THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY ĐỀ TÀI HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP KHAI TRIỂN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ PBL 3: THIẾT KẾ, GIA CƠNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY NHÓM 19.05B ĐỀ TÀI: HỘP GIẢM TỐC CẤP KHAI TRIỂN Giáo viên hướng dẫn: TS LÊ HỒI NAM TS PHẠM ANH ĐỨC TS TRẦN ĐÌNH SƠN Sinh viên thực hiện: THÁI DOÃN QUÂN PHẠM XUÂN ĐẠT Lớp: 19CDTCLC2 (19.05B) PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN THIẾT KẾ Chương 1: Giới thiệu chung đầu đề đồ án, loại hộp giảm tốc 1.1 Giới thiệu hộp giảm tốc 1.2 Mindmap 1.3 Hộp giảm tốc cấp khai triển dẫn động tời kéo 1.4 Mindmap 10 Chương 2: Tính chọn động phân phối tỷ số truyền 11 2.1 Thiết kế hệ dẫn động băng tải 11 2.2 Tính chọn động 11 2.3 Chọn công suất động điện 𝑁𝑐𝑡 12 2.4 Tính toán tỷ số truyền 12 2.5 Mindmap 13 Chương 3: Thiết kế truyền 14 3.1 Thiết kế truyền (đai dẹt) 14 3.2 Thiết kế truyền 16 a Bộ truyền cấp nhanh 16 b Bộ truyền cấp chậm 23 Bôi trơn bánh 29 3.3 Chương 4: Thiết kế trục then 32 I Thiết kế trục 32 4.1 Chọn vật liệu 32 4.2 Tính sơ đường kính trục 32 4.3 Tính gần trục 32 a Trục I 33 b Trục II 36 c Trục III 39 4.4 Tính xác trục 42 a Trục I 44 b Trục II 45 c Trục III 46 4.5 Khớp nối trục 46 II Tính then 48 Trục I 48 Trục II 48 Trục III 50 THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Chương 5: Thiết kế gối đỡ trục 51 Chọn loại ổ lăn 51 5.1 a Trục I 51 b Trục II 52 c Trục III 53 5.2 Chọn kiểu lắp ổ 53 5.3 Cố định trục theo phương dọc trục 54 5.4 Bôi trơn ổ lăn 54 5.5 Che kín ổ lăn 55 Chương 6: Thiết kế vỏ hộp chi tiết khác 56 6.1 Vỏ hộp 56 6.2 Một số chi tiết khác 57 a Cửa thăm 57 b Nút thông 57 c Nút tháo dầu 57 d Nắp ổ 58 e Chốt định vị 58 Kiểm tra mức dầu 58 f PHẦN 2: MÔ PHỎNG 60 Chương I: Dựng hình 60 I Bánh 60 Bộ truyền cấp nhanh (bánh trụ thẳng) 60 Bộ truyền cấp chậm (bánh trụ nghiêng) 62 II Trục 64 Trục I 64 Trục II 64 Trục III 64 Chương 2: Mô FEM – Static stress 66 I Bộ truyền bánh 66 Quy trình kiểm tra ứng suất tĩnh truyền bánh 66 Bộ truyền cấp chậm (bánh trụ nghiêng) 66 Bộ truyền cấp nhanh (bánh trụ thẳng) 69 II Trục 72 Quy trình kiểm tra ứng suất tĩnh trục 72 Trục I 73 Trục II 75 Trục III 77 THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Chương 3: Lắp ráp chi tiết thiết kế 80 PHẦN 3: GIA CÔNG 90 Chương 1: Phân tích thiết kế chi tiết 90 Lựa chọn chi tiết 90 Phân tích kĩ thuật điều kiện làm việc chi tiết 90 Thiết kế chi tiết 90 Chương 2: Lập quy trình công nghệ gia công 94 Phân tích khả công nghệ để gia công chi tiết 94 Lựa chọn máy nêu thông số kĩ thuật máy 95 Lựa chọn thứ tự bước công nghệ, nguyên công 98 Lựa chọn dao phù hợp cho bước công nghệ nguyên công 98 Chọn thông số công nghệ 102 Chương 3: Lập quy trình cơng nghệ gia cơng phần mềm Fusion 360 102 Nguyên công 102 Nguyên công 114 Nguyên công 126 Chương trình gia cơng 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY LỜI NÓI ĐẦU Đồ án Thiết kế, gia công chi tiết lắp ráp máy nội dung khơng thể thiếu khung chương trình đào tạo Kỹ sư Cơ khí Trường Đại học Bách khoa-Đại học Đà Nẵng Là phần học giúp sinh viên hệ thống lại tất kiến thức học như: Truyền động khí, Cơ lý thuyết, Sức bền vật liệu, Vẽ kĩ thuật, Thiết kế máy… Đồng thời bước ngoặt cho việc nghiên cứu, sở tính tốn thiết kế truyền động khí chi tiết máy Đây đề tài thiết kế xác khối sinh viên thuộc ngành liên quan đến khí chế tạo máy, bước đệm cho đồ án đồ án tốt nghiệp sau Đề tài: “Thiết kế hệ thống dẫn động tời kéo với hộp giảm tốc cấp khai triển” có hộp giảm tốc bánh truyền đai Hệ dẫn động động điện thông qua truyền đai tới hộp giảm tốc truyền chuyển động tới tang quay Loại hộp giảm tốc