Thiết kế hộp giảm tốc 1 cấp bánh trụ răng thẳng

ĐH Công Nghiệp Hà Nội - 1 - Đồ Án Chi Tiết Máy Đề 76
Lớp :CTM3_K11
Môn Học: Đồ án Chi Tiết Máy
Đề tài : Thiết kế hộp giảm tốc 1 cấp bánh trụ răng thẳng
Chương 1: Chọn động cơ, phân phối tỷ số truyền và mômen xoắn trên các trục động cơ
1.1, Chọn động cơ
1.1.1, Xác định công xuất động cơ
η
Pt
Pct =
Trong đó:
- P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ (kw)
- P
t:
công suất tính toán trên trục máy công tác (kw)
3
10..
−
= vFPt
Với :Lực kéo băng tải F=14000 N
Vận tốc băng tải V=0,34 m/s
− P
t
= 14000.0,34.
3
10
−
= 4,76 kw
Hiệu suất truyền động:

- η

=η
đ..
η
br.
2
ol
η
.
η
k
.η
ot
- Theo bảng 2.3_TTTKHTDĐCK ta có:
Hiệu suất bộ truyền đai η
đ =

0,96
Hiệu suất 1 cặp bánh răng η
br =
0,97
Hiệu suất 1 cặp ổ lăn η
ol =
0,99
Hiệu suất khớp nối η
k =
0,99
Hiệu suất 1 cặp ổ trượt η
ot =

0,995
− η
=
0,96.0,97.0,99
2
.0,99.0,995

= 0,9
−
9,0
76,4
=Pct
= 5,289 kw
1.1.2 Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ
- Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động
U
t
= U
h
.U
n
Trong đó:
- U
h
: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc
- Un: Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài
Theo bảng 2.4_TTTKHTDĐCK ta chọn sơ bộ:
U
h
= U

br
= 4
Un= U
đ
=5
 U
t
= 4.5 = 20
- Số vòng quay trục máy công tác:
n
lv =
D
v
.
.60000
π
Với vận tốc băng tải v =0.34 m/s
SV:Phạm Thanh Tùng - 1 - GVHD:Trần Thị Thu Thủy
ĐH Công Nghiệp Hà Nội - 2 - Đồ Án Chi Tiết Máy Đề 76
Đường kính tang D= 200mm
 n
lv
=
200.14,3
34,0.60000
=
32,48 (vg/ph)
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ :
.
n

sb=
n
lv.
u
t =
32.20
=
640 (vg/ph)
1.1.3 Chọn động cơ
- Momen mở máy của động cơ
65,1
4,1
.4,1
21
1
=
+
=
TT
T
T
Tmm
= 0,85
- Theo kết quả tính toán ở trên :
• Công suất cần thiết P
ct
= 5.289 kw
• Số vòng quay đồng bộ tạm chọn của động cơ:n
sb
= 750 (vg/ph)

• Tải trọng phải thỏa mãn:
dn
mm
T
T
T
T
max
<
Theo phần phụ lục P1.3_TTTKHTDĐCK ta chọn đông cơ:
Tên động cơ Công suất động cơ
(kw)
n
đb
(vg/ph)
Hệ số cosϕ
dn
T
T
max
4A132S8Y3 5,5 716 0,74 1.8
1.2.Phân phối tỷ số truyền
- Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động :
U
t
= U
h.
U
đ
=

lv
đb
n
n
=
48,32
716
= 22,04
- Phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền của hộp giảm tốc U
h
= U
br
= 4
 Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài U
n
= U
đ
= 5,51
1.3.Xác định công suất,số vọng quay và mômen xoắn trên các trục của hệ thống dẫn động:
Gồm các trục:
− Trục động cơ
− Trục bánh răng nhỏ: trục 1
− Trục bánh răng lớn : trục 2
1.3.1,Trục bánh răng lớn:
Theo sơ đồ hệ thống dẫn đông của đề 76 ta có:
lkot
t
lkot
lv

