Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC ĐỒ ÁN TT TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD Th S NGUYỄN HOÀNG CHÂU MỤC LỤC Mục lục 1 Lời nói đầu 2 PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 3 I 1 Chọn động cơ 4 I 2 Phân phối tỷ số truyền 5 PHẦN.
ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG MỤC LỤC Mục lục Lời nói đầu PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I.1 Chọn động .4 I.2 Phân phối tỷ số truyền PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH II.1 Chọn loại xích II.2 Xác định thơng số xích truyền II.3 Kiểm nghiệm xích độ bền II.4 Xác định đường kính đĩa xích II.5 Xác định lực tác dụng lên trục PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG III.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép III.2 Tính tốn truyền cấp nhanh 10 III.3 Tính tốn truyền cấp chậm 15 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC 19 IV.1 Chọn vật liệu 19 IV.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trục 19 IV.3 Tính tốn thiết kế trục 20 IV.4 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 28 IV.5 Kiểm nghiệm độ bền then LỜI NÓI ĐẦU: 31 Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi PHẦN V: TÍNH TỐN CHỌN Ổ 32 khíI đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống V.1cơ Trục truyền động 33 công việc quan trọng công đại hoá đất V.2 Trục II nước Hiểu biết, 34 nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ V.3 Trụcđộng III yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư thống truyền 34 khí khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu Trong cuộcVI: sống ta CHỌN bắt gặp hệ thống PHẦN TÍNH TỐN KHỚP NỐI truyền động khắp nơi, có 35 vai trò quan trọng sống sản thể nói đóng xuất.Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC phận không 35 thể thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP 39 hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý- Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật khí , giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí.Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy ThS.Nguyễn Hồng Châu thầy cô khoa CƠ HỌC ỨNG DỤNG giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Trang: Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Lê Hồng Sương ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG Trần Thế Phương PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện: 1.1.1.Xác định công suất trục động điện: Công suất truyền trục công tác: Pt = 5,7 kw Công suất trục động điện: Pct Pt (1) SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG Hiệu suất truyền động: 1 k ol3 br2 x ot (công thức 2.9 trang 19 tài liệu [1]) Từ bảng 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có: x = 0,96 Hiệu suất truyền xích: Hiệu suất cặp ổ lăn: k = ol = 0,99 Hiệu suất cặp bánh răng: br =0,97 Hiệu suất cặp ổ trượt: ot = 0,98 Hiệu suất nối trục di động: => 1.0,993.0,972.0,96.0,98 = 0,859 P 5,7 Pct t 6,636 (kw) Thay vào (1) 0,859 1.1.2.Số vòng quay sơ động điện: n sb u t u lv Ta có: nlv = 92 (vịng/phút) ut : tỷ số truyền hệ thống dẫn động Trong đó: ut = un.uh Uh : tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp Uh = Un : tỷ số truyền truyền xích Un = Ux = (chọn theo bảng 2.4 trang 21 tài liệu [1]) Ut = 8.2 = 16 Usb = 92.16 = 1472 (vòng/phút) Theo bảng 1.3 phụ lục trang 236 tài liệu [1] ta chọn động cơ: Dk.62_4 có: Pđc = 10 kw Nđc = 1460 (vịng/phút) 1.2 Phân phối tỷ số truyền: 1.2.1Tỷ số truyền: ut nđc 1460 15,87 nlv 92 1.2.2Phân tỷ số truyền hệ dẫn động: u t u n u h SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG Với un = ux = (đã chọn) => u h ut 15,87 7,93 un Mặt khác uh = u1.u2 Theo cơng thức thực nghiệm ta có: u1 (1,2 1,3)u Chọn u1 = 1,3u2 => 1,3 u 22 = 7,93 => u2 = 2,467 => u1 = 1,3.2,467 = 3,21 1.2.3 Tính lại giá trị un theo u1 u2 hộp giảm tốc ut 15,87 2,004 Un = u1 u 3,21.2,467 1.2.4.Xác định cơng suất, moment số vịng quay trục: Dựa vào Pct sơ đồ hệ dẫn động: Đối với trục I: p1 pct k ol 6,636.1.0,99 6,57(kw) n1 nđc 1460 (v/ ph) p1 6,57 9,55.10 42,975.10 (Nmm) n1 1460 Đối với trục II: p2 p1 br ol 6.57.0,97.0,99 6,31 (kw) T1 9,55.10 n2 n1 1440 351(v / ph) u1 4,1 T2 9,55.10 p2 6,31 9,55.10 132,490.10 ( Nmm) n2 454,83 Đối với trục III: p3 p2 br ol 6,31.0,97.0.99 6,06(kw) n3 n2 454,83 184,36(v / ph) u2 2,467 T3 9,55.10 p3 6,06 9,55.10 313,913.10 ( Nmm) n3 184,36 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG Đối với trục máy cơng tác: pmct p3 x ot 6,06.0,96.0,98 5,701(kw) nmct n3 184,36 92,18(v / ph) un Tmct 9,55.106 pmct 5,701 9,55.10 590,633.10 ( Nmm) nmct 92,18 Trục Thông số Công suất P(kw) Tỷ số truyền u Số vòng quay n (v/ph) Momen xoắn T (Nmm) Động I II III Máy công tác 6,636 6,57 6,31 6,06 5,701 1460 3,21 1460 2,467 2,004 454,83 184,36 132,490.10 313,913.103 42,975.103 PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH 2.1 Chọn loại xích: Vì tải trọng xích va đập nhẹ, vận tốc thấp nên chọn xích lăn 2.2 Xác định thơng số xích truyền: Với ux = 2,2 (đã chọn) Theo bảng 5.4 tài liệu [1] ta chọn số đĩa xích nhỏ z1 = 25 Số đĩa xích lớn: SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 92,18 590,636.103 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG z2 = ux.z1 = 2,2.25 = 55 < zmax = 120 Theo công thức 5.3 tài liệu [1] ta có cơng thức tính tốn: Pt = P.k.kz.kn z1 = 25 => kz = 25/z1 = Chọn n01 = 200 (vg/ph) => kn = n01/nIII = 200/111 = 1,8 Theo công thức 5.4 bảng 5.6 tài liệu [1] ta có: K = k0.ka.kđc.kbt.kđ.kc K0 = (tâm đĩa xích so với phương ngang k = 1,3.1,2.1,25.1.1.1 = 1,95 Thay vào công thức 5.3 ta được: Pt = 3,4.1,95.1,8 = 11,934 (kw) Thấy p pt 11,934(kw) (kd = xích dãy) kd Ta thấy [p] 19,3 Theo bảng 5.5 vói k01, xích dãy Ta chọn bước xích p= 31,75 (mm) Khoảng cách trục: a = 40.p = 40.31,75 = 1270 mm Theo công thức 5.12 tài liệu [1] ta có số mắt xích: 2a z1 z ( z z1 ) p x p 4 a 2.1270 (25 55) (55 25) 31,75 x 120,57 31,75 4.3,14 2.1270 Lấy số mắt xích chẵn: x = 120 Tính lại khoảng cách trục theo cơng thức 5.13 tài liệu [1] ac = a + 0,5(xc – x)p = 1270 + 0,5(120 – 120,57).31,75 = 1260,95 (mm) Để xích khơng chịu lực căng q lớn ta giảm a lượng a a = 0,003.a = 3,78 (mm) Do a = 1260,95 – 3,78 = 1256,22 (mm) Số lần va đập xích theo cơng thức 5.14 tài liệu [1] i