dùng rộng rãi hệ thống dẫn động Tuy cịn mang nặng tính lý thuyết đồ án loại giúp sinh viên bước đầu làm quen hoàn thiện dần kĩ đào sâu nghiên cứu Nó giúp sinh viên ý thức cơng việc Do lần làm đồ án nên không khỏi tránh thiếu sót q trình tính tốn thiết kế Mong q thầy bảo tận tình để giúp sinh viên hồn thiện kĩ Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô! Đà Nẵng, tháng năm 2021 THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY PHẦN THIẾT KẾ Chương 1: Giới thiệu chung đầu đề đồ án, loại hộp giảm tốc 1.1 Giới thiệu hộp giảm tốc Hình 1.1: Hộp giảm tốc [1] - Hộp giảm tốc cấu gồm phần truyền bánh hay trục vít, tạo thành tổ hợp biệt lập để giảm số vịng quay truyền động cơng suất đến máy công tác Ưu điểm hộp giảm tốc hiệu suất cao, có khả tuyền cơng suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắn sử dụng đơn giản - Hộp giảm tốc chia làm loại chính: + Theo cấp giảm tốc gồm hộp giảm tốc cấp, cấp, cấp… + Theo cấu tạo gồm hộp giảm tốc bánh côn, bánh trục vít, bánh hành tinh, đồng trục, bánh trục thẳng - Nguyên lý hoạt động: Thông thường hộp số giảm tốc hệ bánh ăn khớp với theo tỷ số truyền momen quay thiết kế để lấy số vòng quay mà người sử dụng cần - Ứng dụng hộp giảm tốc: hộp giảm tốc ứng dụng nhiều ngành nghề sản xuất: + Băng chuyền sản xuất thực phẩm, thức ăn gia súc gia cầm, sản xuất bao bì… + Trong khuấy trộn, cán thép… + Trong hệ thống cấp liệu lò + Động xe máy, đồng hồ THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY 1.2 Mindmap 1.3 Hộp giảm tốc cấp khai triển dẫn động tời kéo Hộp giảm tốc cấp khai triển: cấu truyền động phương pháp ăn khớp trực tiếp có tỷ số truyền không đổi, máy trung gian nối động điện với phận làm việc thiết bị Hay cách khác hộp giảm tốc cấp khai triển hộp giảm tốc bình thường, có lần thay đổi tỷ số truyền động Hình 1.2:Hộp giảm tốc cấp khai triển [2] - Hộp giảm tốc cấp khai triển dùng để làm giảm vận tốc góc tăng thêm momen xoắn cho động THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY - Ưu điểm: + Do việc chế tạo loại động số nhỏ, có số vịng quay thấp có thao tác phức tạp nên hộp giảm tốc cấp khai triển dung để chế tạo hộp số có vịng quay nhỏ dễ dàng + Hỗ trợ đắc lực việc điều chỉnh tốc độ động cách đơn giản, nhanh chóng thuận tiện + Trong đó, kích thước động ngày lớn nhiều phí cho việc sản xuất động loại kích thước nhỏ bị đẩy lên cao Trong đó, dễ dàng lắp thêm hộp giảm tốc cấp với chi phí cho động - Nhược điểm: + Giá thành cao + Gây tiếng ồn lớn sử dụng + Thời gian nhập lâu + Tải trọng phân bố không - Phân loại: Hộp giảm tốc cấp khia triển thường chia làm loại nhỏ hộp giảm tốc cấp bánh trụ thẳng hộp giảm tốc cấp bánh trụ nghiêng Hình 1.3: Hộp giảm tốc cấp bánh trụ nghiêng [3] THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 1.4: Hộp giảm tốc cấp bánh côn thẳng [2] - Ứng dụng : + Có tầm quan trọng lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt ngành sản xuất, gia công, chế biến, luyện kim… + Động cửa uốn, máy khuấy bột, động xe máy, băng tải vận chuyển đất đá, hệ thống lò hơi… + Ứng dụng từ ngành cẩu trục có chức nâng hạ hàng hóa, ngành dệt may, cơng nghiệp khí chế tao, cơng nghiệp khai thác mỏ,… - Hộp giảm tốc cấp khai triển dẫn động tời kéo: Được sử dụng máy tời kéo có mức cơng suất cao vượt trội so với tời kéo tay, sức nâng lớn sử dụng kho xưởng lớn, cơng trình thi cơng cần sức nâng cao Hình 1.5: Sơ đồ hình học THÁI DỖN QN & PHẠM XUÂN ĐẠT PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY - Ưu điểm: + Dễ sử dụng, phổ biến rộng rãi + Nâng vật di chuyển dễ dàng, không tốn sức + Tiết kiệm nhiều thời gian 1.4 Mindmap THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 10 