ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM - - BK TP.HCM ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đề số 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI GVHD SVTH MSSV LỚP : DƯƠNG ĐĂNG DANH : VÕ BÁ KHÁNH TRÌNH : G0904714 : GT090T02 TP HCM , 6/2012 ĐỀ TÀI Đề số :THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số : 16 Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1.Động điện ba pha khơng đồng bộ, 2:Bộ truyền đai thang; 3;Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp đồng trục; 4:Nối trục đàn hồi; 5: xích tải Số liệu thiết kế : Cơng suất trục xích tải: P= 10 KW Số vòng quay trục xích tải, nlv = 40 (vòng /phút) Thời gian phục vụ, L=8 năm Quay chiều ,làm việc ca ,tải va đập nhẹ (một năm làm việc 250 ngày ,1 ca làm việc giờ) Chế độ tải : T1 = T, T2 = 0,3 T, T3 = 0,6 T, t1 = 28, t2 = 1, t3 = 60 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU .3 1.CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN……………………………………………………………4 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG ……………………………………………………10 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG ………………………………………………………24 4.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN ……………………………………………………………………………28 5.TÍNH TOÁN Ổ …………………………………………………………………………………………………………………………………… 44 6.TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ ………………………………………………………………51 7.BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP ………………………………………………………………………………………………………56 Tài liệu tham khảo 1.CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ: Mỗi hệ thống dẫn động bao gồm nhiều chi tiết máy Các chi tiết máy có công dụng chung có mặt hầu hết thiết bò dây chuyền công nghệ Vì thiết kế chi tiết máy có vai trò quan trọng thiết kế máy nói chung Chi tiết máy thiết kế phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật, làm việc ổn đònh suốt thời gian phục vụ đònh với chi phí chế tạo sử dụng thấp Và chi tiết thiết kế thực tốt chức máy cụ thể phù hợp công dụng máy dây chuyền công nghệ Chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật chi tiết máy thiết kế phải phù hợp với tiêu kinh tế – kỹ thuật toàn máy như: suất, độ tin cậy tuổi thọ cao, kinh tế chế toạ sử dụng, thuận lợi an toàn chăm sóc bảo dưỡng, khối lượng giảm, … Ngoài có yêu cầu khác như: khuôn khổ kích thước nhỏ, làm việc êm, hình thức đẹp, … Chính mà trước ta tính toán thiết kế máy hệ thống dẫn động khí ta cần phải:  Xác đònh nguyên tắc hoạt động chế độ làm việc thiết bò dự đònh thiết kế  Lập sơ đồ chung phận thiết bò thỏa mãn yêu cầu cho trước Đề xuất số phương án thực hiện, đánh giá so sánh phương án để tìm phương án phù hợp nhất, đáp ứng nhiều yêu cầu đặt  Xác đònh lực mômen tác dụng lên phận máy đặc tính thay đổi tải trọng  Chọn vật liệu thích hợp nhằm sử dụng cách có lợi tính chất đa dạng khác biệt vật liệu để nâng cao tính hiệu độ tin cậy làm việc thiết bò  Thực tính toán động học, lực, độ bền tính toán khác nhằm xác đònh kích thước chi tiết máy, phận máy toàn máy  Thiết kế kết cấu chi tiết máy, phận máy toàn máy thỏa mãn tiêu khả làm việc đồng thời đáp ứng yêu cầu công nghệ lắp ghép  Lập thuyết minh, hướng dẫn sử dụng sửa chữa máy 1.2CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN: Động điện chiều: ( kích từ mắc song song, nối tiếp, hỗn hợp ) cho phép thay đổi trò số mômen vận tốc góc phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng, dùng rộng rãi thiết bò vận chuyển điện, thang máy, máy trục, thiết bò thí nghiệm, … Nhưng giá thành lại mắc, khó kiếm, lại phải thêm vốn đầu tư để đặt thiết bò chỉnh lưu Động điện xoay chiều: gồm động pha ( dùng sinh hoạt ) ba pha ( dùng công nghiệp )  Động pha có công suất tương đối nhỏ, mắc vào mạng điện chiếu