1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc (1 cấp thẳng – 1 cấp nghiêng) 4. Bộ truyền đai 2. Nối trục đàn hồi 5. Băng tải làm việc 1 chiều 1. Lực kéo băng tải: F= 2450N 2. Vận tốc băng tải:v= 0,65 ms 3. Đường kính tang:D=380 mm 4. Thời gian phục vụ: lh=22000 giờ 5. số ca làm việc: 2 ca 6. Góc nghiêng đường nội tâm bồ truyền ngoài: φ = 30
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG 1: Tính tốn chọn động điện, phân phối tỷ số truyền mô men xoắn trục Bước 1: Chọn động Bước 2: Phân phối tỉ số truyền Bước 3: Xác định cơng suất, số vịng quay mômen trục CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI 12 2.1 Chọn loại đai 12 2.2 Xác định đường kính bánh đai 12 2.3 : Xác định khoảng cách trục A chiều dài đai L 13 2.4 : Kiểm nghiệm gọc ôm bánh nhỏ đai 14 2.5 : Xác định tiết diện đai 14 2.6 : Xác định chiều rộng B bánh đai 15 2.7 : Tính lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 16 CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 17 Thiết kế truyền cấp nhanh ( Bộ truyền bánh nghiêng ) 17 Thiết kế truyền cấp chậm ( Bộ truyền bánh trụ thẳng) 25 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 32 4.1 : Chọn vật liệu chế tạo chi tiết trục 32 4.2 : Xác định tải trọng tác dụng lên trục 32 4.3 : Tính sơ đường kính trục 33 4.4 : Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 34 4.5 : Xác định đường kính chiều dài đoạn trục 37 4.7: Tính Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh 52 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CHỌN Ổ ĐỠ TRỤC, THEN,KHỚP NỐI,CÁC CHI TIẾT KHÁC VÀ BÔI TRƠN HÔ[J GIẢM TỐC 54 5.1 : Tính tốn chọn ổ lăn 54 5.2 : Tính tốn chọn then 62 5.3 : Tính tốn chọn khớp nối 68 CHƯƠNG : TÍNH TỐN KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC 72 6.1 :Chọn loại vỏ hộp 72 6.2 Tính tốn thông số vỏ hộp giảm tốc: 72 6.3 : Tính tốn vấn đề khác hộp giảm tốc 76 CHƯƠNG VII: BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 84 7.1 : Bôi trơn bánh hộp giảm tốc 84 7.2 : Bôi trơn ổ lăn 84 7.3 : Dầu bôi trơn hộp giảm tốc 84 7.4 : Lắp bánh lên trục 84 7.5 : Điều chỉnh ăn khớp 84 LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đà phát triển, khoa học kĩ thuật đóng vai trị quan trọng cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Việc áp dụng khoa học kĩ thuật làm tăng suất lao động, thay sức lao động người lao động cách có hiệu nhất, bảo đảm an tồn 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 kĩ thuật cách nghiêm túc từ trường đại học Đồ án môn học Chi Tiết Máy môn học giúp sinh viên ngành Chế Tạo Máy có bước chập chững, làm quen với công việc thiết kế mà người kĩ sư khí gắn đời vào Học tốt mơn học giúp cho sinh viên mường tượng công việc tương lai, qua có cách nhìn đắn đường học tập đồng thời tăng thêm lòng nhiệt huyết, yêu nghề cho sinh viên Khơng