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.35: Thơng số mục Tool Passes + Sau đó, ta chọn Simulate để tiến hành mô đường chạy dao - Bước 3: Chọn Turning profile Roughing để tiện thô biên dạng trục, chọn dao mục Tool chọn Select Hình 3.13: Chọn Turning profile Roughing + Nhập thơng số tính tốn dao Hình 3.36 THÁI DỖN QN & PHẠM XN ĐẠT 121 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.37: Tiện thơ biên dạng trục + Trong mục Geometry chọn Offset 155.5mm (trong phần Back) Hình 3.38: Chỉnh sửa phần Geometry - + Qua phần Passes chọn Tolerance 0.01 mm tích chọn Make Sharp Corners Bước 4: Chọn Turning Profile Finishing để tiện tinh biên dạng trục THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 122 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.39: Turning Profile Finishing + Ta cho lưỡi dao DCMT11T304-FP để thực tiện tinh cho ngun cơng ngun cơng Kích chọn vào Edit tool để chỉnh sửa thông số dao Hình 3.40: Chỉnh sửa thơng số dao để tiện tinh THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 123 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.41: Thơng số dao tiện tinh Hình 3.42: Thơng số dao tiện tinh THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 124 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.43: Chế độ cắt dùng để tiện tinh Hình 3.44: Chỉnh sửa Tool THÁI DỖN QN & PHẠM XUÂN ĐẠT 125 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY + Tích chọn Make Sharp Corners Spring Pass mục Passes Hình 3.45: Chỉnh sửa phần Passes Hình 3.46: Chỉnh sửa phần Geometry + Tích chọn Lead-in(Entry), Same as Lead-in mục Linking Nguyên công - Bước 1: Vào Milling, tạo Setup để tiến hành phay rãnh then trục THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 126 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.47: Tạo Setup chỉnh thơng số mục Tool + Ta tiến hành chọn máy để gia cơng phần Setup Hình 3.48: Chọn máy để gia công + Ở phần Operation Type ta chọn Milling + Ở phần Orientation ta chọn Select Z axis/plane & X point + Ở phần Stock, chọn Mode: “ Fixed size cylinder”, sửa thông số Stock Diameter = 50 mm, Length =250 mm, sau chọn OK để chỉnh sửa thơng số THÁI DỖN QN & PHẠM XN ĐẠT 127 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.49: Chỉnh sửa thơng số Stock - Bước 2: Thiết lập chọn dao để phay rãnh then + Chuyển chế độ Turning sang Milling, vào phần 2D chọn 2D Pocket + Nhấp chuột phải phần 2D Pocket vừa tạo, chọn Edit Tool để thiết lập thông số cho dao phay + Dao thiết lập sử dụng để vừa phay thô phay tinh rãnh then khác chế độ cắt + Ta chọn dao với thông số: ∅12 𝑚𝑚 (12mm Flat Endmill) Hình 3.50: Thơng số chung dao phay thô thay tinh + Tiếp theo, ta vào phần Cutting data tạo dao phay thô dao phay tinh thiết lập tốc độ cắt THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 128 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CƠNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.51: Chế độ cắt dao phay thơ Hình 3.52: Chế độ cắt dao phay tinh - Bước 3: Phay thô rãnh then + Sau thiết lập dao phay, ta bắt đầu chỉnh sửa phần 2D Pocket, ta chọn dao phay thô để tiến hành phay rãnh then THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 129 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CƠNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.53: Chọn dao phay thô + Ở mục Geometry, nhấn vào Pocker Selections chọn rãnh then để tiến hành phay thơ + Tích vào mục Tool Orientation, chọn Select Z axis/plane & X axis + Ở mục Linking ta chọn Positions kích chuột vào Predrill Positions chọn vào rãnh then để mũi khoan đặt vào vị trí cần phay + Sau nhấn OK để tiến hành phay thơ rãnh then Hình 3.54: Phay thơ rãnh then - Bước 4: Phay tinh rãnh then + Sau