sáng, dùng thuận tiện cho dụng cụ gia đình, hiệu suất thấp  Động ba pha đồng có vận tốc góc không đổi, không phụ thuộc vào trò số tải trọng thực tế không điều chỉnh Có hiệu suất cos ϕ cao, hệ số tải lớn, thiết bò tương đối phức tạp, giá thành tương đối cao phải mua thiết bò phụ để khởi động động  Động ba pha không đồng rôto dây quấn cho phép điều chỉnh vận tốc phạm vi nhỏ ( khoảng 5% ), có dòng điện mở máy nhỏ hệ số công suất thấp, giá thành cao, kích thước lớn vận hành phức tạp, dùng thích hợp cần điều chỉnh phạm vi hẹp để tìm vận tốc thích hợp dây truyền công nghệ lắp đặt  Động ba pha không đồng rôto ngắn mạch có kết cấu đơn giản, giá thành tương đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, mắc trực tiếp vào mạng lưới ba pha không cần biến đổi dòng điện Nhưng có hiệu suất hệ số công suất thấp, không điều chỉnh vận tốc Nó sử dụng phổ biến ngành công nghiệp như: dùng để dẫn động thiết bò vận chuyển, băng tải, xích tải, thùng trộn, … Dựa vào đặc tính loại động nêu ta chọn loại động điện xoay chiều ba pha không đồng rôto ngắn mạch cho hệ thống dẫn động băng tải mà ta dự đònh thiết kế Gồm ba loại động như: động nhãn hiệu DK nhà máy Điện – Hà Nội chế tạo, động nhãn hiệu K nhà máy động Việt – Hùng chế tạo, động nhãn hiệu A Liên Xô ( cũ ) chế tạo  Các động 4A chế tạo theo GOST 19523-74 thay động cũ A2, AO1, AO2 nói chung có khối lượng nhẹ khoảng 18% so với A2 AO2, đồng thời nhẹ so với DK K Mặt khác chúng có phạm vi công suất lớn số vòng quay đồng rộng so với DK K  Các động K có khối lượng nhỏ so với DK đặt biệt có mômen khởi động cao 4A DK ⟹ Do ưu điểm mà ta chọn loại động 4A cho hệ thống dẫn động băng tải mà ta cần thiết kế 1.3 TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ:  Chọn hiệu suất hệ thống Hiệu suất truyền động : ηch =ηd ×ηol4 ×ηbr1 ×ηbr ×ηk Trong : ηd :Hiệu suất truyền đai thang ηol :Hiệu suất cặp ổ lăn ( cặp ổ lăn) ηbr1 :Hiệu suất truyền bánh trụ cấp nhanh ηbr :Hiệu suất truyền bánh trụ cấp chậm Chọn hiệu suất nối trục đàn hồi , ηk =1 Tra bảng 2.3 trang 19 ,ta chọn : ηd = 0.96, ηol = 0.99, ηbr1 =ηbr =0.97 Hiệu suất chung truyền : ηch = 0, 96 × 0, 994 × 0,97 × 0, 97 ×1 = 0.87  Cơng suất đẳng trị trục xích tải : 2 2 T  T   0.3T   0.6T  ∑  Ti ÷  ÷ × 28 +  ÷ × 12 +  ÷ × 60 ( T T  T     Ptd = Pm × = 10 × = 7,12 28 + 12 + 60 ∑ ti KW)  Cơng suất cần thiết trục động : Pct = Ptd ηch = 7,12 = 8, ( KW) 0,87 Do phải chọn động có cơng suất lớn 8,2 KW  Xác định số vòng quay sơ động : • - Chọn tỷ số truyền Đối với truyền đai,tỷ số truyền chọn khoảng 2,5 : Với hộp giảm cấp ,tỷ số truyền chọn khoảng 8: 40 Ta chọn ud = Ta chọn: uh= 12 ⇒ tỷ số truyền : uch = ud ×uh = ×12 = 36 • Số vòng quay sơ động sb ndc = nlv ×uch = 40 ×36 = 1440 (vòng /phút)  Chọn động Theo bảng P 1.3/trang 237 “Các thơng số kỹ thuật động 4A” với :Pct = 8,2 (KW) ndc = 1440 (vòng/phút ), ta chọn động sb 4A132M4Y3 Kiểu động Cơng suất KW 4A132M4Y3 11 Vận tốc quay (vg/ph) 1458 cos ϕ η% Tmax/Tdn Tk/Tdn 0.87 87.5 2.2 1.4 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Tỷ số truyền thực lúc hệ thống uch = ndc 1458 = = 36, 45 nlv 40 - Hộp giảm tốc: Ta chọn sơ uh=12 Hộp giảm tốc bánh trụ cấp đơng trục,tỷ số truyền cấp nhanh ta lấy cấp chậm: unh=uch= uh = 12 = 3, 46 Tỷ số truyền cuối hộp giảm tốc : 3, 462 = 11, 97 Sai số tỉ số truyền hộp giảm tốc : Mà: ∆= uch = ud × uh 12 −11, 97 = 0, 25% 12 Do tỷ số truyền truyền đai ud : ⇒ud = uch 36, 45 = = 3, 05 uh 11, 97 1.5 LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH Trục Trục  Cơng suất trục P3 = Plv 10 = = 10,1 (KW) nol 0,99 P2 = P3 10,1 = = 10,52 (KW) nol × nbr 0.99 × 0,97 P2 10, 52 = =10, 95 (KW) nol ×nbr1 0.99 ×0.97 P1 10, 95 Pdc = = =11, 52 (KW) nol ×nd 0.99 ×0.96  Số vòng quay P1 = Trục n1 = ndc 1458 = = 478 (vòng /phút) ud 3, 05 n1 = 138 (vòng /phút) 3, 46 n n3 = = 40 (vòng /phút) 3, 46 n2 =  Tính mơmen xoắn trục: P1 = 218770, 92 (Nmm) n1 P T2 = 9.55 ×106 × = 728014, (Nmm) n2 T1 = 9.55 ×106 × T3 = 9.55 ×106 × P3 = 2411375 (Nmm) n3 Plv = 2387500 (Nmm) nlv P = 9.55 ×106 × dc = 75456,8 (Nmm) ndc Tlv =9.55 ×106 × Tdc Cơng suất P(KW) Động Trục xích tải 11,52 10,95 10,52 10,1 10 Tỷ số truyền u Vòng quay n (vg/ph) Mơmen xoắn T(Nmm) 3,05 3,46 3,46 1458 478 138 40 40 75456,8 218770,92 728014,5 2411375 2387500 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 2.1 SƠ LƯC VỀ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ:ï Truyền động bánh dùng để truyền động trục, thông thường có kèm theo thay đổi trò số chiều vận tốc mômen Tùy theo vò trí tương đối trục mà phân ra: truyền động bánh trụ ( thẳng, nghiêng, chữ V ) để truyền chuyển động trục song song; truyền động bánh côn (răng thẳng, nghiêng, cung tròn ) để truyền động trục giao nhau; truyền động bánh trụ chéo bánh côn chéo để truyền chuyển động trục chéo Trong trình làm việc, bánh bò hỏng mặt tróc rổ, mòn, dính hỏng chân gẫy, nguy hiểm tróc rỗ mặt chân gãy Đó phá hỏng mỏi tác dụng lâu dài ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn thay đổi có chu kỳ gây nên Ngoài bò biến dạng dư, gãy giòn lớp bề mặt, phá hỏng tónh chân qúa tải Vì thiết kế cần tiến hành tính truyền động bánh độ bền tiếp xúc mặt làm việc độ bền uốn chân răng, sau kiểm nghiệm tải Vậy để thiết kế truyền động bánh cần tiến hành theo bước sau đây:  Chọn vật liệu  Xác đònh ứng suất cho phép  Tính sơ kích thước truyền động bánh răng, sở xác đònh yếu tố ảnh hưởng đến khả làm việc truyền tiến hánh kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc, độ bền uốn tải  Xác đònh kích thước hình học truyền ⟹ Vì hệ thống dẫn động băng tải dùng hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp khai triển nên ta tính toán thiết kế cho truyền động bnánh trụ 2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ CỦA HỘP GIẢM TỐC: Vì truyền kín(hộp giảm tốc) bơi trơn tốt dạng hư hỏng chủ yếu tróc rỗ bề mặt ta tiến hành tính tốn thiết kế theo ứng suất tiếp xúc Hộp giảm tốc đồng trục có thơng số hình học chọn giống ngoại trừ bề rộng cấp chậm có tải trọng lớn cấp nhanh nhiều nên ta tính tốn cấp chậm trước 2.2.1 BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM: Các thơng số kĩ thuật : T1 =728014,5 (Nmm) n = 138 (vòng/phút) u = 3,46 Chọn vật liệu cho bánh dẫn bánh bị dẫn: Chọn thép 40Cr tơi cải thiện Đối với bánh dẫn : độ rắn trung bình H1 = 260 HB Đối với bánh bị dẫn : độ rắn trung bình H2 = 250 HB Vật liệu có khả chạy rà tốt Ứng suất cho phép a.Ứng suất tiếp xúc cho phép Khi chưa có kích thước truyền ta chọn sơ theo cơng thức (3.5) [σ H ] = σ H lim 0,9 K HL sH Giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kỳ sở cho σ0Hlim1 = 2H1 + 70 = 2.260 + 70 = 590 MPa σ0Hlim2 = 2H2 + 70 = 2.250 + 70 = 570 MPa Hệ số tuổi thọ tính theo cơng thức (3.7) K HL = mH N HO N HE Bậc đường cong mỏi : mH = Số chu kì làm việc tương đương, xác định theo cơng thức (3.10): Số lần ăn khớp vòng quay bánh răng: c = Tuổithọ: Lh = 8.2500.8.2 = 32000 3  T 3  0, 3T   0, 6T   = 60.1.138  ÷ t1 + ÷ t2 + ÷ t3  T T T           Trong đó: t1 = 28 12 60 Lh =; t2 = Lh ; t3 = Lh 100 100 100 Từ suy ra: N HE1 = 60.1.138(13 28 12 60 + 0,33 + 0, 63 ).32000 100 100 100 N HE1 = 1,1.108 chu kỳ N HE N HE1 1,1.108 = = = 0,318.108 chu kỳ u 3, 46 Số chu kì làm việc sở phụ thuộc vào độ rắn bề mặt tùy theo phương pháp nhiệt luyện cho bảng 3.5 NHO1 = 30H12.4 = 30 2602.4 = 1,875.107 chu kỳ NHO2 = 30H22.4 = 30 2502.4 = 1,707.107 chu kỳ Do NHE1>NHO1 ;NHE2> NHO2 ; Nên chọn KHL1 = KHL2 = Hệ số an tồn có giá trị theo bảng 3.5 SH = 1,1 Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bánh [ σ H1 ] = [σH2] = 590.0,9 = 482, 73 MPa 1,1 570.0,9 = 466,36 MPa 1,1 Ta chọn [ σ H ] = [ σ H ] = 466, 36 MPa b.