Hộp giảm tốc bộ truyền xích cấp nhanh phân đôi có răng nghiêng và răng thẳng (báo cáo Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Chuyên ngành Cơ điện tử). Được tính toán dựa trên sách Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của Trịnh Chất.
ĐỀ TÀI Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Xích tải (Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc giờ) BẢNG SỐ LIỆU ĐỀ 10 Phương án Lực vịng xích tải F, N 5300 Vận tốc xích tải v, m/s 1,15 Số đĩa xích dẫn z, Bước xích p, mm 110 Thời gian phục vụ L, năm Số ngày làm/năm Kng, ngày 240 Số ca làm ngày, ca t1, giây 28 t2, giây 15 t3, giây 39 T1 T T2 0,5T T3 0,4T YÊU CẦU: ● 01 thuyết minh ● 01 vẽ lắp A0; 01 vẽ chi tiết theo TCVN NỘI DUNG THUYẾT MINH Xác định công suất động phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền cho hệ thống truyền động Tính tốn thiết kế chi tiết máy: a Tính tốn truyền hở (đai, xích hoặc bánh răng) b Tính truyền hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít) c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực d Tính tốn thiết kế trục then e Chọn ổ lăn nối trục f Chọn thân máy, bu lông chi tiết phụ khác Chọn dung sai lắp ghép Tài liệu tham khảo LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đà phát triển khoa học kĩ thuật đóng vai trò hết sức quan trọng đời sống người Việc áp dụng khoa học kĩ thuật làm tăng suất lao động đồng thời góp phần khơng nhỏ việc thay thế sức lao động người lao động cách có hiệu nhất, bảo đảm an toàn cho họ trình làm việc Các hệ thống khí thay thế tuyết vời cho sức người việc tự động hóa sản xuất tăng suất lao động Kết hợp với việc điều khiển chúng, ta sẽ góp phần vào cơng tự động hóa đại hóa mà đất nước Việt Nam thực Đồ án thiết kế giúp cho sinh viên ngành Cơ Khí nói chung điện tử nói riêng có kiến thức việc thiết kế hệ thống truyền động khí, để từ có cách nhìn hệ thống sản xuất việc điều khiển hệ thống tự động nhà máy, xí nghiệp hay phân xưởng Trong phạm vi đồ án, kiến thức từ môn sở Nguyên Lý Máy, Cơ lý thuyết, Vẽ kỹ thuật, Chi Tiết Máy áp dụng giúp sinh viên có nhìn tởng quan hệ thống dẫn động khí Từ đây, cộng với kiến thức chuyên ngành, em sẽ tiếp cận với hệ thống thức tế, có nhìn tởng quan để chuẩn bị cho đồ án tiếp theo luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Nam tận tâm hướng dẫn em hoàn thành đồ án Với kiến thức hạn hẹp nên thiếu xót điều khó thể tránh khỏi Em mong nhận ý kiến thầy/cô để em củng cố kiến thức có thêm nhiều kinh nghiệm để phục vụ cho công việc sau Sinh viên thực Trần Minh Thông CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Hiệu suất hệ thống Tra bảng 2.3 [1], ta có: Hiệu suất hệ thống theo công thức 2.9 [1]: Công suất cần thiết động Theo công thức 2.11 [1], ta có: Trong trường hợp tải trọng thay đởi, theo (2.14) [1] ta có: Với Thay số ta được: Công suất cần thiết động cơ: Chọn động Số vịng quay xích tải theo cơng thức 2.17 [1]: Theo bảng 2.4 [1] chọn tỉ số truyền cho hộp giảm tốc bánh nghiêng cấp truyền xích Số vịng quay sơ động theo công thức 2.18 [1] Chọn số vòng quay đồng Theo Phụ lục Bảng P1.3 [1] với ta chọn động cơ: Kiểu động 4A132S4Y3 Công suất kW 7,5 Vận tốc quay, v/ph 1455 0,86 87,5 2,2 Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền chung: Chọn sơ tỉ số truyền xích suy Mà hộp giảm tốc chế tạo theo tiêu chuẩn nên chọn theo bảng 3.1 [1] Tính lại tỉ số truyền xích Cơng suất lên trục Trục III: Trục II: Trục I: Trục động cơ: Số vòng quay trục Trục I: Trục II: Trục III: 2,0 Trục công tác: Momen xoắn trục Trục động cơ: Trục I: Trục II: Trục III: Trục công tác: Bảng đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền động Bảng 1: Bảng đặc tính kỹ thuật Trục Thơng số Cơng suất P, kW Động I II III Xích tải 7,43 7,16 6,67 6,41 6,095 Tỉ số truyền u 3,58 2,79 2,09 Momen xoắn T, Nm 48,77 47 156,73 402,23 835,11 Số vòng quay n, vg/ph 1455 1455 406,42 145,67 69,7 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ vận tốc thấp nên chọn xích ống lăn dãy Xác định thơng số xích truyền Tra bảng 5.4 [1] với ta chọn suy Cơng suất tính tốn theo công thức 5.3 [1]: Với Tra bảng 5.6 [1], ta có: đường tâm đĩa xích hợp với phương ngang góc góc < 30 độ chọn khoảng cách trục vị trí trục khơng thể điều chỉnh tải trọng va đập nhẹ làm việc ngày ca bôi trơn nhỏ giọt (theo bảng 5.7 [1]) Theo công thức 5.4 [1], ta có Thay số vào cơng thức ta được: 10,02 kW Theo bảng 5.5 [1] với xích lăn dãy có bước xích với Thỏa điều kiện bền mỏi Khoảng cách trục: Số mắt xích theo cơng thức 5.12 [1]: Vì số mắt xích số chẵn ta chọn số mắt xích x = 120 mắt xích Với số mắt xích 120, ta tính lại khoảng cách trục: Để xích khơng chịu lực căng lớn nên giảm khoảng cách trục đoạn bằng: Vậy khoảng cách trục Số lần va đập theo cơng thức 5.14 [1] bảng 5.9 [1]: Tính tốn kiểm nghiệm độ bền xích Tra bảng 5.2 [1] ứng với bước xích có tải trọng phá hủy khối lượng mét xích Ứng với tải trọng trung bình hệ số tải trọng Hệ số an tồn tính dựa theo cơng thức 5.15 [1]: Theo cơng thức 5.16 [1]: Thay số ta được: Đối chiếu với bảng 5.10 [1] ta thấy nên truyền bền Thông số truyền xích Đường kính đĩa xích tính theo cơng thức 5.17 [1]: Với theo bảng 5.2 [1] Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Đĩa xích (đĩa chủ động): Lực va đập dãy xích theo cơng thức 5.19 [1]: Với Hệ số ảnh hưởng số xích Hệ số tải trọng động (do tải trọng động va đập nhẹ): Tra bảng 5.12 [1] ứng với xích dãy Modun đàn hồi: Vậy ứng suất tiếp xúc mặt đĩa xích theo cơng thức 5.18 [1] là: Đĩa xích (đĩa bị động): Lực va đập dãy xích theo cơng thức 5.19 [1]: Với Hệ số ảnh hưởng số xích Hệ số tải trọng động (do tải trọng động va đập nhẹ): Tra bảng 5.12 [1] ứng với xích dãy Modun đàn hồi: Vậy ứng suất tiếp xúc mặt đĩa xích theo cơng thức 5.18 [1] là: Tra bảng 5.11 [1], chọn vật liệu: Chọn loại thép C45 với chế độ nhiệt luyện tôi, ram để đạt độ cứng HRC45 50 sẽ đạt ứng suất tiếp cho phép , đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa Lực tác động lên trục Hệ số ảnh hưởng đến trọng lượng xích xích đặt nghiêng góc nhỏ 40 độ: Theo cơng thức 5.20 [1], ta có lực tác dụng lên trục: 309 45 100 25 2,5 17,46 37,8 26,7 Bôi trơn ổ lăn: Bộ phận ổ bôi trơn dầu Có thể dùng mỡ ứng với nhiệt độ làm việc từ 50-1000C vận tốc 1500 vòng/phút (bảng 18.13 [1]) chọn loại dầu công nghiệp 20 Lượng dầu chứa 2/3 chỗ rỗng phận ổ Để dầu khơng chảy ngồi ngăn khơng cho dầu rơi vào phận ở, nên làm vịng chắn dầu CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN VỎ HỘP GIẢM TỐC Các kích thước vỏ hộp TÊN GỌI BIỂU THỨC TÍNH TỐN CHỌN Chiều dày thành Thân hộp Nắp hộp Gân tăng cứng Chiều dày Chiều cao Độ dốc Đường kính Bulong 16 Bulong cạnh ở 12 Bulong ghép bích thân 10 Vít ghép nắp ổ Vít ghép nắp cửa thăm Mặt bích ghép nắp thân Chiều dày bích thân hộp 12 Chiều dày bích nắp hộp 12 Bề rộng bích nắp thân 33 Kích thước gối trục Bề rộng mặt ghép bulong cạnh ổ 41 Tâm lỗ bulong cạnh ổ 20 Chiều cao Xác định theo kết cấu 16 Mặt đế hộp Chiều dày khơng có phần lồi Bề rộng mặt đế hộp 20 48 64 Khe hở chi tiết Giữa bánh với thành 10 hộp Giữa đỉnh bánh với đáy hộp 30 Giữa mặt bên bánh với 10 Số lượng bulong Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp Vịng chắn dầu Cơng dụng: Không cho