z1.n1 25.111 1,54 i 25 15.x 15.120 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG 2.3 Kiểm nghiệm xích độ bền: Theo công thức 5.15 tài liệu [1] s Q k đ Ft F0 Fv Theo bảng 5.2 tài liệu [1] ta có tải trọng phá hỏng Q = 88,5 (kN) Khối lượng mét xích q1 = 3,8 kg Kđ = 1,2 (chế độ làm việc trung bình) v z1 t.n1 25.31,75.111 1,47(v / ph) 60000 60000 1000.P Ft 2312,93( N ) v Fv -lực căng lực li tâm sinh ra: Fv = q.v2 = 3,8.1,472 = 8,21 (N) F0 -lực căng nhánh xích bị động sinh ra: F0 = 9,81.kf.q.a Với f = 0,015.a = 19,05 Lấy kf = (vì góc nghiêng đường nối tâm < 400) => F0 = 9,81.4.3,8.1,25622 = 187,32 (N) Do đó: 88500 s 29,79 12.2312,93 187,32 8,21 Theo bảng 5.10 với n = 200 vg/ph, [s] = 8,5 s > [s] : truyền xích đảm bảo đủ bền 2.4 Đường kính đĩa xích: Theo cơng thức 5.17 bảng 13.4 : p 31,75 253,32(mm) 180 sin( ) sin( ) z1 25 p 31,75 d2 556,15(mm) 180 sin( ) sin( ) z2 55 d1 da1 = p[0,5 + cotg( /z1)] = 267,2 (mm) da2 = p[0,5 + cotg( /z2)] = 571,12 (mm) df1 = d1 – 2r = 253,32 – 2.9,62 = 234,08 (mm) df2 = d2 – 2r = 556,15 – 2.9,62 = 536,91 (mm) với r = 0,5025d1 + 0,05 = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,63 (theo bảng 5.2) Kểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩa xích: theo cơng thức 5.18 tài liệu [1] ta có: SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG H 0,47 k r ( Ft k đ Fvđ ) E / A.k d [ H ] Trong đó: Kr : Hệ số xét đến ảnh hưởng số đĩa xích Kr1 = 0,42 ứng với Z1 = 25 Kr2 = 0,23 ứng với Z2 = 55 Kd = truyền xích dãy Kđ = 1,2 hệ số tải động Fvd lực va đập dãy xích:(N) -7 Fvd = 13.10 n1.p3.m = 13.10-7.111.31,753 = 4,618 (N) E: Mođun đàn hồi: E = 2,1.105 Mpa A = 262 diện tích chiếu lề (tra theo bảng 5.12 tài liệu [1]) H ứng suất tiếp xúc cho phép tra theo bảng 5.11 tài liệu [1] Ứng suất tiếp xúc đĩa xích 0,42(2312,93.1,2 4,618)2.1.10 = 454,69 Mpa H 0.47 262.1 Ứng suất tiếp xúc đĩa xích 0,23(2312,93.1,2 4,618)2.1.10 = 336,48 Mpa H 0.47 262.1 Như theo bảng 5.11 tài liệu [1] để đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa xích ta dùng thép C45 cải thiện đạt độ vấn bề mặt HB = 170 Ứng suất tiếp xúc cho phép [ H ] = 500 (Mpa) Thấy: H [ H ] nên đảm bảo độ bền tiếp xúc 2.5 Xác định lực tác dụng lên trục: P r = Kx F t Với Kx : hệ số bể đến trọng lượng tính xích Kx = 1,15(do truyền nằm ngang) Pr = 1,15.2312,93 = 2659,86 N PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC: 3.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép: Chọn vật liệu cấp bánh sau: Cụ thể theo bảng 6.1 tài liệu [1] chọn: Bánh nhỏ: Thép 45 cải thiện đạt độ rắn SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG HB = 241 285, có b1 = 850 MPa , ch1 = 580 MPa Bánh lớn: Thép 45 cỉa thiện đạt đọ rắn HB = 192 240 , có b = 750 MPa, ch = 450 MPa Phân cấp tỷ số truyền: Uh = 13 ; cấp nhanh U1 = 4,1 ; cấp chậm U2 = 3,16 Xác định ứng suất cho phép: Theo bảng 6.2 tài liệu [1] thép C45 cải thiện đạt độ rắn HB = 180 350 H lim 2.HB1 70 ; H 1,1 ; F lim 1,8 HB ; s F 1,75 Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245, độ rắn bánh lớn HB2 = 230 H lim1 2.HB1 70 2.245 70 560 MPa F lim1 1,8.245 411 MPa H lim 2.HB2 70 2.230 