Đồ án thiết kế máy chọn công suất động cơ điện

LỜI NÓI ĐẦU Đồ án thiết kế máy nội dung khơng thể thiếu với chương trình đào tạo kĩ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy Trong trình học mơn Thiết kế máy em làm quen với kiến thức kết cấu máy, phận máy tính chi tiết máy thường gặp Đồ án Thiết kế máy giúp em hệ thống lại kiến thức học tìm hiểu sâu Thơng qua việc hồn thiện đồ án, em áp dụng kiến thức từ môn học Truyền động khí, Sức bền vật liệu, Vẽ kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật khí, Kỹ thuật đo khí,… Hộp giảm tốc cấu truyền động nhờ ăn khớp trực tiếp bánh Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc góc tăng momen xoắn, hộp giảm tốc phận trung gian động máy công tác Đề tài giao Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp khai triển dẫn động tời kéo Dùng hộp giảm tốc hai cấp khai triển bánh trụ, dẫn động động điện có kết hợp với truyền ngồi (bộ truyền đai) Trong q trình làm em tìm hiểu nội dung sau: - Cách chọn động điện cho hộp giảm tốc - Cách phân phối tỉ số truyền cho cấp hộp giảm tốc - Cách thiết kế truyền ngồi hộp giảm tốc - Các tiêu tính tốn thơng số hộp giảm tốc - Các tiêu tính tốn, chế tạo bánh trục - Cách xác định thông số then - Kết cấu, công dụng cách xác định thông số hộp giảm tốc - Cách tính tốn xác định chế độ bơi trơn cho chi tiết hộp giảm tốc - Cách thể vẽ tiêu chuẩn Do lần đầu làm đồ án tìm hiểu với lượng kiến thức tổng hợp nên cịn phần chưa hồn tồn nắm vững Trong trình làm đồ án em tham khảo nhiều tài liệu giáo trình có liên quan song sai sót điều khó tránh khỏi Em mong nhận hướng dẫn thêm thầy để em nắm vững củng cố lại kiến thức học Em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Đặng Phước Vinh nhiệt tình hướng dẫn em q trình hồn thành đồ án Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Sinh viên thực Trần Nguyễn Khánh Hà SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC .4 Chọn công suất động điện: A Phân phối tỉ số truyền PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT) Chọn loại đai Xác định đường kính bánh đai Định khoảng cách trục A chiều dài đai L .6 Kiểm nghiệm góc ơm bánh nhỏ Xác định tiết diện đai Định chiều rộng B bánh đai 7 Tính lực căng lực tác dụng lên trục PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG .8 A Bộ truyền bánh cấp nhanh (bộ truyền bánh thẳng) .8 Chọn vật liệu chế tạo bánh Định ứng suất cho phép .8 Chọn sơ hệ số tải trọng Chọn hệ số chiều rộng bánh Xác định khoảng cách trục A Tính vận tốc vịng chọn cấp xác chế tạo bánh .9 Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A .9 Xác định mo-đun, số răng, chiều rộng bánh 10 Kiểm nghiệm sức bền uốn 10 10 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột 10 11 Định thơng số hình học chủ yếu truyền 11 12 Tính lực tác dụng lên trục 11 B Bộ truyền bánh cấp chậm (bộ truyền bánh trụ nghiêng) .11 Chọn vật liệu chế tạo bánh 