dầu hộp giảm tốc bắn vào ổ bi có tác dụng ngăn cách cố định ổ bi với bánh Chốt định vị Công dụng: Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp thân hộp gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, dựng chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bulông không làm biến dạng vịng ngồi ở (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chúng bị hỏng Thông số: d c l 1,2 27 Nắp quan sát Công dụng: Dùng để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp Thông số: A B C K R Vít Số lượng 150 100 175 120 12 M8x22 Nút thông Công dụng: Làm giảm áp suất, điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp giảm tốc, dùng để thay dầu làm việc dầu cũ bị dơ Thông số: A B C D E G H I K L M N O P Q R S 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 Nút tháo dầu Công dụng: Để tháo dầu bẩn khỏi hộp giảm tốc, sử dụng nút tháo dầu lắp ở vị trí thấp đáy hộp Thông số: d b m f L c q D S 12 23 13,8 26 17 19,6 Que thăm dầu Công dụng: dùng để kiểm tra mức dầu hộp giảm tốc Vịng phớt Cơng dụng: Khơng cho dầu hoặc mỡ chảy hộp giảm tốc ngăn khơng cho bụi từ bờn ngồi vào hộp giảm tốc Ưu điểm: Vòng phớt dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay thế dễ dàng Nhược điểm: chúng mòn ma sát lớn bề mặt trục có độ nhám cao CHƯƠNG 8: DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP Dung sai lắp ghép bánh Bánh lắp lên trục chịu tải vừa, tải trọng thay đổi, va đập nhẹ, ta chọn kiểu lắp ghép trung gian H7/k6 Chi tiết Kích thước (mm) Mối lắp ES EI es ei Độ dôi lớn Độ hở lớn Bánh +21 +15 +2 15 19 Bánh +25 +18 +2 18 23 Bánh +25 +18 +2 18 23 Bánh +30 +21 +2 21 28 Dung sai lắp ghép ổ lăn Vịng ở lăn chịu tải tuần hoàn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian để vịng ở khơng trượt bề mặt trục làm việc Do đó, ta phải chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dơi, tạo điều kiện mịn ở (trong q trình làm việc sẽ quay làm mịn đều) Vịng ngồi ở lăn không quay nên chịu tải cục bộ, ta lắp theo hệ thống lỗ Để ở di chuyển dọc trục nhiệt tăng q trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7 Ổ lăn Vòng lắp với trục d Mối lắp ES EI es ei Độ dôi lớn Độ hở lớn Trục 30 k6 - - +15 +2 - - Trục 35 k6 - - +15 +2 - - Trục 45 k6 - - +18 +2 - - Vòng lắp với vỏ hộp Trục 72 H7 +30 - - - - Trục 80 H7 +30 - - - - Trục 100 H7 +35 - - - - Dung sai lắp ghép then Miền dung sai kích thước chiều rộng then h9 Then Trục Trục Trục b h 10 Mối lắp ES (mm) EI (mm) es (mm) -0,036 10 12 14 ei (mm) Độ dôi lớn Độ hở lớn +0,018 -0,018 0,054 0,018 -0,036 +0,018 -0,018 0,054 0,018 -0,043 +0,021 -0,021 0,064 0,021 -0,043 +0,021 -0,021 0,064 0,021 14 -0,043 +0,021 -0,021 0,064 0,021 12 -0,043 +0,021 -0,021 0,064 0,021 Chọn kiểu lắp ráp trục P9/h9 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí (Tập 1&2), NXB Giáo dục, 2016 Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2020 Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật khí (Tập 1&2), NXB Giáo dục, 2018 ... suất động phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền cho hệ thống truyền động Tính tốn thiết kế chi tiết máy: a Tính tốn truyền hở (đai, xích hoặc bánh răng) b Tính truyền hộp giảm tốc (bánh... động 4A132S4Y3 Công suất kW 7,5 Vận tốc quay, v/ph 1455 0,86 87,5 2,2 Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền chung: Chọn sơ tỉ số truyền xích suy Mà hộp giảm tốc chế tạo theo tiêu chuẩn nên chọn... thiết động cơ: Chọn động Số vòng quay xích tải theo cơng thức 2.17 [1]: Theo bảng 2.4 [1] chọn tỉ số truyền cho hộp giảm tốc bánh nghiêng cấp truyền xích Số vòng quay sơ động theo cơng thức