Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Việc áp dụng khoa học kỹ thuật chính là làm tăng năng suất lao động, thay thế sức lao động của người lao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho người lao động trong quá trình làm việc. Để tạo nền tảng tốt cho bước phát triển trong tương lai, chúng ta cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kỹ thuật một cách nghiêm túc ngay từ trong các trường đại học. Đồ án môn học Thiết Kế Chi Tiết Máy là môn học giúp cho ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức của các môn học như: vẽ kỹ thuật, sức bền vật liệu, nguyên lí máy, chi tiết máy, dung sai kỹ thuật đo... Đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,… Trong quá trình thực hiện đồ án, em nhận được sự chỉ dẫn rất tận tình của thầy Ths.Diệp Lâm Kha Tùng cùng các thầy khác trong Viện Cơ Khí. Sự giúp đỡ của các thầy luôn là nguồn động lực lớn lao cỗ vũ tinh thần cho em trên con đường học tập, rèn luyện sau này. Do đây là bản thiết kế kĩ thuật đầu tiên mà em thực hiện nên chắc chắn sẽ mắc phải những thiếu xót, sai lầm. Em rất mong nhận được sự góp ý chân thành từ phía các thầy. Em xin chân thành cảm ơn
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ Đồ án thiết kế MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 3: THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Sinh viên thiết kế Mã số sinh viên Ngày giao đề Ngày nộp đồ án : Đoàn Hoàng Lâm : 1951080064 : 18 tháng 09 năm 2021 : 10 tháng 01 năm 2022 Lớp : XD19 Ngành: Cơ giới hóa xếp dỡ Giảng viên hướng dẫn: Ths Diệp Lâm Kha Tùng Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2021 NỘI DUNG LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống: 1.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ: 1.1.4 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.3 Xác định cơng suất, mơmen số vịng quay trục 1.3.1 Tính tốn cơng suất trục 1.3.2 Tính số vịng quay trục: 1.3.3 Tính momen xoắn trục: BẢNG PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Các thông số ban đầu: Trình tự thiết kế gồm bước sau: 2.1 Chọn loại đai 2.2 Xác định đường kính đai 2.3 Sơ khoảng cách a 2.4 Xác định xác chiều dài đai L khoảng cách trục a 2.5 Kiểm nghiệm góc ơm 2.6 Xác định số đai cần thiết 2.7 Xác định kích thước chủ yếu đai 2.8 Xác định lực ban đầu lực tác dụng lên trục BẢNG THÔNG SỐ CƠ BẢN BỘ TRUYỀN ĐAI CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC 10 3.1 Tính tốn thiết kế truyền bánh trụ cấp chậm 10 3.1.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 10 3.1.2 Xác định thông số truyền 12 3.1.3 Xác định thông số ăn khớp 12 3.1.4 Xác định kích thước truyền 13 3.1.5 Lực tác dụng lên truyền 13 3.1.6 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 14 3.1.7 Kiểm nghiệm độ bền uốn 15 3.1.8 Kiểm nghiệm tải 16 BẢNG THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 17 3.2 Tính tốn thiết kế truyền bánh trụ cấp nhanh 18 3.2.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 18 3.2.3 Xác định thông số ăn khớp 20 3.2.4 Xác định kích thước truyền 21 3.2.5 Lực tác dụng lên truyền 21 3.2.6 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 21 3.2.7 Kiểm nghiệm độ bền uốn 23 3.2.8 Kiểm nghiệm tải 24 BẢNG THƠNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 25 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 26 4.