Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
Tính toán thiết kế bộ truyền hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh
Typology: Exercises
1 / 67
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
4. Tính toán bộ truyền cấp chậm (Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng)
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
DẪN ĐỘNG SỬ DỤNG HỘP GIẢM TỐC
BÁNH RĂNG TRỤ HAI CẤP PHÂN ĐÔI CẤP NHANH
Bảng thông số thiết kế: (Chi tiết trong Bảng số liệu theo từng phương án)
STT Tên Ký hiệu Số liệu
1 Lực vòng trên băng tải (N): F 8000
2 Vận tốc băng tải (m/s): V 0.
3 Chế độ làm việc:
Số ca làm việc (8 giờ/ca): C 3 Số ngày làm việc trong năm 270 Thời gian phục vụ (năm): L 8 Đặc tính làm việc: Va đập nhẹ Tỷ số truyền sơ bộ hộp giảm tốc: uh 10 Tỷ số truyền sơ bộ bộ truyền ngoài: un 3 4 Đường kính tang (mm): D 450
5 Chế độ tải: T 1 = T T 2 = k.T
6 2
Để chọn động cơ ta tiến hành các bước sau đây:
Tính công suất cần thiết của động cơ
Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ
Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ, kết hợp với các yêu cầu về
quá tải , mômen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước
động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế.
1. Xác định công suất của động cơ
Công suất cần thiết trên trục động cơ điện được xác định theo công thức (2.8) [1]
(kW)
Trong đó:
Pct : Công suất cần thiết trên trục động cơ
Pt : Công suất tính toán trên trục máy công tác
: Hiệu suất truyền động
Hiệu suất truyền động xác định theo công thức (2.9) [1]
4
Tra bảng 2.3 [1] ta chọn hiệu suất các loại bộ truyền và ổ như sau:
nkn =0,99 : Hiệu suất khớp nối trục đàn hồi
nd =0,95 : Hiệu suất bộ truyền đai
nol =0,99^ : Hiệu suất của mỗi cặp^ ổ^ lăn
nbr (^) 1 =0,97 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
nbr (^) 2 =0,97 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
m = 2 : Số cặp bánh răng
k = 4 : Số cặp ổ lăn
t ct
P P =
Trong đó:
V = 0,55 m/s : Vận tốc băng tải
D = 450 mm : Đường kính tang quay
Từ it và nlv ta xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ theo công thức (2.18) [1]
nsb = nlv. ut = 23,35.30 = 700,5 (vg/ph)
Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là nđb = 700,5 (vg/ph)
3. Chọn động cơ
Động cơ được chọn phải có công suất Pđc và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều
kiện sau:
Dựa vào bảng P1.3 [1], Phụ lục trang 237, công suất cần thiết Pct = 4,94 (kW) và
số vòng quay đồng bộ nđb = 700,5 (vg/ph) ta chọn động cơ có ký hiệu
4A132M8Y3.
Bảng 1.1: Thông số động cơ.
Kiểu động cơ P kw ( ) Vận tốc
quay(vòng/phút)
1. Xác định tỉ số truyền ut của hệ dẫn động.
Theo công thức (3.23) [1]:
dc t lv
2. Phân phối tỉ số truyền it của hệ dẫn động.
Trong đó:
un : Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp gỉam tốc
uh : Tỉ số truyền của hộp giảm tốc.
dc sb
dc ct n n
P P
Dựa vào bảng 2.4 [1] , ta chọn trước un = uđ = 3
t h n
Tỉ số truyền của hộp giảm tốc:
Trong đó:
ubn : Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
ubc : Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm
Để đảm bảo điều kiện bôi trơn thì ubn = (1,2 1,3). ubc
Chọn ubc = 2,
ubn = 3,35 3,62. Ta chọn ubn = 3,
Từ cách chọn như vậy ta có:
ut = 2,79.3.3,58 = 29,
Tỉ số truyền của bộ truyền đai :
t d bn bc
Số vòng quay của trục máy công tác là:
dc
t
Sai số vận tốc do chọn tỉ số truyền như trên là:
23,9 23, | | 23,
−
Sai số vận tốc nằm trong giới hạn cho phép.
Vậy có thể chấp nhận cách chọn tỉ số truyền như trên.
3. Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục
Tính toán công suất trên các trục :
v
v (^) 1 − v
lv
lv n
n − n
Ta có bảng hệ thống các số liệu tính được:
Bảng 1.2: Các thông số tỉ số truyền.
Trục
Thông số
Động cơ I II III Công tác
P (kW) 5,5^ 4,87^ 4,68^ 4,49^ 4,
Tỉ số truyền 3,02^ 3,58^ 2,79^1
N vg/ph 716 237,09 66,23 23,74 23,
1. Thông số kĩ thuật của bộ truyền đai
Công suất bộ truyền: 5,5 KW
Tỉ số truyền: ud = 3,
Số vòng quay bánh dẫn: ndc = 716 vòng/phút
Momen xoắn: T1 = 196.163,9 (Nmm)
Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 3 ca làm việc (1 ca/8h).
2. Xác định các thông số của bộ truyền
a) Chọn tiết diện đai
Chọn đai tiết diện A hình 4.1 (t59) [1].
bp=11mm , b 0 =13 mm , h=8 mm , y 0 =2,8 mm , A=81 mm^2
b) Xác định đường kính các bánh đai
Đường kính bánh đai nhỏ d 1
Tra bảng 4.13[1] ta chọn d 1 = 140 (mm)
Từ đó ta xác định được vận tốc của đai
d n v
= = = (m/s)
Ta có v = 5,25 m/s nhỏ hơn vận tốc cho phép vmax = 25 (m/s) đối với đai thang
thường nên có thể chấp nhận kết quả này.
Đường kính bánh đai lớn d 2 ta xác định theo công thức 4.2[1]
1 2
d u^ d^ d
(mm)
Trong đó: = 0,01 0,02 : là hệ số trượt.
Ta chọn = 0,
3,02. 431, 1 0,
d = = −
mm)
d − d − = = =
Tính theo công thức 4.7 [1]
0 0 (^2 1 )^0 0 (^ ) 1
3. Xác định số đai
Số đai z được tính theo công thức 4.16 [1]
đ đ
a u z
Trong đó:
Pđ =5,5 kW :Công suất trên trục bánh đai chủ động
Kđ = 1,35: Hệ số tải trọng động, tra theo bảng
C = 0,92: Hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm 1 , tra theo bảng 4.15 [1]
C 1 =1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai, tra theo bảng 4.16 [1]
Cu = 1,14: Hệ số kể đến ảnh hởng của tỉ số truyền, tra theo bảng 4.17 [1]
[P 0 ] = 3,01: Công suất cho phép, tra theo bảng 4.19 [1]
Cz = 1 : Hệ số kể đến ảnh hởng của sự phân bố không đều tải trọng cho
các đây đai, tra theo bảng 4.18 [1]
5,5.1, 2, 3,01.0,92.1.1,14.
z = =
Lấy z = 2 đai.
Từ số đai z có thể xác định chiều rộng bánh đai theo công thức 4.17 [1]
B = ( z - 1) t + 2 e = (2 - 1).15 + 2.10 = 35 (mm)
Đường kính ngoài của bánh đai xác định theo công thức 4.18 [1]
da = d 1 + 2 h 0 = 140 + 2.3,3 = 146,6 (mm)
Trong đó: t , e, h 0 tra theo bảng 4.21 [1]
4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng trên 1 đai đợc xác định theo công thức 4.19 [1]
0
780.. 780.5,5.1, 3,17 602, .. 5,25.0,92.
d d v
P K F F v C z
Trong đó:
Fv : Lực căng do lực ly tâm sinh ra, được tính theo công thức 4.20 [1]
Fv = qm.v^2 = 0,115.5,25^2 = 3,17 (N)
Với qm = 0,115: Khối lượng 1 mét chiều dài, tra theo bảng 4.22 [1]
Lực tác dụng lên trục tính theo công thức 4.21 [1]
Bảng 2.1: Thông số cơ bản bộ truyền đai.