Ứng suất uốn cho phép Khi chưa có kích thước truyền ta chọn sơ theo (3.20) Tiết diện A1, C1 B1 D1 A2 ,D2 B2 C2 A3 B3D3 C3 Đường kính b.h t 35 45 14.9 5,5 32 10.8 45 60 18.11 55 16.10 70 20.12 7,5 75 80 22.14 Biên độ giá trị trung bình ứng suất W 4287,5 7611,3 2647,5 9112,5 18256,3 14238,4 29488,7 42187,5 44027 B1 C1 D1 A2 B2 C2 σ a ,MPa 70,46 56,6 71,56 73,53 70,25 σ m ,MPa 0 0 0 τ a = τ m ,MPa 8,1 12,8 18,7 11,9 14,2 A3 B3 C3 70,8 51,8 52 0 19,1 14,3 12,8 Tiết diện W0 8575 16557,5 5864,5 18225 39462,05 30572,2 63162,6 84375 94293 Hệ số ψσ ,ψτ xét đến ảnh hưởng ứng suất trung bình đến độ bền mỏi phụ thuộc vào tính vật liệu tra bảng 7.4 ψσ = 0,10,ψτ = 0,05 Hệ số Kσ , Kτ xét đến ảnh hưởng tập trung ứng suất đến độ bền mỏi bảng 7.7 K σ = 1,81; Kτ = 1,58 Hệ số kích thước εσ ,ετ tra theo bảng 7.5 Theo bảng 7.6 hệ số tăng bề mặt ứng với kiểu tăng bền thấm cacbon: β =1,5 Chọn kiểu lắp trung gian có độ đơi cho tiết diện lắp ổ ,đối với tiết diện bánh răng,bánh đai nối trục chon lắp then kết hợp lắp trung gian có độ dơi  Kết tính tốn tiết diện ba trục Tiết diện d,mm B1 C1 D1 B2 42 35 32 60 C2 A3 B3 C3 55 70 75 80 Kσ Tỉ số ε σ Rãnh Lắp then chặt 2,15 2,13 2,06 2,13 2,06 2,1 2,23 2,61 2,23 2,32 2,41 2,41 2,61 2,61 2,61 2,61 Kτ Kτ εσ β ετ β Rãnh then 2,03 1,95 1,95 2,08 ετ Lắp chặt 1,68 1,68 1,68 2,08 Kσ 1,43 1,42 1,42 1,74 2,08 2,14 2,16 2,16 2,08 2,08 2,08 2,08 1,74 1,74 1,74 1,74 Tỉ số sσ sτ s 1,35 1,3 1,3 1,39 2,82 3,92 2,92 2,77 19,94 8,49 5,87 8,59 2,79 3,55 2,61 2,64 1,39 1,43 1,44 1,44 3,75 2,62 3,6 3,64 7,2 5,27 6,9 7,68 2,57 2,34 3,19 3,29 Theo bảng ta thấy tiết diện thỏa điều kiện bền theo hệ số an tồn 5.Kiểm nghiệm then Kiểm nghiệm độ bền dập theo (7.20) 2T F = ≤ [σ d ] t dll t 2ll σd = Kiểm nghiệm độ bền cắt theo (7.21) F 2T = ≤ [τ c ] bll bdll Theo bảng 7.13 ta có ứng suất dập cho phép [σ d ] =100MPa Ứng suất cắt cho phép [τ c ] =90MPa  Giá trị ứng suất cắt then trục τc = Tiết diện T,Nmm d,mm Loại then t,mm t2,mm B1 D1 B2 C2 A3 C3 218770,92 218770,92 728014,5 728014,5 2411375 2411375 45 32 60 55 70 80 14.9.55 10.8.70 18.11.105 16.10.63 20.12.140 22.14.110 5,5 7,5 4,62 3,8 5,38 5,42 5,96 6,94 σ d ,MPa 51,33 59,97 46,7 103,9 96,33 98,7 τ c ,MPa 16,9 22,8 15,5 35,2 28,7 31,1 Theo số liệu bảng ta thấy tiết diện C2, khơng thỏa độ bền dập ta nâng chiều dài chịu lực then lên để đạt độ bền: 2T llC = = 64,84mm ≤ l1 t2 d [ σ d ] Ta nâng chiều dài chịu lực then lên thành 65 mm 2T σd = = 94, 46 MPa t2 dll Then đạt điều kiện bền dập 5.TÍNH TOÁN Ổ LĂN 5.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Ổ lăn dùng để đỡ trục, giữ cho trục có vò trí xác đònh không gian, tiếp nhận tải trọng truyền đến bệ máy Tùy theo dạng ma sát ổ, người ta phân ổ trược ổ lăn Chúng khác cấu tạo, lắp ghép, phạm vi sử dụng phương pháp tính toán thiết kế ổ Nhờ có nhiều ưu điểm mômen ma sát mômen mở máy nhỏ, bò nóng làm việc, chăm sóc, bôi trơn đơn giản, thuận tiện sửa chữa, thay thế, … nên ổ lăn ngày dùng rộng rãi Khi thiết kế máy, cấu phận máy, không thiết kế ổ lăn mà chọn ổ lăn theo tiêu chuẩn để dùng, dựa theo hai tiêu bản: khả tải động C khả tải tónh C0 Muốn chọn ổ lăn cần phải biết:  Trò số, chiều đặc tính tác dụng tải trọng  Tần số quay vòng ổ  Tuổi thọ cần thiết tính triệu vòng quay  Các yêu cầu cụ thể liên quan đến kết cấu máy phận máy điều kiện sử dụng  Giá thành ổ Chọn ổ lăn bao gồm bước sau:  Chọn loại ổ  Chọn cấp xác ổ lăn  Chọn kích thước ổ  Trường hợp cần thiết cần kiểm tra khả quay nhanh ổ 5.2 THIẾT KẾ Ổ LĂN: Trục 1: Vì Fa = , khơng có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy Với đường kính ngõng trục d=35 