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 26 4.2 Tính sơ trục 26 4.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 26 -Trục I: 27 -Trục III 28 -Trục II: 28 4.4 Lực bánh tác dụng lên trục: 29 4.5 Thiết kế trục 30 Trục 30 Trục 32 Trục 34 4.6 Tính mối ghép then kiểm nghiệm then 36 4.7 Kiểm nghiệm độ bền trục độ bền mỏi 37 4.8 Kiểm nghiệm độ bền trục độ bền tĩnh 41 CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI 42 5.1 Tính tốn lựa chọn ổ lăn trục 42 a) Trục I 42 b) Trục II 44 c) Trục III 47 5.2 Tính chọn khớp nối 49 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 51 6.1 Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc 51 6.2 Các chi tiết phụ 52 6.2.1 Bulông vịng vịng móc 52 6.2.2 Chốt định vị 53 6.2.3 Cửa thăm 53 6.2.4 Nút thông 54 6.2.5 Nút tháo dầu 54 6.2.6 Que thăm dầu 54 6.3 Bôi trơn hộp giảm tốc 55 6.4 Dung sai lắp ghép 56 a) Dung sai lắp ghép bánh răng: 56 b) Dung sai lắp ghép ổ lăn: 56 c) Dung sai lắp vòng chắn dầu: 57 d) Dung sai lắp vòng lò xo (bạc chắn) trục tùy động: 57 e) Dung sai lắp ghép mối ghép then: 57 f) Dung sai vòng chắn dầu: 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 LỜI NÓI ĐẦU Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trị quan trọng sống sản xuất Việc áp dụng khoa học kỹ thuật làm tăng suất lao động, thay sức lao động người lao động cách có hiệu nhất, bảo đảm an toàn cho người lao động trình làm việc Để tạo tảng tốt cho bước phát triển tương lai, cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kỹ thuật cách nghiêm túc từ trường đại học Đồ án môn học Thiết Kế Chi Tiết Máy mơn học giúp cho ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức môn học như: vẽ kỹ thuật, sức bền vật liệu, nguyên lí máy, chi tiết máy, dung sai & kỹ thuật đo Đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau Hộp giảm tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,… Trong trình thực đồ án, em nhận dẫn tận tình thầy Ths.Diệp Lâm Kha Tùng thầy khác Viện Cơ Khí Sự giúp đỡ thầy nguồn động lực lớn lao cỗ vũ tinh thần cho em đường học tập, rèn luyện sau Do thiết kế kĩ thuật mà em thực nên chắn mắc phải thiếu xót, sai lầm Em mong nhận góp ý chân thành từ phía thầy Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực LAM Đồn Hồng Lâm SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động Công suất trục cơng tác (kW) Số vịng quay trục cơng tác (vg/ph) Số năm làm việc 5.7 53 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống: Hiệu suất truyền động: = đ × br1 × br2 × kn × 4ol = = 0,85 Trong đó: đ = 0,95 : hiệu suất truyền đai br1 = 0,97 : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng br2 = 0,97 : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng kn = 0,99 : hiệu suất nối trục vòng đàn hồi ol = 0,99 : hiệu suất ổ lăn = 0,95 × 0,97 × 0,97 × 0,99 × 0,994 = 0,85 SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 1.1.2 Tính cơng suất tương đương: T T 0,7T ∑ ( i) ti ( ) ( ) 0,3 0,7 + √ T √ T T Ptđ = P𝑙𝑣 × = 5,7 × = 5,25 kW ∑ ti 0,7 + 0,3 Công suất cần thiết: Pct = Ptđ η = 5,25 0,85 = 6,18 (kW) 1.