Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ án môn học, CHI TIẾT máy ,TÍNH TOÁN THIẾT kế, bộ TRUYỀN ĐAI, hộp GIẢM tốc ,PHÂN đôi cấp NHANH
TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế đồ án chi tiết máy môn học ngành khí, mơn học khơng giúp sinh viên có nhìn cụ thể, thực tế với kiến thức học mà cịn sở quan trọng cho môn chuyên nghành học sau Đề tài em giao thiết kế hộp giảm tốc hai cấp loại hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh gồm bánh trụ truyền đai thang Hệ thống dẫn động động điện thông qua truyền đai thang, hộp giảm tốc khớp nối truyền chuyển động tới xich dẫn Trong qua trình tính tốn thiết kế em tham khảo sử dụng tài liêu: -Chi tiết máy tập 1, tập GSTS Nguyễn Trọng Hiệp -Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tâp 1, tập PGS TS Trịnh Chất - TS Lê Văn Uyển -Dung sai lắp ghép GS TS Ninh Đức Tốn Do lần làm quen với việc tính tốn thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng có liên quan chắn làm em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo, hướng dẫn nhiệt tình cử giáo viên mơn để em hồn thành tốt đồ án Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo mơn mà đặc biệt thầy giáo Hồng Xuân Khoa trực tiếp hướng dẫn bảo cách tận tình giúp em hồn thành tốt nhiệm vụ giao Hà Nội, tháng năm 2012 Sinh viên: Nguyễn Văn Đình Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I:CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂM PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Xác định công suất cần thiết động Công suât yêu cầu đặt lên trục động xác đình theo cơng thức(2.8) sách TTTKHDĐCK: Pt η Trong P công suất trục máy công tác t Pct = β η : hiệu suất β : hệ số đẳng trị Hệ số đẳng trị β xác định theo công thức (2.14) 2 T t T 2,8 0, 66T 4, 25 Ta có β = ∑ i i = =0,76 + ÷ ÷ ÷ T T T t F V 2950.1, 26 Pt = = = 3, 72 (kw) 1000 1000 Hiệu suất truyền động η tính theo công thưc (2.9): η = η1.η2 η3 Với: ηđai Hiệu suất truyền đai ηbr Hiệu suất cặp bánh ηol Hiệu suất cặp ổ lăn ηot Hiệu suất cặp ổ trượt ηk Hiệu suất nối trục di động Theo đề :η = ( ηbr ) η d ( ηol ) = ( 0,97 ) 0,95 ( 0,99 ) =0,86 Trong : ηbr = 0,97 ηd = 0,95 ηol = 0,99 3 Vậy Pct đặt lên trục động là: P 0, 76.3, 72 Pct = β t = = 3, (kw) η 0,86 1.2 Chọn động Động chọn phải thỏa mãn điều kiện(1) (2) Pdc ≥ Pct Tk Tmm ≥ Tdn T Tmm = 1, Có T Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 (1) (2) TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Pct = 3, (kw) Dựa vào điều kiên trên(tra bảng P1.2) ta chọn loại động DK51-4 Có thơng số: TK = 1, Tdn Pdc = 4,5 (kw) ndb = 1440 (v/ph) 1.3 Tính số vịng quay trục cơng tác Số vịng quay trục công tác nlv xách định theo công thức (2.16) nlv = 60000.v 60000.1, 26 = = 43, (v/ph) z p 25.70 1.4 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung hệ( sơ bộ) theo công thức (2.15) ut = uh ud Theo bảng (2.4) + truyền động bánh trụ,HGT banh trụ hai cấp uh = ( 40 ) + truyền động đai thang ud = ( ) Chọn uh = 10 ud = 3,15 Suy ut = uh ud = 10.3,15=31,5 -số vòng quay trục động nsb theo cơng thức (2.18) ta có: nsb = nlv nt = 43, 2.31,5 = 1360,8 Tỷ số truyền chung hệ xác định theo công thức (3.23) uc = ndc 1440 = = 33,3 