11 Định ứng suất cho phép .11 Chọn sơ hệ số tải trọng 12 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Chọn hệ số chiều rộng bánh 13 Xác định khoảng cách trục A 13 Tính vận tốc vịng chọn cấp xác chế tạo bánh .13 Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A .13 Xác định mo-đun, số răng, chiều rộng bánh 13 Kiểm nghiệm sức bền uốn 14 10 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột 14 11 Định thơng số hình học chủ yếu truyền 15 12 Tính lực tác dụng lên trục 15 PHẦN IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 16 A Thiết kế trục 16 Chọn vật liệu 16 Tính sức bền trục 16 B Tính then 25 PHẦN IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRUC 26 A Chọn ổ lăn .26 PHẦN V: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 29 Vỏ hộp 29 Một số chi tiết khác 30 Bôi trơn hộp giảm tốc 31 Lắp bánh trục 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC Chọn công suất động điện: a Tính tốn cơng suất cần thiết động điện: Xác định chế độ làm việc động cơ: Độ dài làm việc tương đối: ts% = t lv +15 + 15 100% = 30 t ck 40 = 75% > 60%,  Động làm việc chế độ dài hạn với tải trọng thay đổi: Nt = PV β η P = 3400 N; V = 0.8 m/s;  : hệ số tải trọng tương đương √ β= η ( ) ( ) 2 M2 M t + t M2 M2 t ck = √ 2 ( ) 15+ ( 0.3 ) 15 =0.64 40 : hiệu suất truyền cặp ổ có hệ thống dẫn động η = η đ η br2 η ổ4 η nt Với: Bộ truyền đai: η đ = 0,95 η Bộ truyền bánh răng: η br = 0,96 Cặp ổ lăn: η ổ = 0,99 Nối trục: η nt =  η = 0,95.0,962.0,994.1 = 0,84 Vậy: Công suất cần thiết động cơ: Nct ≥ 2072 W N t PV = β η η = 3400.0,8 0,64 0,84 = b Xác định sơ số vòng quay động cơ: Số vòng quay tang: nlv=60000 ( πDV ) = 60000 ( π 0.8 320 ) y 48 (vòng/phút) Chọn số vòng quay sơ động cơ: nsbđc = nlv.it Với ut tỉ số truyền toàn bộ: it = iđ.ihgt = 30 (chọn iđ = 3,25; ihgt = 9.23 – theo B2.2 – Tài liệu [*])  nsbđc = 48.30 = 1440 (vòng/phút) c Chọn động Động điện phải có thơng số thỏa mãn N ≥ Nct = 2072 W nđc y nsbđc = 1440 (vòng/phút) Tra bảng phụ lục P1.1 tài liệu [*], ta chọn: Động AO2 – 31 - SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy Công suất (kW) GVHD: Đặng Phước Vinh Vận tốc quay (v/ph) 1430 2.2 Hiệu suất % Mm M max M M đm M đm M đm Khối lượng động (kg) 82.5 1.8 2.2 1.2 34 A Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền động chung i= nđc nct = 1430 48 = 29.8 Với ingoài = 3,25 (như trên) => ihộp = 9,17 (= inhanh.ichậm) inhanh: tỉ số truyền cấp nhanh truyền bánh trụ thẳng ichậm : tỉ số truyền cấp chậm truyền bánh trụ nghiêng để tạo điều kiện bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phương pháp ngâm dầu, ta chọn : inhanh y (1.2 ÷ 1.3) ichậm Lấy: 9.17 ≈ 2.7 3.4 inhanh = 3,4 ichậm = Trục i n (vòng/phút) Trục động iđ = 3.25 I II inhanh = 3.4 III ichậm = 2.7 1430 440 129 48 N (kW) 2.2 2.07 1.97 1.87 Mx (N.mm) 14692 44928 145841 372052 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT) Chọn