mm ,ta chọn sơ ổ 207 cỡ nhẹ, theo phụ lục ổ lăn ta có: Ký hiệu d,mm D,mm B,mm r,mm Đường kính bi (mm) C, kN C0, kN 207 35 72 17 11,11 20,1 13,9 Xác định phản lực tác dụng lên ổ:  Lực hướng tâm xác định theo cơng thức: FrA1 = F A1x + F A1 y = 5135,92 + 2839,932 = 5868,8 N FrC1 = F 2C1x + F 2C1 y = 5135,92 + 658,82 = 5181,5 N Do số vòng quay n = 478vg/ph > 1vg/ph nên ta chọn ổ theo khả tải động: Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ là: Trong đó: V = vòng quay Do lực dọc trục Fa=0 nên XA1 = XC1 =1,YA1 = YC1 =0 Kt = nhiệt độ làm việc nhỏ 1000C Chọn Kσ = 1,5 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ: QA1 = QrA1 = ( X A1VFrA1 + YA1 FaA1 ) Kσ K t = (1.1.5868,8 + 0).1,5.1 = 8803, N QC1 = QrC1 = ( X C1VFrC1 + YC1 FaC1 ) Kσ K t = (1.1.5181,5 + 0).1, 5.1 = 7772, 25 N Vì QC1 < QA1 nên ta tính tốn ổ theo thơng số A Vì tải trọng thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo cơng thức 8.7: QE = ∑ Q L ∑L i i = QA1 i = QA1 3  Q1   Q2   Q2   ÷ L1 +  ÷ L2 +  ÷ L3  QC1   QC1   QC1  Ln 3  T1   T2   T2  3  ÷ L1 +  ÷ L2 +  ÷ L3 1) 28 + ( 0,3) 12 + ( 0, ) 60 (  T1   T1   T1  = 8803, = 6555 N Ln 100 4.Thời gian làm việc tương đương tính triệu vòng quay: L= 60nLhE 60.478.32000 = = 917, 76 (triệu vòng) 106 106 Với: LhE= KHE.Lh= 1.32000 = 32000 , (KHE= chế độ tải khơng đổi) 5.Khả tải động tính tốn ổ Ctt = QE m L = 6555 917, 76 = 63701N ≈ 63, kN m = ổ bi Ta thấy Ctt = 63, kN > C = 20,1kN Khơng thỏa điều kiện Ta tiến hành chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ có C lớn thay cho ổ bi đỡ dãy giảm tuổi thọ ổ lăn xuống nửa,rồi tính tốn lại: Chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ 2607 cỡ trung rộng, theo phụ lục ổ lăn Ta có: Ký hiệu d, m D, m B, m 2607 35 80 31 Con lăn Đường kính, mm Chiều dài,mm 11 15 2,5 2,5 5.Khả tải động tính tốn ổ ( theo cơng thức 8.10) 10 Ctt = QE m L = 6555 m= 917, 76 = 41217, N ≈ 41,3kN 10 ổ bi Ta thấy Ctt = 41,3kN < C = 46, 7kN Thỏa điều kiện,ổ 2607 đảm bảo bền ,ta chọn ổ Chú ý: 46,7 34,8 Thời gian bảo trì : năm thay lần Trục 2: Vì Fa = , khơng có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy Với đường kính ngõng trục d=45 mm ,ta chọn sơ ổ 209 cỡ nhẹ, theo phụ lục ổ lăn ta có: Ký d,mm D,m B,mm r,mm Đường kính bi C, kN C0, kN hiệu m (mm) 209 45 85 19 12,7 25,7 18,1 Xác định phản lực tác dụng lên ổ:  Lực hướng tâm xác định theo cơng thức: FrA = F A x + F A2 y = 3507, 712 + 5644, 452 = 6645, N FrD = F D x + F D y = 3969,552 + 5644, 452 = 6900,5 N Do số vòng quay n = 138vg/ph > 1vg/ph nên ta chọn ổ theo khả tải động: Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ là: Trong đó: V = vòng quay Do lực dọc trục Fa=0 nên XA2 = XD2 =1,YA2 = YD2 =0 Kt = nhiệt độ làm việc nhỏ 1000C Chọn Kσ = 1,5 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ: QA = QrA = ( X A 2VFrA + YA FaA ) Kσ K t = (1.1.6645, + 0).1, 5.1 = 9968, N QD = QrD = ( X D 2VFrD + YD FaD ) Kσ K t = (1.1.6900, + 0).1, 5.1 = 10350, 75 N Vì QD2 > QA2 nên ta tính tốn ổ theo thơng số D Vì tải trọng thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo cơng thức 8.7: QE = ∑ Q L ∑L i i = QD i = QD 3  Q1   Q2   Q2   ÷ L1 +  ÷ L2 +  ÷ L3 Q Q Q  D2   D2   D2  Ln 3  T1   T2   T2  3  ÷ L1 +  ÷ L2 +  ÷ L3 1) 28 + ( 0,3) 12 + ( 0, ) 60 (  T1   T1   T1  = 10350, 75 = 7754 N Ln 100 4.Thời gian làm việc tương đương tính triệu vòng quay: L= 60nLhE 60.138.32000 = = 264, 96 (triệu vòng) 106 106 Với: LhE= KHE.Lh= 1.32000 = 32000 , (KHE= chế độ tải khơng đổi) 5.Khả tải động tính tốn ổ Ctt = QE m L = 7754 264,96 = 49802 N ≈ 49,8kN m = ổ bi Ta thấy Ctt = 49,8kN > C = 25, 7kN Khơng thỏa điều kiện Ta tiến hành chọn ổ bi có C lớn Chọn ổ bi đỡ dãy 409 cỡ nặng, theo phụ lục ổ lăn Ta có: Ký hiệu d,mm D,m m B,mm r,mm Đường kính