HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP PHÂN ĐÔI CẤP NHANH BÁNH RĂNG NGHIÊNG

1. Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền
I.Chọn động cơ :
Chọn động cơ thỏa mãn :

Công suất tương đương :

Hiệu suất chung của cả hệ thống:

( Hiệu suất khớp nối )
( Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ )
( Hiệu suất bộ truyền xích )
( Hiệu suất 1 cặp ổ lăn )
Vậy
Công suất cần thiết :

Số vòng quay sơ bộ :

Dựa vào bảng phụ lục 2.4 trang 21 [1] :
1


Chọn sơ bộ
Vậy

(vg/ph)

Dựa vào bảng P1.3 trang 237 [1] :
Chọn loại động cơ có ký hiệu 4A112M4Y3 với:

II.Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền của hệ thống:

Mà
Dựa vào bảng 3.1 trang 43 [1], ta có:
Chọn
Hộp giảm tốc phân đôi, căn cứ vào bảng 3.1 trang 43 [1]:

Ta chọn
Công suất trên các trục :
Trục III :

2


Trục II :

Trục I :

Trục động cơ :

Số vòng quay trên các trục :
Trục I :

Trục II :

Trục III:

Trục công tác :

Đảm bảo.
Mômen xoắn trên các trục :

3


Trục I :

Trục II :

Trục III:

Trục công tác :

Trục động cơ :

Bảng thông số:
Trục
Thông số
Công suất
P (kW)
Tỉ số truyền
Số vòng quay
n(vg/ ph)
Momen xoắn
T (N.mm)

Động cơ

I

II

III

Trục công
tác

4,75

4,7

4,38

4,21

4

1

3,08

2,6

1425

1425

462,66

177,95

31833,33

31498,24

90409,8

225937,06

3,24
54,92
695557,17

4


PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
I.

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
P = 4,21 (kW),

1.

,

vg/ph

Chọn số răng đĩa xích

Dựa vào bảng 5.4 trang 80 [1]:
Với

2.

, chọn

Xác định thông số xích

+ Bước xích

Công suất tính toán:

( Hệ số răng )
( Xích 1 dãy )

(Bộ truyền đặt nằm nghiêng

)
5


( Khoảng cách trục

)

( trục điều chỉnh được )
( Bôi trơn nhỏ giọt )
(Làm việc 2 ca )
( Tải va đập nhẹ )
1.1.1.1.1,12.1,2= 1,344

Vậy
Dựa vào bảng 5.5 trang 81 [1] tương ứng:
(kW) và số vòng

(vg/ph) ta chọn

với

Chọn sơ bộ
Xác định số mắt xích

Chọn X=136.
6


Ta tính lại khoảng cách trục a theo số mắt xích chẵn x = 136

Để xích không chịu lực căng quá lớn, khoảng cách trục a tính được cần giảm bớt
một lượng

Chọn a= 1026 mm.

Số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây :

Với [i] tra bảng 5.9 trang 85[1].
3. Kiểm nghiệm xích về độ bền

Tra bảng 5.2 trang 78[1], ta có :
(Tải trọng phá hỏng)
(Khối lượng 1 mét xích)

Phần 5.3 trang 85[1], ta có :
7


(hệ số tải trọng động)
(Bộ truyền nằm ngang)

Vận tốc

Lực vòng
Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:

Lực căng do lực li tâm sinh ra:
Tra bảng 5.10 trang 86[1] :

với

và

4.Xác định thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục.
Đường kính vòng chia của cặp đĩa xích:

Lực tác dụng lên ổ trục:
8


Với

( phần 5.4b trang 88[1])

II.

+
+
+

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Thông số đầu vào:
Thời gian phục vụ: 6 năm
Quay 1 chiều, tải va đập nhẹ, 300 ngày/năm,2 ca /ngày,8 tiếng/1 ca
Cặp bánh răng cấp nhanh ( bánh răng trụ răng nghiêng)
• Tỉ số truyền : u=3,08
• Số vòng quay trục dẫn:
• Mômen xoắn T trên trục dẫn:

vg/ph

vì đây là hộp giảm tốc phân đôi 2
cấp nhanh.
+ Cặp bánh răng cấp chậm ( bánh răng trụ răng chữ V)
• Tỉ số truyền :
• Số vòng quay trục dẫn:

vg/ph

• Mômen xoắn T trên trục dẫn:
A. Tính toán cấp nhanh: Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng:
1. Chọn vật liệu
Do bộ truyền có tải trọng trung bình, không có yêu cầu gì đặc biệt và thống nhất
hóa theo thiết kế. Theo tài liệu bảng 6.1 trang 92[1] ta chọn vật liệu cặp bánh răng

như sau:
+ Bánh chủ động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192-240 có σb1 = 750 MPa

σch1 = 450 Mpa, , ta chọn độ rắn bánh lớn
+ Bánh bị động: thép 45 thường hóa đạt độ rắn HB170-217 có σb2 = 600 MPa
9


σch2 = 340 Mpa, , ta chọn độ rắn bánh lớn
1. Xác định ứng suất cho phép

2. Xác định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép:

+ Bánh răng nhỏ:
Trong đó:

;

Hệ số tuổi thọ:

với :
chu kỳ

chu kỳ
Trong đó:
Vì

nên

Chọn sơ bộ
10


+ Bánh răng lớn:
Trong đó:

;

Hệ số tuổi thọ:

với :
chu kỳ

chu kỳ
Trong đó:
Vì

nên

Chọn sơ bộ
Sau cùng :

Đảm bảo
 Ứng suất uốn cho phép
+Bánh răng nhỏ:
11


Trong đó:

;

Hệ số tuổi thọ
Trong đó:

chu kỳ
Vì

nên

Chọn sơ bộ
+Bánh răng lớn:

Trong đó:

;

Hệ số tuổi thọ
Trong đó:

12


chu kỳ
Vì

nên

Chọn sơ bộ

 Ứng suất quá tải cho phép:
+Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép:
+ Ứng suất quá tải cho phép:[σF1]max = 0,8. σch1 = 0,8.450 = 360 MPa
[σF2]max = 0,8. σch2 = 0,8.340 = 272 Mpa
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

Trong đó Theo bảng 6.6 trang 97[1] chọn

; với răng nghiêng

(bảng 6.5 trang 96[1]).Theo
đó theo bảng 6.7 trang 98[1]:

do
(sơ đồ 3);

Chọn
4. Xác định thông số ăn khớp
+ Modul pháp sơ bộ:

chọn

mm

+ Góc nghiêng răng sơ bộ:
+ Số răng bánh dẫn:
13


Chọn

răng

Số răng bánh bị dẫn:

Chọn

răng

(>0,49%u) với
Góc nghiêng thực tế:

Vận tốc dài của bánh răng:

5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :

Theo bảng 6.5 trang 96[1],

Với
14


Hệ số trùng khớp dọc :

trong đó :

(mm)

Hệ số trùng khớp ngang:

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :

(mm)
Theo bảng 6.13 trang 106[1] với v = 3,64 (m/s) chọn cấp chính xác là 9
Theo bảng 6.14 trang 107[1] với cấp chính xác 9 và v < 5 (m/s) chọn

15


Trong đó : Theo bảng 6.15 trang 107[1] :
Theo bảng 6.16 trang 107[1] :

:

12

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
Với v = 3,83 (m/s) < 5 (m/s) ,
,với cấp chính
xác động học là 9 ta chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần gia công
đạt độ nhám

do đó

. Với da < 700 (mm) , KxH = 1

Vậy
thỏa mãn điều kiện bền
6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

16


Theo bảng 6.7 trang 98[1] :
Theo bảng 6.14 trang 107[1] : với v < 5 (m/s) và cấp chính xác 9 ta chọn

Ta có:
Trong đó theo bảng 6.15 trang 107[1]:
theo bảng 6.16 trang 107[1]:

Do đó

Với

Với
Số răng tương đương :

17


Theo bảng 6.18 trang 109[1] dùng nội suy ta được :
YF1 = 3,77
YF2 = 3,6
Với m = 2 (mm)
Hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất :

Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng :
(bánh răng phay)
Với da < 400 (mm) chọn KxF = 1

Ta có:

thỏa mãn điều kiện độ bền uốn
7. Kiểm nghiệm răng về quá tải :

18


Với
Quá tải khi tính về tiếp xúc:

Quá tải khi tính về uốn:

thỏa mãn điều kiện quá tải
8. Các thông số kích thước bộ truyền cấp nhanh :

Khoảng cách trục
Mô đun pháp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng

aw =100 mm
m = 2 mm
bw = 30 mm
um = 3,095

Số răng bánh răng

z1 = 21

z2 = 65
x1 = 0
x2 = 0

Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vòng chia

mm
mm

19


Đường kính đỉnh răng
mm

mm
Đường kính đáy răng
mm
mm
B. Tính toán cấp chậm: Bộ truyền bánh răng trụ răng chữ V:
1. Chọn vật liệu
Do bộ truyền có tải trọng trung bình, không có yêu cầu gì đặc biệt biệt và
thống nhất hóa theo thiết kế. Theo tài liệu bảng 6.1 trang 92[1] ta chọn vật liệu
cặp bánh răng như sau:
+ Bánh chủ động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241-285 có σb1 = 850 MPa

σch1 = 580 Mpa, ta chọn độ rắn bánh nhỏ
+ Bánh bị động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192-240 có σb2 = 750 MPa

σch2 = 450 Mpa, , ta chọn độ rắn bánh lớn
2. Xác định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép:

+ Bánh răng nhỏ:
20


Trong đó:

;

Hệ số tuổi thọ:

với :
chu kỳ

chu kỳ
Trong đó:
Vì

nên

Chọn sơ bộ

+ Bánh răng lớn:
Trong đó:

Hệ số tuổi thọ:

;

với :
chu kỳ
21


chu kỳ
Trong đó:
Vì

nên

Chọn sơ bộ
Sau cùng :

Đảm bảo
 Ứng suất uốn cho phép
+Bánh răng nhỏ:

Trong đó:

;

Hệ số tuổi thọ
Trong đó:

22

chu kỳ
Vì

nên

Chọn sơ bộ
+Bánh răng lớn:

Trong đó:

;

Hệ số tuổi thọ
Trong đó:

chu kỳ
Vì

nên

Chọn sơ bộ
 Ứng suất quá tải cho phép:
+Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép:
23


+ Ứng suất quá tải cho phép:[σF3]max = 0,8. σch3 = 0,8.580 = 464 MPa
[σF4]max = 0,8. σch4 = 0,8.450 = 360 MPa
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

Trong đó Theo bảng 6.6 trang 97[1] chọn

; với răng chữ V:

(bảng 6.5 trang 96[1]).Theo
theo bảng 6.7 trang 98[1]:

do đó
(sơ đồ 7);

Chọn
4. Xác định thông số ăn khớp
+ Modul pháp sơ bộ:

chọn

mm

+ Góc nghiêng răng sơ bộ:
+ Số răng bánh dẫn:

Chọn

răng

Số răng bánh bị dẫn:

Chọn

răng

(>0,27%u) với

24


Góc nghiêng thực tế:

Vận tốc dài của bánh răng:

5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
 Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :

Theo bảng 6.5 trang 96[1],

Với

Hệ số trùng khớp dọc :

25