GVHD TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK Vũ Mạnh Tuấn 20164426 Đề số 2ĐBL 20 1 P a g e 1 Lời nói đầu Tính toán thiết kế hệ dẫn động là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư các ngành cơ khí nhằm khả năng ứng dụng các kiến thức từ những môn học vào bài toán thực tế, đồng thời giúp cho sinh viên có thêm kinh nghiệm trong quá trình thiết kế tính toán Bản thuyết minh đồ án chi tiết máy này có thể dùng tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành Cơ khí của Trường Đại.
GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 Lời nói đầu Tính tốn thiết kế hệ dẫn động nội dung khơng thể thiếu chương trình đào tạo kỹ sư ngành khí nhằm khả ứng dụng kiến thức từ môn học vào toán thực tế, đồng thời giúp cho sinh viên có thêm kinh nghiệm q trình thiết kế tính tốn Bản thuyết minh đồ án chi tiết máy dùng tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Page Được hướng dẫn tận tình TS Đặng Bảo Lâm thầy môn sở thiết kế máy robot, em hoàn thành thuyết minh đồ án chi tiết máy Vì hiểu biết kinh nghiệm thân em việc thiết kế hộp giảm tốc nên thuyết minh cịn nhiều sai sót Vì em mong thầy, mơn góp ý để làm em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 Phần I.Tính động học Chương Tính động học Dữ liệu cho trước: Thiết kế băng tải 1.1 1.1.1 Lực kéo băng tải: 𝐹 = 310 𝑁 Vận tốc băng tải: v = 3.12 m/s Đường kính tang: D = 420 mm Chọn động điện Xác định công suất yêu cầu trục động 𝑃𝑙𝑣 = 𝐹×𝑣 310 × 3.12 = = 0.97 (𝑘𝑊) 1000 1000 • Hiệu suất hệ dẫn động Tra bảng (2.3)[1](trang 19): - Hiệu suất truyền đai 𝜂đ = 0.95 Hiệu suất truyền bánh 𝜂𝑏𝑟 = 0.96 Hiệu suất cặp ổ lăn 𝜂ô𝑙 = 0.99 Hiệu suất khớp nối 𝜂𝑘𝑛 = Do vậy: 𝜂 = 𝜂𝑏𝑟 𝜂ô𝑙 𝜂đ 𝜂𝑘𝑛 = 0.96 × 0.993 × 0.95 × = 0.88 • Cơng suất cần thiết kế trục động 𝑃𝑙𝑣 0.97 𝑃𝑦𝑐 = = = 1.1 (𝑘𝑊) 𝜂 0.88 Page 1.1.2 Xác định tốc độ quay sơ động • Số vịng quay trục cơng tác 𝑛𝑙𝑣 = 60000 × 𝑣 60000 × 3.12 = = 141.88 (𝑣/𝑝ℎ) 𝜋×𝐷 𝜋 × 420 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 • - Đề số: 2/ĐBL-20 Chọn tỉ số truyền sơ Tỉ số truyền truyền đai 𝑢đ = Tỉ số truyền truyền bánh trụ 𝑢br = Tỉ số truyền sơ 𝑢𝑠𝑏 = 𝑢đ × 𝑢𝑏𝑟 = × = 10 • Số vòng quay sơ trục động 𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣 × 𝑢𝑠𝑏 = 141.88 × 10 = 1418.8 (𝑣/𝑝ℎ) 1.1.3 Chọn động điện Tra bảng phụ lục tài liệu [1], chọn động thỏa mãn yêu cầu: 𝑛đ𝑐 ≈ 𝑛𝑠𝑏 = 1430 (𝑣/𝑝ℎ) 𝑃đ𝑐 ≥ 𝑃𝑦𝑐 = 1.5 (𝑘𝑊) Thông số động chọn: Ký hiệu động cơ: 4K80B4 1.1.4 Lập bảng thông số động điện Ký hiệu động Công suất động Tmax/ Tdn Đường kính động 4K80B4 𝑃 = 1.5 (𝑘𝑊) 2.2 22 (𝑚𝑚) 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.1 