Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ nghiêng- thẳng (phân đôi) đường kính trục dẫn O38

Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ nghiêng- thẳng (phân đôi) đường kính trục dẫn O38, bánh răng nghiêng, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển , thuyết minh, nguyên lý Hộp giảm tốc, quy trình sản xuất Hộp giảm tốc, kết cấu Hộp giảm tốc, động học hộp giảm tốc.

A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền. 2

I . Xác định công suất cần thiết , số vòng  quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện: 2

II. Xác định tỉ số truyền động U của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục: 3

B. Thiết kế các bộ truyền. 4

I.  Chọn vật liệu: 4

II. Xác định ứng suất cho phép: 4

III. Tính bộ truyền cấp nhanh. 6

IV. Tính bộ truyền cấp chậm: 11

V.Tính bộ truyền ngoài 15

C. Thiết kế trục và then. 19

I . Chọn vật liệu. 19

II.Tính thiết kế trục về độ bền. 20

III. Tính mối ghép then. 27

IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 28

V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. 34

VI.Kiểm nghiểm độ cứng xoắn. 35

D. ổ lăn. 36

I. Tính cho trục 1. 36

II.Tính cho trục 2. 39

III.Tính cho trục 3. 41

E. Nối trục đàn hồi 42

G.Tính kết cấu vỏ hộp. 43

I.Vỏ hộp. 43

H. Bôi trơn hộp giảm tốc. 47

I. Các phương pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc. 47

K- Xác định và chọn các kiểu lắp. 49

M- phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc. 51

I-Phương pháp lắp ráp các tiết máy trên trục. 51

II- Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền . 51

III.Phương pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn. 52

Tài liệu tham khảo. 53

        A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

I . Xác định công suất cần thiết , số vòng  quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện:

1-Xác định  công suất cần thiết  theo công thức:
 

          2- Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện.

          3- Tỉ số truyền của cơ cấu :

II. Xác định tỉ số truyền động U  của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục:

  1- Xác định tỷ số truyền U  của hệ thống dẫn động

      2- Phân phối tỷ số truyền của hệ  dẫn động U  cho các bộ truyền

       3- Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:

          - Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:

       B. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG:

I.  Chọn vật liệu:

- Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng như nhau . Theo bảng 6-1 chọn

          *Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt răng có HB(241..285)

                             HB₁ = 245

          *Bánh lớn :

Do có tóc độ quay và đIêù kiện nên chọn đọ rắn mạt răng thấp hơn từ 10-15HB        Chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt răng có

                             HB = 230

II. Xác định ứng suất cho phép:

G.TÍNH KẾT CẤU VỎ HỘP

I.Vỏ hộp

Nhiệm vụ của vỏ hộp giảm tốc là bảo đảm vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy , tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến , đựng dầu bôi trơn , bảo vệ các chi tiết tránh bụi bặm

Vật liệu phổ biến nhất dùng để đúc hộp giảm tốc là gang xám  GX 15-32

1.Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp và thân

Bề mặt ghép của vỏ hộp (phần trên của vỏ là nắp , phần dưới là thân ) thường đi qua đường tâm các trục , nhờ đó việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuận tiện hơn

Bề mặt ghép thường chọn song song với mặt đế

2.Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp

    a.Chiều dày thân và nắp.

+ Chiều dầy thân hộp  d : Xác định theo công thức sau.

3. Một số chi tiết khác

a.Cửa thăm.

Để kiểm tra quan sát chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có lắp cửa thăm, cửa thăm được đậy bằng nắp, cửa thăm có kết cấu và kích thước như hình vẽ , theo bảng 18-5/2/ trađược các kích thước của cửa thăm.

b.Nút thông hơi.

Khi làm việc nhiệt độ trong nắp tăng nên, để giảm áp xuất và điều hoà không khí bên trong và bên ngoài hộp ta dùng nút thông hơi, theo bảng  18-6/2/ tra được các kích thước như hình vẽ.

c. Nút tháo dầu

 Sau một thời gian làm việc , dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn, hoặc bị biến chất , do đó cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ ở đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ tháo dầu được bịt kín bàng nút tháo dầu, kết cấu và kích thước như hình vẽ (các kích thước tra bảng 18-7/2/).

d. Kiểm tra mức dầu.

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kích thước và kết cấu như hình vẽ.

e- Chốt định vị .

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục . Lỗ trụ lắp trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị , nhờ có chốt định vị , khi xiết bulông không bị biến dạng vòng ngoài ổ .

ống lót và nắp ổ.

ống lót.

 ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận lợi cho việc lắp ghép và điều chỉnh bộ phận ổ, đồng thời để che kín ổ tránh sự xâm nhậm của bụi bặm, chất bẩn ,  ống lót làm bằng gang GX15-32 , trong ngành chế tạo máy, kích thước ống lót được chọn như sau:

+ Chiều dầy d = 6…8 mm, ta chọn

d = 8 mm,

+ Chiều dầy vai d₁ và chiều dầy bích d₂.

d₁= d₂ = d.

+ Đường kính lỗ lắp ống lót : D’ = D +2. d = 67 +16 = 83 [mm].

+ Theo bảng 18-2/2/ chọn vít M8 số lượng 6 chiếc.

H. BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

          Để giảm mất mát công suất vì ma sát , giảm mài mòn răng , đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc

I. Các phương pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc

1. Bôi trơn trong hộp

   Với vận  tốc vòng của bánh cấp nhanh là V=1,8 m/s;bánh cấp chậm là V=0,75m/s

Theo cách dẫn dầu đến bôi trơn các tiết máy , người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu và bôi trơn lưu thông , do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm đều có vận tốc v < 12 m/s nên ta bôi trơn bánh răng trong hộp bằng phương pháp ngâm dầu .Bánh răng của cả 2 cấp đều được ngâm trong dầu.Với  chiều sâu ngam dầu lấy bằng 1/6 bán kính bánh răng cấp nhanh và khoảng 1/4   bán kính bánh răng cấp chậm.