PP
P
0.0.
2
..
ηηηηηη
==

Theo bảng 2.3_TTTKHTDĐCK ta chọn:
− η
ot
= 0,995
− η
k
= 0,99
− η
o l
= 0,99
SV:Phạm Thanh Tùng - 2 - GVHD:Trần Thị Thu Thủy
ĐH Công Nghiệp Hà Nội - 3 - Đồ Án Chi Tiết Máy Đề 76
 P
2
=
88,4
99,0.99,0.995,0
76,4
=
kw
n
2

= n
lv
= 32,48 (vg/ph)
T
2
= 9,55.10
6
.
2
2
n
P
= 9,55.10
6
48.32
88,4
= 1434852,22 N.mm
1.3.2,Trục bánh răng nhỏ:
Theo sơ đồ hệ thống dẫn động đề 76 ta có:
brol
P
P
ηη
.
2
1
=
Theo bảng 2.3_TTTKHTDĐCK ta chọn:
− n
lt

= 0,99
− n
br
= 0,97
 P
1
=
08,5
97,0.99,0
88,4
=
kw
n
1
=
đ
đc
U
n
=
51,5
716
= 130(vg/ph)
T
1
= 9,55.10
6
.
1
1

n
P
= 9,55.10
6
130
08,5
= 373184,62 N.mm
1.3.3,Trục động cơ:
Theo sơ đồ hệ thống dẫn động đề 76 ta có:
đbr
đc
P
P
ηη
.
1
=
Theo bảng 2.3_TTTKHTDĐCK ta chọn:
− n
br
= 0,97
− n
đ
= 0,96
 P
đc
=
45,5
96,0.97,0
08.5

=
kw
n
đc
= 716(vg/ph)
T
đc
= 9,55.10
6
.
đc
đc
n
P
= 9,55.10
6
716
45,5
= 72692,04 N.mm
Bảng tổng kết số liệu:
Thông số trục Động cơ 1 2
Công suất P(kw) 5,4 5,03 4,83
Tỷ số truyền U 5,51 4
Số vòng quay n (vg/ph) 716 130 32,48
Mômen xoắn T (N.mm) 72692,04 373184,62 1434852,22
SV:Phạm Thanh Tùng - 3 - GVHD:Trần Thị Thu Thủy
ĐH Công Nghiệp Hà Nội - 4 - Đồ Án Chi Tiết Máy Đề 76
Chương 2.Thiết kế bộ truyền ngoài_Bộ truyền đai dẹt
2.1,Chọn loại đai
Căn cứ công suất động cơ P = 5,5kw, tỷ số truyền U

đ
= 5,1 và điều kiện làm việc va đập nhẹ ta chọn
Loại đai là đại vải cao su
2.2,Xác định các thông số bộ truyền
2.2.1,Đường kính bánh đai nhỏ
Theo công thức thực nghiệm ta có : d
1
= (5.2...6.4)
3
đc
T
trong đó : mômen xoắn trên trục động cơ T
1
= 72692,04N.mm
đường kính bánh đai nhỏ d
1
 d
1
= (5.2...6.4)
3
72692,04
=217,02...267,1 mm
Theo tiêu chuẩn bảng 15_tập bảng tra chi tiết máy ta chọn :d
1
= 225 mm
2.2.2,Đường kính bánh đai lớn
d
2
=
ξ

−1
.
1 d
Ud
=
01,01
51.5.225
−
= 1252,27 mm
Theo tiêu chuẩn bảng 15_ tập bảng tra chi tiết máy ta chọn :d
2
= 1250 mm
Tỷ số truyền thực tế :
U
tt
=
)01.01.(225
1250
)1(
.1
2
−
=
−
ξ
d
d
= 5.61
 Sai lệch tỷ số truyền :
8.1100.

