Đồ án môn học chi tiết máy đầu đề thiết kế hệ dẫn động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY HỌC KÌ: 2022.2 MÃ ĐỀ: ĐẦU ĐỀ: C2 Người hướng dẫn THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TS Nguyễn Hải Sơn Thông tin sinh viên Sinh viên Sinh viên Sinh viên thực Nguyễn Văn Minh Nguyễn Tiến Mạnh Mã số sinh viên 20205756 20195504 Lớp chuyên ngành KTCK03-K65 KTCK 03-K65 Lớp tín Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./20… Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./20… Ký tên ĐÁNH GIÁ ….… / 10 ….… / 10 CỦA THẦY HỎI THI Ký tên ……………………… Hà Nội, … /20…… Ký tên ……………………… Thông số cho trước Đề bài: MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined PHẦN 1: TÍNH ĐỘNG HỌC Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC (CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN) Chọn động cơ(điện): 1.1.Công suất làm việc: 1.2.Hiệu suất hệ dẫn động: 1.3.Công suất cần thiết trục động cơ: 1.4.Số vịng quay sơ trục cơng tác: 1.5.Chọn tỉ số truyền sơ bộ: 1.6.Số vòng quay trục động 1.7.Chọn động Phân phối tỉ số truyền cho truyền hệ thống: 3.Tính tốn thơng số trục hệ dẫn động: 3.1.Công suất trục : 3.2.Số vòng quay : 3.3.Mômen xoắn trục: 3.4.Bảng thông số động học: PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Error! Bookmark not defined 2.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu truyền xích Error! Bookmark not defined 2.2.Thiết kế truyền xích inventor Error! Bookmark not defined 2.3.Kết thiết kế 12 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 17 3.1.Đặc tính kỹ thuật yêu cầu truyền 17 3.2 Thiết kế truyền bánh côn inventor 17 3.3 Kết thiết kế 19 PHẦN 3: THIẾT KẾ TRỤC VÀ Ổ LĂN 27 CHƯƠNG 4: LỰC TÁC DỤNG VÀ SƠ ĐỒ TÍNH CHUNG 27 4.1 Tính tốn thiết kế trục 28 4.1.1 Tính chọn khớp nối 28 4.1.1.1 Chọn khớp nối 28 4.1.1.2 Điều kiện kiểm nghiệm khớp nối 28 a) Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi 28 4.1.1.3 Lực tác dụng lên trục 28 4.1.1.4 Các thông số nối trục đàn hồi 28 4.2 Tính trục 29 4.2.1 Chọn vật liệu 29 4.2.2 Tính sơ đường kính trục theo momen xoắn 29 4.2.3 Sơ đồ phân bố lực chung 29 4.1.3 Xác định lực tác dụng lên trục 30 CHƯƠNG 5- THIẾT KẾ TRỤC, THEN, Ổ LĂN CHO CỤM TRỤC 31 5.1 Thiết kế trục 31 5.1.1 Chọn vật liệu 31 5.1.2 Sơ đồ lực tác dụng lên trục (vẽ) 31 5.1.3 Xác định đường kính trục theo đồ bền tĩnh 32 d, Chọn lại đường kính đoạn trục 33 5.1.4 Tính tốn lựa chọn then 35 5.1.5 Kiểm nghiệm độ bền mỏi 37 5.2 Tính tốn lựa chọn ổ lăn 40 5.2.1 Chọn loại ổ lăn 40 5.2.2.Kiểm nghiệm khả tải động ổ lăn Error! Bookmark not defined 5.2.3Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ lăn Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 6- THIẾT KẾ TRỤC, THEN, Ổ LĂN CHO CỤM 43 TRỤC 43 6.1 Thiết kế trục 43 6.1.1.Chọn vật liệu 43 6.1.2 Sơ đồ lực tác dụng lên trục (vẽ) Error! Bookmark not defined 6.1.3.Chọn then kiểm nghiệm then Error! Bookmark not defined 6.1.4 Kiểm nghiệm độ bền cho trục theo hệ số an toàn S Error! Bookmark not defined 6.1.5.Tổng kết thiết kế trục Error! Bookmark not defined 6.2.Tính chọn ổ lăn Error! Bookmark not defined 6.2.1.Chọn loại ổ lăn Error! Bookmark not defined 6.2.2.Kiểm nghiệm khả tải động ổ lăn Error! Bookmark not defined 6.2.3.Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ lăn 58 PHẦN – THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 57 CHƯƠNG 7: KẾT CẤU VỎ HỘP 57 7.1 Vỏ hộp 58 7.1.1.Tính kết cấu vỏ hộ Error! Bookmark not defined 7.2.Kết cấu nắp ổ cốc lót 59 Nắp ổ: 60 Chốt định vị 60 Cửa thăm Error! Bookmark not defined Nút thông 61 Nút tháo dầu Error! Bookmark not defined Kiểm tra mức dầu Error! Bookmark not defined Lót ổ lăn Error! Bookmark not defined Ống lót lắp ổ 63 7.3 Dung sai lắp ghép lắp ghép ổ lăn: 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 Lực kéo băng tải F = 4040 N Vận tốc băng tải v =0,55 m/s Đường kin ́ h tang D = 150 mm Thời hạn phục vụ Lh= 13000 Số ca làm việc: Số ca = ca Góc nghiêng đường nối tâm truyền ngồi: 15 độ Đặc tính làm việc: êm PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1.Chọn động điện 1.1.1.Xác định công suất yêu cầu trục động Trong Pct : Cơng suất trục công tác Pyc : Công suất trục động Plv = 2𝑥𝐹𝑥𝑣 1000 = 2𝑥4040𝑥0.55 1000 = 4.44(kW) 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động n=ηbr ηôl ηx ηkn Tra bảng (2.3)[Thiết kế hệ dẫn động khí - tập 1](trang 19): • Hiệu suất truyền xích ηx= 0.9 • Hiệu suất truyền bánh ηbr =0.95 • Hiệu suất cặp ổ lăn ηơl = 0.99 • Hiệu suất khớp nối ηkn = Do vậy: n=ηbr ηôl ηx ηkn=0.95 x 0.992 x 0.9 x = 0.84 1.3 Công suất cần thiết trục động 𝑃𝑦𝑐 = 𝑃1𝑣 4.44 = = 5.28(𝑘𝑤) 𝑛 0.84 1.4 Số vòng quay trục công tác n1v= 60000𝑥𝑣 𝜋𝑥𝐷 = 60000𝑥0.55 𝜋𝑥150 = 70.03 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ Tra bảng 2.4 trang 21 ta chọn tỉ số truyền Tỷ số truyền truyền xích ux=3 Tỷ số truyền truyền bánh côn ubr=4 => tỉ số truyền sơ bộ: usb=ux x ubr =3x4=12 1.6 Số vòng quay sơ trục động Nsb=n1v x usb=70.03x12=840.36(v/p) Chọn nsb=750 1.7 Chọn động Tra danh sách động điện Hà Nội( https://drive.google.com/file/d/1WFoofQc781D4M5VYtwM2FNJ2rBO6KIOw), chọn động thỏa mãn u cầu: Có Pyc=5.3kw & ndc=750v/p Kí hiệu :3K160M8 Công suất P=5.5kw >5.3kw Vận tốc quay n=720v/p Phân phối tỷ số truyền Ở phần trên, tỷ số truyền hệ dẫn động tính sơ Sau chọn động cơ, cần phải tính phân phối tỷ số truyền Các bước sau: Theo tính tốn ta có ndc=720v/p;n1v=70.03v/p  Tỉ số truyền chung hệ thống : Uch= 𝑛𝑑𝑐 𝑛𝑐𝑡 = 720 70.03 = 10.3 Chọn trước ubr=4 (bánh côn ) Chọn ux=2.6 3.Tính tốn thơng số trục hệ dẫn động 3.1 Công suất Công suất trục công tác Pct=P1v=4.44kw Công suất trục (trục hộp giảm tốc): P2 = Công suất trục 1(trục vào hộp giảm tốc)P1= 5,24𝑘𝑤 𝑃𝑐𝑡 𝑛𝑥 = 𝑃2 𝑛𝑜𝑙.