Đồ án tốt nghiệp bộ môn cơ sở thiết kế máy

Thursday, May 2,
2013
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Thị Hồng Cẩm
Sinh viên thiết kế : Hoàng Mạnh Cường
Lớp : K39ME
KHOA : CƠ KHÍ
BỘ MÔN : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
NEXT
EXIT




Thiết kế hệ dẫn động Môtơ - Hộp giảm tốc
hành tinh 2 cấp
Lập quy trình công nghệ gia công bánh răng
Trung tâm Z31
Mở đầu
NI DUNG TI
Chuyên đề

Phần 1 : Chọn động cơ – Phân phối tỷ số
truyền cho hộp hành tinh
32
0212
31
0111
AA
Show
Phần 2 : Tính toán thiết kế các bộ truyền

bánh răng
Phần 3 : Thiết kế các chi tiết đỡ nối
Phần 4 : Thiết kế vỏ hộp và chọn chế độ
bôi trơn
Show
Show
Show
Back
Back
Home

M U
Truyền động bánh răng hành tinh so với truyền động bánh
răng thường có rất nhiều ưu điểm như:
- Tỷ số truyền lớn
- Từ một trục chủ động có thể truyền năng lượng tới một
số trục bị động với vận tốc góc thay đổi trong thời gian
làm việc (như hệ dẫn động các bánh xe ô tô)
- Khuôn khổ kích thước nhỏ gọn (chỉ bằng 1/3 hay 1/4
khối lượng của hệ dẫn động bánh răng thường có cùng
công suất truyền dẫn

- Truyền động hành tinh còn dùng để tổng hợp chuyển
động, sử dụng khá rộng trong máy cắt kim loại, trong
hệ dẫn động điều chỉnh vô cấp, trong các thiết bị đo lư
ờng.
Ngoài ra hệ dẫn động hành tinh còn có một số công
dụng đặc biệt như:
-
Truyền công suất lớn giữa hai trục đồng trục với nhau.

-
Với hệ hành tinh cũng có thể thực hiện được truyền
động theo một chiều (tải không thuận nghịch bằng
cách lợi dụng hiện tượng tự hãm).
NEXT
Home


Phn 1 : Chn ng c Phõn phi t s
truyn cho hp hnh tinh
32
0212
31
0111
AA
-
Công suất trên trục ra: P
01
= 7,2 (kw)
-
Chọn hiệu suất sơ bộ của hộp, chọn sơ bộ số vòng
quay động cơ

1500
đc
đb
( / )n vg ph=
- Kiểm tra điều kiện mở máy
đc đc
đmm b

P P>
- Kiểm tra điều quá tải


Phõn phi t s truyn cho h hnh tinh 2 cp
Phân phối tỷ số truyền cho các cấp là một bước rất
quan trọng trong việc tính toán thiết kế hộp giảm tốc nói
chung và hộp giảm tốc hành tinh nói riêng. Việc phân
phối tỷ số truyền của hệ cho các cấp trong hệ có ảnh hư
ởng lớn đến kích thước, khối lượng, giá thành và khả
năng làm việc của hộp. Hiện nay có một vài phương pháp
phân phối tỷ số truyền trên cơ sở giải bài toán tối ưu với
hàm mục tiêu được lựa chọn thoả mãn các chỉ tiêu đề ra
như: khối lượng và kích thước nhỏ gọn, hiệu suất làm
việc cao... đồng thời phải thoả mãn các ràng buộc về điều
kiện bền, điều kiện động học và điều kiện kết cấu (điều
kiện lắp, điều kiện đồng trục, điều kiện kề).
32
0212
31
0111
AA


Phân phối tỷ số truyền cho hệ hành tinh 2 cấp
32
0212
31
0111
AA

Cơ sở phân phối tỷ số truyền:
- Xuất phát từ yêu cầu kích thước nhỏ gọn và độ bền
tiếp xúc đều của các cấp bánh răng
[ ]
[ ]
).(.
)..(..
12
1
1
3
1
0111
3
311
11
+
−
=
PP
KPqd
T
wbd
ψ
[ ]
[ ]
).(.
)..(..
12
1

2
3
2
0222
3
322
12
+
−
=
PP
KPqd
T
wbd
ψ
[ ]
[ ]
12
11
12
11
T
T
T
T
=


[ ]
[ ]

))((
))((
.
11
11
21
3
1
21
3
2
3
12
11
−+
+−
=
PPP
PPP
c
T
T
λ
))(( 11
21
++= PPi
h
[ ]
[ ]
)( 1

2
12
11
+= P
T
T
)(
))((
1
11
1
3
2
21
3
1
3
−
−+
=
PP
PPP
c
λ
[ ]
∆≤
−
−+
=∆
)(

))((
1
11
1
3
2
21
3
1
3
PP
PPP
c
λ
lµ ®é chÝnh x¸c yªu cÇu.
[ ]
∆
Từ yêu cầu kích thước nhỏ
gọn ta xác định P
2
theo i
h
và
đường λc
3
trên đồ thị 5.5a
[1]

L­u ®å thuËt to¸n:

Tớnh toỏn la chn s rng cho h hnh tinh 2
cp
32
0212
31
0111
AA
Số răng các bánh răng được chọn phải đảm bảo các
yêu cầu vể tỷ số truyền, độ bền uốn của răng và các đặc
điểm kết cấu của truyền động hành tinh, đó là các yêu
cầu về: điều kiện đồng trục, điều kiện lắp, điều kiện kề

§iÒu kiÖn ®ång trôc
1
2
3
0
H×nh 3: C¬ cÊu 2k-0
2312
aa =
2321
rrrr −=+
321
2 ZZZ =+

Điều kiện lắp
Trục đối xứng của các rãnh răng của tất cả bánh vệ tinh
phải trùng với trục đối xứng của các răng bánh trung tâm
ăn khớp với các bánh vệ tinh.

