ĐỀ ÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP TẠI TP VINH

LỜI NÓI ĐẦUĐồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy.Mục đích là gi

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành cơ

khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy.Mục đích là giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức đã học, nghiên cứu và làmquen với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiện nay

Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho

chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu : “ thiết kế hệ hộp giảm

tốc hai cấp( hộp khai triển) ” Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến

thức tổng hợp, còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng, songbài làm của em không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đónggóp ý kiến của thầy cô, giúp em có được những kiến thức thật cần thiết để sau này ratrường có thể ứng dụng trong công việc cụ thể của sản xuất

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn và đặc

biệt là thầy Nguyễn Lê Văn đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ của mình.

Em xin chân thành cảm ơn

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2019

Sinh viên: Trần Đình Đạt

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Đà Nẵng, ngày 20 thág 12 năm 2019

Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển

Ưu điểm: Hộp giảm tốc bánh răng cũng là dạng truyền bánh răng như hộp giảm tốc

hành tinh, có tỉ số truyền lớn, các bánh răng được bố trí để chúng ăn khớp ngoài vớinhau có thể kết nối được điện và thủy lực nên rất linh động

Nhược điểm: Không nhỏ gọn hay là khá to chiếm rất nhiều diện tích lắp, các bánh

răng được bố trí không đối xứng với các ổ

PHẦN I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

1.1 :Công suất cần thiết

=

Gọi Plv - công suất tính toán trên trục máy công tác (KW)

Pct - công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)

– hiệu suất chuyền động

Plv = = 8,4 (KW)

Áp dụng công thức: Pct = với =

Trong đó: , , , được tra trong bảng trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ = 0,95 – hiệu suất bộ truyền xích

= 0,98 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

= 0,995- hiệu suất của 1 cặp ổ lăn

= 0,99 – hiệu suất của khớp nối

Khi đó ta có: = = 0,95 0,99 = 0,885

Pct = = 9,5 (KW).

Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: Pct = 9,5 (KW)

1.2 :Chọn số vòng quay sơ bộ cho động cơ

nlv = = = 61,24 (vòng/phút)

Chọn sơ bộ tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống:

uh = 8 – tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Ung =3 – tỷ số truyền của xích

Pđc = 10 (KW)nđc = 1460 (vòng /phút)

1.4: Tỷ số truyền của hệ

Ut = = = 23,84 = uh.ung

 uh = = = 7,95 = u1.u2

 u1 = 3,3 ; u2 = 2,42 (Bảng 3.1)

1.5: Công suất động cơ trên các trục

- Công suất động cơ trên trục I là:

- Tốc độ quay trên trục III là: n3 = = = 182,8 (vòng/phút).

- Tốc độ quay trên trục công tác là: nlv = 61,24 (vòng/phút)

1.7: Xác định mômen xoắn trên các trục

- Mômen xoắn trên trục động cơ được tính theo công thức:

- Mômen xoắn trên trục công tác là:

PHẦN II – Tính toán thiết kế bộ truyền xích

Thông số yêu cầu: P = P3 = 9,36 (KW)

T1 = T3 = 488993,4 (N.mm)n1 = n3 = 182,8 (vòng/phút)

k x = 1,15 vì bộ truyền nằm nghiêng một góc nhỏ hơn 40°.

2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích

Vật liệu đĩa xích Thép 45 H=800(MPa)

Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 145,95 (mm)

Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2 479,17 (mm)

Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ da1 154,22 (mm)

Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn da2 488,3 (mm)

Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 133,89 (mm)

Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df2 467,11 (mm)

+ Giới hạn bền: b = 750 MPa

+ Giới hạn chảy: ch = 450 MPa

+ Độ rắn HB = 192 240 ( chọn = 220)

3.2 Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép

a, Ứng suất tiếp xúc cho phép:

 NHE1 = 60.c n1 t∑ = 60.1.1460.10000 = 876000000

NHE2 = 60.c n2 t∑ = 60.1.442,4.10000 = 265440000

Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1

NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1

Do đó: [H1] = (Hlim1/H) = (2.260 + 70)/1,1 = 536,36 (MPa)

[H2] = (Hlim2/H) = (2.220 + 70)/1,1 = 463,63 (MPa)

Với truyền động bánh răng thẳng nên:

Ta có: NFE1> NFO => lấy NHE1= NFO => KFL1= 1

NFE2> NFO => lấy NHE2= NFO => KFL2= 1

v = π dw1 n1/60000 = π.64,2.1460/60000 = 4,9 (m/s)

v = π dw1 n1/60000 = π.64,2.1460/60000 = 4,9 (m/s)

VH = σF g0 v. = 0,016 56 4,9 = 28,39

σF = 0,016 (bảng 6.15)

Hmax = H = 430,4 = 769,92 < Hmax = 1624 (MPa)

F1max =F2 Kqt = 79,96.3,2 = 255,87 < F1max = 464 (MPa)

F2max =F2 Kqt = 75,75.3,2 = 242,4 < F2max = 360 (MPa)

3.9 Tổng hợp các thông số bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Đường kính vòng chia d1 = 64 mm d2 = 212 mm

