ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC KIỂU 2 CẤP KHAI TRIỂN DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Học kỳ II năm học 2018-2019 SV thực : Trần Hùng Vĩ GV hướng dẫn : Đặng Phước Vinh Ngày hoàn thành : 03/06/2019 MSSV: 101160213 Ngày bảo vệ: : 07/06/2019 ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC KIỂU CẤP KHAI TRIỂN DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY LỜI NÓI ĐẦU Đồ án thiết kế máy nội dung khơng thể thiếu với chương trình đào tạo kĩ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy Trong trình học mơn Truyền động khí em làm quen với kiến thức kết cấu máy, phận máy tính chi tiết máy thường gặp Đồ án Thiết kế máy giúp em hệ thống lại kiến thức học tìm hiểu sâu Đặc biệt em áp dụng kiến thức từ môn học Truyền động khí, Sức bền vật liệu, Vẽ kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật khí, Kỹ thuật đo khí…trong q trình hoàn thành đồ án Hộp giảm tốc cấu truyền động nhờ ăn khớp trực tiếp bánh Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc góc tăng momen xoắn, hộp giảm tốc phận trung gian động máy công tác Khi nhận đồ án Thiết kế máy thầy giao cho, em tìm hiểu cố gắng hồn thành đồ án môn học Đề tài giao thiết kế máy trộn trục ngang dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi Dùng hộp giảm tốc dẫn động động điện có kết hợp với truyền ngồi (đai, khớp nối) Trong q trình làm em tìm hiểu nội dung sau: - Cách chọn động điện cho hộp giảm tốc - Cách phân phối tỉ số truyền cho cấp hộp giảm tốc - Cách thiết kế truyền hộp giảm tốc - Các tiêu tính tốn thơng số hộp giảm tốc - Các tiêu tính tốn, chế tạo bánh trục - Cách xác định thông số then - Kết cấu, công dụng cách xác định thông số hộp giảm tốc - Cách tính tốn xác định chế độ bôi trơn cho chi tiết hộp giảm tốc - Cách thể vẽ tiêu chuẩn Do lần đầu làm đồ án tìm hiểu với lượng kiến thức tổng hợp nên phần kiến thức chưa hồn tồn nắm vững Trong q trình làm đồ án em tham khảo nhiều tài liệu giáo trình có liên quan, song sai sót điều khó tránh khỏi Em mong nhận hướng dẫn thêm thầy để em nắm vững củng cố lại kiến thức học Em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Đặng Phước Vinh trực tiếp hướng dẫn em q trình hồn thành đồ án ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY I) SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC: P V So d? d?ng h?c Ð?ng co di?n; B? truy?n dai thang; H?p gi?m t?c; N?i tr?c; Bang t?i 1.Động điện; Bộ truyền đai thang; Hộp giảm tốc Nối trục; II) Băng tải CHỌN DỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Momen thực tế băng tải: 240 (N/m) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Chọn số vòng quay đồng động cơ: (vòng/phút) Suy : Số vòng quay băng tải : (vòng/ phút)  Chọn động điện: Hiệu suất toàn hệ dẫn động = 0,8668 Với: hiệu suất truyền đai hiệu suất truyền bánh = 0,975 hiệu suất cặp ổ lăn hiệu suất khớp nốiCông suất đẳng trị băng tải = = 1,61 (kW) Với = (N/m) Công suất đẳng trị động (kW) Vậy chọn sơ động che kín quạt gió kí hiệu : A02_31-4 có: Cơng suất động : Số vịng quay động : (vòng/phút)  Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền động chung : i= Mặt khác: i= ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Với : Tỉ số truyền truyền đai : Tỉ số truyền truyền bánh trụ nghiêng cấp nhanh : Tỉ số truyền truyền bánh trụ nghiêng cấp chậm Chọn trước :  = Để tạo điều kiện bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phương pháp ngâm dầu ta chọn  = 2,7 => = 3,4 Trục Thông số i n (vg/phút) N (kW) M (N Trục động =1 1430 2,2 14692 I II =2 715 2,06 27515 III Công tác 77,77 1,91 234544 = 2,7 77,77 1,9 233316 = 3,4 210 1,98 90043 Mômen xoắn công