Tỉ số truyền chung toàn hệ thống 𝑛đ𝑐 1430 𝑢𝑐ℎ = = = 10.08 𝑛𝑙𝑣 141.88 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho truyền Page Chọn tỉ số truyền truyền đai trước sau từ 𝑢ch tính tỉ số truyền truyền bánh - Tỉ số truyền truyền đai 𝑢đ = 2.24 - Tỉ số truyền truyền bánh trụ 𝑢𝑏𝑟 = 4.5 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 Chú ý: tỉ số truyền đai, bánh phải phù hợp với giá trị khoảng cho phép 1.3 Tính thông số trục 1.3.1 Tỉ số truyền • Tỉ số truyền truyền đai 𝑢đ = 2.24 • Tỉ số truyền truyền bánh trụ 𝑢𝑏𝑟 = 4.5 1.3.2 Công suất trục Cơng suất trục tính từ trục cơng tác (trục làm việc) • Cơng suất trục cơng tác 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑙𝑣 = 0.97 (𝑘𝑊) • Cơng suất trục (trục hộp giảm tốc) 𝑃2 = 𝑃𝑐𝑡 0.97 = = 0.98 (𝑘𝑊) 𝜂𝑘𝑛 × 𝜂ơ𝑙 ì 0.99 ã Cụng sut trờn trc (trc vào hộp giảm tốc) 𝑃2 0.98 𝑃1 = = = 1.03() ụ ì 0.99 ì 0.96 ã Cụng sut thực tế trục động 𝑃1 1.03 𝑃đ𝑐 = = = 1.10 (𝑘𝑊) 𝜂ơ𝑙 × 𝜂đ 0.99 × 0.95 1.3.3 Tốc độ quay trục Số vòng quay trục tính từ trục động cơ, theo số vịng quay động chọn Page • Số vòng quay trục động cơ: 𝑛đ𝑐 = 1430 (𝑣/𝑝ℎ) • Số vòng quay trục 𝑛đ𝑐 1430 𝑛1 = = = 638.39 (𝑣/𝑝ℎ) 𝑢đ 2.24 • Số vịng quay trục 𝑛2 = 𝑛1 638.39 = = 141.87 (𝑣/𝑝ℎ) 𝑢𝑏𝑟 4.5 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 • Số vịng quay trục công tác 𝑛𝑐𝑡 = 𝑛2 = 141.87 (𝑣/𝑝ℎ) 1.3.4 Mô men xoắn trục Mô men xoắn trục tính theo cơng thức 9.55 × 106 × 𝑃𝑖 𝑇𝑖 = (𝑁𝑚𝑚) 𝑛𝑖 Trong 𝑃i 𝑛i cơng suất số vịng quay trục 𝑖 • Mơ men xoắn trục động 9.55 × 106 × 𝑃đ𝑐 9.55 × 106 × 1.10 𝑇đ𝑐 = = = 7346.15 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛đ𝑐 1430 • Mơ men xoắn trục 9.55 × 106 × 𝑃1 9.55 × 106 × 1.03 𝑇1 = = = 15408.29 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛1 638.39 • Mơ men xoắn trục 9.55 × 106 × 𝑃2 9.55 × 106 × 0.98 𝑇2 = = = 65968.84 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛2 141.87 • Mơ men xoắn trục cơng tác Page 9.55 × 106 × 𝑃𝑐𝑡 9.55 × 106 × 0.97 𝑇𝑐𝑡 = = = 65295.69 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛𝑐𝑡 141.87 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 1.4 Đề số: 2/ĐBL-20 Lập bảng thông số động học Trục Trục Trục công tác Công suất P (kW) 1.10 1.03 0.98 0.97 Số vòng quay n (v/ph) 1430 638.39 141.87 141.87 Momen xoắn T (Nmm) 7346.15 15408.29 65968.84 65295.69 Tỷ số truyền Uđ = 2.24 Ubr = 4.5 Ukn = Page Động GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 Phần II Tính tốn thiết kế truyền Chương Tính tốn thiết kế truyền đai thang Điều kiện làm việc: - Đặc tính việc: va đập vừa - Số ca: soca = (ca) - Góc nghiêng: 𝛽 = 180° − @ = 0° Thông số yêu cầu: - 𝑃1 = 𝑃đ𝑐 = 1.1 (𝑘𝑤) - 𝑇1 = 𝑇đ𝑐 = 7346.15 (𝑁𝑚𝑚) - 𝑛1 = 𝑛đ𝑐 = 1430 (𝑣/𝑝ℎ) - 𝑢 = 𝑢đ = 2.24 2.1 Chọn loại đai tiết diện đai Chọn loại đai thang thường Tra đồ thị 4.1[1](trang 59) với thông số 𝑃 = 1.1 (𝑘𝑊) 𝑛1 = 1430 (𝑣/𝑝ℎ), chọn tiết diện đai: 𝑂 2.2 Chọn đường kính hai bánh đai 𝒅𝟏 𝒅𝟐 • Tra bảng 4.13[1](trang 59) giới hạn đường kính bánh đai nhỏ: 70 ≤ 𝑑1 ≤ 140 Chọn 𝑑1 theo tiêu chuẩn cho bảng 4.21[1](trang 63) phần thích: 𝑑1 = 90 (𝑚𝑚) • Kiểm tra vận tốc đai: 𝑣= 𝜋 × 𝑑1 × 𝑛1 𝜋 × 90 × 1430 = = 6.74 (𝑚/𝑠) < 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 25 (𝑚/𝑠) 60000 60000 Page 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 25 (𝑚/𝑠) với đai thang thang thường 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 40 (𝑚/𝑠) với đai thang hẹp GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 • Xác định 𝑑2 theo cơng thức: 𝑑2 = 𝑢 × 𝑑1 × (1 − 𝜖) Hệ số trượt 𝜖 = 0.01, vậy: 𝑑2 = 𝑢 × 𝑑1 × (1 − 𝜖) = 2.24 × 90 × (1 − 0.01) = 199.58 (𝑚𝑚) Theo bảng 4.21[1](trang 63) phần thích chọn 𝑑2 = 200 (𝑚𝑚) Chú ý: chọn 𝑑2 gần với giá trị vừa tính • Tỷ số truyền thực tế 𝑢𝑡 = 𝑑2 200 = = 2.24 𝑑1 × (1 − 𝜖) 90 ì (1 0.01) ã Sai lch t s truyền ∆𝑢 = | 𝑢𝑡 − 𝑢 2.24 − 2.24 | × 100% = | | × 100% = 0% < 4% 𝑢 2.24 2.3 Xác định khoảng cách trục 𝒂 • Dựa vào 𝑢𝑡 = 2.24, tra bảng 4.14[1](trang 60), chọn 𝑎 𝑑2 = 1.2, từ tính 𝑎𝑠𝑏 = 1.2 × 𝑑2 = 1.2 × 200 = 240 (𝑚𝑚) • Chiều dài đai 𝐿 𝑑1 + 𝑑2 (𝑑2 − 𝑑1 )2 𝐿 = 2𝑎𝑠𝑏 + 𝜋 + 4𝑎𝑠𝑏 = × 240 + 𝜋 90+200 + (200−90)2 4×240 = 948.14 (𝑚𝑚) Dựa vào bảng 4.13[1](trang 59), chọn 𝐿 theo tiêu chuẩn: 𝐿 = 1000 (𝑚𝑚) = 1.00 (𝑚) Chú ý: chọn 𝐿 gần với giá trị tính giá trị hay sử dụng 𝑣 6.74 𝐿 1.00 Page • Số vịng chạy đai 1(𝑠) là: 𝑖 = = = 6.74 (𝑚/𝑠) Kiểm tra: 𝑖 < 𝑖𝑚𝑎𝑥 = 10 (𝑚/𝑠) • Tính xác khoảng cách trục: GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 𝜆 + √𝜆2 − 8∆2 𝑎= Trong 𝜆 =𝐿−𝜋 𝑑1 + 𝑑2 90 + 200 = 1000 − 𝜋 = 544.47 (𝑚𝑚) 2 𝑑2 − 𝑑1 200 − 90 ∆= = = 55 (𝑚𝑚) 2 Tính được: 544.47 + √544.472 − × 552 𝑎= = 266.56 (𝑚𝑚) • Xác định góc ơm bánh đai nhỏ 𝛼1 : 𝛼1 = 180° − 57° × (𝑑2 − 𝑑1 ) 57° × (200 − 90) = 180° − = 156.48° 𝑎 266.56 Kiểm tra điều kiện: 𝛼 = 148.68° ≥ 120° 2.4 Tính số đai 𝒁 𝑍= 𝑃1 × 𝐾𝑑 [𝑃0 ] × 𝐶𝛼 × 𝐶𝐿 × 𝐶𝑢 × 𝐶𝑍 Trong đó: 𝑃1 : cơng suất trục bánh chủ động 𝑃1 = 1.1 (𝑘𝑊) - [𝑃0 ]: công suất cho phép Tra bảng 4.19[1](trang 62) theo tiết diện đai: 𝑂, 𝑑1 = 90 (𝑚𝑚) 𝑣 = (𝑚/𝑠), được: ▪ [𝑃0 ] = 0.64 (𝑘𝑊) ▪ 𝐿0 = 1320 (𝑚𝑚) - 𝐾𝑑 : hệ số tải trọng động Tra bảng 4.7[1](trang 55), 𝐾𝑑 = 1.1 + 0.2 = 1.3 - 𝐶𝛼 : hệ số ảnh hưởng góc ơm Page Với 𝛼 = 150° … 180° 𝐶𝛼 = − 0.0025 × (180 − 𝛼) = − 0.0025 × (180 − 156.48) = 0.94 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 - 𝐶𝐿 : hệ số ảnh hưởng chiều dài đai Tra bảng 4.16[1](trang 61) Với 𝐿 𝐿0 = 1000 1320 = 0.76, 𝐶𝐿 = 0.95 - 𝐶𝑢 : hệ số ảnh hưởng tỉ số truyền Tra bảng 4.17[1](trang 61) Với 𝑢𝑡 = 2.24, 𝐶𝑢 = 1.14 - 𝐶𝑧 : hệ số kể đến phân phối không tải trọng dây đai Tra bảng 𝑃 1.1 4.18[1](trang 61) theo 𝑍 ′ = = = 1.72, 𝐶𝑍 = 0.95 [𝑃0 ] • Số đai 𝑍= 0.64 𝑃 × 𝐾𝑑 1.1 × 1.3 = = 2.31 [𝑃0 ] × 𝐶𝛼 × 𝐶𝐿 × 𝐶𝑢 × 𝐶𝑍 0.64 × 0.94 × 0.95 × 1.14 × 0.95 Chọn 𝑍 = (là số nguyên lớn giá trị vừa tính được) 2.5 Các thông số bánh đai Chiều rộng bánh đai: 𝐵 = (𝑍 − 1) × 𝑡 + × 𝑒 Tra bảng 4.21[1](trang 63) được: ▪ ℎ0 = 2.5 (𝑚𝑚) ▪ 𝑡 = 12 (𝑚𝑚) ▪ 𝑒 = (𝑚𝑚) ▪ 𝐻 = 10 (𝑚𝑚) ▪ 𝜑 = 40° • Thay vào chiều rộng bánh đai 𝐵 = (𝑍 − 1) × 𝑡 + × 𝑒 = (3 − 1) × 12 + × = 40 (𝑚𝑚) • Đường kính ngồi bánh đai: 𝑑𝑎1 = 𝑑1 + 2ℎ0 = 100 + × 2.5 = 105 (𝑚𝑚) Page 10 𝑑𝑎2 = 𝑑2 + 2ℎ0 = 224 + × 2.5 = 229 (𝑚𝑚) • Đường kính đáy bánh đai: 10 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 Kết tính tốn thiết kế trục Ghi Theo hình vẽ bên Khoảng cách điểm đặt lực Thông số Sơ đồ đặt lực: l1 l2 Kiểu 3b 100 mm 174.00 mm 50.00 400.00 0.00 -280.41 770.41 0.00 -89.21 140.21 -1081.2 140.21 mm N N N N Nmm N N N N Page 51 l3 Fx Fy Fr Ft M X0 Y0 Nếu ngược chiều qui ước sơ đồ bên, đặt dấu X1 âm "-" Y1 giá trị Đơn vị 51 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đườn g kính trục Kích thước then Đề số: 2/ĐBL-20 HS Môtrạn men Môg HS uốn men Hệ thái tăn tổng tương số Tỉ số Tỉ số bề g (Nmm đương an K_σ/Ɛ_σ K_τ/Ɛ_τ mặt bền ) (Nmm) toàn Tiết diện rãn rãn (the Số b h t1 l h lắp h lắp o sơ d the (mm (mm (mm (mm the the đồ) (mm) n ) ) ) ) n g n g 25.00 25.00 Kx Ky M Mtđ S Vị trị tiết diện Ngõn g trục bên trái 0.00 sơ đồ 1.7 1.4 1.20 1.5 1.7 Ngõn g trục bên 1.4 66946.7 phải 1.20 1.5 29600 7.79 sơ đồ 0.00 0.00 Tiết diện trục lắp 60047.5 khớp 0.00 nối 1.0 48.0 1.5 1.7 1.7 1.4 1.5 22.00 6.00 6.00 3.50 9 1.20 Thân trục lắp bánh 1.0 30.0 1.6 1.7 1.9 1.4 1.5 8309.2 60619.7 11.9 28.00 8.00 7.00 4.00 1.20 trụ Page 52 0.00 52 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 4.3.10 Chọn kiểm nghiệm ổ lăn 4.3.10.1 Chọn ổ lăn Với tải trọng nhỏ, có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ Chọn cấp xác Với kết cấu trục tính phần ta có đường kính ngõng trục 𝑑 = 25 (𝑚𝑚), chọn ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ dãy 205 bảng P2.7[1](trang 254) Ký hiệu ổ 𝑑, 𝑚𝑚 𝐷, 𝑚𝑚 𝐵, 𝑚𝑚 𝑟, 𝑚𝑚 205 25 52 15 1.5 Đường kính bi, 𝑚𝑚 7.94 𝐶, 𝑘𝑁 𝐶𝑜 , 𝑘𝑁 11.0 7.09 • Sơ đồ bố trí ổ 𝐹𝑥0 = 89.21 𝑁 𝐹𝑦0 = 140.21 𝑁 𝐹𝑥1 = 1081.2 𝑁 𝐹𝑦1 = 140.2 𝑁 𝐹𝑥0 𝐹𝑦1 𝐹𝑥1 Page 53 𝐹𝑦0 4.3.10.2 Chọn, kiểm nghiệm ổ 53 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 • Kiểm nghiệm khả tải động ổ - Tính phản lực tổng hai ổ lăn 2 𝐹0 = √𝐹𝑥0 + 𝐹𝑦0 = √89.212 + 140.212 = 166.18 (𝑁) 2 𝐹1 = √𝐹𝑥1 + 𝐹𝑦1 = √1081.22 + 140.22 = 1090.25 (𝑁) Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn với 𝐹𝑟 = 𝐹1 = 1090.25 (𝑁) - Xác định tải động quy ước, với 𝐹𝑎 = 𝑁, ta có cơng thức tính: 𝑄 = 𝑋𝑉𝐹𝑟 𝑘𝑡 𝑘đ Trong đó: 𝐹𝑟 - tải trọng hướng tâm, với 𝐹𝑟 = 1090.25 (𝑁) 𝑉- hệ số kể đến vòng quay, với vòng quay 𝑉 = 𝑘𝑡 - hệ số ảnh hưởng nhiệt độ, với 𝑘𝑡 = (nhiệt độ ≤ 100°) 𝑘đ - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1](trang 215) với đặc tính tải trọng tác động lên ổ va đập vừa ta được: 𝑘đ = 1.5 𝑋- hệ số tải trọng hướng tâm Tra bảng 11.4[1](trang 215) với ổ lăn dãy 𝑋 = Thay số vào được: 𝑄 = 𝑋𝑉𝐹𝑟 𝑘𝑡 𝑘đ = × × 1090.25 × × 1.5 = 1635.38 (𝑁) - Xác định 𝐿- tuổi thọ tính triệu vịng quay 106 𝐿 𝐿ℎ = 60𝑛 Suy Page 54 𝐿= 𝐿ℎ 60𝑛 106 Trong đó: 𝐿ℎ - tuổi thọ ổ lăn tính giờ, lấy 𝐿ℎ = 19000 (𝑔𝑖ờ) 54 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 𝑛- số vòng quay, 𝑛 = 141.87 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) Thay số được: 𝐿= 𝐿ℎ 60𝑛 19000 × 60 × 141.87 = = 161.73 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔 𝑞𝑢𝑎𝑦) 106 106 - Xác định khả tải động 𝐶𝑑 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿 Trong đó: 𝑄- tải trọng động quy ước, 𝑘𝑁, 𝑄 = 1.63538 (𝑘𝑁) 𝐿- tuổi thọ tính triệu vòng quay, 𝐿 = 161.73 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔 𝑞𝑢𝑎𝑦) 𝑚- bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, 𝑚 = ổ bi Thay số được: 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿 = 1.63538 × √161.73 = 8.91 < 𝐶 = 11.0 (𝑘𝑁) • Kiểm tra khả tải tĩnh ổ - Xác định tải trọng tĩnh quy ước, với 𝐹𝑎 = (𝑁), ta có cơng thức tính: 𝑄𝑡 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟 Trong đó: 𝐹𝑟 - tải trọng hướng tâm, với 𝐹𝑟 = 1090.25 (𝑁) 𝑋𝑜 - hệ số tải trọng hướng tâm, tra bảng 11.6[1](trang 221) với loại ổ bi đỡ dãy được: 𝑋𝑜 = 0.6 Thay số được: 𝑄𝑡 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟 = 0.6 × 1090.25 = 654.15 (𝑁) Như vậy: 𝑄𝑡 < 𝐹𝑟 , suy 𝑄𝑜 = 𝐹𝑟 = 1090.25 (𝑁) Page 55 - Vậy 𝑄𝑜 = 1.09025 (𝑘𝑁) < 𝐶𝑜 = 7.09 (𝑘𝑁), khả tải tĩnh ổ đảm bảo 55 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 4.3.10.3 Lập bảng thông số ổ lăn Giá trị Đơn vị Tải trọng hướng tâm ổ (0) Tảu trọng hướng tâm ổ (1) Tải trọng dọc trục ổ (0) Tải trọng dọc trục ổ (1) Tải trọng tương đương lớn Mã số ổ lăn 166.18 1090.25 0 1090.25 205 𝑁 𝑁 𝑁 𝑁 𝑁 Page 56 Mã số ổ lăn 56 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 Phần IV Tính tốn thiết kế kết cấu Chương Tính thiết kế kết