q trình thực đồ án thử thách thực kĩ mà sinh viên học từ năm trước vẽ khí, kĩ sử dụng phần mềm: Autocad, Autocad Mechanical, Autodesk Inventor… với kiến thức môn học tảng: Nguyên lí máy, Chi tiết máy, Dung sai Kĩ thuật đo… Trong trình thực đồ án, chúng em nhận dẫn tận tình thầy Phạm Văn Liệu quý thầy cô khác Khoa Sự giúp đỡ thầy cô nguồn động lực lớn lao cỗ vũ tinh thần cho chúng em đường học tập, rèn luyện đầy gian lao vất vả Do thiết kế kĩ thuật mà chúng 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 Các Sinh viên thực Vương Quang Huy Phạm Tuấn Phong Phạm Văn Nam Phan Trung Hiếu Động Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc (1 cấp thẳng – cấp nghiêng) Lực kéo băng tải: F= 2450N Vận tốc băng tải:v= 0,65 m/s Đường kính tang:D=380 mm Thời gian phục vụ: lh=22000 số ca làm việc: ca Góc nghiêng đường nội tâm bồ truyền ngồi: φ = 30𝑜 Yêu cầu: Chọn động phân phối tỷ số truyền hợp lý Bộ truyền đai Băng tải làm việc chiều CHƯƠNG 1: Tính toán chọn động điện, phân phối tỷ số truyền mô men xoắn trục Bước 1: Chọn động a Xác định công suất càn thiết động - Công suất cần thiết động xác định theo công thức : 𝑜𝑜𝑜 = 𝑜𝑜𝑜 /𝑜 (𝑜𝑜) - Trong : Nct (kW): cơng suất cần thiết trục động Nlv (kW): cơng suất tính tốn trục máy cơng tác 𝑜: Là hiệu suất truyền động Theo cơng thức ta có : Nlv= 𝑜.𝑜 = 2450.0,65 1000 =1,59 (kw) 1000 Với: F=2450 (N) lực kéo băng tải v = 0,75(m/s) vận tốc băng tải Hiệu suất truyền động (η) tính dựa hiệu suất truyền hệ thống đẫn động theo công thức từ sơ đồ hộp giảm tốc (đề bài) ta có : η = ηk η ol η br ηđ Tra bảng 1.1 tạ chọn hiệu suất: ηk= 0.99 - hiệu suất truyền khớp nối trục ηol= 0,995 - hiệu suất ổ lăn (được che kín) ηbrt= 0,97 - hiệu suất truyền bánh trụ thẳng (được che kín) ηbrc= 0,97 - hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng (được che kín) ηđ = 0,95 hiệu suất truyền đai (hở) Suy ra: η =1 0,9954 0,972 0,95=0,876 N ct = η Nlv = 1,59 =1,8(kW) 0,876 Vậy công suất cần thiết động là: Nct=1,8 (kW) b Xác định số vòng quay sơ động - Chọn sơ tỉ số truyền chung hệ thống ic= 43.Số vịng quay trục cơng tác ( truyền đai) nlv tính theo cơng thức: Nlv== 60000.𝑜 60000.0,65 π.D = 3,14.380 =32,67 vg/ph Trong đó: v=0,75 m/s : vận tốc băng tải D= 380mm: Đường kính tang quay Số vịng quay sơ đọng nsb là: nlv.ic= 32,6.43=1404,81 ( vg/ph) c Chọn động - Đông chọn phải thỏa mãn điều kiện : { Nđc ≥ Nct nđc ≈ nsb Ta có: Nct=1,8 kw nsb=1404,81 vg/ph 4AX90L4Y3 phù hợp với u cầu, có thơng số kỹ thuật động sau: Theo bảng (1.2)- [ tài liệu ] trang 10, ta chọn động Công suất (kW) 2,20 Vận tốc (v/p) 1420 Hiệu suất 𝑜𝑜 𝑜𝑜𝑜 𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑜𝑜𝑜 𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑜𝑜𝑜 80 Bước 2: Phân phối tỉ số truyền a Xác định tỉ số truyền i hệ thông dẫn động - Tỉ số truyên hệ thống dẫn động xác định tỉ số số vòng quay đầu vào truyền số vịng quay đầu truyền theo cơng thức: Tính tỷ số truyền chung theo cơng thức: ic=ing.ihgt =𝑜đ𝑜 𝑜𝑜𝑜 Với: ndc=1420 (v/p) số vòng quay động điện chọn Nlv=32,6 (v/p) số vòng quay trục công tác => ic =1420 =43,56 32,6 b Phân phối tỉ số truyền - Tỉ số truyền hệ thống dẫn động phân phối cho truyền hộp giảm tốc truyền ( truyền đai): Ic=ihgt.id = 43,56 -Để hộp giảm tốc có kích thước khơng lớn q, dựa vào bảng 1.1, chọn tỷ số truyền truyền đai: id=2,6 -Tỷ số truyền hộp giảm tốc tính theo cơng thức 1.10, ta có : 𝑜𝑜 43,56 𝑜𝑜 2,6 ight= = =16,75 -Tỷ số truyền hộp giảm tốc tính theo cơng thức 1.9, ta có : ihgt = i1 i2 Với: + i1 - tỉ số truyền truyền banh cấp nhanh + i2 - tỉ số truyền truyền banh cấp chậm Theo công thức (1.11) ta chọn: i1 = 1,2.i2 ⇒ 1,2.𝑜22 = 16,75 ⇒i2=3,74, i1=4,48 Bảng số liệu tỷ số truyền: Bộ truyền đai Bộ truyền cấp nhanh Bộ truyền cấp chậm Id=2,6 I1= 4,48 I2= 3,74 Bước 3: Xác định cơng suất, số vịng quay mơmen trục a Công suất -Áp dụng công thức ta có: -Trục động cơ: Nđc = Nct = 1,8 Kw -Trục 1: N1= Nđc ηol ηk=1,8.0,995.1=1,791Kw -Trục 2: N2=N1.ηol ηbrc=1,791.0.995.0.97=1,73kw -Trục 3:N3=N2.ηol η brt=1,728.0,995.0,972=1,673kw Trong đó: Nct-cơng suất cần thiết ηol, ηk, ηbrt , ηbrc hiệu suất ổ lăn, khớp nối bánh b Số vịng quay -Áp dụng cơng thức ta có: -Trục động cơ: nđc = 1420 vg/ph -Trục 1: n1= nđc = 1420 vg/ph -Trục 2: n2=𝑜1 =1420 = 316,96vg/ph 𝑜1 4,48 -Trục 3: n3 =𝑜2 =316,96 = 84,75vg/ph 𝑜2 3,74 Trong đó: + I1 - tỷ số truyền cấp nhanh ; + I2 - tỷ số truyền cấp chậm ; + 𝑜đ𝑜 - số vòng quay trục động + 𝑜𝑜 – tỷ số truyền khớp nối 𝑜𝑜 = 𝑜 c Mômen -Trục động cơ: Tdc = 9,55.106 𝑜𝑜𝑜 = 9,55.106 1,8 𝑜𝑜𝑜 =12105,63 N.mm 1420 -Trục 1: T1 = 9,55 106 𝑜1 = 9,55 106 1,791 = 12045,1 N.mm 𝑜1 1420 -Trục 2: T2 = 9,55 106 𝑜2 = 9,55 106 1,73 𝑜2 = 52124,9N.mm 316,96 -Trục 3: T3 = 9,55 106 𝑜3 = 9,55 106 1,673 = 188520,944 N.mm 𝑜3 84,75 Bảng thông số động học động lực học trục : Thông số Tỷ số truyền Tốc độ quay (Vg/ph) Công suất (kw) Momen xoắn (N.mm) Trục Trục động 1420 1,8 12105,63 1420 1,791 12045,1 Trục Khoảng cách C1 từ mặt vỏ đến C1 = 1,2dn + (5÷8) mm = 25mm tâm bu lơng Khoảng cách C2 từ tâm bu lông đến C2 = 1,3dn = 1.3.16 = 21mm mặt đế hộp Khoảng cách C1 từ mặt vỏ đến tâm C1= 1,2d1+(5÷8) mm, chọn =15mm bu lơng cạnh ổ Khoảng cách C2 từ tâm bu lông cạnh ổ đến mặt ngồi mặt bích C2= 1,3d1=1.3.12 , chọn=16mm Khoảng cách C1 từ mặt vỏ đến tâm bulong ghép mặt bích nắp thân C1= 1,2d2+(5÷8) mm=15mm Khoảng cách C2 từ tâm bu lông ghép mặt bích thân đến mặt ngồi mặt bích C2= 1,3d1=1.3.12=11mm Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp A=1,2 =1,2.7.5=9mm Giữa mặt bên bánh với = mm => lấy =10 mm Giữa đỉnh lớn với đáy hộp Chiều rộng mặt bích vị trí nắp bulong =(3-5) = 40mm K=C1+C2 ,chọn K=31mm cạnh