nlv 43, Tra bảng (2.4) u1 = ( ) Chọn ud = 3,15 Vậy uh = 33,3 = 10, 3,15 Ta chọn tỷ số truyền phân đôi cấp nhanh U1 = => u2 = uh 10, = = 2, 65 u1 1.5 Xác định công suất trục a Công suất - công suất truc III: P3 = Plv 3, 72 = = 3, 75 ( kw ) ηot η k 0,99.1 - công suất trục II: P2 = P3 3, 75 = = 3,84 ( kw ) ηbr ηol 0,98.0,995 - công suất trục I: Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ P= ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY P2 3,84 = = 3,93 ( kw ) ηbr ηol 0,98.0,995 Công suất trục làm việc động cơ: Pdc = P 3,93 = = 3,94 ( kw ) ηol ηk 0,995.1 b Số vòng quay - số vòng quay trục động cơ: ndc = 1440 ( v / ph ) - số vòng quay trục I: n1 = ndc 1440 = = 457,14 ( v / ph ) nd 3,15 - số vòng quay trục II: n2 = n1 457,14 = = 114, 29 ( v / ph ) u1 - số vòng quay trục III: n3 = n2 114, 29 = = 43,1( v / ph ) u2 2, 65 -số vòng quay trục công tác: nct = n3 = 43,1( v / ph ) c Mômen xoắn trục Ti = 9,55.106 Pi ni - trục I: TI = 9,55.106 P 3,93 = 9,55.106 = 82100, 67 ( N mm ) n1 457,14 Trên trục II: TII = 9,55.106 P2 3,84 = 9,55.106 = 320867,96 ( N mm ) n2 114, 29 - trục III: TIII = 9,55.106 P3 3, 75 = 9,55.106 = 830916,5 ( N mm ) n3 43,1 - trục động cơ: Tdc = 9,55.106 Pdc 3,93 = 9,55.106 = 26063,5 ( N mm ) ndc 1440 - trục công tác: Ttc = 9,55.106 Ptc 3, 72 = 9,55.106 = 824269,14 ( N mm ) ntc 43,1 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY BẢNG KẾT QUẢ Trục Động Thơng số Số vịng quay: n(v/ph) Cơng suất:P(kw) Momen xoắn:T (N.m) Tỷ số truyền: u I II 1440 457,14 4,5 3,93 824269,14 82100,67 ud = 3,15 III 114,29 43,1 3,84 3,75 320867,96 830916,5 2,65 Công tác 43,1 II TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI Chọn đai - chọn tiết diện đai với Pdc = 4(kw) ndc =1732(v/ph) Ta chọn đai A có thơng số sau: Ký hiệu Kíc thước tiết diện (mm) b bt A 11 13 y0 Diện tích Đường Tiết diện kính bánh (mm) Đai nhỏ d1 (mm) 2,8 81 H - chọn đường kính đai nhỏ d1 =180(mm) theo bảng (4.21) 2.2 Xác định thông số truyền Kiểm tra vận tốc đai π d1.ndc π 180.1360,8 v= = = 12,8 (m/s) 60000 vmax = 25 (m/s) Thấy v < vmax 60000 Có d = u.d1 ( − ε ) Trong u= 3,15 Chọn ε = 0.02 d2 = 180.3,15 = 578, (mm) − 0, 02 Tra bảng 4.21 chọn đường kình tiêu chuẩn d = 560(mm) Vậy tỷ số truyền thực tế: Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 100 ÷ 200 Chiều dài Giới hạn L (mm) 560 ÷ 4000 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ut = ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY d2 560 = = 3,17 d1 ( − ε ) 180 ( − 0, 02 ) Sai lệch tỷ số truyền : ∆u = ut − u 100% = 0, 63% < 4% thỏa mãn điều kiện u -chọn khoảng cách trục chiều dài Theo bảng 4.14 ta chọn khoảng cach trục dựa theo tỷ số truyền u đường kính đai d a = ( ut = 3,17 ) ⇒ a = d = 560 ( mm ) d2 Kiểm tra điều kiện a 0,55 ( d1 + d ) + h ≤ a ≤ ( d1 + d ) ⇒ 0,55 ( 180 + 560 ) + ≤ a ≤ ( 180 + 560 ) ⇒ 415 ≤ a ≤ 1480 Thỏa mãn điều kiện Từ khoảng cách trục a chon theo cơng thức 4.4 ta có: (d − d1 ) 4.a π ( 180 + 560 ) ( 560 − 180 ) ⇒ l = 2.560 + + = 2346,85 ( mm ) 4.560 l = 2.a + 0,5.