loại đai Chọn đai vải cao su có sức bền tính đàn hồi cao, chịu ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm Xác định đường kính bánh đai Đường kính bánh đai nhỏ: D1= ( 1100 ÷ 1300 ) √ √ N đc N1 ≈ 127 ÷ 150( mm) =( 1100 ÷1300 ) n1 nđc Tra bảng 5.1 tài liệu [*] ta chọn D1 = 140mm Kiểm nghiệm vận tốc đai: v=  ( ) π D1 n π 140 1430 m < (25 ÷ 30) m/ s = =10,5 60.1000 s 60.1000 Đường kính chọn thỏa mãn điều kiện vận tốc đai Đường kính bánh đai lớn: D2=i đai D1 ( 1−ε )=3,25.140.0,99=450,45( mm) Dựa vào bảng 5.2 tài liệu [*] chọn D2=450 mm Số vòng quay thực n2 bánh bị dẫn phút: n '2=0,99 140 1430=440,44 ( vg / ph) 450 Sai số vòng quay n2 so với yêu cầu ban đầu: ∆ n= 440.44 −440 =0,1 % 440 => đạt yêu cầu, không cần chọn lại D Định khoảng cách trục A chiều dài đai L Hạn chế số vòng chạy đai giây: umax =5 , xác định chiều dài tối thiểu Lmin đai: Lmin= 10,5 v = =2,1 (m) =2100(mm) u max Xác định sơ khoảng cách trục ( 140 + 450) 2.2100−π ¿ ¿ ¿ 2−8 ( 450− 140 ) ) ¿ ¿ 2.2100−π (140 + 450 )+√2 ¿ A=¿ A không thỏa mãn điều kiện: A ≥2 ( D1 + D2 )=2 ( 140 + 450) =1180 Chọn lại A=1180 (mm) SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Tính lại L theo A (Cơng thức 5.1 tài liệu [*]): L=2.1180+ (450−140 ) π (140 + 450 ) + =3307(mm) 4.1180 Để nối đai, tăng thêm chiều dài đai khoảng (100 ÷ 400) mm tùy theo cách nối Kiểm nghiệm góc ơm bánh nhỏ Dựa vào công thức 5.1 tài liệu [*] ta tính được: α 1=180 °− D 2−D1 450−140 57 ° =180 ° − 157 °=165 ° > 150 ° A 1180 => thỏa mãn Xác định tiết diện đai Xác định chiều dày đai Chiều dày đai δ chọn theo tỉ số Với loại đai vải cao su, ta chọn [ ] δ D1 [ ] δ δ ≤ D D1 = 40 max => max δ≤ 140 =3.5 (mm) 40 Dựa vào bảng 5.3 tài liệu [*] ta chọn đai vải cao su loại có lớp lót chiều dày 3mm Xác định chiều rộng đai b≥ [ σ p] o 1000 N v δ [ σ p ]o C t C α C v C b : ứng suất có ích cho phép đai (N/mm2) Chọn ứng suất căng ban đầu σ o=1,8 N/mm2, với 45 Theo bảng 5.5 tài liệu [*] chọn Ct liệu Cα Cv Cb N /mm [ σ p ]o=2,28 ¿ D1 δ = 140 ≈ ) : hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng, theo bảng 5.6 tài [*] Tải trọng mở máy 200% tải trọng bình thường, tải trọng làm việc có dao động nhỏ => Ct =0,8 : hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm, theo bảng 5.7 tài liệu [*] Với α = 165 => C α =0,96 : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc, theo bảng 5.8 tài liệu [*] Với v = 10,5 m/s => C v =1 : hệ số xét đến bố trí truyền, theo bảng 5.9 tài liệu [*] Bộ truyền tự căng, đường nối tâm truyền nằm ngang: Cb =1 b ≥ 1000.2,2 10,5.3 2,28 0,8 0,96.1 y 40 (mm) Dựa vào bảng 5.4 chọn chiều rộng đai b = 40 mm SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Định chiều rộng B bánh đai Dựa vào bảng 5.10 tài liệu [*] ta chọn B = 50 mm Tính lực căng lực tác dụng lên trục Lực căng S o=σ o δb=2,8.3 40=216 N Lực tác dụng lên trục R=3 S o sin SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà α1 165 ° ≈ 642 N =3.216 sin 2 Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG A Bộ truyền bánh cấp nhanh (bộ truyền bánh thẳng) Chọn vật liệu chế tạo bánh Dựa vào bảng 3.6 3.8 ta chọn vật liệu có thơng số sau Bánh nhỏ: thép 45 σ b = 600 N/mm2; σ ch = 300 N/mm2; HB = 200 Phôi rèn (giả thuyết đường kính phơi 100mm) Bánh lớn: thép 35 σ b = 500 N/mm2; σ ch = 260 N/mm2; HB = 170 Phơi rèn (giả thuyết đường kính phơi 100 ÷ 300mm) Định ứng suất cho phép a Ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ ]tx =[ σ ]Notx k ' N [ σ ]Notx : ứng suất tiếp xúc cho phép bánh làm việc lâu dài (N/mm2), dựa vào bảng 3.9 tài liệu [*] ta có: [ σ ]Notx 3=2,6.200 =520 ( N /mm2 ) [ σ ]Notx =2,6.170= 442 ( N /mm2 ) k ' N : hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc Xác định số chu kì tương đương bánh lớn: ( ( )) N tđ =60.1 129.6 300 18 13 + 10 3 =96580107>10 Do lấy k ' N =1  [ σ ]tx = [ σ ]Notx Lấy ứng suất nhỏ để tính tốn b Ứng suất uốn cho phép [ σ ]tx 4=442( N /mm2 ) Răng làm việc hai mặt (chịu ứng suất thay đổi chiều) [ σ ]u= σ−1 k ' 'N n Kσ n: hệ số an tồn Đối với thép thường hóa, lấy n = 1,5 σ −1 : giới hạn mỏi uốn chu kỳ đối xứng σ −1 = 0,4 σ bk Bánh nhỏ : σ −1 = 0,4.600 = 240 (N/mm2) Bánh lớn : σ −1 = 0,4.500 = 200 (N/mm2) K σ : hệ số tập trung ứng suất chân Đối với thép thường hóa, lấy K σ =1,8 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 10 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Ft1 = 1498N Fr1 = 545N Tính phản lực gối trục: ∑ m Ax =F t l2I −R Bx (lI3 +lI2)=¿ F t l 2I 1498.55 =443 N = l I3+ l I2 55+131 ¿> R Ax =F t 1−R Bx =1498−443=1055 N ¿> R Bx = ∑ m Ay =F dy l1I + Fr lI2−RBy (lI3+l2I )=0 ¿> R By = F r l I + F dy l I (lI3 +lI2) = 545.55+642.51,5 =339 N 55+131 ¿> R Ay =Fdy + R By−F r 1=642+ 339−545=436 N Tính momen uốn tiết diện nguy hiểm: Tiết diện n-n: Mu/n-n = Fdy lI1 = 642.51,5 = 33063N Tiết diện m-m: Mu/m-m = √ M uy2 + M ux2 Muy = RBy lI3 = 339.131 = 44409 N.mm Mux = RBx lI3 = 443.131 = 58033 N.mm => Mu/m-m = √ 444092 + 580332 =73075 N.mm l I3 l I2 Tính tiết diện trục tiết diện nguy hiểm: SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 21 l I3 lI Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh √ M tđ d≥ 0,1 [ σ ] , mm Đường kính trục tiết diện n-n: M tđ= √ M u+0,75 M x 2 M tđ= √ 33063 +0,75 44928 =51059 N mm [ σ ]=63 ( N ) (Theo bảng 7.2 tài liệu [*]) mm 51059 d n−n ≥ =20,1 0,1.63 2 √ Đường kính trục tiết diện m-m: M tđ= √ 730752 +0,75 449282=82788 N mm d m−m ≥ √ 82788 =23,6 mm 0,1.63 Chọn dn-n = 25 mm (ngõng trục lắp ổ) dm-m = 28 mm ( có rãnh then) Đường kính đầu trục dra = 22 mm  Trục II: Chiều dài đoạn: l II = l II = B II b 21 55 + l + a+ = +7+12+ =57 mm 2 2 2 l II = b1 b 55 64 +c+ = +12+ =71,5 mm 2 2 B b2 64 21 +a+l 2+ II = + 12+7 + =61,5 mm 2 2 Lực tác dụng: Bánh lớn: Ft1 = 1498N Fr1 = 545N Tính phản lực gối trục: Bánh nhỏ: Ft2 = 3353N Fr2 = 1267N Fa2 = 941N ∑ mCx=F t l1II + F t ( l1II +l 2II )−RDx (lII3 +l2II+lII1 )=0 F t l II + F t ( l II+l II ) 1 1498.57 + 3353.