thiết lập dao phay, ta bắt đầu chỉnh sửa phần 2D Pocket, ta chọn dao phay thô để tiến hành phay rãnh then THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 130 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY Hình 3.55: Chọn dao phay tinh + Ở mục Geometry, nhấn vào Pocker Selections chọn rãnh then để tiến hành phay tinh + Tích vào mục Tool Orientation, chọn Select Z axis/plane & X axis + Ở mục Linking ta chọn Positions kích chuột vào Predrill Positions chọn vào rãnh then để mũi khoan đặt vào vị trí cần phay + Sau nhấn OK để tiến hành phay thơ rãnh then Hình 3.56: Phay tinh rãnh then THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 131 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY - Chương trình gia cơng Ngun công 1: % O1001 N10 G98 G18 N11 G21 N12 G50 S6000 N13 G53 G0 X0 N14 G53 G0 Z0 (FACE3) N15 T0101 N16 G54 N17 M8 N18 G99 N19 G97 S712 M3 N20 G0 X85 Z5 … N108 G50 S5000 N109 G96 S230 M3 N110 G0 Z-3.336 N111 X46.289 N112 G1 X39.772 F0.2 N113 X42.6 Z-4.75 N114 G18 G3 X45 Z-5.95 K-1.2 N115 G1 Z-104.15 N116 G2 X46.2 Z-104.75 I0.6 N117 G1 X47.2 N118 G3 X50 Z-106.15 K-1.4 N119 G1 Z-160.65 N120 X54 N121 G0 X75 N122 Z5 N123 G97 S976 M3 N124 M9 N125 G53 G0 X0 N126 G53 G0 Z0 N127 M30 % - Nguyên công 2: % O1002 THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 132 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY N10 G98 G18 N11 G21 N12 G50 S6000 N13 G53 G0 X0 N14 G53 G0 Z0 (FACE4) N15 T0101 N16 G54 N17 M8 N18 G99 N19 G97 S712 M3 N20 G0 X85 Z5 … N110 G0 Z-3.336 N111 X46.289 N112 G1 X39.772 F0.2 N113 X42.6 Z-4.75 N114 G18 G3 X45 Z-5.95 K-1.2 N115 G1 Z-43.15 N116 G2 X46.2 Z-43.75 I0.6 N117 G1 X47.2 N118 G3 X50 Z-45.15 K-1.4 N119 G1 Z-90.15 N120 X54 N121 G0 X75 N122 Z5 N123 G97 S976 M3 N124 M9 N125 G53 G0 X0 N126 G53 G0 Z0 N127 M30 % - Nguyên công 3: % O1003 (MACHINE) ( VENDOR AUTODESK) ( MODEL GENERIC FFF MACHINE) ( DESCRIPTION AUTODESK GENERIC FFF MACHINE) (T3 D=12 CR=0 - FLAT END MILL) N10 G90 G94 G17 G49 G40 G80 THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 133 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY N15 G21 N20 G53 G00 Z10 N25 G00 A0 C0 (2D POCKET5) N30 T3 M06 N35 S2500 M03 N40 G54 N45 G68.2 X0 Y0 Z0 I90 J90 K-90 N50 G53.1 N55 M08 N60 G00 X97.999 Y0 N65 G43 Z40 H03 N70 G00 Z30 N75 G01 Z24 F800 N80 G03 X97.399 Y0.6 I-0.6 N85 G01 X97.099 … N445 G01 X131.999 N450 G03 Y2 J2 N455 G01 X97.999 N460 G03 X95.999 Y0 J-2 N465 X96.029 Y-0.265 Z18.715 I1.2 N470 X96.11 Y-0.504 Z18.804 I1.17 J0.265 N475 G01 X96.163 Y-0.605 Z18.875 N480 X96.225 Y-0.701 Z18.947 N485 X96.283 Y-0.776 Z19.042 N490 X96.347 Y-0.845 Z19.137 N495 X96.399 Y-0.895 Z19.251 N500 X96.454 Y-0.941 Z19.364 N505 X96.526 Y-0.993 Z19.618 N510 X96.551 Y-1.01 Z19.885 N515 G00 Z40 N520 M09 N525 G53 G00 Z10 N530 G49 N535 G69 N540 G00 A0 C0 N545 G53 G00 X10 Y10 N550 M30 % THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 134 PBL3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: https://dongco3pha.com/hop-giam-toc-con-tru-2-cap.html [2]: https://minhmotor.com/hop-giam-toc-2-cap-khai-trien.html [3]: https://dongco3pha.com/hop-giam-toc-2-cap-banh-rang-tru-rang-nghieng.html (Truy cập lần cuối ngày 19/9/2021) [4]: Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Tính tốn thiết kế dẫn động khí” – tập 1, NXB Giáo dục, tái lần thứ [5]: Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, NXB Giáo dục, 1999 [6]: Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Tính tốn thiết kế dẫn động khí” – tập 2, NXB Giáo dục, tái lần thứ [7]: Catalog_c009b_c_external_turing_tools [8]: Catalog_c009b_a _turing_inserts [9]: Catalog_c009b_j_soild_end_mills THÁI DOÃN QUÂN & PHẠM XUÂN ĐẠT 135