π ( d1 + d ) + Tra bảng 4.13 chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn : l=2500(mm) Theo công thức 4.15 kiểm nghiệm tuổi thọ đai i= v 12,8 = = 5,12(v / s) < imax = 10(v / s) l 2,5 - tính lại khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn l=2500(mm) theo cơng thức 4.16 ta có λ + λ − 8.∆ a= Với λ = l − π ( d1 + d ) = 2500 − π ( 180 + 560 ) = 1337, 61 2 ( d − d ) ( 560 − 180 ) = 190 ∆= = 2 1337, 61 + 1337, 612 + 8.190 Do a = = 640, 63 ( mm ) - góc ơm α1 bánh đai nhỏ theo cơng thức 4.7 ta có : 57 ( 560 − 180 ) 57.(d − d1 ) = 180 − = 146,19o a 640, 63 ⇒ α1 > α = 120o thỏa mãn điều kiện α1 = 180 − 2.3 Xác định số đai Số đai z xác định theo cơng thức 4.16 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ z= ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Pdc K d [ P0 ] Cα C1.Cu Cz Theo bảng 4.17 với đặc tính làm việc êm số ca làm việc - Chọn: P công suất trục bánh chủ động K d = 1, (hệ dẫn động nhóm II) Cα : hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm α1 Cα = − 0, 0025 ( 180 − α1 ) = 0,915 Cu : hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền Theo bảng 4.17 u=3,17>3 nên Cu = 1,14 P0 : công suất cho phép Pdc 3,94 Tra bảng 4.19 [ P0 ] = 5,33 (kw) ⇒ P = 5,33 = 0,8 [ 0] cz : hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng lên dây đai Tra bảng 4.18 P = 0,84 cz = [ P0 ] Số đai cần dùng : z= Pdc K d 3,94.1, = 0,9 = [ P0 ] Cα C1.Cu Cz 5,33.0,915.1,14.1 Vậy chọn z=1 - từ z = ta có chiều rộng bánh đai B theo công thức 4.17: B = ( z − 1).t + 2.e Tra bảng 4.21 ta có: e = 10 t = 15 B = (1-1).15+2.10=20(mm) *đường kính ngồi bánh đai: d a = d + 2.h0 Tra bảng 4.21 ta h0 = 3,3 d a = d + 2.h0 = 180 +3.3,3 = 186,6(mm) 2.4 Xác định lực căng ban đầu -lục căng đai: Theo công thức 4.16 ta có: F0 = 780.Pdc K d + Fv v.Cα z Trong Fv = qm v (lực căng li tâm gây ra) Với qm = 0,105 ( kg / m ) ( tra bảng 4.22) Khi Fv = 0,105.12,8 = 17, ( N ) ⇒ F0 = 780.3,94.1, + 17, = 332,1( N ) 12,8.0,915.1 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Theo cơng thức 4.21 ta có: α Fr = 2.F0 z.sin ÷= 2.332,1.1.sin ( 146,19o ) = 635,5 ( N ) 2 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN Thơng số Đường kính bánh đai nhỏ d1 ( mm ) Giá trị 180 Đường kính bánh đai lớn d ( mm ) Chiều rộng bánh đai B(mm) Chiều dài đai l (mm) Số đai z Khoảng cách trục a(mm) Lực tác dụng lên trục Fr ( mm ) 560 20 2500 640,63 635,5 II THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CỦA HỘP GIẢM TỐC A Thiết kế truyền cấp nhanh Các thông số đầu vào: n1= 457,14(v/ph) P = 3,93(kw) u1 = T1 = TI 82100, 67 = = 41050,3 ( N m ) 2 Tmm T T T2 t tmm t1 tck Chọn vật liệu làm bánh răng: Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Do hộp giảm tốc ta thiết kế có cơng suất trung bình, nên chọn vật liệu nhóm I có độ cứng HB < 350 để chế tạo bánh Đồng thời để tăng khả chạy mòn răng,nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp độ rắn bánh nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị độ cứng H1 ≥ H + ( 10 ÷ 15 ) HB Dựa vào bảng 6.1 (sách Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí): tính số vật liệu chế tạo bánh răng, ta có bảng sau: Bánh trụ thẳng: Loại bánh Vật liệu Nhiệt luyện Giới hạn bền Giới hạn chảy Bánh chủ động (bánh nhỏ) Thép 45 Bánh bị động (bánh lớn) Thép 45 Độ cứng HB Tôi cải thiện 850 MPa 580 MPa 241÷285 Thường hóa 600 MPa 340 MPa 170÷217 a, Ứng suất tiếp xúc cho phép: Chọn độ rắn bánh chủ động (bánh nhỏ) HB1 = 240 HB, bánh bị động (bánh lớn) HB2 = 215 HB, đó: Số chu kỳ sở: N HO1 = 30.HB12,4 = 30.2402,4 = 1,54.107 - Số chu kỳ chịu tải trọng tương đương : N HE T = 60.C.