70 530 F lim 1,8.230 414 MPa MPa Theo công thức 6.5 tài liệu [1]: N HO 30.H 2, HB Do đó: N HO1 30.245 2, 1,6.10 NHO2 = 30.2302,4 = 1,39.107 Theo công thức 6.7 tài liệu [1] NHB = 60.C ( Ti / Tmax)3 niti NB2 = 60.C (n1/u1) t ti(Ti /Tmax)3 ti ti 1440 = 60.1 4,1 18000(13.0,7+0,8.0,3) = 3,24.108 NHB3 > NHO2 KHL2 = Tương tự KHL1 = Như theo công thức 6.1a tài liệu [1] sơ xác định được: K HL [ H ] = Him SH 560.1 K HL1 [ H ]1 = Him1 = = 509 Mpa SH 1,1 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 10 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU Fy32 Fy30 GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG Fy33 Fx32 Fz32 Fx33 Fz33 Fy31 Fx31 Fx30 Fy34 147620,8 Nmm 55754,1 Nmm 29722,9 Nmm Mx 19472,7 Nmm 44503,9 Nmm My 71890 Nmm T 146250 Nmm 292500 Nmm Tính đường kính trục: theo bảng 10.5 tài liệu [1] với đường kính sơ d = 43,3 mm ta chọn: [ ] = 50 Mpa d j 3 30 M tđ 0.1 34 d =d =0 31 d = 30,9 mm SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 29 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG 32 d = 25,7 mm 33 d = 26,3 mm Chọn đường kính đoạn trục theo tiêu chuẩn sau: 30 31 d = d = 30 mm (đoạn trục lắp ổ lăn) 32 33 d = d = 34 mm (đoạn trục lắp bánh răn trụ nghiêng) 34 d = 28 mm (đoạn trục lắp đĩa xích) đoạn trục đưa bảng sau: Đường kính I 17 17 15 21 - II 20 20 28 30 28 III 30 30 34 34 28 4.4 Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi: 4.4.1: Thép C45 thường hóa có: b = 600 Mpa 0,436. b 0,436.600 261,6 Mpa 0,58. 0,58.261,6 151,73 Mpa Theo bảng 10.7 tài liệu [1]: 0,05; 0 4.4.2: Điều kiện kiểm tra trục vừa thiết kế độ bền mỏi: Theo công thức 10.19 tài liệu [1]: Sj S j Sj j S S j S Trong đó: [S] = 1,5…2,5 hệ số an toàn cho phép SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 30 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG S j : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp Theo công thức 10.20 tài liệu [1]: S j 1 K dj aj mj Sj : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện J Theo công thức 10.21 tài liệu [1]: Sj 1 K dj aj mj Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do theo cơng thức 10.22 tài liệu [1]: mj 0; aj max j Mj Wj Vì trục I quay chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Do theo cơng thức 10.23 tài liệu [1]: T mj aj max j j 2.Woj 4.4.3 Xác định hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm: Dựa vào kết cấu biểu đồ mômen trục, ta thấy tiết diện nguy hiểm cần kiểm tra độ bền mỏi: Trục I: tiết diện 10 lắp ổ lăn tiết diện 13 lắp bánh Trục II: tiết diện 22 23 lắp bánh Trục III: tiết diện lắp bánh tiết diện 31 lắp ổ trượt 4.4.4 Chọn lắp ghép: Các ổ lăn lắp ghép trục theo kiểu k6, lắp đĩa xích, nối trục, bánh theo kiểu k6 kết hợp lắp then Kích thước then bằng, trị số mômen cản uốn mômen xoắn ứng với tiết diện sau: (kích thước then tra theo bảng 9.1; trị số mômen cản uốn mômen xoắn tương đương tra theo bảng 10.6 tài liệu [1]) d 3j b.t1.