( 57 + 71,5 ) =2717 N = 57 + 71,5 +61,5 l +l +l ¿> RCx =Ft 1+ F t −R Dx=1498+3353 −2717 =2134 N ¿> R Dx = II II II ∑ mCy =F r l1II −F r (l1II+ l2II )−F a d5 +R Dy (l II +l II +l II) =0 d5 87 −F r lII1 1267( 57 + 71,5) +941 −545.57 2 ¿> R Dy = = =909 N 57 + 71,5 +61,5 l II +l II +l II ¿> RCy =Fr 1+ R Dy −F r 2=545 + 909−1267 =187 N F r ( l1II + l 2II ) +F a Tính momen uốn tiết diện nguy hiểm: SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 22 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Tiết diện i-i: Mu/i-i = √ M uy2 + M ux2 M uy=¿ RCy l II1 = 187.57 = 10659 N M ux=¿ RCx l II1 = 2134.57 = 121638 N ¿>¿ Mu/i-i = √ 106592+121638 2=122104 N Tiết diện j-j: Mu/j-j = √ M uy2 + M ux2 Muy = RDy l II - F a d5 = 909.61,5 941 87 = 14970 N.mm Mux = RDx lII3 = 2717.61,5 = 167096 N.mm => Mu/j-j = √ 149702+ 167096 = 167765 N.mm l II3 l II l II Tính tiết diện trục tiết diện nguy hiểm: d≥ Đường kính trục tiết diện i-i: SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà l II3 √ M tđ 0,1 [ σ ] , mm Trang 23 l II2 l II1 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh M tđ= √ M u+0,75 M x 2 2 M tđ= √ 122104 + 0,75.145841 =175675 N mm N [ σ ]=63 ( ) (Theo bảng 7.2 tài liệu [*]) mm d i−i ≥ √ 175675 =30,3 mm 0,1.63 Đường kính trục tiết diện j-j: M tđ= √ 1677652 +0,75 1458412=209993 N mm d j− j ≥ √ 209993 =32,2 mm 0,1.63 Chọn di-i = 38 mm dj-j = 38 mm Do có rãnh then Đường kính lắp ổ lăn d = 35 mm  Trục III: Chiều dài đoạn: b 25 B III 64 +l +a + b 1+ c+ = +7+ 12 + 55 + 12+ =130,5 mm 2 2 b2 B III 64 25 = +12+7+ =63,5 mm l III = + a+l + 2 2 l III = Lực tác dụng: Ft2 = 3353N Fr2 = 1267N Fa2 = 941N Tính phản lực gối trục: ∑ m Ex=F t l1III −R Fx (lIII1 +lIII2 )=¿ F l 3353.130,5 =2255 N ¿> R Fx = t 2III = l III +l III 130,5+63,5 ¿> R Ex =Ft 2−R Fx=3353−2255 =1098 N d ∑ m Ey =−Fr l 1III +F a 26 + R Fy ( lIII2 +l1III)=0 d6 238 1267.130,5−941 F r lIII −F a  2 = =275 N RFy = 130,5+63,5 l III +l III R Ey=F r 2− R Fy=1267−275=992 N Tính momen uốn tiết diện nguy hiểm: Tiết diện k-k: Mu/k-k = √ M uy2 + M ux2 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 24 Đồ án Thiết kế máy M uy=¿ REy l M ux=¿ REx l Mu/k-k = GVHD: Đặng Phước Vinh III III d 238 – Fa = 992.130,5 - 941 2 = 1098.130,5 = 143289 N = 17477 N √ 174772+ 1432892=144351 N l III l III l III Đường kính trục tiết diện k-k: 2 M tđ= √ 144351 + 0,75.372052 =353064 N mm d k−k ≥ √ 353064 =38,3 mm 0,1.63 Chọn dk-k = 48 mm (do có rãnh then) Đường kính lắp ổ d = 45 mm c, Tính xác trục Hệ số an tồn: [*]) n= n σ nτ √n σ +nτ ≥ [ n] (CT7.5/ Tr313/ Tài liệu nσ : hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 25 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh nσ = σ −1 kσ σ +ψ σ εσ β a σ m nτ : hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp τ−1 nτ = kτ τ +ψ τ ετ β a τ m σ −1 τ −1 : giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Lấy gần đúng: σ −1 ≈ 0,45 σ b=0,45.600=270 N /mm 2 σa τ −1 ≈ 0,25 σ b =0,25.600=150 N /mm τ a : biên độ ứng suất pháp tiếp sinh tiết diện trục Vì trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng: σ a=σ max =−σ = Mu W σ m =0 Vì truyền làm việc chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động: τ a =τ m = τ max M x = 2W o W W o : momen cản uốn momen cản xoắn tiết diện trục (dựa theo bảng 7-3a/tr.121/tài liệu [*]) ψ σ ψ τ : hệ số xét đến ảnh hưởng trị số ƯS trung bình đến sức bền mỏi ψσ= σ −1−σ o σo Đối với thép cacbon trung bình: kσ εσ τ −1−τ o τo ψ σ =0,1 ; ψτ = ψ τ =0,05 : tra bảng 7.8/tr.128 tài liệu [*] kτ kσ =1+0,6 ( −1) ετ εσ : hệ số tăng bền bề mặt trục,  = [n]: hệ số an toàn cho phép Trục Mặt cắt I II d n-n 25 m-m 28 Mu 33063 73075 W σa Mx 1534 21,6 44928 1855 39,39 44928 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 26 i-i 38 12210 4660 26,2 14584 j-j 38 16776 4660 36 14584 III k-k 48 14435 9620 15 37205 Đồ án Thiết kế máy Wo τ a =τ m kσ εσ kτ ετ nσ nτ n GVHD: Đặng Phước Vinh 3068 7,3 4010 5,6 10040 7,26 10040 7,26 20500 9,07 2,2 2,4 2,7 2,7 3,3 1,72 1,84 2,02 2,02 2,38 5,68 12,31 5,16 TM 2,86 14,17 2,8 TM 3,82 9,98 3,57 TM 2,78 9,98 2,68 TM 6.67 6,81 4,77 TM B Tính then Điều kiện bền dập mặt cạnh làm việc then tính theo CT 7-11 (sách TKCTM): σd= M x ≤ [ σ ]d d k.l τ c= M x ≤ [τ ]c d b l Điều kiện bền cắt then: Trong đó: Mx – momen xoắn cần truyền, N.mm d - đường kính trục, mm k - chiều sâu rãnh then, mm l - chiều dài then, mm b - chiều rộng then, mm σ d , τ c - ứng suất dập cắt thực tế, N/mm2 [ σ ]d , [ τ ] c - ứng suất dập cắt cho phép, N/mm2 Tra bảng 7-20 với dạng lắp cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu thép 45 thường hóa, ta có ứng suất dập cho phép: [ σ ]d =150 N/mm2 Tra bảng 7-21 với vật liệu then thép 45, tải trọng tĩnh, ta có ứng suất cắt cho phép [ τ ]c =120 N/mm2 Mặt cắt Mx d k lm l b σd τc m-m 44928 28 3,5 40 32 28,65 12,54 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà i-i 145841 38 4,4 55 44 12 39,65 14,54 Trang 27 j-j 145841 38 4,4 55 44 12 39,65 14,54 k-k 372052 48 5,0 60 48 14 64,59 23,07 Đồ án Thiết kế máy SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà GVHD: Đặng Phước Vinh Trang 28 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh PHẦN IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRUC A Chọn ổ lăn Trục I khơng có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ Trục II III có lực dọc truc tác dụng nên ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn Hệ số khả làm việc: C = Q(nh)0.3 Q – tải trọng tương đương, daN; n – số vòng quay ổ, vg/ph; h – thời gian phục vụ,  Sơ đồ chọn ổ cho trục I : 2 R A = √ R Ax + R Ay =√ 1055 + 436 =1141, N 2 2 2 RB = √ R Bx + RBy =√ 443 + 339 =557,8 N  Tính cho gối đỡ A lực RA lớn Tính Q theo cơng thức Q=( K v R+mA ) K n K t Trong đó: Kt = 1: hệ số tải trọng động (bảng 8-3) Kn = 1: hệ số nhiệt độ làm việc ổ (dưới 100 ℃ ) Kv = 1: hệ số vịng quay ổ bi đũa đỡ chặn (bảng 8-5) A = 0: tải lực dọc trục m = 1,5:hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hướng tâm R = R A : tổng phản lực gối đỡ  Q = RA = 114,15 daN n = 440 vg/ph  C = Q(nh)0,3 = 114,15.(440.32400)0,3 = 15983,6 Tra bảng 14P (tài liệu [*]), ứng với d = 25 mm chọn ổ bi đỡ ký hiệu 305 có D = 62 mm, Cbảng = 27000, B =17mm  Sơ đồ chọn ổ cho trục II : SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 29 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh 2 2 Rc =√ RCx +RCy = √ 2134 + 187 =2142 −N 2 2 R D= √ R Dx+ R Dy =√ 2717 + 909 =2865 N Dự kiến chọn trước  = 26 ( kiểu 46000) Fac = 1,3 RC.tg = 1,3.2142,2.tg26 = 1358 N FaD = 1,3 RD.tg = 1,3.2865.tg26 = 1817 N Tổng lực chiếu trục: A = Fa + FaC – FaD = 941 + 1358 – 1817 = 482 N Vì lực A hướng ổ D nên tính cho gối đỡ D chọn cho gối trục Gối trục lấy loại n = 129 vg/ph Q= ( K v R+ mA ) K n K t =(286,5 +1,5 48,2) = 336 C=336 (129.32400) 0,3=32560 Tra bảng 17P tài liệu [*] với d = 35 mm Chọn ổ có kí hiệu 46207 Có đường kính ngồi D = 72mm, Cbảng = 33000, B = 17mm  Sơ đồ chọn ổ cho trục III : 2 R E= √ R 2Ex + R 2Ey =√ 1098 + 992 =1480 N RF = √ R 2Fx + R 2Fy =√ 22552+ 2752=2272 N Dự kiến chọn trước  = 26 ( kiểu 46000) FaE = 1,3 RE.tg = 1,3.1195,2 tg26 = 758 N FaF = 1,3 RF.tg = 1,3.2391 tg26 = 1516 N Tổng lực chiếu trục: A = Fa + FaF – FaE = 941 + 1516 –758 = 1699 N SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 30 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Vì lực A hướng ổ E nên tính cho gối đỡ E chọn cho gối trục Gối trục lấy loại n = 48 vg/ph Q= ( K v R+ mA ) K n K t = ( 227,2 +1,5 169,9) 1.1= 482 C=¿ 482 ( 48.32400) 0,3 =34724 Tra bảng 17P tài liệu [*] với d = 45 mm Chọn ổ có kí hiệu 46209 Có đường kính ngồi D = 85mm, Cbảng = 44000, B = 19mm SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 31 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh PHẦN V: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC Vỏ hộp Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường làm trục để việc lắp ghép dễ dàng Chiều dày thành thân hộp δ =0,025 A Chọn δ =8 mm Chiều dày thành nắp hộp δ 1=0,02 A +3 Chọn δ 1=8,5 mm Chiều dày mặt bích thân b=1,5 δ =12mm Chiều dày mặt bích nắp b1=1,5 δ 1=13 mm Chiều dày đế hộp khơng có phần lồi Chiều dày gân thân hộp p=2,35 δ=20 mm m=0,95 δ =8 mm Chiều dày gân nắp hộp m1=0,95 δ 1=0,95.8,5=8 mm Đường kính bulong Tra bảng 10-23 tài liệu [*] ta chọn bulong: dn=16; số bulong nền:6 Đường kính bulong d 1=0,7 dn =12 mm cạnh ổ: d 2=0,6 dn =10 mm ghép mặt bích nắp thân d 3=0,5 d n =8 mm ghép nắp ổ d =0,4 d n=6 mm ghép nắp cửa thăm Đường kính bulong vịng chọn theo trọng lượng