Z3
Z2
Z1
a
2
Các bánh vệ tinh lắp cách nhau
1 góc thì cung vòng chia l
chắn phải là bội số của bước
răng P :
k
P
l
=
với k là số nguyên
k
q
ZZ
=
+
31

Điều kiện kề
Khi số bánh vệ tinh q tăng lên, có thể xảy ra trường hợp
vòng đỉnh của chúng cắt nhau
Khả năng này sẽ không xảy ra nếu


Z3
Z2

Z1
a
2
ld
a
<
2
)()(,
2
50
2
12

Sindd
l
+=
q


2
=






+< )()(
q
Sinddd

a

212
Và

)(
.
2
22
+=
=
Zmd
Zmd
a
1
2
12
2
1
Z
Z
P
u =
−
=
)(
Víi b¸nh r¨ng kh«ng dÞch chØnh :
)(
)(
q

Sin
mZZq
Sin
p
π
π
−
∆
−−+
≤
1
24
1
11
Víi b¸nh r¨ng dÞch chØnh, ®iÒu
kiÖn kÒ cã d¹ng:
tw
CosCosqSin
ZmX
i
ααπ
/)/(
)/(
−
∆++−
≤
1
142
12
3

10

Chọn số răng các bánh răng
Từ trị số của P xác định được khi phân tỷ số truyền và
số răng Z
1
cho trước hoăc bằng số răng tối thiểu Z
min

hoặc từ điều kiện bền uốn.
Tính số răng bánh trung tâm Z
3
:
[ ]
1
3
103
1 ZiEZ )( =
Với E là phần nguyên của biểu thức
[ ]
1
3
10
1 Zi )(

Kiểm tra điều kiện lắp:
k
q
ZZ
=

+
31
Nếu k không phải là số nguyên thì tăng hoặc giảm Z
3
đi
1, 2, 3 răng và kiểm tra trị số của tỷ số truyền :
1
3
3
10
1
Z
Z
i +=
%4i
sao cho chênh lệch giữa tỷ số truyền tính toán và tỷ số
truyền thực tế
Nếu
%4i
thì cần giảm Z
1
Theo số bánh vệ tinh đã chọn, tính Z
2
theo điều kiện đồng
trục:
[ ]
2
132
/)( ZZEZ =

L­u ®å thuËt to¸n
tÝnh chän sè r¨ng








+
−
+
=
q
ZZ
E
q
ZZ
C
1313
3






−
−

−
=
22
1313
2
ZZ
E
ZZ
C
3
10
1
3
3
10
1
i
Z
Z
i
i
)( +−
=∆
§iÒu kiÖn l¾p :
§iÒu kiÖn ®ång trôc:
NEXTBack

Phn 2 : Tớnh toỏn thit k cỏc b truyn
bỏnh rng
Về cơ bản tính toán độ bền bánh răng trong truyền

động hành tinh cũng giống như cách tính độ bền bánh
răng trong truyền động thường. Một số điểm khác như
sau:
Vì trong truyền động A lực tác dụng khi ăn khớp và
môđun của các cặp bánh răng ăn khớp là như nhau, trong
khi đó cặp bánh răng ăn khớp trong có độ bền cao hơn
nên khi dùng vật liệu như nhau, chỉ cần tính độ bền của
cặp bánh răng ăn khớp ngoài (1 - 2). Khi dùng vật liệu
khác nhau, tính độ bền cặp bánh răng ăn khớp trong
nhằm mục đích chọn vật liệu hoặc kiểm nghiệm.


Thường chọn vật liệu có độ bền và độ rắn cao để chế
tạo các cặp bánh răng nên dạng hỏng gãy vỡ rất nguy
hiểm. Do đó, sau khi thiết kế bánh răng theo độ bền tiếp
xúc phải chú ý kiểm tra đảm bảo độ bền uốn của răng.


Vì có thể có các phương án phối hợp các cặp bánh răng ăn
khớp của truyền động hành tinh như hình vẽ, nên khi tính
toán hình học và tính độ bền cần bổ sung các chỉ số n và l
để kí hiệu bánh nhỏ và bánh lớn.
n
l
l
n
l
n

Loại
cơ
cấu
Bộ
truyền
tính
toán
d
wn
U=Z
1
/Z
2
T
ni
N
ni
N
li
A
B
3k
1 - 2
d
w1
Khi Z
2
≥Z
1
60(|n

1i
-n
0i
|)qt
hi
N
ni
/(uq)
Z
2
/Z
1
T
1i
/q
d
w2
Khi Z
2
<Z
1
N
1i
u/q
60(|n
1i
-n
0i
|)qt
hi

Z
1
/Z
2
T
1i
/uq
A
3k
3 - 2
d
w2
Z
3
/Z
2
T
3i
/uq
N
li
u/q
60(|n
3i
-n
0i
|)qt
hi

[ ]
3
2
12
1
bdH
Hn
dW
u
uKT
Kd

)( +
=

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ được xác định theo
công thức sau:
Trong đó hệ số K
H

được xác định theo công thức
sau:
1
0
+=


HCH
KKK
Khi xác định hệ số tải trọng động K

HV
dựa vào vận
tốc vòng tương đối so với cần.
4
0
11
0
106.
nd
V
w

=
0
1 1 0
n n n=
NEXT
Back

Phần 3 : Thiết kế các chi tiết đỡ nối
TÝnh chän æ
TÝnh kiÓm nghiÖm trôc
TÝnh to¸n khíp nèi
Next

TÝnh chän æ
NEXT