bi (mm) C, kN C0, kN 409 45 120 29 23,02 60,4 53 Ta thấy Ctt = 49,8kN < C = 60, 4kN Thỏa điều kiện,ổ 409 đảm bảo bền ,ta chọn ổ Trục 3: Vì Fa = , khơng có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy Với đường kính ngõng trục d=75 mm ,ta chọn sơ ổ 215 cỡ nhẹ, theo phụ lục ổ lăn ta có: Ký d,mm D,m B,mm r,mm Đường kính bi C, kN C0, kN hiệu m (mm) 215 75 130 25 2,5 17,46 51,9 Xác định phản lực tác dụng lên ổ:  Lực hướng tâm xác định theo cơng thức: FrB = F B x + F B y = 2698, 22 + 1869,322 = 3282, 47 N FrD = F D x + F D y = 8147,32 + 1869,322 = 8359 N Do số vòng quay n = 40vg/ph > 1vg/ph nên ta chọn ổ theo khả tải động: 41,9 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ là: Trong đó: V = vòng quay Do lực dọc trục Fa=0 nên XB3 = XD3 =1,YB3 = YD3 =0 Kt = nhiệt độ làm việc nhỏ 1000C Chọn Kσ = 1,5 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ: QB = QrB = ( X B 3VFrB + YB FaB ) Kσ K t = (1.1.3282, 47 + 0).1,5.1 = 4923, N QD = QrD = ( X D 3VFrD + YD FaD ) Kσ K t = (1.1.8359 + 0).1,5.1 = 12538,5 N Vì QD3 > QB3 nên ta tính tốn ổ theo thơng số D Vì tải trọng thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo cơng thức 8.7: QE = ∑ Q L ∑L i i = QD i = QD 3 3  Q1   Q2   Q2   ÷ L1 +  ÷ L2 +  ÷ L3  QD   QD   QD  Ln 3  T1   T2   T2  3  ÷ L1 +  ÷ L2 +  ÷ L3 1) 28 + ( 0,3) 12 + ( 0, ) 60 (  T1   T1   T1  = 12538,5 = 9391,3N Ln 100 4.Thời gian làm việc tương đương tính triệu vòng quay: L= 60nLhE 60.40.32000 = = 76,8 (triệu vòng) 106 106 Với: LhE= KHE.Lh= 1.32000 = 32000 , (KHE= chế độ tải khơng đổi) 5.Khả tải động tính tốn ổ Ctt = QE m L = 9391,3 76,8 = 39919 N ≈ 39,9kN m = ổ bi Ta thấy Ctt = 39,9kN < C = 51,9kN Thỏa điều kiện Bảng chọn ổ lăn : d, Trục Kí hiệu mm D, mm B, mm Con lăn Đường kính, mm Chiều dài, mm 15 2607 35 80 31 11 409 45 120 29 23,02 2,5 2,5 46, 60, 34,8 53 215 75 130 25 17,46 2,5 51,9 41,9 6.VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ -Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối giũa chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bơi trơn bảo vệ chi tiết tránh bụi -Vật liệu gang xám GX 15-32 -Bề mặt ghép vỏ hộp qua đường tâm trục để việc lắp ghép chi tiết thuận tiện -Bề mặt lắp nắp than cạo mài, để lắp sít , lắp có lớp sơn lỏng sơn đặc biệt -Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 1o -Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với kích thước sau: Số liệu Tên gọi Chiều dày: Thân hộp δ δ = 13 mm Nắp hộp δ1 Gân tăng cứng: δ1 = 12 mm Chiều dày e Độ dốc Đường kính: e = 12 mm 2o Bu lơng d1 d1 = 24 mm Bu lơng cạnh ổ d2 d2 = 18 mm Bu lơng ghép bích nắp thân d3 d3 = 16 mm Vít ghép nắp ổ d4 d4 = 10 mm Vít ghép nắp cửa thăm d5 d5 = mm Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với kích thước sau: 1/ Chiều dày : + thân hộp δ = 0,03a + = 0,03.315 + = 12,6 (mm) > (mm) (chọn 13 mm ) + nắp hộp δ1 = 0,9 δ = 12 (mm) 2/ Gân tăng cứng : + chiều dày e = δ = 12 (mm) + chiều cao h = 50 + độ dốc 20 / Đường kính : Bu lông (d1) : d1 > (0,04a+10 =22,6 mm) >12 mm (chọn M24) Bu lông cạnh ổ (d2) : d2 = (0,7÷ 0,8 ) d1 = 18 mm (chọn M18) Bu lông ghép bích nắp thân (d3) : d3 = (0,8÷ 0,9 ) d2 = 16 mm (chọn M16) Vít ghép nắp ổ (d4) : : d4 = (0,6÷ 0,7 ) d2 = 10 mm (chọn M10) Vít ghép nắp cửa thăm (d5) : d5 = (0,5÷ 0,6 ) d2 = 10 mm (chọn M10) / Mặt bích nắp thân : Chiều dày bích thân hộp (S3) : S3 = (1,4 ÷ 1,8 ) d3 = 25mm Chiều dày bích nắp hộp (S4) : S4 = (0,9÷ ) S3 = 25mm Bề rộng bích nắp thân (k3 ) : K3 = K2 – ( ÷ ) mm Chọn k3 = 55 5/ Kích thướt gối trục : chọn D=100 Đường kính tâm lỗ vít : D3 , D2 D2 = D + (1,6 ÷ ) d4 =100+(1,6 ÷ )10=116÷120 D3 = D + 4,4.d4 =100+4,4.10=144 (tra bảng (18.2 ) [2]) Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ(k2 ) : K2 = E2 + R2 + ( ÷ 5) Chọn K2 = 58 mm Tâm bu lông cạnh ổ : E2 C ( k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lổ ) E2 = 1,6 d2 =29 ( không kể chiều dày thành hộp ) R2 = 1,3 d2 =24 C = D3/ , phải đảm bảo k ≥ 1,2 d2 = 16,8 mm h = mm 6/ Mặt đế hộp : Chiều dày : phần lồi (S1) Bề rộng mặt đế hộp , k1 q S1 = ( 1,3 ÷ 1,5 ) d1 = 32 mm : k1 = 3d1 = 72 mm , q ≥ k1 +2.