suất trục xác định sau: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Công suất trục 2,2 (kW) 2,2 0,94 0,975 = 2,06 (kW) 2,06 0,97 0,975 = 1,98 (kW) 1,98 0,97 0,975 = 1,91 (kW) 1,91 0,975 = 1,9 (kW) Momen trục 14692 (Nmm) 27515 (Nmm) 90043 (Nmm) 234544 (Nmm) 233316 (Nmm) II) THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A)Thiết kế truyền đai thang: Chọn loại đai: Giả sử vận tốc đai v > 5m/s, dùng đai loại A E Ở ta dùng đai loại A  Tiết diện đai : a.h (mm) = 13  Diện tích tiết diện : F ( = 81  Đường kính bánh đai nhỏ : = 140 (mm)  Kiểm nghiệm : v = (m/s) Ta thấy v < (m/s) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY  Đường kính bánh lớn : 1,96274,4 (mm) Suy lấy theo tiêu chuẩn (bảng 5- 15) (mm) Số vòng quay thực trục bị dẫn : 701 (vg/phút) Sai số: không đáng kể Chọn sơ khoảng cách trục A A = 0,75 = 0,75 280 = 266 (mm) Chiều dài đai L theo khoảng cách trục A L = 2A + 1210 (mm) Suy theo chiều dài tiêu chuẩn L = 1300 (mm) *) Kiểm nghiệm: Số vòng quay u 1(s) u= Xác định khoảng cách trục A theo chiều dài đai theo tiêu chuẩn A = 312 (mm) Ta có điều kiện: 0,55 + h A 0,231 (m) 0,84 (m) Thỏa mãn điều kiện *) Khoảng cách nhỏ cần thiết để mắc đai (mm) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY *) Khoảng cách lớn cần thiết để mắc đai (mm) *) Tính góc ơm (Thỏa điều kiện ) *) Xác định số đai Z cần thiết vs ứng suất căng ban đầu = 1,2 (N/ Tra bảng 5.17 ta : Hệ số tải trọng : = 1,2 1,5 (N/ 1,7 0,9 0,89 Số đai Z : Z = Lấy số đai Z = *) Chiều rộng bánh đai B = (Z – 1)t + 2S = 3.16 + 20 = 68 (mm) *) Đường kính ngồi bánh đai Bánh dẫn 140 + 3,5 = 143,5 (mm) Bánh bị dẫn = 280 + 3,5 = 283,5(mm) Với t 16 S 10 3,5 *) Lực căng ban đầu : Với = 1,2 (N/ 1,2 81 = 97,2 (N) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY *) Lực tác dụng lên trục R R = 852 (N) B) Thiết kế truyền bánh cấp nhanh 1) Chọn vật liệu chế tạo bánh Bánh nhỏ: Thép 45 thường hóa có Đường kính phơi 100 (mm) HB = 175, phơi rèn Bánh lớn: Thép 22 thường hóa có Đường kính phơi : 300 – 500 (mm) HB = 165, phôi rèn *) Định ứng suất mỏi tiếp xúc ứng suất mỏi uốn cho phép: Ứng suất tiếp xúc cho phép: Số chu kì làm việc tương đương bánh lớn : 92 > Với (vg/phút); T = 300 14 Vậy số chu kì làm việc tương đương bánh nhỏ lớn Suy hệ số chu kì ứng suất Ứng suất tiếp xúc bánh nhỏ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY 2,6 175 = 507 Ứng suất tiếp xúc bánh lớn = 2,6 165 = 429 Để tính ứng suất bền ta dung trị số nhỏ 429 *) Ứng suất uốn cho phép : Số chu kì tương đương bánh lớn 79 > = 79 3,4 = 268,6 > Suy hệ số chu kì ứng suất uốn Giới hạn mỏi uốn thép 45 = 0,43.600 = 258 Giới hạn mỏi uốn thép 22 = 0,43.480 = 206,4 Hệ số an toàn n = 1,5 Hệ số tập trung ứng suất chân 1,8 Vì ứng suất thay đổi theo chu kì mạch động nên dung công thức (3-5) Bánh nhỏ : 143,3 Bánh lớn : 114,67 Sơ lấy hệ số tải trọng K = 1,3 Chọn hệ số chiều rộng bánh : = 0,45 Tính khoảng cách trục (3.10) với = 1,25 A = (3,4 + 1) 98,7 (mm) Lấy A = 100 (mm) 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Để cố định trục theo phương dọc trục dung nắp ổ điều chỉnh khe hở ổ lăn đệm kim loại nắp ổ thân hộp giảm tốc Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc vít, loại nắp dễ chế tạo dễ lắp ghép 2) Bôi trơn ổ lăn: Bộ phận ổ bơi trơn mỡ, vận tốc truyền bánh thấp, khơng thể dùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu hộp bơi trơn phận ổ Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 vận tốc 1500 (vg/phút) Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng phận ổ Để mỡ khơng chảy ngồi ngăn khơng cho dầu rơi vào phận ổ, nên làm vòng chắn dầu Dùng mỡ loại: T 3) Che kín ổ lăn : Để che kín đầu