cấu 5.1 Tính, lựa chọn kết cấu phận, chi tiết Vỏ hộp giảm tốc đúc có 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 máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ… Vật liệu làm hộp giảm tốc gang xám 𝐺𝑋15 − 32 5.1.1 Chọn bề mặt ghép nắp thân Bề mặt ghép vỏ hộp qua đường tâm trục Nhờ lắp ghép chi tiết thuận tiện Sau lắp ghép lên trục chi tiết bánh răng, bạc, ổ… sau trục đặt vào vỏ hộp Bề mặt ghép chọn song song với mặt đế 5.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, 𝛿 Nắp hộp, 𝛿1 Gân tăng cứng: Chiều dày, 𝑒 Chiều cao, ℎ Độ dốc Đường kính: Bu lơng nền, 𝑑1 Page 57 Bu lơng cạnh ổ, 𝑑2 Bu lơng ghép bích nắp thân, 𝑑3 Biểu thức tính tốn 𝛿 = 0.03𝑎 + = 0.03 × 110 + = 6.3 (𝑚𝑚) 𝛿1 = 0.9 × 6.3 = 5.67 (𝑚𝑚) 𝑒 = (0.8 ÷ 1)𝛿, 𝑐ℎọ𝑛 𝑒 = (𝑚𝑚) ℎ < 58, 𝑐ℎọ𝑛 ℎ = 50 𝑚𝑚 𝑘ℎ𝑜ả𝑛𝑔 2° 𝑑1 > 0.04𝑎 + 10 > 12 𝑐ℎọ𝑛 𝑑1 = 𝑀14 𝑑2 = (0.7 ÷ 0.8)𝑑1 𝑐ℎọ𝑛 𝑑2 = 𝑀10 𝑑3 = (0.8 ÷ 0.9)𝑑2 𝑐ℎọ𝑛 𝑑3 = 𝑀8 57 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Vít ghép nắp ổ, 𝑑4 Vít ghép nắp cửa thăm, 𝑑5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, 𝑆3 Chiều dày bích nắp hộp, 𝑆4 Bề rộng bích nắp thân, 𝐾3 Đồ án Chi tiết máy – ME3130 Đề số: 2/ĐBL-20 𝑑4 = (0.6 ÷ 0.7)𝑑2 𝑐ℎọ𝑛 𝑑4 = 𝑀6 𝑑5 = (0.5 ÷ 0.6)𝑑2 𝑐ℎọ𝑛 𝑑5 = 𝑀6 𝑆3 = (1.4 ÷ 1.8)𝑑3 𝑐ℎọ𝑛 𝑆3 = 14 (𝑚𝑚) 𝑆4 = (0.9 ÷ 1)𝑆3 𝑐ℎọ𝑛 𝑆4 = 13 (𝑚𝑚) 𝐾3 ≈ 𝐾2 − (3 ÷ 5) = 33 − (3 ÷ 5) 𝐶ℎọ𝑛 𝐾3 = 30 𝑚𝑚 Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít: Tra bảng18.2[2](trang 88), với 𝐷 = 𝐷3 , 𝐷2 52 𝑚𝑚, 𝐷3 = 80 𝑚𝑚, 𝐷2 = 65 𝑚𝑚 𝐾2 = 𝐸2 + 𝑅2 + (3 ÷ 5) Bề rộng mắp ghép bu lông cạnh ổ: 𝐾2 = 16 + 13 + = 33 𝑚𝑚 Tâm lỗ bu lông cạnh ổ: 𝐸2 𝐶 (k khoảng cách từ tâm bu lông đến mép lỗ) Chiều cao ℎ Mặt đế hộp: Chiều dày: khơng có phần lồi 𝑆1 Bề rộng mặt đế hộp, 𝐾1 𝑞 Page 58 Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp 𝐸2 ≈ 1.6𝑑2 = 1.6 × 10 = 16 𝑚𝑚 𝑅2 ≈ 1.3𝑑2 = 1.3 × 10 = 13 𝑚𝑚 𝐷3 80 𝐶≈ = = 40 𝑚𝑚 2 ℎ=8 𝑆1 ≈ (1.3 ÷ 1.5)𝑑1 𝐶ℎọ𝑛 𝑆1 = 20 𝑚𝑚 𝐾1 ≈ 3𝑑1 = × 14 = 42 𝑚𝑚 𝑞 ≥ 𝐾1 + 2𝛿 ≥ 42 + × 6.3 = 79.8 𝐶ℎọ𝑛 𝑞 = 80 (1 ữ 1.2) (1 ữ 1.2) ì 6.3 = (6.3 ÷ 7.56) 𝐶ℎọ𝑛 ∆= 𝑚𝑚 ∆1 (3 ữ 5) = (3 ữ 5) ì 6.3 = (18.9 ÷ 31.5) 𝐶ℎọ𝑛 ∆1 = 32 𝑚𝑚 58 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 Giữa mặt bên bánh với Số lượng bu lông 𝑍 ∆≥ 𝛿, 𝐶ℎọ𝑛 ∆= 𝑚𝑚 5.1.3 Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp • Chốt định vị Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép dùng hai chốt định vị Nhờ có chốt định vị, siết bu lơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ, loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Sử dụng chốt có thơng số: Thơng số 𝑑 𝑐 𝑙 Kích thước 1.2 50 Đơn vị 𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑚𝑚 • 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 Trên nắp lắp thêm nút thông 𝐵 𝐴1 𝐵1 𝐶 𝐶1 𝐾 𝑅 𝑉í𝑡 𝑆ố 𝑙ượ𝑛𝑔 10 75 150 100 125 100 87 12 𝑀6 × 22 Page 59 𝐴 59 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 • Nút thơng Khi làm việc, nhiệt độ hộp giảm tốc tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông thường nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp 𝐴 𝐵 𝐶 𝐷 𝐸 𝐺 𝐻 𝐼 𝐾 𝐿 𝑀 𝑁 𝑂 𝑃 𝑄 𝑅 𝑆 𝑀27 × 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 Q N M K O G A E L C P D H I B A R • Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn, bị biến chất, phải thay dầu Để dần cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút dầu D d D0 m Page 60 b S L 𝑑 𝑏 𝑚 𝑓 𝐿 𝑐 𝑞 𝐷 𝑆 𝐷0 𝑀20 × 15 28 2.5 17.8 30 22 25.4 60 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đề số: 2/ĐBL-20 • Kiểm tra mức dầu 12 18 12 30 Chiều cao mức dầu hộp kiểm tra que thăm dầu Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt máy làm việc liên tục ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngồi 5.2 Tính, lựa chọn bôi trơn Tác dụng: giảm mát công suất ma sát, giảm mài mịn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phịng chi tiết máy bị han dỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc Bộ truyền bánh có vận tốc vịng 𝑣 = 1.34 𝑚/𝑠 chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu với chiều sâu ngâm dầu 1/4 bán kính bánh cấp chậm - Chiều sâu ngâm dầu: 𝑑𝑎2 184 × = × = 23 (𝑚𝑚) 4 - Đáy hộp giảm tốc cách đỉnh bánh thứ cấp khoảng 32 𝑚𝑚 - Chiều sâu lớp dầu là: 23 + 32 = 55 𝑚𝑚 - Chọn độ nhớt dầu 50°𝐶 để bôi trơn bánh Tra bảng 18.11[2](trang 100) với bánh vật liệu thép có độ bền 𝛿𝑏 = 600 𝑀𝑃𝑎, vận tốc vòng 𝑣 = Page 61 1.34 𝑚/𝑠 được: độ nhớt dầu 50°𝐶 186(11) 16(2) - Dựa vào độ nhớt chọn, tra bảng 18.13[2](trang 101) chọn dầu có tên gọi: Dầu ô tô máy kéo 𝐴𝐾 − 15 5.3 Định kiểu lắp, lập bảng dung sai 5.3.1 Dung sai lắp ghép mối ghép then Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn rãnh then kích thước then Trên trục Trên bạc Theo chiều rộng b- h9 H9 D10 61 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm Đồ án Chi tiết máy – ME3130 SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Kích thước tiết diện then 𝑏×ℎ 8×7 6×6 Đề số: 2/ĐBL-20 Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then 𝐻9 𝐷10 +0.036 +0.03 Chiều sâu rãnh then 𝑡1 +0.078 +0.030 +0.098 { +0.040 { 𝑡2 4.0 Sai lệch giới hạn +0.2 3.0 Sai lệch giới hạn +0.2 3.5 +0.1 2.8 +0.1 5.3.