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ: Số vòng quay trục cơng tác: n𝑙𝑣 = 53 (vịng/phút) Tỷ số truyền chung hệ: Chọn: uch = uhgt × uđ uhgt = : tỷ số truyền hộp giảm tốc khai triển (8÷40), chọn theo tiêu chuẩn uđ = 3,4 : tỷ số truyền truyền đai ngồi (3÷5) → uch = × 3,4 = 27,2 Số vịng quay sơ động cơ: nsb = uch × n𝑙𝑣 = 27,2 × 53 = 1441,6 (vịng/phút) 1.1.4 Chọn động điện Ta cần chọn động thỏa mãn điều kiện sau: Pđc ≥ 6,18 (kW) Pđc ≥ Pct vòng ⟺{ { nđc ≈ nsb nđc ≈ 1441,6 ( ) phút Tra bảng P1.3: Các thông số kỹ thuật động 4A (1),ta chọn động có: Kiểu động 4A132S4Y3 Công suất Vận tốc quay Pđc (kW) nđc (Vòng/phút) 7,5 1455 Cos φ η% Tmax Tdn Tk Tdn 0,86 87,5 2,2 2,0 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 236 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 1.2 Phân phối tỉ số truyền - Tỉ số truyền chung thực hệ thống dẫn động: uch = nđc nlv = 1455 53 = 27,45 Chọn tỉ số truyền đai theo tiêu chuẩn: chọn uđ = 3,4 Do đó, tỉ số truyền hộp giảm tốc là: uhgt = uch uđ = 27,45 3,4 = 8,074 - Dựa vào bảng 3.1(2), ta chọn phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc hai cấp đồng trục: - 𝑢ℎ𝑔𝑡 = → 𝑢1 = 𝑢2 = √8 = 2,82 + tỉ số truyền cấp nhanh u1 + tỉ số truyền cấp chậm u2 - Tỉ số truyền cuối hộp giảm tốc uhgt = u1 × u2 = 2,82 × 2,82 = 7,9524 Kiểm nghiệm sai số cho phép ∆= - Tính lại tỉ số truyền đai: uđ = 7,9524−8,074 uch u1 ×u2 8,074 = = 1,5% 27,45 2,82×2,82 = 3,45 1.3 Xác định cơng suất, mơmen số vịng quay trục 1.3.1 Tính tốn cơng suất trục Pđc = Pcần thiết = 6,18 (kW) P1 = Pct × ηđ × ηol = 6,18 × 0,95 × 0,99 = 5,81 (kW) P2 = P1 × ηbr × ηol = 5,81 × 0,97 × 0,99 = 5,58 (kW) P3 = P2 × ηbr × ηol = 5,58 × 0,97 × 0,99 = 5,36 (kW) Ptrục công tác = P3 × ηkn × ηol = 5,36 × 0,99 × 0,99 = 5,25 (kW) 1.3.2 Tính số vịng quay trục: n1 = n2 = nđc uđai n1 u1 = = 1455 3,45 421,74 2,82 = 421,74 (vòng/phút) = 149,55 (vòng/phút) PGS.TS TRỊNH CHẤT-TS LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn dẫn động khí T1, trang 43 SV:ĐỒN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy n3 = n2 u2 = 149,55 2,82 GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng = 53,03 (vòng/phút) n4 = 53,03 (vòng/phút) 1.3.3 Tính momen xoắn trục: Tđc = 9,55 × 106 × Pđc nđc T1 = 9,55 × 106 × P1 T2 = 9,55 × 106 × P2 T3 = 9,55 × 106 × P3 T4 = 9,55 × 106 × n1 n2 n3 = 9,55 × 106 × = 9,55 × 106 × = 9,55 × 106 × = 9,55 × 106 × 6,18 1455 5,81 421,74 5,58 149,55 5,36 53,03 = 40562,887 (N mm) = 131563,285 (N mm) = 356328,987 (N mm) = 965264,944 (N mm) P4 5,25 = 9,55 × 106 × = 945455,403 (N mm) n4 53,03 BẢNG PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Trục Động P (kW) 6,18 5,81 5,58 5,36 5,25 n (vịng/ phút) 1455 421,74 149,55 53,03 53,03 Thơng số u T (N.mm) 3,45 40562,887 2,82 131563,285 SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 356328,987 2,82 965264,944 945455,403 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Các thông số ban đầu: + Công suất P = 6,18 kW + Tỷ số truyền u = 3.45 + Số vòng quay n = 1455 vòng/phút + Số năm làm việc: năm + Chế độ làm việc: Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) Trình tự thiết kế gồm bước sau: 2.1 Chọn loại đai – Chọn đai theo cơng suất P số vịng quay n theo đồ thị sau: ➢ Ta chọn đai thang thường loại B có thơng số hình học bt= 14; b=17; h=10,5; yo=4,0; A=138 mm2 2.2 Xác định đường kính đai – Ta chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 (140÷280) theo tiêu chuẩn: d1=180 (mm) – Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện: v= πd1 n 6.104 = π.180.1455 6.104 = 13,71 ≤ vmax = 25 m/s (thỏa mãn) – Đường