(d j t1 ) Wj 32 2.d j SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 31 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU Woj d 3j 16 GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG b.t1 ( d j t1 ) 2d j Tiết diện Đường kính trục (mm) b h t1 Wj (mm3) Woj (mm3) 10 13 22 23 31 33 17 21 21 30 30 34 5x5 8x7 8x7 8x7 8x7 10 x 4 4 395,6 688,5 1824,9 2288,8 2288,8 3238,3 877,7 1597,3 3978,9 4938,2 2938,2 7095 4.4.5 Xác định hệ số K aj Kaj tiết nguy hiểm: Theo công thức 10.25 10.26 tài liệu [1]: Kdj Kdj K K x 1 Ky K K x 1 Ky Các trục gia công máy tiện Tại tiết diện nguy hiểm yêu cầu đặt Ra = 2,5…0,63 m Theo bảng 10.8 tài liệu [1] hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt kx = 1,06 Không dung phương pháp tăng bề mặt nên ky = Dùng dao phay ngón để gia cơng rãnh then nên từ bảng 10.12 tài liệu [1] ta có: K 1,76 K 1,54 Theo bảng 10.10 tài liệu [1] ta có thông số sau: d10 17 mm 0,95; 0,92 d13 21 mm 0,92; 0,89 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 32 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG d 22 28 mm 0,88; 0,81 d 23 30 mm 0,88; 0,81 d 31 30 mm 0,88; 0,81 d 33 34 mm 0,85; 0,78 K K Theo bảng 10.11 tài liệu [1] ta tra lắp căng tiết diện nguy hiểm Kết tính tốn ghi bảng sau: Tiết d diện (mm) 10 13 22 23 31 33 17 21 28 30, 30 34 K K Rãnh Lắp Rãnh Lắp then căng then căng 1,85 2,06 1,67 1,64 1,91 2,06 1,73 1,64 2,06 1,9 1,64 2,06 1,9 1,64 2,06 1,9 1,64 2,07 2,06 1,97 1,64 K d Kd 1,91 1,97 2,06 2,06 2,06 2,13 1,73 6,3 6,28 21,71 13,96 1,79 1,75 11 75,98 7,7 1,96 3,4 12,8 37,5 6,04 1,96 7,13 8,0 17,8 9,7 1,96 2,6 64,5 29,62 2,03 3,63 20,6 S S aj aj Ta thấy tiết diện nguy hiểm trục đảm bảo an toàn độ bền mỏi 4.5 Kiểm nghiệm độ bền then: SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 33 S 4,45 1,73 3,3 4,04 1,59 - ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG Với tiết diện dung mối ghép then ta tiến hành kiểm nghiệm mối ghép đọ bền dập d độ bền cắt c Theo công thức 9.1 9.2 tài liệu [1]: 2T d d l t ( h t1 ) 2T c c d lt b d Với l t 1,35.d Tính chọn theo tính chất ta có chiều dài then cho bảng 9.1 tài liệu [1] Ta có bảng kiểm nghiệm then sau: d (mm) lt (mm) t1 T (Nmm) (Mpa) (Mpa) b h d c 17 21 28 30 30 34 23 28 38 40 40 46 5x5 8x7 8x7 8x7 8x7 10 x 4 4 24500 24500 28100 96200 292500 292500 62,66 27,78 30,14 53,4 81,25 26,34 25,06 10,42 11,3 30 30 18,7 Theo bảng 9.5 tài liệu [1] với tải trọng tĩnh, va đập nhẹ, dạng lắp cố định: d 100 (Mpa) c (60 / 90 / 3) 20 30 ( Mpa) Vậy mối ghép then đảm bảo độ bền dập độ bền cắt PHẦN V: TÍNH TỐN CHỌN Ổ 5.1 Trục I: F 0 Fa = 0, nên ta chọn ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ Xét tỷ số Fr SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 34 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG Dựa vào đường kính ngõng trục d11 = 17 mm Tra bảng P2.7 tài liệu [1] chọn ổ bi đỡ cỡ nặng có ký hiệu 403; đường kính d = 17 mm; Đường kính ngồi D = 62 mm; Khả tải trọng động C = 17,8 kN; Khả tải trọng tĩnh Co = 12,1 kN; B = 17 mm; r = 2,0 mm; đường kính bi = 12,7 mm 5.1.1 Kiểm nghiệm khả tải động: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 0: Fr Fx210 Fy210 308,39 219,65 378,6 ( N ) Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 1: Fr1 Fx211 Fy211 615,89 219,652 653,9 ( N ) Vậy ta kiểm nghiệm với ổ chịu tải trọng lớn Fr = Fr1 = 653,9 (N) Theo công thức 11.3 tài liệu [1]: Q = (V.X.Fr + Y.Fa).Kt.Kd Trong đó: Fr: Tải trọng hướng tâm (kN) Fa: Tải trọng dọc trục V: Hệ số kể đến vòng quay V = Kt: Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Kt = Kd: Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, theo bangr11.3 tài liệu [1]: Kd = 1,2 X: Hệ số kể đến đặc tính tải trọng X = chịu lực hướng tâm Y: Hệ số tải trọng dọc trục y = Fa = => Q = (V.X.Fr + Y.Fa).Kt.Kd = (1.1.0,6539).1,2.1 = 0,78468 (kN) = 784,68 (N) Khả tải trọng động theo công thức 11.1 tài liệu [1]: C d Q m L Với m = LH: tuổi thọ tính triệu vịng quay LH K HE t Theo bảng 6.4 tài liệu [1]: KHE = 0,125 LH = 0,125.18000 = 2250 Cd 784,68.3 60.n.LH 60.1440.2250 784 , 68 4545,6 ( N ) 10 10 Vậy Cd = 4,5456 (kN) < C = 17,8 (kN) Khả tải trọng động ổ lăn đảm bảo 5.1.2 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Ta có Fa = 0, theo công thức 11.19 tài liệu [1] Qt1 = X0.Fr (X0 = 0,6 theo bảng 11.6 tài liệu [1]) = 0,6.0,6539 = 0,3923 (kN) SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 35 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG Qt2 = Fr =0,6539 (kN) Q0 = max[Qt1; Qt2] = 0,6539 (kN) < C0 = 12,1 (kN) Vậy khả tải tĩnh ổ lăn đảm bảo 5.2 Trục II: Để bù lại sai số góc nghiêng răng, đảm bảo cho cặp ăn khớp ta ổ trụ ngắn đỡ kiểu 2000 Dựa vào đường kính ngõng trục d21 = 20 (mm) Tra bảng P2.8 tài liệu [1] chọn ổ trụ ngắn đỡ 2204 có: d = 20 (mm); D = 47 (mm); Khả tải động C = 11,9 (kN); Khả tải tĩnh C0 = 7,38 (kN) 5.2.1 Kiểm nghiệm khả tải động: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 1: Fr Fr1 Fx220 Fy220 1257,86 1189 ,5 1731,22 ( N ) 1,731 (kN ) Lực dọc trục Fa bị triệt tiêu => Fa =0 (N); X = 1; Y = 0; Ì vịng quay nên V = 1, nhiệt độ < 1050 C nên Kt = 1; Hộp giảm tốc có cơng suất tương đối nhỏ nên Kd = 1,2 Theo công thức 11.6 tài liệu [1] Tải trọng động quy ước: Q = V.Fr.Kt =1.1,2.1731,22 = 2077,5 (N) Khả tải trọng động quy ước xác định theo công thức 11.1 tài liệu [1]: 60.n.LH 60.351.2250 C d Q m L = 2077,5.3 2077,5.3 7517,75 ( N ) 10 106 Thấy Cd < C = 11,9 (kN) khả tải động ổ lăn đảm bảo 5.2.2 Kiểm tra khả tải tĩnh ổ: Ta có Fa = 0, theo cơng thức 11.19 tài liệu [1] Qt1 = X0.Fr (X0 = 0,5 theo bảng 11.6 tài liệu [1]) = 0,5.1731,22 = 865,6 (N) Qt2 = Fr =1731,22 (N) = 1,73122 (kN) Q0 = max[Qt1; Qt2] = 1,73122 (kN) < C0 = 12,1 (kN) Vậy khả tải tĩnh ổ lăn đảm bảo 5.3 Trục III: Vì tải trọng nhỏ chịu lực hướng tâm tổng lực dọc trục = 0, nên ta sử dụng ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ Với đường kính ngõng trục d30 = 30 mm Theo bảng P2.7 tài liệu [1] ta chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ 206 có d = 30 (mm); D = 62 (mm); Khả tải động C = 15,3 (kN); Khả tải tĩnh C0 = 10,2 (kN) 5.3.1 Kiểm nghiệm khả tải động: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 1: SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 36 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG Fr Fr1 Fx231 Fy231 1820 492,98 1885,6 ( N ) 1,8856 (kN ) Lực dọc trục Fa = (N), theo công thức 11.3 tài liệu [1]: X = 1; Y = 0; vịng quay nên V = 1; Nhiệt độ < 1050 C nên Kt = 1; công