Đường kính vòng đỉnh răng da1 = 68 mm da2 = 216 mm

Đường kính đáy răng df1 = 59 mm df2 = 207 mm

4.2 Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép

a, Ứng suất tiếp xúc cho phép:

[H] = (Hlim/H).RvXHHL

Chọn sơ bộ RvXH= 1

 [H] = (Hlim/H)HL

 NHE1 = 60.c n1 t∑ = 60.1.1460.10000 = 265440000

NHE2 = 60.c n2 t∑ = 60.1.442,4.10000 = 109680000

Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1

NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1

Ta có: NFE1> NFO => lấy NHE1= NFO => KFL1= 1

NFE2> NFO => lấy NHE2= NFO => KFL2= 1

costw = Zt.m.cos/(2.aw) = 140.2,5.cos20/(2.175) = 0,9397 (rad)

Hmax = H = 413,35 = 635 < Hmax = 1260 (MPa)

F1max =F2 Kqt = 79,79.2,36 = 188,3 < F1max = 464 (MPa)

F2max =F2 Kqt = 77,63.2,36 = 183,2 < F2max = 360 (MPa)

4.9 Tổng hợp các thông số bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Đường kính vòng chia d1 = 102,5 mm d2 = 247,5 mm

Đường kính vòng đỉnh răng da1 = 107,5 mm da2 = 252,5 mm

Đường kính đáy răng df1 = 96,25 mm df2 = 241,25 mm

Giới hạn bền chọn: b = 600 (MPa)

Giới hạn chảy: = 300(MPa

Ứng suất xoắn: [τ] = 15 30 (MPa)

5.2 Xác định đường kính sơ bộ của trục

d =  d1 = = = 27,8 (mm)

d2 = = = 37,3 (mm)d3 = = = 43,4 (mm)Chọn đường kính sơ bộ các trục:

d1 = 28 (mm) ; d2 = 37 (mm) ; d3 = 43 (mm)Theo bảng 10.2 xác định chiều rộng ổ lăn:

b01 = 18 (mm) ; b02 = 22 (mm) ; b03 = 24 (mm)

5.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Chiều dài mayơ nửa khớp nối đối với trục vòng đàn hồi:

Với d1 = 28  = 125 (mm)Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng:

Biểu đồ mômen trục I

b, Trục II

Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng:

Biểu đồ mômen trục II

c, Trục III

Biểu đồ mômen trục III

PHẦN VI: TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN

6.1 Chọn loại ổ lăn

Trục I Trục II và trục III của hộp giảm tốc không có thành phần lực dọc trục nên ta dùng ổ bi đỡ một dãy

6.2 Chọn cấp chính xác ổ lăn

Đối với hộp giảm tốc chọn ổ lăn có cấp chính xác 0

6.3 Chọn kích thước ổ lăn

= Q ≤ C

≤

Trục I: 28  Chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung 306 có:

d = 30 mm ; C = 22 kN

D = 72 mm ; = 15,1 kN

Q = (X.V + Y)

Với = 0  /V = 0 < e  X = 1 ; Y = 0 (bảng 11.4)

Y = 0 (1)

V = 1 : vòng trong quay (2)

= 1 : t° < 105°C (3)

= 1,1 : va đập nhẹ (4)

 = 1,1 = 3443,6.1,1 = 3787,96 (N)

= = 2652,3 (N)

với [dm.n] = 5,5.105 (bôi trơn bằng dầu, bảng 11.7)

- Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ và vỏ hộp theo hệ trục

- Sai lệch cho phép vòng trong của ổ là âm, sai lệch cho phép trên lỗ theo hệ lỗ làdương (theo kiểu lắp trung gian )

- Chọn kiểu lắp bằng độ dôi để các vòng ổ không thể trượt theo bề mặt trục

6.8 Nắp ổ

Nắp ổ thường được chế tạo bằng thép CT3,mặt chuẩn cơ bản là mặt bích vì vậy bềmặt trụ định tâm lấy nhỏ từ 5÷7 mm, để khỏi ảnh hưởng đến việc lắp bích vào vỏhộp

6.9 Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng dầu

PHẦN VII – KẾT CẤU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC

7.1 Thiết kế kết cấu vỏ hộp giảm tốc

- Chiều dày thân hộp:

σ = 0,003.a + 3 = 0,003.175 + 3 = 8,25 (mm)

- Chiều dày thành nắp hộp:

σ1 = 0,9.σ = 0,9.8,25 + 3 = 7,425 (mm)Chọn σ1 = 7,4 (mm)

+ Vít ghép nắp ổ: d4 = (0,6 0,7)d2 = 7,8 9,1 Chọn d4 = 9 (mm)+ Vít hép nắp cửa thăm: d5 = (0,5 0,6)d2 = 6,5…7,8 Chọn d5 = 7 (mm)

+ Bề rộng bích nắp và thân:

K3 ≈ K2 – (3 5) = 42 – (3 5) = 37 39K2 : Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổK2 = E2 + R2 + (3 ) = 20,8 + 16,9 + (3 5) = 40,7 42,7