ổ (không kể chiều dày thân nắp hộp) Chiều rộng mặt bích vị trí nắp bulong ghép mặt bích thân (khơng kể chiều dày K=C1+C2=15+11=26 thân nắp hộp) Chiều rộng mặt đế tính từ mặt ngồi thành hộp A: Khoảng cách trục, thường lấy giá trị lớn (Đã có chương “Tính tốn truyền bánh răng”) Tính Tốn Các Kích Thước Khác K=C1+C2=25+21=46.chọn K=46 Đường kính nắp ổ ( với đường kính bu lông nắp ổ d4=8 ) Để đảm bảo độ cứng ta thiết kết bề dày 8mm Đường kính nắp ổ trục I (với d = 15) ta có : D3 = d + 4,4 d4 = 15+4,4.8 = 50mm D2 = d +2 d4 = 15+2.8 chọn D2 = 37 mm Đường kính nắp ổ trục II (với d=20) ta có : D3 = d + 4,4 d4 = 20 + 4,4.8 = 55 mm D2 = d + d4 = 20 +2.8 chọn D2 = 43 mm Đường kính nắp ổ trục III (với d=32) ta có : D3 = d + 4,4 d4 = 32 + 4,4.8 chọn D3=100 mm D2 = d + d4 = 32 + 2.8 = 51mm 6.3 : Tính tốn vấn đề khác hộp giảm tốc 6.3.1 : Bulong vòng Khoảng cách trục hộp giảm tốc A1 = 85 , A2 = 130,75 M24 M30 M3f› 72 90 105 120 35 40 50 60 70 12 14 lf› 20 24 2S 25 30 35 40 50 65 75 13 15 17 22 23 32 39 4b h lS 22 2b 30 35 45 55 f›5 hl I› S 10 12 14 lb 18 22 h2 b S 10 11 12 I lS 21 25 32 3S 45 54 f›4 f 2 2 3 b 10 12 14 lb 19 24 25 32 c 1,2 1,5 1,8 2,5 4,5 x 2,5 3,5 k S r 2 2 3 r1 5 b 1l l3 r2 4 k R 12 15 lS Klioi luprig vit, kg 0,054 0,11 0,17S 0,295 0,47 0,S75 1,58 2,441 120 200 300 550 550 1250 2000 3000 lb0 250 350 500 f›50 1000 1400 2000 50 125 175 250 300 500 700 Trong lupng nans dvoc Ren d MS M 10 M 12 M 1I› M20 dl 3b 45 54 f›5 d2 20 25 30 d3 S 10 d4 20 d5 Cua bulong vong Cua Ltilo1Jh 1000 Chu thich: Trong bang cho lirpng nang dupe doi vat bulong vong wrong trut ng hpp chung phan bo nhu hinh vé Bank k.3: Vit nang (bulong vong) va lo bit vit nang Tính tốn chọn bulong đai ốc cạnh ổ ,và ghép nắp hộp 6.3.2 : Chọn nút tháo dầu Tra bảng 6.6 tài liệu [2] xác định bulong tháo dầu M20 với kích thước sau: d b m f L c q D S D0 M20x2 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 6.3.3 : Nắp cửa thăm dầu Để quan sát chi tiết máy bên hộp rót dầu vào hộp, đỉnh nắp hộp làm cửa thăm, cửa thăm đạy lại nắp, nắp cửa thăm gắn lưới lọc Dựa vào bảng 6.4 tài liệu [1], chọn cửa thăm dầu có kích thước sau: 6.3.4 : Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp giảm tốc tăng lên dẫn đên dầu bốc hơi, làm tăng áp suất khơng khí bên hộp Để điều hịa khơng khí ngồi hộp, ta dùng nút thông Tham khảo bảng 6.7 tài liệu [2], ta chọn nút thơng có kích thước sau: A B C D E G H I K L M27x2 15 30 15 45 36 32 10 6.3.5 : Chốt định vị Chọn chốt định vị hình trụ với d=6 Tính tốn chọn vịng phớt M N O 22 P Q R S 32 18 36 32 Tại trục I d=19(cộng 2mm chiều dầy ống bạc nót trục) Tại trục III d=34(cộng 4mm chiều dầy ống bạc nót trục) 6.3.6: Que thăm dầu Que thăm dầu lựa chọn sử dụng hộp giảm tốc có hình dạng kích thước hình vẽ Trong chiều dài L vị trí đánh dấu mức dầu max – xác định