∑ i T max ⇒ N HE ni t i T n = 60c ∑ t i ∑ i T u1 max ti ∑ ti C: tần số ăn khớp vịng quay, ta có C= 3 → N HE1 = 60.13000.457,14.(1 0,35 + 0, 66 0,53) = 17,9.10 Tương tự ta có: 2,4 N HO = 30.HB2 = 30.2152,4 = 1,18.107 N HE = 60.13000 457,14 (1 0,35 + 0, 663.0,53) = 4, 48.107 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Vì N HE1 > N HO1 nên K HL1 =1 Và N HE > N HO nên K HL =1 Theo bảng 6.2 (sách Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí), ta có: σ H lim = 2.HB + 70 S H = 1,1 σ F lim = 1,8HB S F = 1, 75 Khi đó: σ H lim1 = 2.240 + 70 =550 MPa σ H lim = 2.215 + 70 =500 MPa σ F lim1 = 1,8.240 = 432 MPa σ F lim = 1,8.215 = 387 MPa σ H lim : Giới hạn bền mỏi tiếp xúc σ F lim : Giới hạn bền mỏi uốn Chọn sơ Z R Z v K xH = , đó: - Z R Hệ số kể đến ảnh hưởng độ nhám mặt răng; - Z v Hệ số kể đến ảnh hưởng vận tốc vòng; - K xH Hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh răng; Vậy Ứng suất tiếp xúc: theo (10.65) (sách chi tiết máy) [σH ] = σ H lim K HL Z R Z v K xH SH [ σ H ]1 = 550.1 = 500 MPa 1,1 [σH ]2 = ⇒ 500.1 = 454,5 MPa 1,1 Với hộp giảm tốc cấp nhanh dùng nghiêng tính N HE lớn N HO nên K HL = Do đó: ⇒ [ σ H ] = min([ σ H ] , [ σ H ] ) = 454,5 MPa b, Ứng suất uốn cho phép: Theo (6.7) (sách Tính tốn tk hệ dẫn động khí): Số chu kỳ tương đương: Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 10 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Mặt khác τa = τm = τmax=23,44 Mpa nên hệ số an toàn xét riêng ứng suất xoắn là: sτ = τ −1 kτ τ +ϕ τ βετ a τ m = 151,8 1, 23, 44 + 0, 05.23, 44 1.0, 63 = 2,5 Vậy theo (15.3) [CTM II] ta có hệ số an tồn B là: s= sτ sσ sσ + sτ2 = 3, 72.2,5 3, 72 + 2,52 = 2, 08 Do S ∈ [S] = (1,5 2,5) nên trục thoả mãn điều kiện uốn, xoắn tiết diện 3-1 IV TÍNH THEN Để cố định bánh răng, theo phương tiếp tuyến ta phải dùng then Với đồ án ta chọn mối ghép then Theo tính tốn ta có đường kính vị trí lắp then trục sau: Tại trục : d = 35 mm Tại trục : d =45 mm , d = 50mm Tại trục : d = 75 mm Tính then cho trục Tra bảng (9.1a TTTKHDĐCK-T1) với trục đường kính vị trí lắp then theo tiêu chuẩn TCVN 2261-77 ta có d = 35 mm thơng số then là: b = 10; h = 8; t1 = 5; t2 = 3,3; chọn chiều dài then l = 25mm - Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (9.1 TTTKHDĐCK-T1) σd = 2T ≤ [σ d ] dlt [h-t1 ] với T momen xoắn trục T = 82100 Nmm ; d = 35 mm ; h =8mm ; t = 6mm; l = 25 mm Do ứng suất mối ghép cố định, tải trọng làm viêc êm,vật liệu chọn thép CT6 nên ta có [σ]d = 150 N/mm2 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 42 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ => σ d = ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 2.82100 = 137, N / mm < [σ]d 35.3.25 - Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (9.2 TTTKHDĐCK-T1) τc = 2T ≤ [τ ]c dlt b Trong b = 10 mm Tra bảng (7.21) [TKCTM] có: [ τ ]c = 120 N/mm2 ; => τ c = 2.82100 = 35, 27 N/mm2 < [ τ ]c 35.10.25 Vậy then lắp trục thoả mãn 2.Tính then cho trục Tra bảng (9.1a TTTKHDĐCK-T1) ta có với trục đường kính vị trí lắp then d =45 Để đồng ta chọn then có thơng số sau: b = 14; h = 9; t1 = 5,5 t2 = 3,8mm; chọn chiều dài then l = 40 mm - Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (9.1 TTTKHDĐCK-T1) σd = 2T ≤ [σ d ] d lt (h − t1 ) với T = 159211 Nmm ; d = 45 mm ; l = 40 mm Do ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh,vật liệu chọn thép CT6 nên ta có [σ]d = 150 N/mm2 2.159211 => σ d = 45.200 − 4,5 = 120, N / mm < [σ]d ( ) - Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức ( 9.2 TTTKHDĐCK-T1) τc = 2T ≤ [τ ]c d lt b Trong b = 14 mm Tra bảng (7.21) [TKCTM] có: [ τ ]c = 120 N/mm2 ; Vậy then lắp trục thoả mãn Tại vị trí tiết diện trục d = 50mm chọn then với thông số then tiết diện d = 45mm Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 43 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Tính then cho trục a tiết diện d = 75mm chọn then giống then tiết diện trục 2: b Với trục có đường kính vị trí lắp then d = 75 mm Tra bảng (9.1a TTTKHDĐCK-T1) , ta chọn then có thơng số : b = 20; h = 12; t1 =7,5; t2 = 4,9; chọn chiều dài then l = 70mm - Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (9.1a TTTKHDĐCK-T1) σd = 2T ≤ [σ d ] d lt (h − t1 ) với T = 819580 Nmm ; d =75 mm ; l = 70mm Do ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh,vật liệu chọn thép CT6 nên ta có [σ]d = 150 N/mm2 2.819580 => σ d = 70.70 7,5 − 4,9 = 87, 21N / mm < [σ]d ( ) - Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức ( 9.2 TTTKHDĐCK-T1) τc = 2T ≤ [τ ]c d lt b Trong b = 20 mm Tra bảng (7.21) [TKCTM] có: [ τ ]c = 120 N/mm2 ; => τ c = 2.819580 = 34, 09 N/mm2 < [ τ ]c 75.70.20 Vậy then lắp trục thoả mãn Kết luận: Các then thoả mãn điều kiện sức bền dập sức bền sức bền cắt Phần CHỌN Ổ LĂN VÀ KẾT CẤU VỎ HỘP I.Chọn ổ lăn 1.Chọn ổ lăn cho trục : Dựa theo tải trọng : lực dọc trục Fa1 Fa2 triệt tiêu lẫn → Fa = < 0,3 Fr Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 44 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY → chọn ổ bi đỡ dỡ cỡ nhẹ kí hiệu 206 cho gối đỡ có kích thước : D = 62 d = 30 mm C = 15,3 kN _Tính kiểm nghiệm hệ số tải trọng động : + Phản lực tổng hợp cỏc ổ : 2 Fl = Fxo + Fyo = 1723N Fl1 = Fx2 + Fy21 = 1953N + Tính tải trọng động quy ước : Theo CT11.3 (TTTKHDĐCK-T1) : Q = X V Fr kd kt đú V = X = ( ổ bi đỡ dóy khụng cú lực Fa) kd = kt = => Q0 = Fr = Fl = 1723N => Q1 = Fr1 = Fl1 = 1953N + Khả tải động : C = Q L m m=3 L = 60.n.Lh 10 −6 = 60.457.11000.10 −6 = 302 triệu vg/ph => C0 = 1723.302 = 11, KN => C1 = 1953.302 = 13,1kN Ổ bi thỏa điều kiện Chọn ổ lăn cho trục : _ Dựa theo tải trọng : Fr0 Fr1 Với lực dọc trục Fa3 Fa4 triệt tiêu lẫn → Fa = < 0,3 Fr → chọn ổ bi đũa trụ cỡ nhẹ, kí hiệu ổ 102209 gối đỡ có kích thước : d = 45mm Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 45 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY D = 85 mm C = 35,3 kN Co= 25,7 kN - Tính kiểm nghiệm hệ số tải trọng động : + Phản lực tổng hợp cỏc ổ : Fl = Fx20 + Fy20 = 5106, N Fl1 = Fx2 + Fy21 = 3373N + Tính tải trọng động quy ước : Theo CT11.3 (TTTKHDĐCK-T1) : Q = X V Fr kd kt V = vũng quay X = ( ổ bi đỡ dóy khụng cú lực Fa) kd = kt = Q0 = Fr = Fl = 5106, N Q1 = Fr1 = Fl1 = 3373 N + Khả tải trọng động : C0 = Q0 Lm m=3 L = 60.n.Lh 10−6 = 60.114, 29.11000.10 −6 = 75, triệu vg/ph => C0 = 5106, 75, = 21,55kN ổ thỏa điều kiện tải động Fa= => Qo = xo.Fr = 0,6.5106,2 = 3063,7N = 6,3 kN C0 = Q L = 15879 28,38 = 48435 N = 40,35kN => C1 = 9485.28,38 = 38528 N = 28931, N = 28.932kN → C0 < C Thỏa điều kiện tải động Kiểm nghiệm điều kiện tải tĩnh: Qo = Xo.Fr = 0,6.15879 = 9538,2N = 9,54kn → Q1 < C → thỏa mãn ổ đỡ chọn thỏa mạn điều kiện làm việc II.Tính kết cấu vỏ hộp : 1.Tính tốn vỏ hộp đúc 1.Vỏ hộp : Nhiệm vụ : bảo đảm vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết, tránh bụi bặm Vật liệu dùng để đúc vỏ hộp giảm tốc gang xám GX15-32 a.Chọn bề mặt lắp ghộp nắp thõn : -Bề mặt ghép vỏ hộp qua đường tâm trục song song với mặt đế Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 47 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY b.Xác định kích thước vỏ hộp : + Chiều dày thân nắp : Chiều dày thân : δ = 0, 03.aW + = 0, 03.225 + = 9,75 lấy δ = 10 mm Chiều dày nắp hộp : δ1 = 0,9.δ = 0,9.10 = mm +Gân tăng cứng : Chiều dày gân : e = (0,8 ÷ 1)δ = (0,8 ÷ 1)10 = ÷ 10 mm lấy e = 10 mm Chiều cao : h < 58 mm → chọn h = 50 mm Độ dốc : lấy = 20 +Đường kính bu lơng vít : a Đường kính bu lơng nền, d1 : d1 > 0, 04.aw + 10 = 0, 04.225 + 10 = 19 b lấy d1 = 19 mm → chọn bu lông M20 ( theo TCVN ) Đường kính bu lơng cạnh ổ, d2 : c Đường kính bu lơng ghép nắp bích thân, d3 : d = (0, ÷ 0,8) d1 = (0, ÷ 0,8)19 = 13,3 ÷ 15, lấy d2 = 14 mm → chọn bu lụng M14 ( theo TCVN ) d3 = (0,8 ÷ 0,9)d = (0,8 ÷ 0,9)14 = 11 ÷ 12, e lấy d3 = 12 mm → chọn bu long M12 ( theo TCVN ) Đường kính vít ghép nắp ổ, d4 : d = (0, ÷ 0, 7)d = (0, ÷ 0, 7)14 = 8, ÷ 10 lấy d4 = 10 mm → chọn vít M10 ( theo TCVN ) Đường kính vít nắp cửa thăm thân, d5 : f lấy d5 = mm → chọn vít M8 ( theo TCVN ) Mặt bích ghép thân: Chiều dày bích thân hộp : g lấy S3 = 20 mm Chiều dày bích nắp hộp : d d5 = (0,5 ÷ 0,6)d = (0,5 ÷ 0, 6)14 = ÷ 8, S3 = (1, ÷ 1,8)d3 = (1, ÷ 1,8)12 = 16,8 ÷ 21, S = (0,9 ÷ 1).S3 = (0,9 ÷ 1).20 = 18 ÷ 20 i lấy S4 = 19 mm Bề rộng bích nắp thân, K3 : K ≈ K − (3 ÷ 5)mm =45 – = 41mm Bề rộng mặt ghộp bu lông cạnh ổ, K2 : j Tâm lỗ bu lông cạnh ổ, E2 C : h K = E2 + R2 + (3 ÷ 5) mm = 45mm E2 = 1, 6.d = 1, 6.14 = 22, 4mm lấy E2 = 23 mm R2 = 1,3.d = 1,3.14 = 18, 2mm lấy R2 =19 mm +Mặt đế hộp : Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 48 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ k ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Chiều dày khơng có phần lồi : S1 = (1,3 ÷ 1,5)d1 = (1,3 ÷ 1,5)19 = 24, ÷ 28,5mm lấy S1 =28 mm l Bề rộng mặt đế hộp : K1 = 3.d1 = 3.19 = 57mm +Khe hở cỏc chi tiết : m Giữa bánh với thành hộp : ∆>(1 1,2).δ=(1 1,2).10=10 12 lấy ∆ = 11 mm n Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp : ∆1≥ (3 5).δ=(3 5)10=30 50 lấy∆1 = 50 mm o Giữa mặt bên bánh với : ∆≥δ=10mm lấy ∆ = 10 mm +Số lượng bu lông nền, Z : sơ chọn : L = 0,5.