kính bánh đai lớn: Lấy ξ = 0,01 d2 = d1 u1 (1 − ξ) = 180.3,45 (1 − 0,01) = 614,79 (mm) Chọn theo tiêu chuẩn: d2 = 630 (mm) SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng - Xác định lực dọc trục Fa2 = 1365 (N) ⇒ Q2 = (1×1× 2222,97 + 0×Fa) ×1×1,2 = 2667,564 (N) - Tuổi thọ tương đương ổ Lh = 24000 (h) - Khả tải động Cd tính theo cơng thức: m Cd = QE √L m=3 ta sử dụng ổ bi Với: L-tuổi thọ tính triệu vịng quay; 60nLh 60 × 421,74 × 24000 L= = = 607,31 (triệu vịng) 106 106 m Cd = Q √L = 2667,56 × 3√607,31 = 22590,075(N) = 22,60 (kN) 22,60 (kN) < C = 45,4 (kN) Do khả tải động ổ lăn có kí hiệu 66407 đảm bảo Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ - Nhằm tránh biến dạng dư hay dính bề mặt tiếp xúc, ta tiến hành kiểm tra ổ theo điều kiện: Qt ≤ C o + Theo bảng 11.6(41), với ổ bi đỡ chặn dãy: Xo=0,5; Yo=0,47 + Qt hai giá trị lớn sau đây: Qt = 0,5× 2222,97 + 0,47× 896,09 = 1532,6473 (N) Qt = Fr = 2222,97 (N) Vậy Qt = 2,223 (kN) < Co = 33,7 (kN), khả tải tĩnh ổ đảm bảo b) Trục II ✓ Sơ đồ lực tác dụng A2 D2 2.0 – Thông số làm việc: 2.1 Số vòng quay: n = 149,55 (vòng/phút) Thời gian làm việc: Lh ∑ = 24000 (giờ) 41 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 221 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 44 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Tải trọng thay đổi, tải va đập nhẹ ➢ Trình tự chọn ổ lăn trục II Lực hướng tâm xác định tác dụng lên ổ: r 2 F20 = √F20x + F20y = √210,732 + 1006,062 = 1027,89 (N) r 2 F21 = √F21 + F21 = √4741,382 + 3176,8952 = 5707,31 (N) - Fa= Fa3-Fa2=2426,99-896,09=1530,9(N) r r - Tỉ số Fa/F20 ≥ 0,3, Fa/F21 < 0,3 chọn loại ổ bi đỡ chặn để đảm bảo chịu tải trọng Do khơng u cầu đặc biệt độ xác, chọn cấp xác Chọn sơ ổ bi đỡ chặn cỡ trung ứng với d = 45 (mm), tra bảng P2.12(42) Kí hiệu ổ d, mm D, mm B, mm r, mm 46309 45 100 25 2,5 Đường kính bi, mm 1,2 C, kN Co, kN 48,1 37,7 Xác định hệ số e Fa C0 = 1530,9 37,7×103 = 0,041 => chọn e = 0,34 Đối với ổ đỡ chặn ngồi lực dọc trục bên ngồi tác động lên ổ, cịn có lực dọc trục phụ Fs lực hướng tâm Fri tác dụng lên ổ gây nên: Fs = e Fr Với e = 0,34 theo bảng 11.4 → FS20 = 349,48 (N) ; Fs21 = 1940,49 (N) 42 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 264 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 45 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Kiểm nghiệm khả tải ổ (Tiến hành cho ổ 2.0 ổ chịu tải lớn hơn) - Tính tải trọng quy ước tác dụng lên ổ Q (N) Đối với ổ bi đỡ: Q = (XVFr + YFa) kt kđ Trong đó: - Fr Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN); - V: hệ số kể đến vòng quay; vòng quay V=1; - kt=1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ - kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3(43) Chọn kd = 1,2 - X Y hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục, tra bảng 11.4(44) → X=1; Y=0 - Xác định lực dọc trục Fa = 1530,9 (N) ⇒ Q1 = (1×1× 5707,31 + 0×Fa) ×1×1,2 = 6848,772 (N) - Tuổi thọ tương đương ổ Lh = 24000 (h) - Khả tải động Cd tính theo cơng thức: m Cd = QE √L m=3 ta sử dụng ổ bi Với: L-tuổi thọ tính triệu vịng quay; 60nLh 60 × 149,55 × 24000 L= = = 215,352 (triệu vịng) 106 106 m Cd = Q √L = 6848,772 × √215,352 = 41051,50(N) = 41,05 (kN) Cd = 41,05 (kN) < C = 48,1 (kN) 43 44 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 215 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 