Theo bảng 18-13 ta chọn được loại dầu AK-20 có độ nhớt 20 Centistoc

2. Bôi trơn ngoài hộp

Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị nào che dậy nên dễ bị bụi bặm vào do đó ở bộ truyền ngoài ta thường bôi trơn bằng mỡ định kỳ

II. Bôi trơn ổ lăn

Khi ổ được bôi trơn đúng kỹ thuật , nó sẽ không bị mài mòn , ma sát trong ổ sẽ giảm , giúp tránh không để các chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với nhau , điều đó sẽ bảo vệ được bề mặt và giảm được tiếng ồn .Thông thường thì các ổ lăn đều có thể bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ , nhưng trong thực tế thì người ta thường dùng mỡ bởi vì so với dầu thì mỡ bôi trơn được giữ trong ổ dễ dàng hơn , đồng thời có khả năng bảo vệ ổ tránh tác động của tạp chất và độ ẩm . Ngoài ra mỡ được dùng lâu dài ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ theo bảng 15-15a tập 2 ta dùng loại mỡ M và chiếm 1/2 khoảng trống . Để che kín các đầu trục ra , tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài , ở đây ta dùng loại vòng phớt, theo bảng 15-17/2/ tra được kích thước vòng phớt cho các ổ như sau.

                                Bảng thống kê  dùng cho bôi trơn

K- XÁC ĐỊNH VÀ CHỌN CÁC KIỂU LẮP.

          Mối ghép giữa bánh răng và trục với yêu cầu không tháo lắp thường xuyên, khả năng định tâm đảm bảo, không di trượt dọc trục nên ta dùng kiểu lắp  . Còn đối với mối ghép bạc và trục độ đồng tâm yêu cầu không cao nên ta dùng 

          Mối ghép then và trục ta dùng mối ghép trung gian  , còn đối với mối ghép gi`ữa lỗ hộp và nắp thì ta dùng mối ghép lỏng chẳng hạn 

          Mối ghép giữa ổ và trục thì lắp theo hệ thống lỗ ta chọn kiểu lắp K6, còn mối ghép giữa vòng ngoài ổ và lỗ hộp thì  ta dùng mối ghép H7

M- PHƯƠNG PHÁP LẮP RÁP HỘP GIẢM TỐC.

I-Phương pháp lắp ráp các tiết máy trên trục.

          Ổ lăn được lắp trên trục hoặc nên vỏ hộp bằng phương pháp ép trực tiếp hoặc phương pháp nung nóng, để tránh biến dạng đường lăn và không cho các lực khi lắp tác dụng trực tiếp lên các con lăn, cần tác dụng  lực đồng đều trên vòng trong khi lắp ổ trên trục hoặc vòng ngoài trên vỏ , mặt khác để dễ dàng lắp ổ trên trục hoặc vỏ , trước khi lắp cần bôi một lớp dầu mỏng nên trục hoặc lố hộp.              

          Ở đây dùng bạc chặn và mặt mút của vòng ổ để định vị bánh răng, khi sử dụng cần đảm bảo sự  tiếp xúc chính xác giữa các mặt mút bánh răng, bạc chặn và vòng ổ , vì vậy chiều dài bạc cần phải đảm bảo chính xác và phải dài hơn đoạn trục lắp bạc.

II- Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền .

          Sai số về chế tạo các chi tiết theo kích thước chiều dài và sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh răng trên trục không chính xác, vì vậy để bù vào những sai số đó thường lấy chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh răng lớn.

          Khi đó chiều rộng bánh răng nhỏ là: b_w = 48.110% = 52,8 [mm],

lấy b_w= 53 mm.

          Để đảm bảo sự ăn khớp của bộ truyền trục vít có hai phương pháp sau:

          + Dịch chỉnh các bánh răng trên trục đã cố định, sau đó định vị từng bánh.

III.Phương pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn.

          Khe hở ảnh hưởng đến sự phân bố tải trên các con lăn và độ bền lâu của ổ , lựa chọn khe hở thích hợp có khả năng giảm tiếng ồn, giảm dao động tăng độ cứng của gối trục .

          Theo bảng 15-12/2/ đối với ổ đũa côn lắp trên trục I và II ta tra được khe hở dọc trục cho phép la: Min = 20 mm, max =40 mm.

          Điều chỉnh ổ bằng cách dịch chỉnh vòng ngoài được thực hiện bằng các cách sau:

          + Điều chỉnh nhờ những tấm đệm đặt giữa lắp và vỏ hộp.

          +Điều chỉnh khe hở hoặc tạo độ dôi bằng vòng đệm 2.

          + Điều độ dôi của ổ bằng vít, vít tỳ vào vòng trung gian tác động đến vòng ngoài ổ và làm cho vòng ngoài dịch chuyển theo phương dọc trục.

          + Mài bớt vòng ngoài ổ hoặc đặt giữa vòng ổ các miếng bạc có chiều dầy khácnhau           Bảng thông kê các chi tiết tiêu chuẩn.

Tài liệu tham khảo

      Trịnh Chất – Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập I,II Nhà xuất bản Giáo dục-1999.

       Nguyễn Trọng Hiệp : Chi tiết máy, tập I và tập II.

Nhà xuất bản Giáo dục.

       Ninh Đức Tốn - Đỗ Trọng Hùng: Hướng dãn làm bài tập dung sai

Trường đại học bách khoa Hà nội – 2000.

      Trịnh Chất : Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy                                                                                              

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật , Hà nội 1994.