δ = 98 mm 7/ Khe hở chi tiết : Giữa bánh với thành hộp : ∆ ≥ ( ÷ 1,2 ) δ = 14 Giữa đỉnh với đáy hộp : ∆t ≥ ( ÷ ) δ mm = 40 mm Giữa mặt bên bánh với : ∆1 ≥ δ = 14 ( mm) 8/ Số lượng bulông z : Z z = (L + B ) /( 200 ÷ 300 ) = ( ÷ ) = Ngoài thông số hộp vỏ ta cần chọn thêm số chi tiết phụ kèm theo như: Vòng chắn dầu • Khơng cho dầu mỡ tiếp xúc Chốt định vị: Chốt dịnh vị hình d = 8mm chiều dài l = 58 mm 3.Nắp quan sát: Nút thơng Các thơng số bảng 18.6 trang 93 [2]:chon M27 5.Nút tháo dầu: Chọn M20.Các thơng số bảng 18.7 trang 93 Que thăm dầu: Dùng kiểm tra dầu hộp giảm tốc.Vị trí lắp đặt nghiêng 55 so với mặt bên, kích thước theo tiêu chuẩn 7.DUNG SAI LẮP GHÉP Dựa vào kết cấu làm việc, chết độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai lắp ghép bánh răng: Chịu tải vừa , thay đổi va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 Dung sai lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý: - Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vòng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục - Để vòng ổ khơng trơn trựơt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vòng quay - Đối với vòng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Vì lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 Dung sai lắp vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho q trình tháo lắp Dung sai lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trục tuỳ động: Vì bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7 Dung sai lắp ghép then lên trục: Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trục P9 kiểu lắp bạc D10 Bảng dung sai lắp ghép bánh răng: Mối lắp Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) ES es +25 +18 ∅45H7/k6 +30 +21 ∅55H7/k6 +30 +21 ∅60H7/k6 +30 +21 ∅80H7/k6 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn: Mối lắp ∅35k6 ∅45k6 ∅75k6 ∅80H7 ∅90H7 ∅115H7 (μm) EI 0 0 ei +2 +2 +2 +2 Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) (μm) EI ei -12 +2 -12 +2 -15 +2 -15 -20 -20 ES 0 0 0 es +18 +21 +21 +30 +30 +35 Nmax (μm) Smax(μm) 18 21 21 21 23 28 28 28 Nmax (μm) Smax(μm) 30 33 36 45 50 55 0 Bảng dung sai lắp ghép then: Kích thước tiềt diện then bxh 10x8 14x9 Sai lệch giới hạn chiều Chiều sâu rãnh rộng rãnh then then Trên trục P9 Trên bạc D10 +0,098 -0,051 -0,061 +0,040 +0,120 Sai lệch giới Sai lệch giới hạn trục hạn bạc +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,050 16x10 -0,061 18 x11 20x12 22x14 -0,061 -0,022 -0,074 +0,120 +0,050 +0,120 +0,050 +0,149 +0,065 +0,149 +0,065 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Thiên Phúc, Thiết kế chi tiết máy cơng dụng chung, Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Trònh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí, Tập 1, 2, NXB Giáo Dục Vũ Tiến Đạt, Vẽ khí, Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [...]