suất nhỏ nên Kd = 1,2 Q = X.V.Fr.Kt.Kd = 1.1.1,8856.1,2 = 2,2627 (kN) Khả tải trọng động ổ xác định theo cong thức 11.1 tài liệu [1]: 60.n.LH 60.111 2250 C d Q m L = 2262,7.3 2262 , 5,5784 (kN ) 106 106 Thấy Cd < C nên khả tải động ổ đảm bảo 5.3.2 Kiểm tra khả tải tĩnh: Tương tự trục I Qt1 = X0.Fr (X0 = 0,6 theo bảng 11.6 tài liệu [1]) = 0,6.1885,6 = 1131,36 (N) Qt2 = Fr =1885,6 (N) = 1,8856 (kN) Q0 = max[Qt1; Qt2] = 1,8856 (kN) < C0 = 10,2 (kN) Vậy khả tải tĩnh ổ lăn đảm bảo PHẦN VI: TÍNH CHỌN KHỚP NỐI Dựa vào mơmen xoắn tính, tra bảng 16.10a tài liệu [2]được D0 = 63 mm; z = 4; dc = 10; l3 = 15; l0 = 42 Theo bảng 16.1 tài liệu [2] k =1,5 Ứng suất dập vòng đàn hồi xác định theo công thức 69 tài liệu [2], 2.k T 2.1,5.24470 3,38 Mpa 2.D0 d c l3 2.63.10.15 Ta thấy: d d (2 4) Mpa d Ứng suất dập chốt: k T l 1,5.24470.42 u 61,18 Mpa z.D0 d c3 0,1 4.63.10 3.0,1 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 37 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG Ta thấy: u u (60 80) Mpa PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC 7.1 Tính kết cấu vỏ hộp: Vỏ hộp hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền tới , đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết may tránh bụi bặm Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ, vật liệu nên dùng hộp giảm tốc GX15-32 7.2 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc: (theo bảng 18.1 tài liệu [2]) Các kích thước chủ yếu vỏ hộp: Chiều dày: Thân hộp: 0,03.a = 0,03.112 + = 6,36 lấy = mm Nắp hộp: 0,9. = 0,9.8 = 7,2 mm lấy 1 = mm Gân tăng cứng: Chiều dày: e (0,8 1) = mm Chiều cao: h < 58 mm Độ dốc: 20 Đường kính: Bulơng nền: d1 > 0,04.a + 10 = 0,04.112 + 10 =12,48 mm > 12 mm Lấy d1 = 15 mm Bulông cạnh ổ: d2 = (0,2…0,8)d1 = 10,5…12 mm lấy d2 = 12 mm Bulông ghép nắp bích thân: d3 = (0,8…0,9)d2 = 9,6…10,8 mm lấy d3 = 10 mm Vít ghép nắp ổ: d4 = (0,6…0,7)d2 = 7,2…8,4 mm lấy d4 = mm Vít ghép nắp cửa quan sát: d5 = (0,5…0,6)d2 = 6…7,2 mm lấy d5 = mm Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp: S3 = (1,4…1,8)d3 = 14…18 mm lấy S3 = 18 mm Chiều dày bích nắp hộp: S4 = (0,9…1)S3 = 17 mm Bề rộng bích nắp thân: K3 = K2 - (3…5) 36 mm Đường kính gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D2, D3 tra theo bảng 18.2 tài liệu [2] Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 = E2 + R2 + (3…5) Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 = 1,6d2 = 16 mm => K2 = 19 + 16 + (3…5) = 38…40 mm lấy K2 = 40 mm Khoảng cách từ tâm bulông cạnh ổ đến tâm ổ: C SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 38 D3 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG cho k 1,2d2; k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ: Trục D D2 D3 D4 h d4 z I 62 75 90 52 M6 II 47 60 70 37 M6 III 62 75 90 52 M6 Mặt đế hộp: (khi có phần lồi) S1 = (1,4…1,7)d1 = 21…25,5 mm lấy S1 = 24 mm S2 = (1…1,1)d1 = 15…16,5 mm lấy S2 = 16 mm Bề rộng mặt đế hộp: k1 = 3.d1 = 45mm; q k1 + = 53 mm chọn q = 62 mm Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp: = 10 mm Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp: 1 = 40 mm Giữa mặt bên bánh với nhau: = 10 mm Số lượng bulông nền: Z = 7.3 Một số kết cấu khác: 7.3.1 Bulơng vịng: Được tra theo bảng 18.3a 18.3b tài liệu [2] Ren d M8 l 18 d1 36 f d2 20 B 10 d3 c 1,2 d4 20 X 2,5 d5 13 R h 18 r1 h1 r2 A B K 7.3.2 Chốt định vị: Chốt định vị hình d = mm; chiều dài l = 36 mm; c = 1,2 mm; = 1:50 7.3.3 Cửa thăm: R A SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 39 h2 Q 160 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU A 100 GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG B A1 B1 75 150 100 7.3.4 Nút thông hơi: A M27 2 L 10 B 15 M C 30 N 22 D 15 O C 125 K 87 R 12 E 45 P 32 G 36 Q 18 H 32 R 36 Vít s.lượng M8 22 I S 32 K 7.3.5 Nút tháo dầu: d b m f M20 2 15 7.3.6 Que thăm dầu: SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG L 28 Trang: 40 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 D0 25,4 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG 7.3.7 Vịng chắn dầu: PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP Dựa vào kết cấu làm việc, chết dộ 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 y: - Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vịng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 41 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG - Để vịng ổ khơng trơn trựơt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vịng quay - Đối với vịng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Chính mà 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 vịng 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) (μm) Nmax (μm) Smax(μm) ES es EI ei 21H7/k6 +21 +15 +2 15 23 28H7/k6 +21 +15 +2 15 23 30H7/k6 +21 +15 +2 15 23 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 42 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU +25 34H7/k6 +18 GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG +2 18 27 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn: Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) ES es +6 +12 +6 +15 +6 +15 (μm) EI ei -12 +1 -15 +2 -15 +2 Mối lắp 17k6 20k6 30k6 Nmax (μm) 24 30 30 Smax(μm) - Tài liệu tham khảo: [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập1 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập2 Nxb Giáo dục Hà Nội [3] Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy Tập1,2 Nxb Giáo dục Hà nội 1994 [4] Ninh Đức Tốn – Dung sai lắp ghép Nxb Giáo dục Hà nội 2004 [5] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm – Thiết kế chi tiết máy Nxb Giáo dục SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 43 ... có: d j 3 M tdj 0,1 Vậy: d1 1 = d1 0 = 15,37 mm d1 3 = 10,77 mm chọn đường kính doạn trục theo tiêu chuẩn: d1 0 = d1 1 = 17 mm (đoạn trục lắp ổ lăn) d1 3 = 21 mm (đoạn trục lắp bánh răng) d1 2... đường kính sơ d2 = 24,7 mm ta chọn = 63 Mpa d j 3 M tdj 0,1 Vậy: 20 21 d =d =0 22 24 d = d = 22,14 mm 23 d = 16,24 mm Chọn đường kính đoạn trục theo tiêu chuẩn sau: 20 21 d = d = 20 mm... 2 .D0 d c l3 2.63.10.15 Ta thấy: d d (2 4) Mpa ? ?d Ứng suất d? ??p chốt: k T l 1,5.24470.42 u 61,18 Mpa z .D0 d c3 0,1 4.63.10 3.0,1 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 37 ĐỒ ÁN TT.TK HỆ D? ??N