Bài giảng Hộp giảm tốc tiêu chuẩn - Vũ Ngọc Pi

Nội dung text: Bài giảng Hộp giảm tốc tiêu chuẩn - Vũ Ngọc Pi

1. ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN Thái nguyên, 7/2011
2. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Tài liệu này được trích dịch từ nguyên bản tiếng Nga cuốn Редукторы – Конструкции и расчет, Của tác giả Анфимов М. И. (Мockba, Машиностроение, 1993)
3. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn 1. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển Phần này trình bày về các số liệu của hộp giảm tốc (HGT) bánh răng trụ 2 cấp khai triển Ц2У theo tiêu chuẩn của Liên xô cũ. Các bảng số liệu và các hình vẽ trong phần này được lấy trong [1]. HGT bánh răng trụ 2 cấp Ц2У được thiết kế theo 5 nhóm kích thước với khoảng cách trục cấp chậm từ 100 đến 250 mm; mô men xoắn trên trục ra từ 250 đến 4000 Nm và tỉ số truyền từ 8 đến 40. Hình 1 trình bày kết cấu của một HGT kiểu Ц2У có khoảng cách trục các cấp là 160 và 250 mm (hộp Ц2У-250). Các bánh răng trong HGT Ц2У được chế tạo bằng thép ít các bon và được nhiệt luyện để có độ rắn bề mặt từ 56÷58 HRC. Góc nghiêng của răng là 16015’37’’. Các bánh răng chủ động thường làm liền trục. Bảng 1 trình bày về vật liệu và nhiệt luyện các bánh răng trong HGT Ц2У. Các ổ lăn trong HGT Ц2У là ổ đũa côn đỡ chặn 1 dãy để có thể chịu cả lực hướng tâm và lực dọc trục. Các kích thước cơ bản của HGT Ц2У (xem Hình 2) được cho trong bảng 2. Tải trọng cho phép (mô men xoắn trên trục ra; tải trọng hướng kính danh nghĩa trên các trục) của các HGT Ц2У cho trong bảng 3. Giá trị tỉ số truyền và các thông số của các bộ truyền bánh răng (khoảng cách trục, mô đun, số răng vv ) của các HGT Ц2У được trình bày trong bảng 4. Bảng 1: Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng trong HGT Ц2У Chiều dài trục Chiều rộng Mô đun Đường kính có bánh răng Yêu cầu Bánh răng bánh răng Vật liệu (mm) (mm) liền trục nhiệt luyện (mm) (mm) Bánh chủ động, bị - 62 550 16 80 Thép động 1, 25 3 25XГM Bánh răng Thấm ni tơ; - liền trục 20 220 120 1180 độ cứng đạt Bánh chủ 56 63 Thép động, bị - 60 550 16 80 25XГM HRC động 46 hoặc thép Bánh răng - 20XHM liền trục 20 220 120 1180 Bánh chủ Thép Thấm than, động, bị - 125 704 60 105 25XHГM tôi đạt động 48 hoặc thép 56 63 Bánh răng - 20XH3A liền trục 64 252 315 1090 HRC Bánh bị động 914 610 1240 112 180 - Tôi cao tần Bánh chủ Thép độ cứng đạt động; bánh 714 112 264 - 285 1620 40XH2MA 50 54 răng liền trục HRC
4. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Bảng 2: Các kích thước cơ bản của HGT Ц2У Bảng 2: Tải trọng cho phép của HGT Ц2У Kiểu hộp giảm tốc Tải trọng cho phép Ц2У-100 Ц2У-125 Ц2У-160 Ц2У-200 Ц2У-250 Mô men xoắn trên trục ra T T 250 500 1000 2000 4000 (Nm) Tải trọng hướng kính danh 500 750 1000 2000 3000 nghĩa trên trục vào PI (N) Tải trọng hướng kính danh 4000 5600 8000 11200 16000 nghĩa trên trục ra PIII (N) Bảng 3: Tỉ số truyền và các thông số của các bộ truyền bánh răng của HGT Ц2У
5. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn
6. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hình 1: Bản vẽ lắp HGT bánh răng trụ 2 cấp Ц2У-250 [1]
7. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hình 2: Kích thước cơ bản của HGT bánh răng trụ 2 cấp Ц2У [1]
8. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn 2. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp đồng trục Phần này trình bày về các số liệu của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp đồng trục Ц2C theo tiêu chuẩn của Liên xô cũ. Các bảng số liệu và các hình vẽ trong phần này được lấy trong [1]. HGT bánh răng trụ 2 cấp đồng trục Ц2C được thiết kế để truyền mô men xoắn trên trục ra từ 125 đến 1000 Nm và tỉ số truyền từ 8 đến 50. Hình 3 trình bày bản vẽ lắp HGT bánh răng trụ 2 cấp đồng trục Ц2C-100 có khoảng cách trục là 100 mm. Các bánh răng trong HGT Ц2C được chế tạo bằng thép 40XH2MA và thấm ni-tơ để có độ rắn bề mặt ≥ 58 HRC. Các kích thước cơ bản của HGT Ц2C (xem Hình 4) được cho trong bảng 4. Tải trọng cho phép (mô men xoắn trên trục ra; tải trọng hướng kính danh nghĩa trên các trục) của các HGT Ц2У cho trong bảng 3. Các thông số kỹ thuật đặc trưng (tỉ số truyền danh nghĩa, mô men xoắn cho phép trên trục ra ) của các HGT Ц2C được trình bày trong bảng 5. Số vòng quay giới hạn của trục vào của HGT Ц2C là 1500 (vòng/phút). Bảng 4: Các kích thước cơ bản của HGT bánh răng đồng trục kiểu Ц2C Bảng 5: Các thông số kỹ thuật của HGT Ц2C
9. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hình 3: Bản vẽ lắp HGT bánh răng trụ 2 cấp đồng trục Ц2C-100 [1]
10. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hình 4: Kích thước cơ bản của HGT bánh răng trụ 2 cấp đồng trục Ц2C [1]
11. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn 3. Hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ 2 cấp Phần này trình bày về các số liệu của hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ 2 cấp theo tiêu chuẩn của Liên xô cũ. Các bảng số liệu và các hình vẽ trong phần này được lấy trong [1]. HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp được thiết kế với tỉ số truyền từ 6 đến 40 [1]. Giá trị của tỉ số truyền các cấp được cho trong bảng 6. Bảng 7 trình bày giá trị cho phép P/nr (P là công suất trên trục ra; nr là số vòng quay/phút của trục ra) của HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp. Các giá trị này xác định khả năng chịu tải của HGT. Chúng được tính toán từ điều kiện bền tiếp xúc và điều kiện bền uốn của răng với góc nghiêng của bánh răng trụ là 8634o ''' và góc nghiêng của bánh răng côn là o 815 ; vật liệu của bánh răng bị động là thép đúc có σ b = 700 Mpa, σ k = 500 Mpa, HB ≥ 200; bánh răng chủ động làm bằng thép crom có σ b = 800 Mpa, σ k = 600 Mpa, HB ≥ 241. Nếu các bánh răng làm bằng thép có cơ tính cao hơn các giá trị kể trên thì có thể lấy giá trị cho phép P/nr cao hơn trong bảng. Với các bánh răng tôi bề mặt có thể lấy các giá trị P/nr cao hơn giá trị cho phép về độ bền tiếp xúc trong bảng. Tùy theo kích thước của HGT côn-trụ 2 cấp mà chúng được thiết kế thành 2 kiểu, bao gồm: kiểu đáy phẳng (hình 5) và kiểu đáy lồi (có bể chứa dầu) (hình 6, 7). Các kích thước cơ bản (xem hình 5 và 6), khối lượng và thể tích dầu bôi trơn của HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp được cho trong bảng 8. Bảng 6: Tỉ số truyền, chiều dài côn ngoài và khoảng cách trục cấp chậm của HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp Bảng 7: Trị số cho phép P/nIII của HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp
12. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hình 5: HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp đáy phẳng [1]
13. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hình 6: Kích thước cơ bản của HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp kiểu K Ц1 [1]
14. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hình 7: HGT bánh răng côn-trụ 2 cấp có bể chứa dầu [1]
15. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Bảng 8: Kích thước cơ bản, khối lượng và lượng dầu bôi trơn của HGT côn-trụ 2 cấp Bảng 9: Kích thước cơ bản của HGT côn-trụ 2 cấp kiểu KЦ1 (xem hình 6) Bảng 10: Tải trọng cho phép của HGT côn-trụ 2 cấp kiểu KЦ1 Mô men xoắn cho phép trên trục ra, mô men xoắn quá tải cho phép trong thời gian ngắn trên trục ra và tải trọng hướng kính cho phép tại đầu mút các trục vào và ra của HGT côn-trụ 2 cấp kiểu KЦ1 được cho trong bảng 10. Các trị số trong bảng xác định khi HGT làm việc trong 8 h liên tục với tải trọng không đổi. Trường hợp điều kiện làm việc của HGT khác với điều kiện kể trên thì cần điều chỉnh bởi hệ số điều kiện làm việc K – kể đến ảnh hưởng của thời gian làm việc liên tục của HGT và chế độ tải trọng tác dụng lên hộp (bảng 11).
16. Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Hiệu suất của các HGT côn-trụ 2 cấp lấy bằng 0,94 [1]. Các thông số ăn khớp của HGT côn-trụ 2 cấp kiểu KЦ1 cho trong bảng 12. Bộ truyền bánh răng côn răng cong có góc xoắn bằng 300 (riêng HGT KЦ1-500 có góc xoắn bằng 250). Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng có góc nghiêng bằng 806’34’’. Bảng 11: Hệ số điều kiện làm việc K Số giờ làm việc liên tục của HGT (h) Chế độ làm việc 3 8 24 Tải không đổi 1,25 1,0 0,8 Tải trọng thay đổi 1,0 0,8 0,65 Tải trọng va đập 0,65 0,55 0,5 Bảng 12: Các thông số ăn khớp của HGT côn-trụ 2 cấp kiểu KЦ1 Tài liệu tham khảo [1] Анфимов М. И., Редукторы - Конструкции и расчет, Мockba, Машиностроение, 1993.