HGT, với khoảng cách trục A cấp 136x161 tra bảng 10-11a 10-11b Ta chọn bulong M12 Khoảng cách từ mặt vỏ đến tâm bulong dn,d1,d2: C1 =1,2d +( ÷ )mm Tra bảng 10.10a tài liệu [*] ta chọn: C1 = 18 C2 = 15 Chiều rộng mặt bích K K = C1 + C2 = 33 Kích thước phần lồi SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 32 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Rδ =C2=15 mm r ≈ 0,2C 2=0,2.15=3 mm Chiều cao h để lắp bulong d1 Khoảng cách từ mép lỗ lắp ổ đến tâm bulong e ≈ 1,1 d 1=13 mm Chiều rộng mặt bích chỗ lắp ổ lăn l =C 1+R δ +(2 ÷ ) =35mm Các đường kính D, D1, D2 Các khe hở nhỏ bánh thành hộp a = 1,2 δ = 9,6 mm a1 = δ = mm ❑ Một số chi tiết khác a, Cửa thăm Để quan sát CTM hộp rót dầu vào hộp Trên đỉnh nắp hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy lại nắp Dựa vào bảng 10-12 tài liệu [*] ta có Kích Số A B A1 B1 C C1 K R thước lượng vít vít 100 75 150 100 125 87 12 M8 x 22 b, Nút thơng Để điều hịa khơng khí ngồi hộp ta dùng nút thơng Theo bảng 10-16 tài liệu [*] ta chọn loại M27 x A B C D E G H I K L M N O P Q M27x c, 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 R S 36 32 Nút tháo dầu lỗ tháo dầu Sau làm việc, dầu bị bẩn bị biến chất, cần thay dầu Tra bảng 10-14 tài liệu [*] chọn M16 x 1,5 d b m f L c q D S D0 M16x1,5 d, 12 23 13,8 26 17 19,6 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 33 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị xiết bulơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ Chọn chốt định vị hình trụ d = 8mm, c = 1,2mm, l = 30mm e, Bu long vòng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng Kích thước bulơng vịng chọn theo khối lượng hộp giảm tốc Với hộp giảm tốc bánh trụ cấp tra bảng 10-11b ta có Q = 300(kG), theo bảng 10-11a ta dùng bulơng vịng M12 Bơi trơn hộp giảm tốc Do vận tốc nhỏ nên chọn phương pháp ngâm bánh hộp dầu Vì mức dầu thấp phải ngập chiều cao bánh thứ hai nên bánh thứ tư chiều sâu ngâm dầu lớn + Chọn độ nhớt Vận tốc vòng BR: v1 = 1,38 m/s v2 = 0,59 m/s Tra bảng 10-17 Chọn độ nhớt centistoc 116 50C Tra bảng 10-20: Các loại dầu bôi trơn thường dùng Chọn dầu ô tô máy kéo AK-20 ≥ 70 centistốc 50C Mức dầu Kiểm tra mức dầu: Qua thiết bị thị + Bơi trơn che kín ổ: Bôi trơn mỡ Lắp bánh trục Chọn kiểu lắp ổ lăn: + Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ + Lắp ổ lăn vào vỏ theo hệ trục Đối với vòng ổ quay, chọn kiểu lắp độ dơi để vịng ổ trượt bề mặt trục lỗ vỏ làm việc SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 34 Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh TÀI LIỆU THAM KHẢO [*] Thiết kế chi tiết máy, Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm, NXB giáo dục, 1999 [**] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, NXB giáo dục, 2006 [***] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, NXB giáo dục, 2006 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 35