... đỉnh (mm) Chiều rộng vành răng (mm) Góc ăn khớp (mm) Đường kính vòng đáy (mm) Cấp nhanh Bánh dẫn Bánh bị dẫn 315 141,75 488,25 148,05 494,55 68 63 Cấp chậm Bánh dẫn Bánh bị dẫn 315 141,75 488,25 148,05 494,55 131 20 133,875 126 20 480,38 133,875 480,38 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Tính tốn thiết kế bộ truyền đai thang với : Cơng suất : P1 = 11,52 KW, Số vòng quay : n1 = 1458 (vòng/phút);... kế máy, cơ cấu hoặc bộ phận máy, không thiết kế ổ lăn mà chọn ổ lăn theo tiêu chuẩn để dùng, dựa theo hai chỉ tiêu cơ bản: khả năng tải động C và khả năng tải tónh C0 Muốn chọn ổ lăn cần phải biết:  Trò số, chiều và đặc tính tác dụng của tải trọng  Tần số quay của vòng ổ  Tuổi thọ cần thiết tính bằng giờ hoặc triệu vòng quay  Các yêu cầu cụ thể liên quan đến kết cấu máy hoặc bộ phận máy và điều... bền, ngoài ra là độ cứng vàđối với các trục quay nhanh là độ ổn đònh dao động Tính toán thiết kế trục bao gồm các bước sau:  Chọn vật liệu  Tính thiết kế trục về độ bền  Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi  Trường hợp cần thiết tiến hành kiểm nghiệm trục về độ cứng Đối với trục quay nhanh còn kiểm nghiệm trục về độ ổn đònh giao động ⟹ Vì là hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển nên ta chọn... Chọn sF = 1.75 [σF1] = 468.1 = 267, 43 MPa 1, 75 [σF2] = MPa 3 .Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng a .Hệ số chiều rộng vành răng Theo bảng 3.7 do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên ψ ba = 0,3 ÷ 0,5 , chọn ψ ba = 0, 4 = ψ bd = bω theo tiêu chuẩn Khi đó : aω ψ ba (u + 1) 0, 4.(3, 46 + 1) = = 0,9 2 2 b .Hệ số tập trung tải trọng K H β = 1, 035 K F β = 1, 065 4.Khoảng cách trục bộ truyền... = 146,2 o = 2,55rad a 640.6 10.Các hệ số sử dụng Theo bảng 4.7 và do hệ thống làm việc 2 ca nên ta chọn Kd = 1,2 ( 4,61 − 3,38) × (13,74 − 10) = 4,3 KW Theo bảng 4.19, [ Po ] = 3,38 + 15 − 10 (với V=13,74m/s,d1=180mm) Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai Cα = 1 − 0,0025(180 − α1 ) = 0,9155 Hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền u Cu =1,14 vì u =3,15 >3 (Theo bảng 4.17) Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài... = 5135,92 + 658,82 = 5181,5 N 3 Do số vòng quay n = 478vg/ph > 1vg/ph nên ta chọn ổ theo khả năng tải động: Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ là: Trong đó: V = 1 do vòng trong quay Do lực dọc trục Fa=0 nên XA1 = XC1 =1,YA1 = YC1 =0 Kt = 1 vì nhiệt độ làm việc nhỏ hơn 1000C Chọn Kσ = 1,5 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ: QA1 = QrA1 = ( X A1VFrA1 + YA1 FaA1 ) Kσ K t = (1.1.5868,8 + 0).1,5.1... 25 =3 5.728014,5 = 62,37 mm 15 =3 5.2411375 = 78,4 mm 25 Theo tiêu chuẩn ta chọn d1 = 36mm, d2 = 63 mm,d3 = 79 mm 3.Chọn các kích thước trục theo chiều dọc trục Theo bảng 10.2 trang 189 sách Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một -Trịnh Chất – Lê Văn Uyển” ta chọn chiều rộng ổ lăn tương ứng: b0 =33 mm Chiều dài mayer bánh đai: lm12 = (1,2 ÷ 1,5 ).d1 = (1,2 ÷ 1,5 ).36=43,2 ÷ 54 < 82 Chọn lm12 = 82 mm... lc33 = 339,5 mm Trục 1: l11 =2 l13 = 151 mm l13 = 75,5 mm l12 = -lc12 = 0,5.(lm12 + b0) + k3 + hn = 92,5 mm 4 .Thiết kế trục: Ngồi mơmen xoắn trục còn chịu tác dụng của mơmen uốn,lực cắt ,lực kéo và lực nén.Do đó sau khi tính sơ bộ các kích thước chiều dài trục ta tiến hành thiết kế trục dưới tác động đồng thời mơmen uốn và mơmen xoắn Trục 1: Dựa vào các cơng thức chương trước ta xác định các lực đặt lên... tiếp nhận tải trọng và truyền đến bệ máy Tùy theo dạng ma sát trong ổ, người ta phân ra ổ trược và ổ lăn Chúng khác nhau về cấu tạo, lắp ghép, phạm vi sử dụng và phương pháp tính toán thiết kế ổ Nhờ có nhiều ưu điểm như mômen ma sát và mômen mở máy nhỏ, ít bò nóng khi làm việc, chăm sóc, bôi trơn đơn giản, thuận tiện trong sửa chữa, thay thế, … nên ổ lăn ngày càng được dùng rộng rãi Khi thiết kế máy,... khả năng tải và độ tin cậy làm việc cao hơn, nhất là khi mối ghép chòu tải trọng thay đổi và tải trọng va đập Thường dùng hơn cả là mối ghép then hoa răng chữ nhật và mối ghép then hoa răng thân khai Trong quá trình làm việc, mối ghép then và then hoa có thể bò hỏng do đập bề mặt làm việc, ngoài ra then có thể bò hỏng do bò cắt, mối ghép then hoa có thể bò hỏng do mòn bề mặt làm việc Khi thiết kế thường