ trên nắp và thân hộp, đảm bảo sự đồng nhất trước và sau khi gia công cũng như trong quá trình lắp ghép Để duy trì độ chính xác, chúng ta sử dụng 2 chốt định vị, giúp tránh biến dạng vòng ngoài của ổ khi xiết bulong Chốt định vị được chọn có hình dạng côn với kích thước d= 3 mm, c= 0.5 mm và chiều dài từ 6 đến 60 mm.
6.2.6 Vòng móc Độ dày vòng móc: (2÷3) 𝛿 = 16÷24
Chọn độ dày vòng móc bằng 24 mm Đường kính lỗ 27 mm
Do tốc độ của các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều nhỏ hơn 12m/s, phương pháp bôi trơn ngâm dầu là lựa chọn phù hợp Với vận tốc vòng của bánh răng trụ răng nghiêng là 0.83 m/s, độ nhớt của dầu cần được xác định ở nhiệt độ 100°C.
Ra chọn loại dầu bôi trơn trên AK-15 có độ nhớt là 20 contistoc
Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc
Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy hay bị bụi bám vào nên ta chọn bôi trơn định kỳ bằng mỡ
BẢNG DUNG SAI LẮP GHEP
Trục Vị trí lắp Kiểu lắp Lỗ Trục
Vòng ngoài của ổ và vỏ ϕ72H7 ϕ72 0 +0,03 ϕ72 0 +0,002
Trục và vòng chắn dầu ϕ35D8 k6 ϕ35 +0,080 +0,119 ϕ35 +0,002 +0,018
Trục và vòng chắn dầu ϕ40D8 k6 ϕ40 +0,100 +0,146 ϕ40 +0,002 +0,021