216 SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 46 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Do khả tải động ổ lăn có kí hiệu 46309 đảm bảo Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ - Nhằm tránh biến dạng dư hay dính bề mặt tiếp xúc, ta tiến hành kiểm tra ổ theo điều kiện: Qt = XoFr + YoFa ≤ Co + Theo bảng 11.6(45), với ổ bi đỡ chặn dãy: Xo=0,5; Yo=0,47 + Qt hai giá trị lớn sau đây: Qt = 0,6× 5707,31 + 0,5×1530,9 = 3573,173 (N) Qt = Fr = 5707,31 (N) Vậy Qt = 5,707 (kN) < Co = 37,7 (kN), khả tải tĩnh ổ đảm bảo c) Trục III ✓ Sơ đồ lực tác dụng: 3.0 3.1 kn – Thơng số làm việc: Số vịng quay: n = 53,03 (vòng/phút) Thời gian làm việc: Lh ∑ = 24000 (giờ) Tải trọng thay đổi, tải va đập nhẹ ➢ Trình tự chọn ổ lăn trục III Lực hướng tâm xác định tác dụng lên ổ: r 2 F30 = √F30x + F30y = √4364,172 + 3298,7142 = 5470,60 (N) r 2 F31 = √F31x + F31y = √1611,852 + 382,0972 = 1656,52(N) 45 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 221 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 47 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Fa= Fa4=2426,99(N) r r Tỉ số Fa/F30 ≥ 0,3, Fa/F31 > 0,3 chọn loại ổ bi đỡ chặn để đảm bảo chịu - tải trọng Do khơng u cầu đặc biệt độ xác, chọn cấp xác Chọn sơ ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp ứng với d = 60 (mm), tra bảng P2.12(46) Kí hiệu ổ d, mm D, mm B, mm r, mm 46312 60 130 31 Đường kính bi, mm 1,5 C, kN Co, kN 78,8 66,6 Xác định hệ số e Fa C0 = 2426,99 66,6×103 = 0,036 => chọn e = 0,34 Đối với ổ đỡ chặn lực dọc trục bên tác động lên ổ, cịn có lực dọc trục phụ Fs lực hướng tâm Fri tác dụng lên ổ gây nên: Fs = e Fr Với e = 0,34 theo bảng 11.4 → FS30 = 1860,004 (N) ; Fs31 = 563,22 (N) Kiểm nghiệm khả tải ổ (Tiến hành cho ổ 3.0 ổ chịu tải lớn hơn) - Tính tải trọng quy ước tác dụng lên ổ Q (N) Đối với ổ bi đỡ: Q = (XVFr + YFa) kt kđ Trong đó: 46 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 264 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 48 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng - Fr Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN); - V: hệ số kể đến vòng quay; vòng quay V=1; - kt=1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ - kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3(47) Chọn kd = 1,2 - X Y hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục, Fa = → X=1; Y=0 - Xác định lực dọc trục Fa = 2426,99(N) ⇒ Q1 = (1×1× 5470,60 +0×Fa) ×1×1,2 = 6564,72 (N) - Tuổi thọ tương đương ổ Lh = 24000 (h) - Khả tải động Cd tính theo cơng thức: m Cd = QE √L m=3 ta sử dụng ổ bi Với: L-tuổi thọ tính triệu vịng quay; 60nLh 60 × 53,03 × 24000 L= = = 76,3632 (triệu vòng) 106 106 m Cd = Q √L = 6564,72 × 3√76,3632 = 27851,22(N) = 27,85 (kN) Cd = 27,85 (kN) < C = 78,8 (kN) Do khả tải động ổ lăn có kí hiệu 46312 đảm bảo Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ - Nhằm tránh biến dạng dư hay dính bề mặt tiếp xúc, ta tiến hành kiểm tra ổ theo điều kiện: Qt = XoFr + YoFa ≤ Co + Theo bảng 11.6(48), với ổ bi đỡ chặn dãy: Xo=0,5; Yo=0,47 + Qt hai giá trị lớn sau đây: Qt = 0,5× 5470,60 + 0,47×2426,99= 3875,99 (N) Qt = Fr = 5470,60 (N) Vậy Qt = 5,470 (kN) < Co = 66,6 (kN), khả tải tĩnh ổ đảm bảo 5.2 Tính chọn khớp nối Khớp nối gồm: nối trục, li hợp li hợp tự động Khớp nối chi tiết tiêu chuẩn, thiết kế thường dựa vào mơmen xoắn tính tốn T, xác định theo cơng thức sau để chọn kích thước khớp nối: Tt = kT ≤ [T] Trong đó: T3 = 965264,944 (Nmm) = 965,26 (Nm) 47 48 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 215 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 221 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 49 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng k =1,2 - hệ số an tồn làm việc, phụ thuộc vào loại máy cơng tác, cho bảng 16.1(49) - Chọn nối trục vòng đàn hồi loại có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ thay thế, làm việc tin cậy, dùng rộng rãi - Từ moment xoắn T3 đường kính trục d = 63 (mm), ta tra bảng 16.10a(50) (đơn vị: mm) d D dm 63 210 120 L l d1 Do z nmax B B1 l1 D3 l2 140 110 160 2850 70 40 36 40 Kích thước vịng đàn hồi dc dl D2 l l1 l2 l3 h 18 M12 25 80 42 20 36 - Kiểm nghiệm điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi: σd = 2kT ZDo dc l3 = 2×1,2×965264,944 8×160×18×36 = 2,79 (MPa) ≤ [σ]d - Kiểm nghiệm điều kiện sức bền dập chốt: σu = 49 50 kTlo 0,1d3c Do Z σd ≤ [σ]d = (2 ÷ 4) (MPa) (thoả mãn) σu []u = (60 ữ 80) (MPa) 20 = 1,2ì965264,944ì(42+ ) 0,1×183 ×160×8 = 80 (MPa) ≤ [σ]u (thoả mãn) PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 58 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 68-69 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 50 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 6.1 Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc Vỏ hộp giảm tốc có nhiều dạng khác nhau, song chúng có chung nhiệm vụ: bảo đảm vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, chứa dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Vật liệu phổ biến dùng để đúc hộp giảm tốc gang xám GX15-32 Xác định kích thước vỏ hộp giảm tốc Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, Nắp hộp, 1 Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Đường kính: Bulơng nền, d1 Bulơng cạnh ổ, d2 Bulơng ghép bích nắp thân d3 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm dầu, d5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp hộp thân, K3 Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulơng cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao h: SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 Thơng số δ = 0,03a + = 8,7 mm,với a=190 mm, chọn δ = (mm) δ1 = 0,9δ = 8,1 mm, chọn δ1 = 8,5 (mm) e = (0,8 ÷ 1)δ = 7,2 ÷ mm, chọn e = (mm) h < 58 , chọn h = 40 (mm) Khoảng 2° d1 d2 d3 d4 d5 > 0,04a + 10 = 17,6 mm, chọn M20 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = 12,32 ÷ 14,08 mm,chọn M14 = (0,8 ÷ 0,9)d2 = 11,2 ÷ 12,6 mm, chọn M12 = (0,6 ÷ 0,7)d2 = 8,4 ÷ 9,8 mm, chọn M10 = (0,5 ÷ 0,6)d2 = ÷ 8,4 mm, chọn M8 S3 = (1,4 ÷ 1,8)d3 , chọn S3 = 17 (mm) S4 = (0,9 ÷ 1)S3 , chọn S3 = 16 (mm) K ≈ K − (3 ÷ 5) = 40 (mm) Xác định theo kích thước nắp ổ K = E2 + R + (3 ÷ 5) = 45 (mm) E2 ≈ 1,6d2 = 22,4 mm ; R ≈ 1,3d2 = 18,2 mm C = D3 /2 phải đảm bảo k ≥ 1,2d2 = 16,8 51 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulơng kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày khơng có phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với Số lượng bulông Z S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)d1 = 26 ÷ 30mm, chọn S1=28 (mm) K1 ≈ 3d1 = (60 mm) q ≥ K1 + 2δ = 80 (mm) ∆= 10 (mm) ≥ (1 ÷ 1,2)δ = (10 ÷ 12) ∆1 = 40mm ≥ (3 ÷ 5)δ = (30 ÷ 50) ∆2 = 10mm ≥ δ = 10 L+B Z= =6 200 ÷ 300 6.2 Các chi tiết phụ 6.2.1 Bulơng vịng vịng móc ✓ Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép, …) nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng vịng móc ✓ Hộp giảm tốc bánh trụ đồng trục tra bảng 18.3b(51), xác định sơ khối lượng 330kg Với khối lượng này, tra bảng 18.3a (53), ta sử dụng bulơng vịng M16 bố trí theo cách b Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l ≥ f b c x r r1 r2 M16 63 35 14 35 22 30 12 32 16 6 51 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 89 SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 52 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng ✓ Vịng móc làm nắp thân hộp Kích thước vịng móc xác định: Chiều dày vịng móc: s = (2÷3)δ = 18÷27 Đường kính: d = (3÷4)δ = 27÷36 6.2.2 Chốt định vị ✓ Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép ta dùng chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bu lơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ, loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng ✓ Ta chọn chốt định vị hình cơn, tra bảng 18.4b(52): d = (mm);c = (mm);l = 20÷110 6.2.3 Cửa thăm ✓ Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp giảm tốc lắp ghép để châm dầu bôi trơn vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp lắp thêm nút thơng ✓ Kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18.5(53) 52 53 A B A1 B1 C 100 75 150 100 125 C1 80 K 87 R 12 Vít Số lượng M8× 22 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 91 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 92 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 53 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 6.2.4 Nút thông ✓ Dùng để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi vỏ hộp Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27×2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 6.2.5 Nút tháo dầu ✓ Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn hộp giảm tốc nhiễm bẩn Để đảm bảo bôi trơn, ta phải thay dầu Điều yêu cầu dầu cũ phải tháo khỏi hộp giảm tốc thông qua lỗ tháo dầu nằm đáy hộp, bịt kín nút tháo dầu ✓ Theo bảng 18.7(54) ta chọn nút tháo dầu có kích thước sau: d M20×2 b 15 m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 D0 25,4 6.2.6 Que thăm dầu ✓ Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu kích thước hình vẽ: 54 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 93 SV:ĐỒN HỒNG LÂM_1951080064_XD19 54 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Kết cấu que thăm dầu 6.3 Bôi trơn hộp giảm tốc - Để giảm mát cơng suất ma sát, giảm mài mịn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phịng tiết máy bị han gỉ, cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc - Phương pháp bôi trơn: bánh có vận tốc nhỏ (< 12 m/s) nên ta chọn phương pháp bôi trơn cách ngâm dầu: bánh ngâm dầu chứa HGT Ē Đối với bánh nghiêng đặt vòi phun cho tia dầu bắn theo chiều quay bánh Đối với bánh thẳng ngược chiều quay Vịi phun đặt chỗ ăn khớp Ē Các bánh nhỏ bôi trơn cách bắn toé dầu thông qua bánh lớn ngâm dầu Ē Các ổ lăn bôi trơn mỡ Mỡ bơi trơn tra định kì vào ổ, lăn sau lần bảo dưỡng - Loại dầu bôi trơn hộp giảm tốc, tra bảng 18.11(55), với vật liệu làm bánh thép có σb = 470…1000 (MPa) ta độ nhớt