Với E2 = 1,6 = 1,6.13 = 20,8 (mm)R2 = 1,3 = 1,3.13 = 16,9 (mm)Chọn K2 = 42 (mm)

K3 = 38 (mm)

- Mặt đế hộp: (không có phần lồi)

+ Chiều dày: S1 = (1,3 1,5).d1 = (1,3 1,5).17 = 22,1 25,5

Chọn S1 = 24 (mm)S2 = (1 1,1).d1 = (1 1,1).17 = 17 18,7Chọn S2 = 18 (mm)

+ Bề rộng mặt đế hộp:

K1 ≈ 3.d1 = 3.17 = 51 (mm)

q ≥ K1 + 2.σ = 51 + 2.8,25 = 67,5 (mm)

- Khe hở giữa các chi tiết:

+ Giữa bánh răng với thành trong hộp:

∆ ≥ (1 1,2)σ = (1 1,2).8,25 = 8,25 9,9

Chọn ∆ = 9 (mm)+ Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp:

∆1 = (3 5)σ = (3 5).8,25 = 24,75 41,25Chọn ∆1 = 35 (mm)

+ Giữa các mặt bên bánh răng với nhau:

∆3 ≥ σ = 8,25 Chọn ∆3 = 9 (mm)

Nút thông hơi được lắp trên cửa thăm

Kích thước nút thông hơi:

2

7.2.6 Que thăm dầu

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu

7.3 Bôi trơn hộp giảm tốc

Để giảm mất mát công suất vì ma sát, giảm mài mòn, đảm bảo thoát nhiệt tốt

và đề phòng các chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn cho trục các bộ truyền trongHộp Giảm Tốc

Vì vận tốc của bánh răng nhỏ nên ta chọn cách bôi trơn ngâm trong dầu bằngcách ngâm bánh răng, trục vít, bánh vít hoặc các chi tiết phụ khác

Chọn độ nhớt của dầu ở 50oC để nôi trơn bánh răng:

Ta chọn dầu ôtô máy kéo AK – 20.

Khi vận tốc nhỏ thì lấy chiều sâu ngâm là 1/6 bán kính bánh răng cấp nhanhcòn đối với cấp chậm là 1/4 bán kính

Theo chiều rộng, chọn kiểu lắp trên trục là P9/h8 và trên bậc là Js9/h8

Theo chiều cao, sai lệch giới hạn kích thước then là h11

Theo chiều dài, sai lệch giới hạn kích thước then là h14

7.4.6 Bảng dung sai lắp ghép

Chi tiết Kích

thước(mm)

Mốilắp

ES(μm)

EI(μm)

es(μm)

ei(μm)

Độ dôilớn nhất

Độ hởlớn nhất

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Lê Văn đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án môn học Chi tiết máy Trong quá trình làm đồ án em không thể tránh

khỏi thiếu sót, em kính mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy để em hoàn thiện

đồ án Em xin chân thành cảm ơn !

Đà Nẵng, Ngày 20 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện:

Trần Đình Đạt

MỤC LỤC

Lời nói đầu

PHẦN I – Chọn động cơ, phân phối tỷ số truyền 3

1.1 Công suất cần thiết 3

1.2 Chọn số vòng quay sơ bộ cho động cơ 4

1.3 Chọn động cơ 4

1.4 Tỷ số truyền của hệ 4

1.5 Công suất động cơ trên các trục 5

1.6 Tốc độ quay trên các trục 5

1.7 Xác định mômen xoắn trên các trục 5

1.8 Bảng thông số động cơ và số liệu 6

PHẦN II – Tính toán thiết kế bộ truyền xích 7

2.1 Chọn loại xích 7

2.2 Chọn số răng đĩa xích 7

2.3 Xác định bước xích 7

2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 8

2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền 9

2.6 Xác định thông số của đĩa xích 9

2.7 Xác định lực tác dụng lên trục 10

2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích 11

PHẦN 3 – Tính toán hiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 12

3.1 Chọn vật liệu 12

3.2 Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép 12

3.3 Tính khoảng cách trục 14

3.5 Các thông cơ bản của bộ truyền bánh răng cấp nhanh 16

3.9 Tổng hợp các thông số bộ truyền bánh răng cấp nhanh 19

PHẦN 4 – Tính toán hiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm 20

4.2 Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép 20

4.5 Các thông cơ bản của bộ truyền bánh răng cấp nhanh 24

4.9 Tổng hợp các thông số bộ truyền bánh răng cấp nhanh 27

PHẦN V – Tính toán và thiết kế trục 28

5.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 285.4 Xác định trị số và chiều lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục 30

6.5 Tổng hợp các thông số của ổ lăn trên các trục 486.6 Phương pháp cố định ổ trên trục và trong vỏ hộp 48

PHẦN VII – Kết cấu vỏ hộp và các chi tiết khác 50

7.2 Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 53

Tài liệu tham khảo:

Sách tính toán và thiết kế hệ dẫn động cơ khí T1,T2 ( Trịnh Chất-Lê Văn Uyển)