trục ra, tránh xâm nhập bụi tạp chất vào ổ, ngăn mỡ chảy ngoài, dùng loại vịng phớt có kích thước: d 35 V) 36 34 D 48 a b 6,5 12 KHỚP NỐI Ở ta chọn nối trục vịng đàn hồi có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo giá rẻ dùng rộng rãi Chọn vật liệu Vật liệu làm nối trục: Thép rèn 35 Vật liệu chế tạo chốt : Thép 45 thường hóa Tính tốn khớp nối: Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi: Với: Hệ số tải trọng động: K = 1,35 38 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Moomen xoắn tính: (Nmm) Đường kính trục III: (mm) Số chốt : Z = D = 190 (mm) Đường kính lỗ lắp chốt bọc vịng đàn hồi: Đường kính vịng trịn qua tâm chốt: (mm) Đường kính chốt: 18 (mm) Chiều dài tồn vịng đàn hồi: (mm) Vậy: Điều kiện sức bền uốn chốt: Chiều dài chốt: (mm) Vậy: VI) CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CHI TIẾT KHÁC: 6.1 Tính kết cấu vỏ hộp Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng từ chi tiết lắp vỏ, chứa dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc gang xám có kí hiệu GX15-32 Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu GX15-32 39 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Bảng 6.1 Kích thước phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc Tên gọi Chiều dày: Thân hộp  Nắp hộp 1 Biểu thức tính tốn KQ   0,03.a w   0,03.265   10,95(mm) 11 Chọn  = 11mm 1  0,9  0,9.11  9,9(mm) Chọn 1  10(mm) Gân tăng cứng Chiều dày gân, e e  (0,8 � 1).  (0,8 � 1).11  8,8 � 11(mm) 10 10 Chọn e = 10(mm) Chiều cao gân, h h �5  5.11  55(mm) chọn h= 55(mm) Độ dốc Khoảng 20 Bulông nền, d1 d1  0,04.265  10  20,6(mm) 55 M20 Chọn d1 =20(mm), chọn bulông M20 Bulông cạnh ổ, d2 Đường kính d  0,7 d1  0,7.20  14(mm) M14 Chọn d2=14(mm) chọn bulông M14 Bulơng ghép bích nắp thân, d3 Vít ghép nắp ổ, d4 d  (0,8 0,9).d  11, 12,6(mm) M12 Chọn d3 = 12(mm) chọn bulông M12 d  (0,6 0,7) d  8, 9,8(mm) M8 Chọn d4 = 8(mm) chọn vít M8 Vít ghép nắp cửa thăm, d5 d5  (0,5 0,6)d2  8, 4(mm) M8 Chọn d5 = 8(mm) chọn vít M8 40 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Mặt bích ghép nắp thân: S3  (1, 1,8)d  16,8 21,6(mm) 20 Chọn S3 = 20(mm) S  ( 0,9 1) S3  18 20(mm) 20 Chọn S4 = 20(mm) 44 K  K  (3 5)  47   44(mm) Với K  E2  R2  (3 5) Bề rộng bích nắp hộp thân, K3 E2  1,6d  1,6.14  22, 4(mm) Lấy E2 =23(mm) R  1,3d  1,3.14  18, 2(mm) Lấy R2 = 19mm => K  23  19   47(mm) Kích thước gối trục Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D3, D2 Trục I: D  80(mm) D2  D  1,6d  80  1,6.10  96(mm) D3  D  4, 4d  80  4,4.10  124(mm) Trục II: D  100(mm) D2  D  1,6d  100  1,6.10  116(mm) D3  D  4, 4d  100  4, 4.10  144(mm) Trục III: D  65(mm) 41 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY D3  D  4, 4d  120  4, 4.10  164(mm) Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 K  47(mm) Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 E2 =23(mm) -Chiều dày phần lồi S1 S1  (1,3 1,5) d1  (1,3 1,5).20  26  30(mm) 47 26 Chọn S1 = 26(mm) Mặt đế: K1  3d1  3.20  60(mm) -Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Giữa bánh thành hộp q �K1  2.  60  2.11  82(mm)  �(1 1, 2).  (1 1, 2).11  11 13, 2(mm) Khe hở chi Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp tiết 11 Chọn  = 11(mm) 1  (3 5).d  (3 5).11  33�55(mm) Chọn 1 = 40(mm) Giữa mặt bên bánh với 2   =11, lấy 2 =11(mm) Z Số lượng bulông nền, Z 82 40 11 LB 700  320   3, 5,1 (200 300) (200 300) Chọn Z = 6 Sơ chọn L=600, B=320(L,B:chiều dài rộng hộp) 42 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY 6.2 Một số chi tiết khác 6.2.1 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có lắp cửa thăm Dựa vào bảng 18.5[2] ta chọn kích thước cửa thăm sau: A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 150 100 190 140 175 - 120 12 M8 x 22 6.2.2 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên, để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông lắp nắp cửa thăm (hình vẽ nắp cửa thăm) Theo bảng 18.6[2] ta chọn kích thước nút thơng sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 43 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Hình 6.1 Kích thước nút thơng 6.2.3 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn bị biến chất, phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ bít kín nút tháo dầu Dựa vào bảng 18.7[2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước sau: d b m f L c q D S D0 M16x1,5 12 23 13,8 26 17 19,6 6.2.4 Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp giảm tốc ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu hình vẽ 44 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Hình 6.2 Que thăm dầu dùng hộp giảm tốc 6.2.5 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 làm biến dạng vịng ngồi ổ Hình 6.3: Kích thước chốt định vị hình trụ 6.2.6 Bulơng vịng 45 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc nắp thân thường lắp thêm bulông vịng Kích thước bulơng vịng chọn theo khối lượng hộp giảm tốc Với hộp giảm tốc bánh tụ cấp tra bảng 18.3b[2] ta có Q = 240(kG), theo bảng 18.3a[2] ta dùng bulơng vịng M10 Hình 6.4 Cấu tạo bulơng vịng hộp giảm tốc 6.3 Bôi trơn cho hộp giảm tốc 6.3.1 Bôi trơn hộp giảm tốc Do truyền bánh hộp giảm tốc có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Tra bảng 18.11[2] ta độ nhớt ứng với 1000C Theo bảng 18.13[2] ta chọn loại dầu bôi trơn AK-15 có độ nhớt 20 Centistoc 6.3.2 Bơi trơn hộp giảm tốc Với truyền hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bơi trơn định kì mỡ Bảng 6.2 Bảng thống kê dành cho bôi trơn 46 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Tên dầu mỡ Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu mỡ Thời gian thay dầu mỡ Dầu ô tô máy kéo AK- 15 Bộ truyền hộp 0,6 lít/Kw tháng Mỡ T Tất ổ truyền 2/3chỗ rỗng phận ổ năm 6.3.3 Xác định chọn kiểu lắp Bảng 6.3 Chọn kiểu lắp cho chi tiết hộp giảm tốc STT Tên mối ghép Kiểu lắp Ghi Bánh trụ nghiêng trục I  40 H7 k6 Bánh đai với trục I 30 H7 k6 Vòng ổ lăn với trục I 35k ổ lắp giống Vịng ngồi ổ lăn trục I lắp với thân 80 H ổ lắp giống Then trục I Trục I vòng bạc chặn 10 E9 h8 b x h = 10 x 47 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Nắp ổ thân trục I 35 F8 d9 80 H7 d11 nắp lắp giống Bánh trụ nghiêng trục II 52 H7 k6 Bánh trụ nghiêng trục II 55 H7 k6 10 Vòng ổ lăn với trục II  45k ổ lắp giống 11 Vịng ngồi ổ lăn trục II lắp với thân 100 H ổ lắp giống 12 Then trục II 16 E9 h8 13 Trục II vòng bạc chặn  45 F8 d9 100 H7 d11 14 Nắp ổ thân trục II b x h = 16 x 10 nắp lắp giống H7 k6 15 Bánh trụ nghiêng trục III 16 Vòng ổ lăn với trục III 65k6 ổ lắp giống 17 Vịng ngồi ổ lăn trục III lắp với thân 120H7 ổ lắp giống 18 Then trục III 19 Trục III vòng bạc chặn 70 20 E9 h8 b x h = 20 x 18 48 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY  65 F8 d9 H7 d11 20 Nắp ổ thân trục III 120 21 Khớp nối vòng đàn hồi 60 nắp lắp giống H7 k6 49 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, NXB giáo dục, 2006 [2] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, NXB giáo dục, 2006 [3] Thiết kế chi tiết máy, Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm, NXB giáo dục, 1999 [4] Dung sai lắp ghép kỹ thuật đo lường, PGS.TS Ninh Đức Tốn – GVC Nguyễn Thị Xuân Bảy, NXB giáo dục, 2006 50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY 51 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY 52