51,5
61,551,5
100. −=
−
=
−
=∆
đ
ttđ
U
UU
U
% < 5%
⇒
đảo bảo
2.2.3,Khoảng cách trục và chiều dài đai
• khoảng cách trục :
a
))(2...5,1(
21
dd +≥
=1,5.(225 + 1250) = 2212,5 mm
• chiều dài đai :
L
5,2212.4
)2251250(
2
)2251250.(14,3
5,2212.2
4

)(
)(
2
2
2
2
12
21
−
+
+
+=
−
+++=
a
dd
dda
π
= 6860,64 mm
• tăng dây đai lên một lượng l = 139,36 mm để dễ nối đai.Vậy chiều dài của đai là L = 7m
• Nghiệm đai về tuổi thọ :
L
v
i =

Với chiều dài của đai L = 7m
vận tốc đai v =
sm
nd
đc

/435,8
10.60
716.225.14,3
10.60
..
33
1
==
π

⇒<== 5205,1
7
435,8
i
đảm bảo độ bền của đai
• Nghiệm góc ôm α
1
:
°=
−
−°=
−
−°= 6,153
5,2212
2251250
.57180.57180
12
1
a
dd

α
>
[ ]
°= 150
1
α
.Thỏa mãn điều kiện góc ôm
2.3,Xác định tiết diện đai
SV:Phạm Thanh Tùng - 4 - GVHD:Trần Thị Thu Thủy
ĐH Công Nghiệp Hà Nội - 5 - Đồ Án Chi Tiết Máy Đề 76
• Diện tích tiết diện đai dẹt được xác định từ chỉ tiêu về khả năng kéo của đai :
[ ]
F
đt
kF
bA
δ
δ
.
. ==

[ ]
δδ
.
.
F
đt
kF
b =⇒
Trong đó :

δ
là chiều dày của đai.Với đai vải cao su
mmd
d
625,5
40
225
40
1
40
1
1
1
==≤⇒≤
δ
δ
Theo bảng tra 4.1_TTTKHTDĐCK ta chọn
δ
= 6
4
=⇒
z
Lưc vòng F
t
=
V
P
ct
.1000
Với vận tốc đai V =

sm
nd
đc
/435,8
10.60
716.225.14,3
10.60
..
33
1
==
π
 F
t
=
N
V
P
đc
652
435,8
5,5.1000
.1000
==
• Theo bảng 4.7_TTTKHTDĐCK ta có :Hệ số tải trọng động k
đ
= 1,1
• Ứng suất có ích cho phép
[ ]
F

δ
xác định theo công thức:
[ ] [ ]
0
0
... CCC
vFF
α
δδ
=

Trong đó:
 Ứng suất có ích cho phép xác định bằng thực nghiệm
[ ]
1
.2
1
0
d
k
k
F
δ
δ
−=
 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài là
⇒°55
Ứng suất căng ban đầu
MPa8.1
0

=
σ
Theo bảng 4.9_TTTKHTDĐCK ta chọn : k
1
= 2,5; k
2
= 10
=>
[ ]
256,2
225
5,510
5,2
.
0
=−=
F
δ
(MPa)
Theo bảng 4.10_TTTKHTDĐCK Bằng phương pháp nội suy ta có:
− Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm :
9208,0
=
α
C
Theo bảng 4.11_TTTKHTDĐCK Bằng phương pháp nội suy ta có:
− Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc góc :
0094,1=Cv
Theo bảng 4.12_TTTKHTDĐCK với Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài là
°55

− Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền
1
0
=
C
⇒
[ ]
09,21.0094,1.9208,0.256,2 ==
F
δ
(MPa)
Hệ số tải trọng động k
đ
= 1,35
=>
[ ]
mm
kF
b
F
đt
19,70
09,2.6
35,1.652
.
.
===
δδ

Theo tiêu chuẩn bảng 21_tập bảng tra chi tiết máy : b = 75 (mm)

( )
mmB 85=⇒
2.4,Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
− Lực căng ban đầu :
.8,1..
00
==
δσ
bF
75.6=810 (N)
− Lực tác dụng lên trục:






=






=
2
6,153
sin.810.2
2
sin..2

1
0
α
FF
r
= 1577,19 (N)
SV:Phạm Thanh Tùng - 5 - GVHD:Trần Thị Thu Thủy