𝑛𝑏𝑟 4.44 0.9 = = 4.93𝑘𝑤 4.93 0.99 𝑥 0.95 = Công suất thực động là: P’đc= 𝑃1 𝑛𝑜𝑙.𝑛𝑘𝑛 = 5,24 0.99𝑥1 = 5.3𝑘𝑤 3.2 Số vòng quay Ndc=720v/p Số vòng quay trục : n1=ndc=720v/p Số vòng quay trục n2= 𝑛1 𝑢𝑏𝑟 = 720 =180/p Số vòng quay trục công tác 𝑛𝑐𝑡 = 𝑛2 180 = = 69,23𝑣/𝑝 𝑢𝑥 2.6 3.3 Momen xoắn 𝑃𝑑𝑐 Momen xoắn trục động Tdc=9.55x106 x 𝑛𝑑𝑐 = 9,55𝑥106 𝑥 5.3 720 = 70298,6 𝑃1 Momen xoắn trục :T1=9.55x106 x 𝑛1 𝑃2 Momen xoắn trục :T2=9.55x106 x 𝑛2 = 9,55𝑥106 𝑥 5,24 = 9,55𝑥106 𝑥 4,93 𝑃𝑐𝑡 Momen xoắn trục công tác :Tct=9.55x106 x 𝑛𝑐𝑡 720 180 = 69502,8kw = 261563,9kw = 9,55𝑥106 𝑥 4,44 69,23 = 612480,14kw 3.4 Bảng thông số Tỉ số truyền U Số vịng quay n Cơng suất P Momen xoắn T Động Trục Trục Trục công tác Ud=2.6 720 5.5 70298,6 Ubr=4 720 5,24 69502,8 Ukn=1 180 4,93 261563,9 69,23 4,44 612480,14 Phần II thiết kế truyền ngồi 2.1 đặc tính u cầu : Bảng 2.1 đặc tính yêu cầu truyền xích Thông số Tiêu chuẩn thiết kế Đơn vị Giá trị ISO 606:2004 Tỉ số truyền u Số vòng quay trục dẫn Công suất trục dẫn P1 Thời hạn làm việc Lh Khoảng cách trục Rad/p KW Giờ mm Hình 2.2 : nhập thơng số truyền xích 2,6 180 2,47 13000 406,563 Hình 2.3 chọn loại xích 10  1  1 giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng:  𝜎−1 = 0,436𝜎𝑏 = 0,436.600 = 261,60𝑀𝑃𝑎 𝜏−1 = 0,58𝜎−1 = 0,58.261,60 = 151,73 𝑀𝑃𝑎  aj  aj  mj  mj  , , tiết diện j: , biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp Mj   aj  W , mj  j       T j mj  aj 2W0 j  Với Wj W0 j mô men cản uốn mô men cản xoắn tiết diện j trục: Wj  Trục có tiết diện trịn: Wj  Trục có rãnh then:    d 3j 32  d 3j 32 , W0 j    d 3j 16 bt1  d j  t1  2d j , W0 j  K dj 16  bt1  d j  t1  2d j   hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra bảng 10.7[1] trang 197, ta có:   d 3j K dj   =0,05 ;   =0 hệ số: K /    K x   K   dj  Ky    K  K /   K x    dj Ky Với K x K y hệ số tập trung ứng suất bề mặt hệ số tăng bền bề mặt trục: tra bảng 10.8[1] trang 197 ta có Ky 1 K x  1,06 ; khơng sử dụng phương pháp tăng bền bề mặt nên  K  K hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn 52     hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi Dựa vào kết cấu trục biểu đồ mơ men thấy tiết diện sau tiết diện nguy hiểm cần kiểm tra độ bền mỏi: Tiết diện 12 lắp với đĩa xích; Trục II: Tiết diện 