Loại đai A
Đường kính bánh đai d 1 = 140mm d 2 =431,43mm
Chiều dài đai l = 1800 mm
Khoảng cách trục a = 457,41 mm
Góc ôm đai nhỏ α = 147,6^0
Số đai z = 2
Diện tích tiết diện A = 81mm^2
Đường kính ngoài da1 = 146,6 mm
Chiều rộng đai B = 35 mm
Vận tốc đai v = 5,25 m/s
Lực căng ban đầu F 0 = 602,7 N
Lực hướng tâm tác dụng lên trục Fr = 2315,07 N
SH, SF : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn
KHL, KFL : Hệ số tuổi thọ
Theo bảng 6.2 [1] với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn từ (180 350)HB ta có
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB 1 = 245; độ rắn bánh lớn HB 2 = 230, khi đó
= 2HB 1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 (MPa)
= 1,8.HB 1 = 1,8.245 = 441 (MPa)
= 2HB 2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 (MPa)
= 1,8.HB 2 = 1,8.230 = 414 (MPa)
Theo công thức 6.5 [1] ta có:
Trong đó
NHO : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất tiếp xúc
HHB : Độ rắn Brinen
Do có tải trọng thay đổi, theo công thức 6.7 [1] ta có
3
ax
HE^ 60..^ i. i i m
N c n t T
Trong đó:
c = 1 : Số lần ăn khớp trong một lần quay
Ti, ni, ti : Lần lượt là mô men xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc
ở chế độ i của bánh răng đang xét
2
3
ax
HE^ 60..^ i^.^ i.^ i^. i i m i
n T t N c t u T t
Thay số vào ta được
0 H lim
0 F lim
0 H lim 1
0 F lim 1
0 H lim 2
0 F lim 2
2 , 4 H HB
2
1
Như vậy theo công thức 6.1a [1], sơ bộ xác định được
[H] 1 = .KHL1/SH = 560.1/1,1 = 509,1(MPa)
[H] 2 = .KHL2/SH = 530.1/1,1 = 481,8 (MPa)
Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo công thức 6.12 [1] ta có
(^1 2) 2 509,1 481, 495,45 1,25 602, 2 2
H H H H
Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra NHE đều lớn hơn NHO nên
KHL = 1, do đó
Theo công thức 6.8[1] ta có
6
max
FE^ 60..^ i. i i
N c n t T
6
2 max
FE^ 60..^ i^.^.^ i^. i i i
n T t N c t u T t
Thay số vào ta được:
2
1
0 H lim
0 H lim 1
0 H lim 2
'
b) Xác định thông số ăn khớp
+) Xác định môđun
Theo công thức 6.17[1] ta có:
m = (0,01 0,02)aw = (0,01 0,02).200 = (2 4) (mm)
Theo bảng 6.8 [1] ta chọn m = 2,5.
Chọn trước = 35^0 cos = 0,
Theo công thức 6.31 [1], ta có số răng bánh nhỏ
w 1
a c z m u
= = =
lấy z 1 = 29(răng)
z 2 = u.z 1 = 3,58.29 = 103,82 lấy z 2 = 104 (răng)
Tỉ số truyền thực tế là um = 104/29 = 3,
Tính lại góc
1 2
1
Như vậy, nhờ có góc nghiêng của răng, ở đây không cần dịch chỉnh để đảm bảo
khoảng cách trục cho trước, nói khác đi dịch chỉnh bánh răng nghiêng chỉ nhằm
cải thiện chất lượng ăn khớp.
c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo công thức 6.33 [1], ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc:
1 2 w w
2.. ( 1) ... ..
H bn H M H bn
T K u Z Z Z b u d
=^ (MPa)
Trong đó:
bw : Chiều rộng vành răng
bw = ba .aw = 0,3.200 = 60 (mm)
ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
Tra bảng 6.5[1] ta được ZM = 274 (MPa1/3)
ZH : Hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc, tính theo công thức 6.34 [1]
b - góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở, tính theo công thức 6.35[1]
tgb = cost.tg
Với t và tw tính theo các công thức ở bảng 6.11[1], với = 20^0 theo TCVN.
Đối với bánh răng nghiêng không dịch chỉnh ta có:
t = tw = arctg(tg/cos) = arctg(tg20/0.83) = 23,
0
tgb = cos23,7.tg33,9= 0,61 b = 31,4^0
H
co Z = =
Ta có: = bwsin/(m.) : Hệ số trùng khớp dọc tính theo CT 6.37 [1]
= 0,3awsin/(m.) = 0,3.200.sin33,9/(2,5.3,14) = 4,
= [1,88 - 3,2.(1/z 1 + 1/z 2 )]/cos : Hệ số trùng khớp ngang, tính theo
CT 6.38b [1]
Z : H.số kể đến sự trùng khớp của răng, tính theo công thức 6.36c[1]
a 2,
KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc, xác định theo CT 6.39 [1]
KH = KH.KH.KHv
KH : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng,
tra bảng 6.7[1] ta được KH = 1,
Theo công thức 6.40[1] , ta xác định vận tốc vòng:
v = .dw1.n 1 /60000 = .2aw1/(um + 1).n 1 /
= 3,14.2.200/(3,59 + 1).237,09/60000 = 1,08 (m/s)
dw1 = 2aw1/(um + 1) = 2.200/(3,59 + 1) = 87,15 (mm)
KH: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp, tra bảng 6.14[1] ta được KH = 1,
KHv: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, tinh theo
công thức 6.41[1]
ZH = 2 cos (^) b /sin 2 tw