(daBR1+daBR3)+aw+2δ+∆ L = 642,8mm (chiều dài hộp) B = l21 + δ= 270 mm (chiều rộng hộp) Z=(L+B)/(200…300) = (450+330)/(200 300)=2,6…3,9 chọn Z = 2.Chọn chi tiết liên quan đến hộp giảm tốc a Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp , đỉnh hộp có làm cửa thăm, cửa thăm đậy nắp nắp có lỗ thơng 125 87 103 75 150 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 49 100 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Tra bảng 18 – trang 92 sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập , chọn cửa thăm sau: A = 100 (mm), B = 75 (mm), A1 = 150 (mm), B1 = 100 (mm), C = 125 (mm), K = 87 (mm), R = 12(mm) Vít bắt cửa thăm: M8 × 22, với số lượng b Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hồ khơng khí bên bên ngồi hộp, dùng nút thơng hơi, kích thước nút thơng chọn theo bảng 18 – trang 93 sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, chọn nút thơng có kích thước sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27×2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 H I E L P lỗ M K C N O G D B R A Hình 14 Hình dạng kích thước nút thông c Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi bặm hạt mài), bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 50 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu, lỗ bịt kín nút tháo dầu hộp giảm tốc làm việc, kích thước nút tháo dầu chọn theo bảng 18 – trang 93 sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, chọn kí hiệu nút là: M20 × có kích thước sau: m f c 2,5 q 17,8 D 30 d L 28 S 22 D0 25,4 D b 15 D0 d M20×2 b m S L Hình 15 Hình dạng kích thước nút tháo dầu trụ 4.Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kích thước kết cấu hình vẽ 30 12 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 51 Φ6 Φ12 Φ18 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nắp ổ Nắp ổ thường chế tạo gang GX15-32 Có hai loại nắp ổ : nắp ổ kín nắp ổ thủng để trục lắp xuyên qua Các kích thước nắp ổ tính ống lót theo bảng 18-2 Riêng chiều dày bích nắp lấy 0,7 ÷ 0,8 chiều dày thành nắp ổ 6.Vòng phớt: –Theo bảng 14.16 có kích thước sau: d=30 d1=31 d2=29 D=43 a=6 b=4,3 S0=9 Bạc lót Chọn phụ thuộc vào đường kính trục Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị , nhờ có chốt định vị , xiết bulơng khơng bị biến dạng vịng ngồi ổ ∆1:50 iiI Bôi TRƠN HỘP GIẢM TỐC Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 52 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Để giảm mát cơng suất ma sát , giảm mài mịn , đảm bảo nhiệt tốt đề phòng tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc Các phương pháp bôi trơn ngồi hộp giảm tốc a Bơi trơn hộp Với vận tốc vòng bánh cấp nhanh V=2,41m/s;bánh cấp chậm V=1,09m/s Theo cách dẫn dầu đến bôi trơn tiết máy , người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu bôi trơn lưu thông , truyền bánh hộp giảm có vận tốc v < 12 m/s nên ta bôi trơn bánh hộp phương pháp ngâm dầu Bánh cấp ngâm dầu.Với chiều sâu ngam dầu lấy 1/6 bán kính bánh cấp nhanh khoảng 1/4 bán kính bánh cấp chậm Theo bảng 18-13 ta chọn loại dầu AK-20 có độ nhớt 20 Centistoc b.Bơi trơn ngồi Với truyền ngồi hộp khơng có thiết bị che dậy nên dễ bị bụi bặm vào truyền ngồi ta thường bơi trơn mỡ định kỳ Bôi trơn ổ lăn Khi ổ bơi trơn kỹ thuật , khơng bị mài mòn , ma sát ổ giảm , giúp tránh không để chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với , điều bảo vệ bề mặt giảm tiếng ồn Thông thường ổ lăn bơi trơn dầu mỡ , thực tế người ta thường dùng mỡ so với dầu mỡ bơi trơn giữ ổ dễ dàng , đồng thời có khả bảo vệ ổ tránh tác động tạp chất độ ẩm Ngồi mỡ dùng lâu dài bị ảnh hưởng nhiệt độ theo bảng 15-15a tập ta dùng loại mỡ M chiếm 1/2 khoảng trống Để che kín đầu trục , tránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ ngăn mỡ chảy , ta dùng loại vòng phớt, theo bảng 15-17/2/ tra kích thước vịng phớt cho ổ sau d 45 85 d1 46 87 d2 44 84 Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 D 64 103 53 a 12 b 6,5 S0 12 15 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY D a d2 D d a d1 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ b S0 Bảng thống kê dùng cho bôi trơn Tên dầu mỡ Thiết bị cần bôi Lượng dầu trơn mỡ Dầu ơtơ máy kéo Bộ truyền 0,6 lít/Kw AK- 15 hộp Tất ổ 1/2 chỗ rỗng Mỡ M truyền phận ổ MỤC LỤC Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 54 Thời gian thay dầu mỡ tháng năm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Lời nói đầu Phần Chọn động phân phối tỷ số truyền Chọn động Phân phối tỷ số truyền Các thông số động học Phần2 Thiết kế truyền Chọn loại đai Các thông số truyền Phần3:Thiết kế hộp giảm tốc I Cấp nhanh Chọn vật liệu Phân phối tỉ số truyền Xác định ứng suất cho phép 4.Xác định sơ khoảng cách trục Xác định thông số ăn khớp Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Kiểm nghiệm độ bền uốn Kiểm nghiệm tải II Cấp chậm Xác sơ khoảng cách trục Xác định thông số ăn khớp Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Kiểm nghiệm độ bền uốn Kiểm nghiệm tải Phần 3.Tính trục I Thiết kế trục 1.Chọn vật liệu 2.Xác định sơ đường kính trục 3.Vẽ phác hộp giảm tốc II Tính tốn thiết kế trục Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 55 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Vẽ sơ đồ trục Xác định đường kính chiều dài đoạn trục Tính xác đường kính đoạn trục III Kiểm nghiệm trục Kiểm nghiệm hệ sơ an tồn mỏi trục Kiểm nghiệm hệ sơ an tồn mỏi trục Kiểm nghiệm hệ sơ an tồn mỏi trục V Tính then Tính then cho trục Tính then cho trục Tính then cho trục Phần 5: Chọn ổ lăn kết cấu vỏ hộp I Chọn ổ lăn Chọn ổ lăn cho trục Chọn ổ lăn cho trục Chọn ổ lăn cho trục II Tính kết cấu vỏ hộp A.Tính tốn vỏ hộp đúc B Chọn chi tiết liên quan đến hộp giảm tốc 1.Chốt định vị 2.Cửa thăm 3.Nút thông 4.Nút tháo dầu 5.Kiểm tra mức dầu 6.Lắp ổ 7.Vịng phớt 8.Bạc lót III Bơi trơn hộp giảm tốc Sv: Nguyễn Văn Đình – Lớp CK5_K5 56 ... II .Tính kết cấu vỏ hộp : 1 .Tính tốn vỏ hộp đúc 1.Vỏ hộp : Nhiệm vụ : bảo đảm vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết, ... KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Do hộp giảm tốc ta thiết kế có cơng suất trung bình, nên chọn vật liệu nhóm I có độ cứng HB < 350 để chế tạo bánh Đồng thời để tăng khả chạy mòn răng,nên nhiệt luyện bánh... kính bánh đai lớn d ( mm ) Chi? ??u rộng bánh đai B(mm) Chi? ??u dài đai l (mm) Số đai z Khoảng cách trục a(mm) Lực tác dụng lên trục Fr ( mm ) 560 20 2500 640,63 635,5 II THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CỦA HỘP GIẢM