20 lắp với ổ lăn; Tiết diện 23 lăp với bánh răng; Chọn kiểu lắp ghép: Các ổ lăn lắp lên trục theo k6, lắp bánh răng, đĩa xích, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then Kiểm nghiệm vị trí đĩa xích (Tiết diện 22): M22 (Nmm) T22 (Nmm) 261563,9 d22 (mm) b (mm) h (mm) t1 (mm) 35 10 Do M12=0 nên ta kiểm tra hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp 𝑊022 = 𝜋𝑑22 16 − 𝑏.𝑡1 (𝑑22 −𝑡1 )2 𝜋.353 = 2.𝑑22 𝑇 16 − 10.5.(35−5)2 2.35 =7775,63 (𝑚𝑚3 ) 261563,9 𝜏a22 = 𝜏m22 = 2𝑊22 = 2.7775,63 = 16,82 ( Mpa) 022 Ta thấy tập trung ứng suất trục đĩa xích rãnh then lắp ghép có độ dơi Tỉ số K  1,64  Tỉ số K  bề mặt lắp trục có độ dơi, tra bảng 10.11[1] trang 198, ta có: K  bề mặt lắp trục có then, tra bảng 10.12[1] trang 199 bảng 10.10[1] trang 198, ta có: K  → 𝐾𝜏22 = 1,54 =0,78 = 1,97 𝐾𝜏 +𝐾𝑥 −1 𝜀𝜏 𝐾𝑦 = 1,97+1,06−1 𝑠𝜏22 = = 2,03 𝜏−1 151,73 = = 4,58 𝐾𝜏𝑑22 𝜏𝑎22 + 𝜓𝜏22 𝜏𝑚22 1,97.16,82 + 0.16,82 Kiểm nghiệm vị trí lắp bánh (Tiết diện 23): M23 (Nmm) T23 (Nmm) d23 (mm) b (mm) h (mm) t1 (mm) 269121,76 261563,9 45 14 5,5 53 πd323 b t1 (d23 − t1 )2 π 453 14.5,5 (45 − 5,5)2 w23 = − = − = 7611,30 𝑚𝑚3 32 dj 32 2.45 πd323 b t1 (d23 − t1 )2 π 453 14.5,5 (45 − 5), 52 w023 = − = − = 16557,47 𝑚𝑚3 16 d23 16 2.45 { M σa23 = W23 = 269121,76 = 35,36 7611,30 23 σm23 = T23 τa23 = τm23 = 2.W O23 { (MPa) = 2.16557,47 = 7,90 261563,9 Ta thấy tập trung ứng suất trục lắp bánh rãnh then lắp ghép có độ dơi Tỉ số K  K  bề mặt lắp trục có độ dơi, tra bảng 10.11[1] trang 198, ta có K  K  K  K  =2,06 ; =1,64 Tỉ số bề mặt lắp trục có then, tra bảng 10.12[1] trang 199 bảng 10.10[1] trang 198, ta có: K  1,76 =0,81 = 2,17 ; 1,54 =0,76 =2,03 2,17+1,06−1 𝜎 261,60 −1 = 2,23 𝑠𝜎23 = = 2,23.35,36+0,05.0 = 3,31 𝐾𝜎𝑑23 𝜎𝑎23 +𝜓𝜎 𝜎𝑚23 { 𝐾𝜏 𝜏 151,73 +𝐾𝑥 −1 𝑠𝜏23 = 𝐾 𝜏 −1 = 2,09.7,09 = 10,24 2,03+1,06−1 𝜀𝜏 +𝜓 𝜏 𝜏 𝑚𝑗 𝜏𝑑𝑗 𝑎𝑗 = 𝐾 = = 2,09 𝐾𝜎𝑑23 = 𝐾𝜏𝑑23 { 𝐾𝜎 +𝐾𝑥 −1 𝜀𝜎 K  𝐾𝑦 = 𝑦 ⇒ 𝑠𝑗 = 𝑠𝜎𝑗 𝑠𝜏𝑗 √𝑠𝜎𝑗 + 𝑠𝜏𝑗 = 3,31.10,24 √3,312 + 10,242 = 3,15 ≥ [𝑠] Kiểm nghiệm vị trí lắp ổ lăn (Tiết diện 20): M20 (Nmm) T20 (Nmm) d20 (mm) b (mm) h (mm) t1 (mm) 216178,56 261563,9 40 - - - πd320 π 403 = = 6283,19 𝑚𝑚3 32 32 πd320 π 403 = = = 12566,37 𝑚𝑚3 16 16 w20 = {w020 M σa20 = W20 = 216178,56 20 6283,19 σm23 = T20 τa20 = τm20 = 2.W O20 { = 34,41 (MPa) = 2.12566,37 = 10,41 261563,9 54 Ta thấy tập trung ứng suất trục lắp ổ lăn lắp ghép có độ dơi Tỉ số K  K  đối K K  2,06,   1,64   với bề mặt lắp trục có độ dơi, tra bảng 10.11[1] trang 198, ta có:  Tỉ K  K  số bề mặt lắp trục có then, tra bảng 10.12[1] trang 199 bảng 10.10[1] trang 198, ta có: K  1,76 =0,85 = 2,07 ; 1,54 =0,78 =1,97 2,07+1,06−1 𝜎 261,60 −1 = 2,13 𝑠𝜎20 = = 2,13.34,41+0,05.0 = 3,57 𝐾𝜎𝑑20 𝜎𝑎20 +𝜓𝜎 𝜎𝑚20 { 𝐾𝜏 𝜏 151,73 +𝐾𝑥 −1 𝑠𝜏20 = 𝐾 𝜏 −1 = = 7,32 1,93+1,06−1 𝜀𝜏 1,99.10,41 𝜏𝑑𝑗 𝑎𝑗 +𝜓𝜏 𝜏𝑚𝑗 = 𝐾 = = 1,99 𝐾𝜎𝑑20 = 𝐾𝜏𝑑20 { 𝐾𝜎 +𝐾𝑥 −1 𝜀𝜎 K  𝐾𝑦 = 𝑦 ⇒ 𝑠𝑗 = 𝑠𝜎𝑗 𝑠𝜏𝑗 √𝑠𝜎𝑗 + 𝑠𝜏𝑗 = 3,57.7,32 √3,572 + 7,322 = 3,21 ≥ [𝑠] Vậy Trục II có thỏa mãn điều kiện độ bền mỏi 6.2.Tính chọn ổ lăn 6.2.1 Chọn loại ổ lăn Đường kính đoạn trục lắp ổ: 𝑑20 = 𝑑21 = 40 mm Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ: 2 Fr20 = √Fx20 +Fy20 = √1271,492 + 3279,572 = 3517,42(N) 2 Fr21 = √Fx21 +Fy21 = √711,722 + 2438,542 = 2540,28(N) Tại trọng dọc trục: Fat = Fa23 = 700,28 (𝑁) Do có tải trọng dọc trục bánh côn sinh nhằm đảm bảo độ cứng vững, cố định xác vị trí trục chi tiết quay nên ta chọn ổ lăn loại ổ đũa côn 55 Chọn loại ổ lăn sơ ổ cỡ trung, tra bảng P2.11[1] trang 262 ta có: d Kí hiệu D D1 d1 B C1 T r r1 α C C0 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (độ) (kN) (kN) 7308 40 90 74,5 62,5 23 20 25,25 2,5 0,8 10,5 61,0 46,0 6.2.2 Kiểm nghiệm khả tải động ổ lăn Fat=Fa2 Fr0 Fs0 Fr1 Fs1 Khả tải động Cd tính theo cơng thức: Cd  Q m L Trong đó:  Q tải trọng động quy ước (kN) Q   XVFr  YFa  kt kđ Với : V hệ số hệ số kể đến vịng quay, ổ lăn có vịng quay, V=1; Fr Fa tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN); kt hệ kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, kt=1; kđ hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] trang 215, với đặc tính làm việc êm kđ = 1; X, Y hệ số tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục;  Lh   L tuổi thọ tính triệu vịng quay, với Lh tuổi thọ ổ tính giờ: 106 L L 60.n L h 60n 10 m bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, với ổ đũa chặn, m=10/3; 56  Với ổ đũa côn, hệ số thực nghiệm: 𝑒 = 1,5.𝑡𝑎𝑛𝛼 = 1,5.𝑡𝑎𝑛10,5= 0,28 Lực dọc trục lực hướng tâm sinh ổ lăn: Fs20 = 0,83 e Fr0 = 0,83.0,28.3517,42 = 817,45 N Fs21 = 0,83 e Fr1 = 0,83.0,28.2540,28 = 590,36 N Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn 20 là: ∑ Fa20 = Fs21 + Fat = 590,36 + 700,28 = 1290,64 N Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn 21 là: ∑ Fa21 = Fs20 − Fat = |817,45 − 700,28| = 117,17 N  Lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn 20 là: Fa20 = Max (∑ Fa20 , Fs20 ) = Max(1290,64; 817,45) = 1290,64N  Lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn 21 là:   Với ⇒{ Với Fa21 = Max(∑ Fa21 , Fs21 ) = Max(117,17; 590,36) = 590,36N Theo bảng 11,4[1]T216 ta có: Fa20 1290,64 = = 0,37 > 𝑒 V Fr20 3517,42 X0 = 0,4 Y0 = 0,4 cot α = 0,4 cot 10,5° = 2,16 Fa21 590,36 = = 0,23 < e V Fr21 1.2540,28 X =1 { Y1 =  Tải trọng quy ước tác dụng vào ổ : Q = (X0 V Fr0 + Y0 Fa0 ) k t k d =(0,4.1.3517,42+2,16.1290,64).1.1=4194,75 N Q1 = (X1 V Fr1 + Y1 Fa1 ) k t k d = (1.1.2540,28) 1.1 = 2540,28 𝑁  Ta thấy Q > Q1 nên ta cần kiểm nghiệm cho ổ lăn ⇒ Q = max(Q20 , Q 21 ) =4194,75 N 57 Lh  106 L L 60.n L h 60n 10 =13000.60.180 =140,4 10 m Cd = Q √L = 4194,75 10⁄ √140,4 = 18489,12 < 𝐶 = 61,0 𝑘𝑁 ⇒ ổ lăn thỏa mãn khả tải động 6.2.3.Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ lăn  Tra bảng 11.6[1]tr 221 cho ổ đũa côn dãy ta : X = 0,5 { Y1 = 0,22 cot α = 0,22 cot 10,5 = 1,19  Tải trọng tĩnh tương đương tác dụng vào ổ : Q t0 = X Fr0 + Y0 Fa0 = 0,5.3517,42 + 1,19.1290,64 = 3294,57N Q t1 = X Fr1 + Y0 Fa1 = 0,5.2540,28 + 1,19.590,36 = 1972,67 N  Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ : Q t = max (Q t0 , Q t1 ) = 3294,57 N < C0 = 35,3 KN ⇒ ổ lăn thỏa mãn khả tải tĩnh Phần THIẾT KẾ KẾT CẤU Chương THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ MỘT SỐ CHI TIẾT 7.1 VỎ HỘP GIẢM TỐC :  Công dụng: Đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm  Thành phần bao gồm: thành hộp, gân, mặt bích, gối đỡ…  Chi tiết bản: độ cứng cao, khối lượng nhỏ  Vật liệu làm vỏ: gang xám GX15-32  Phương pháp gia công: đúc 58 .a chọn bề mặt lắp ghép thân - Bề mặt lắp ghép vỏ hộp (phần vỏ nắp, phần thân) thường qua đường tâm trục Bề mặt lắp ghép song song với trục b, xác định kích thước vỏ hộp Dựa vào bảng 18.1Tr85[2] ta có bảng kích thước vỏ hộp Tên gọi Chiều dày Thân hộp: δ Nắp hộp: δ1 Gân tang Chiều dày gân: e cứng Chiều cao gân: h Độ dốc Đường Bu lông nền: d1 kính Bu lơng cạnh ổ: d2 Bu lơng ghép mặt bích thân nắp: d3 Vít ghép nắp ổ: d4 Vít ghép nắp thăm Mặt bích Chiều dày mặt bích ghép nắp thân: S3 thân Chiều dày mặt bích nắp: S4 Biểu thức tính tốn δ = 0,03 Re + > δ=0.03.166,986+3=8,01mm δ1 = 0,9 δ = 0,9.8 = 7.2 e = (0,8 ÷ 1) δ = (0.8÷ 1).8 = 6,4÷8 h < 58 𝑚𝑚 Khoảng 2° d1 > 0,04𝑅𝑒 + 10 > 12 𝑚𝑚 d1 > 0,04.166,986 + 10 = 16,68(mm) d2 = (0,7 ÷ 0,8) d1 = (0,7 ÷ 0,8).18 = 12,6 ÷ 14,4 d3 = (0,8 ÷ 0,9) d2 = (0,8 ÷ 0,9).14 = 11.2 ÷ 12,6 d4 = (0,6 ÷ 0,7) d2 = (0,6 ÷ 0,7).14 = 8,4 ÷ 9,8 d5 = (0,5 ÷ 0,6)d2 = (0,5 ÷ 0,6).14 = ÷ 8,4 S3 = (1,4 ÷ 1,8) d3 = (1,4 ÷ 1,8).12 = 16,8 ÷ 21,6 S4 = (0,9 ÷ 1) S3 = (0,9 ÷ 1).18 = 16,2 ÷ 18 59 Giá trị δ = mm δ1 = mm e = 7,5 mm h = 40 mm 2° d1 = 18mm d2 = 14 mm d3 = 12 mm d4 = 8mm d5 = mm S3 = 18 mm S4 = 16 mm Kích thước gối trục Bề rộng mặt bích: K3 Đường kình ngồi tâm lỗ vít D2 , D3 Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ: K Tâm bu lông cạnh ổ: E2 ; C Mặt đế hộp Khe hở chi tiết Chiều dày khơng có phần lồi: S1 Chiều dày có phần lồi: Dd ; S1; S2 Bề rộng mặt đế hộp: K1; q Giữa bánh thành hộp Giữa bánh đáy hộp Giữa mặt bên bánh với K ≈ K − (3 ÷ 5) mm K = 40 mm Trục I: D = 72 mm D2 = D + δ + (1,6 ÷ 2) d4 =72+2.8,01 + (1,6 ÷ 2) =100,8÷104,02 D3 = D + δ + 4,4 d4 = 72 + 2.8,01 + 4,4.8 =123,2 Tra bảng 18.2[2] Trục II: D=90 D3 = D + 4,4.d4 D2 = D + (1,6÷2).d4 K = E2 + R + (3 ÷ 5)mm 22 + 18 + (3 ÷ 5)mm E2 = 1,6 d2 =1,6.14=22,4 R = 1,3 d2 =1,3.14=18,2 D3 Trục I C= Trục II S1 = (1,3 ÷ 1,5) d1 = (1,3 ÷ 1,5).18=23,4÷27 S1 = (1,4 ÷ 1,7) 18 S2 = (1 ÷ 1,1) d1 K1 = d1 =3.18=54 q ≥ K1 + δ=54+2.8,01=70,02 ∆ ≥ (1 ÷ 1,2) δ =(1 ÷ 1,2) 8,01 = ÷ 9,6 ∆1 ≥ (3 ÷ 5) δ =(3÷ 5).8=24÷40 ∆≥δ D2 = 100 mm Số lượng Z = (L + B)⁄(200 ÷ 300) bu lông L, B – Chiều dài chiều Z rộng hộp 7.2 kết cấu bánh số chi tiết khác a kết cấu liên quan đến chế tạo vỏ hộp  NẮP Ổ - đường kính nắp ổ xác định theo công thức : 60 D3 = 125mm D2 = 106 mm D3 = 126 mm K = 43 mm E2 = 22 mm R = 18 mm C = 62,5 mm C = 63 mm S1 = 24 mm S1 = 26 mm S2 = 18 mm K1 = 54 mm q = 70 mm ∆ = 10 mm ∆1= 24 mm ∆ = 10 mm Z =4 D3 D2 D4 D3  D  4,4  d D  D  1,6  2,2   d Vị trí Trục I Trục II D  mm  D2  mm  D3  mm  d4  mm Z h 72 90 100 106 125 126 M8 M8 6 10 10  Bu lơng vịng Chức năng: để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép…) nắp thân thường lắp them bu lơng vịng Vật liệu: thép 20 Số lượng: Tra bảng 18-3b[2] trang 89, với Re = 166,986 (mm) ta có trọng lượng hộp giảm tốc Q = 73,58 (kG) Tra bảng 18-3a[2] trang 89, ta thông số bu lông vòng Ren d1 d M8 d2 d3 36 20 d4 d5 h h1 20 13 18 h2 l≥ f b r r1 r2 18 10 1,2 2,5 4 c x   Chốt định vị Chức năng: nhờ có chốt định vị, xiết bu lơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân) loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Chọn loại chốt định vị chốt cơn: 61 Thơng số kích thước: B18.4aTr90[2] ta được: Hình minh họa chốt định vị d = mm, c = 0,6 mm, L = 38 mm  Cửa thăm - Chức năng: để kiểm tra quan sát chi tiết hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp, nắp có nút thơng - Thơng số kích thước: tra bảng 18.5/92[2] ta được: Hình ảnh minh họa A B A1 B1 C C1 K R 100 75 150 100 125 - 87 12 Số lượng M8 x 22 Vít  Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp ta dùng nút thông nắp cửa thăm 18  Tra bảng B  2 chọn 93 62 Q G N M O K A E L C P D H I B A R A B C D E G H I M27x2 15 30 15 45 36 32 K L M N O P Q R S 10 22 32 18 36 32  Nút tháo dầu: Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn biến chất cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ dầu bịt kín nút tháo dầu 18   2 93 f L c 28 2,5 Chọn nút tháo dầu tra bảng B d M20x2 b 15 m q 17,8 D 30 S 22 D0 25,5 D d D0 m b S L Bản vẽ kích thước bulong  Kiểm tra mức dầu: Chức que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu bôi trơn hộp giảm tốc Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt máy làm việc ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngồi 63 12 18 12 30  Lót vịng lăn 1.Vịng phớt - Ổ lăn làm việc trung bình bơi trơn mỡ ta chọn làm kín động gián tiếp vịng phớt - Chức năng: bảo vệ ổ lăn khỏi bám bụi, chất lỏng, hạt cứng tạp chất xâm nhập vào ổ, chất làm ổ chóng bị mài mịn han gỉ - Thơng số kích thước: tra bảng 15.17/50[2] ta được: Trục I Trục II d 30 40 d1 31 41 d2 29 39 D 43 59 a b 4,3 6,5 S0 12 2.Vòng chắn dầu - Chức năng: vòng chắn dầu quay với trục, ngăn cách mỡ bôi trơn với dầu hộp, không cho dầu ngồi - Thơng số kích thước vịng chắn dầu: a = ÷ (mm) t = ÷ (mm) b = ÷ (mm) (lấy gờ trục)  ống lót nắp ổ - Chức năng: dùng để đỡ ổ lăn tạo thuận lợi cho việc lắp ghép điểu chỉnh phận ổ điều chỉnh ăn khớp bánh côn - Vật liệu: gang xám GX15-32 - Thông số: Chiều dày cốc lót 𝛿 = ÷ (𝑚𝑚) 𝐶ℎọ𝑛 𝛿 = (𝑚𝑚) Đường kính lỗ lắp ống lót: 𝐷 ′ = 𝐷 + 2𝛿 = 72 + 2.8 = 88 (𝑚𝑚) 64 Đường kính tâm lỗ vít: 𝐷2 ≈ 𝐷 ′ + (1,6 ÷ 2)𝑑4 = 88 + (1,6 ÷ 2).8 = 100,8 ÷ 104 (𝑚𝑚) Chọn 𝐷2 = 100 (𝑚𝑚) Đường kính ngồi bích: 𝐷3 ≈ 𝐷 ′ + 4,4 𝑑4 = 88 + 4,4.8 = 123,2 (𝑚𝑚) Chọn 𝐷3 = 125 (𝑚𝑚)  Các chi tiết liên quan khác Lót kín phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ, đề phịng mỡ chảy ngồi Vịng phớt dùng để lót kín chi tiết dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng chóng mịn ma sát lớn bề mặt có độ nhám cao Ta cần chọn vòng phớt cho trục vào và tra bảng 15-17 trang 50 Tra theo đường kính bạc d 30 40 d1 31 41 d2 29 39 D 43 59 a b 4,3 6.5 S0 9 7.3 LĂP GHÉP BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI Trục Vị trí lắp Kiểu lắp Lỗ Trục Trục vịng ổ ϕ30k6 Cốc lót và vành ngoài ở ϕ72H7 ϕ72+0,03 ϕ72 H7 h6 ϕ72+0,03 ϕ720−0,019 ϕ22 F8 k6 ϕ22+0,053 +0,02 ϕ22+0,015 +0,002 Vỏ và cố c lót Tru ̣c và vòng chắ n dầ u Đoa ̣n tru ̣c lắ p khớp nối Nắ p ổ và cốc lót Trục bánh ϕ30+0,015 +0,002 ϕ24+0,015 +0,002 ϕ24k6 ϕ72 H7 d11 ϕ72+0,03 ϕ72−0,1 −0,29 H7 k6 ϕ24+0,021 ϕ24+0,015 +0,002 ϕ24 65 Trục bạc Trục II ϕ24 Tru ̣c và vòng chắ n dầ u Vỏ và nắ p ổ tru ̣c D10 k6 ϕ24+0,149 +0,065 ϕ24+0,015 +0,002 F8 k6 ϕ40+0,064 +0,025 ϕ40+0,018 +0,002 H7 d11 ϕ90+0,035 ϕ90−0,12 −0,34 ϕ40 ϕ90 Đoa ̣n tru ̣c lắ p đĩa xích ∅35k6 ϕ35+0,018 +0,002 Trục vòng ổ ϕ35k6 ϕ35+0,018 +0,002 Vỏ vòng ngoài ổ ϕ90H7 ϕ90+0,035 ϕ45 H7 k6 ϕ45+0,025 ϕ45+0,018 +0,002 ϕ45 D8 k6 ϕ45+0,119 +0,08 ϕ45+0,018 +0,002 Trục bánh Trục bạc Hết TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập – Nhà xuất giáo dục; PGS.TS – Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập – Nhà xuất giáo dục; PGS.TS – Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển Dung sai lắp ghép - Nhà xuất giáo dục; PGS.TS Ninh Đức Tốn 66