Centistoc 160 độ nhớt Engle 16 Tra bảng 18.13(56) ta chọn loại dầu ô tô máy kéo AK – 15 để bơi trơn - Với truyền ngồi hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bơi trơn định kì mỡ Tên dầu mỡ Dầu ô tô máy kéo AK15 55 56 Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu mỡ Bộ truyền hộp 0,6 lít/Kw Thời gian thay dầu mỡ tháng PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 100 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 101 SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 55 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy Mỡ T GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Tất ổ 2/3 chỗ rỗng phận truyền ổ năm 6.4 Dung sai lắp ghép Dựa vào kết cấu làm việc, chết độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: a) Dung sai lắp ghép bánh răng: Chịu tải vừa, thay đổi va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 Mối lắp Dung sai (μm) Bánh đai lắp trục I 30H7/k6 +15 30+21 /30+2 Bánh chủ động lắp trục Ⅰ 40H7/k6 +18 40+25 /40+2 Bánh bị động lắp trục Ⅱ 45H7/k6 +18 45+25 /45+2 Bánh chủ động lắp trục Ⅱ 50H7/k6 +18 50+25 /50+2 Bánh bị động lắp trục Ⅲ 60H7/k6 +21 60+30 /60+2 Khớp nối lắp đầu trục ⅠII 63H7/k6 +21 63+30 /63+2 Mối ghép b) Dung sai lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý: + Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vịng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục + Để vịng ổ khơng trơn trựơt theo bề mặt trục lỗ 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 Vì lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ chọn H7 Mối lắp Dung sai (μm) Vòng ổ lăn lắp trục Ⅰ 35k6 35+18 +2 Vòng ổ lăn lắp trục Ⅱ 40k6 40+18 +2 Vòng ổ lăn lắp trục Ⅲ 60k6 60+21 +2 Vịng ngồi ổ lăn trục Ⅰ lắp vỏ 72H7 72+30 Mối ghép SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 56 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Mối lắp Dung sai (μm) Vịng ngồi ổ lăn trục Ⅱ lắp vỏ 80H7 80+30 Vịng ngồi ổ lăn trục Ⅲ lắp vỏ 95H7 95+35 Mối ghép c) Dung sai lắp vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp d) Dung sai lắp vòng lò xo (bạc chắn) trục tùy động: Vì bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7 e) Dung sai lắp ghép mối ghép then: Bảng sai lệch giới hạn kích thước then chiều rộng rãnh then Sai lệch giới hạn rãnh then Sai lệch giới hạn kích thước then Trên trục Trên bạc Theo chiều rộng b – h9 N9 JS9 Bảng sai lệch giới hạn chiều sâu rãnh then Chiều sâu rãnh then Trên trục, t1 Kích thước then b×h Trên bạc, t2 t1 Sai lệch giới hạn t2 Sai lệch giới hạn 12×8 + 0,2 3,3 + 0,2 10×8 + 0,2 3,3 + 0,2 14×9 5,5 + 0,2 3,8 + 0,2 14×9 5,5 + 0,2 3,8 + 0,2 20×12 7,5 + 0,2 4,9 + 0,2 16×10 + 0,2 4,3 f) Dung sai vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/j6 để thuận tiện trình tháo lắp Dung sai bạc lót trục: Chọn kiểu lắp trung gian H7/j6 Dung sai lắp nắp ổ: Chọn kiểu lắp có độ hở H7/d11 + 0,2 SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 57 Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN Giáo trình Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I-II Nhà xuất Giáo dục, 2016 PGS.TS.TRỊNH CHẤT Giáo trình Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật TRẦN THIÊN PHÚC Giáo trình Thiết kế chi tiết máy công dụng chung Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM, 2011 SV:ĐOÀN HOÀNG LÂM_1951080064_XD19 58