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn - Dung sai lắp ghép vòng ổ với trục Mối lắp 𝐷11 𝑘6 𝐷11 ∅20 𝑘6 ∅25 Sai lệch giới hạn 𝐸𝑆 𝑒𝑠 +0.195 +0.015 +0.195 +0.015 Sai lệch giới hạn 𝐸𝐼 𝑒𝑖 +0.065 +0.002 +0.065 +0.002 - Dung sai lắp ghép vịng ngồi ổ với lỗ hộp Mối lắp 𝐻7 𝑑11 𝐻7 ∅47 𝑑11 ∅52 Sai lệch giới hạn 𝐸𝑆 𝑒𝑠 +0.030 −0.065 +0.025 −0.065 Sai lệch giới hạn 𝐸𝐼 𝑒𝑖 −0.195 −0.195 5.3.3 Dung sai lắp ghép bánh Mối lắp 𝐻9 𝑘6 𝐻9 ∅25 𝑘6 Page 62 ∅20 Sai lệch giới hạn 𝐸𝑆 𝑒𝑠 +0.052 +0.015 +0.052 +0.015 Sai lệch giới hạn 𝐸𝐼 𝑒𝑖 +0.002 +0.002 62 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đồ án Chi tiết máy – ME3130 Đề số: 2/ĐBL-20 Tài liệu tham khảo [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I, Nhà xuất Giáo dục, 2007 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế dẫn động khí tập II, Nhà xuất Giáo dục, 2005 [3] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy tập I, Nhà xuất Giáo dục, 2006 [4] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy tập II, Nhà xuất Giáo dục, 2007 Page 63 [5] Ninh Đức Tốn Dung sai lắp ghép, Nhà xuất Giáo dục Viê 63 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đồ án Chi tiết máy – ME3130 Đề số: 2/ĐBL-20 Mục lục Lời nói đầu Phần I.Tính động học Chương Tính động học 1.1 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.3 Tính thơng số trục .4 1.4 Lập bảng thông số động học Phần II Tính tốn thiết kế truyền Chương Tính tốn thiết kế truyền đai thang 2.1 Chọn loại đai tiết diện đai 2.2 Chọn đường kính hai bánh đai 𝒅𝟏 𝒅𝟐 .7 2.3 Xác định khoảng cách trục 𝒂 2.4 Tính số đai 𝒁 .9 2.5 Các thông số bánh đai .10 2.6 Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 11 2.7 Tổng hợp thông số truyền đai 12 Chương Tính tốn thiết kế truyền bánh trụ thẳng 13 3.1 Chọn vật liệu bánh 13 3.2 Xác định ứng suất cho phép 13 3.3 Xác định sơ khoảng cách trục 17 3.4 Xác định thông số ăn khớp 18 3.5 Xác định ứng suất cho phép 19 3.6 Kiểm nghiệm truyền bánh .20 3.7 Một số thông số khác cặp bánh .24 3.8 Tổng kết thông số truyền bánh 25 Phần III: Tính tốn thiết kế trục, chọn ổ lăn 26 Page 64 Chương 4: Tính trục, chọn ổ lăn 26 4.1 Chọn khớp nối 26 4.2 Tính sơ trục 27 4.3 Tính, chọn đường kính đoạn trục 33 64 GVHD: TS Đặng Bảo Lâm SVTK: Vũ Mạnh Tuấn - 20164426 Đồ án Chi tiết máy – ME3130 Đề số: 2/ĐBL-20 Phần IV Tính tốn thiết kế kết cấu 57 Chương Tính thiết kế kết cấu 57 5.1 Tính, lựa chọn kết cấu phận, chi tiết 57 5.2 Tính, lựa chọn bơi trơn 61 5.3 Định kiểu lắp, lập bảng dung sai 61 Page 65 Tài liệu tham khảo .63 65 ... 20164426 2.7 Đồ án Chi tiết máy – ME3130 Đề số: 2/ĐBL-20 Tổng hợp thông số truyền đai Thông số Giá trị Tiết diện đai Khoảng cách trục Đường kính bánh đai nhỏ/ chủ động Đường kính bánh đai lớn/... vòng quay