cho phù hợp với cấu tạo thân hộp Lmax bán kính bánh cấp nhanh (mức dầu cao cách đế hộp 73,434 (mm)) Lmin lượng dầu thấp mà tất bánh chạm vào (cách đế hộp 63,215 (mm)) Bulong M12 chọn d=12.2,S=b=3.0mm BulongM8 chọn d=8.2,S=b=2mm Ta có bảng chi tiết, số lượng chi tiêt hộp giảm tốc sau: Chi tiết máy Số lượng Bulong - M18 Bulong cạnh ổ - M14 Bulong ghép mặt bích nắp thân – M12 Bulong ghép nắp ổ - M8 28 ( lắp trục , trục bulong , trục 6bulong ) Bulong ghép nắp cửa thăm – M8 Bulong vòng – M8 Bulong tháo dầu – M20 Chốt định vị hình côn Que thăm dầu – M12 Nắp cửa thăm - M8 Nút thông CHƯƠNG VII: BƠI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 7.1 : Bơi trơn bánh hộp giảm tốc Lấy mức dầu cao hộp giảm tốc 1/3 bán kính bánh lớn cấp nhanh, lấy mức dầu thấp ngập chân bánh lớn 7.2 : Bôi trơn ổ lăn Do vận tốc trượt nhỏ nên ta dùng mỡ để bôi trơn, chọn loại mỡ T, lượng mỡ cho vào chiếm khoảng 2/3 khoảng trống phận ổ 7.3 : Dầu bôi trơn hộp giảm tốc Chọn loại dầu dầu công nghiệp 45 7.4 : Lắp bánh lên trục Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then chọn kiểu lắp H7/k6 chịu tải vừa va đập nhẹ 7.5 : Điều chỉnh ăn khớp Dịch chuyển trục với bánh cố định nhờ đệm điều chỉnh có độ dày khác lắp nắp ổ vỏ hộp Bảng thống kê kiểu lắp Sai lệch giới hạn Tên mối ghép Kiểu lắp STT Bánh nghiêng Ghi + 25 m Bánh lớn cấp 32𝑜7 𝑜6 trục II lỗ trục + 18 m +2 m nhanh với trục II +21 m Bánh thẳng trục II Bánh nhỏ cấp chậm với trục II 30𝑜7 𝑜6 + 15 m +2 m + 25 m Bánh thẳng trục III Bánh lớn cấp chậm với trục III 42𝑜7 𝑜6 + 18 m +2 m + 18 m Khớp nối trục I 15𝑜7 𝑜6 +12 m +1 m +25m Đai trục III 32𝑜7 𝑜6 +18 m +2 m Then (lắp khớp nối) trụcI 𝑜9 ℎ9 - 30 m - 30 m bxh=5x5 Then (lắp BR nghiêng) -36m 10𝑜9 ℎ9 trụcII bxh=10x8 -36 m Then (lắp BR thẳng) trụcII 𝑜9 ℎ9 -36m bxh=8x7 -36 m Then (lắp BR thẳng ) trụcIII -43 m 12𝑜9 ℎ9 bxh=12x8 -43 m 10 Then (lắp bánh đai ) trụcIII -36m 10𝑜9 ℎ9 bxh=10x8 -36m Trục I 11 + 12 m 15k6 vòng ổ +1 m TrụcII + 15 m 12 20k6 +2 m vòng ổ 13 TrụcIII 40k6 + 18 m 14 15 vịng ổ +2 m Vịng ngồi ổ lăn với +25 m lỗ hộp 38H7 (TrụcI) Vòng ổ lăn với +25 m lỗ hộp 47H7 (TrụcII) lỗ hộp +30 m Vịng ngồi ổ lăn với 16 Hai ổ trụcI 80H7 (TrụcIII) +25m Lỗ hộp trụcI 38 17 nắp ổ 𝑜7 𝑜11 -80 m - 240 m +25 m Lỗ hộp trụcII 18 nắp ổ 47 𝑜7 𝑜11 -80 m - 240 m +30m 19 Lỗ hộp trục III nắp ổ 80 𝑜7 𝑜11 -100 m - 290 m +160 m Hai ổ trụcII Hai ổ trụcIII Bạc chặn khớp nối 20 𝑜11 15 𝑜6 trục I +50 m +12m +1 m +160 m Vòng chăn dầu trục I 𝑜11 15 𝑜6 21 +50 m +12 m +1 m +195 m Bạc chặn bánh 22 30𝑜11 𝑜6 trục II +65 m +15 m +2 m +195 m Vòng chặn dầu trục II 20𝑜11 𝑜6 23 +65 m +15 m +2 m +240 m Bạc chặn bánh đai trục III 32𝑜11 𝑜6 24 +80 m +18 m +2 m +240 m Vòng chặn dầu trục III 40𝑜11 𝑜6 25 +80 m +18 m +2 m +15 m 26 Then khớp nối 5𝑜𝑜9 ℎ9 -15 m -30 m +18 m bxh=5x5 27 28 Then BR 𝑜𝑜9 10 ℎ9 -18 m nghiêng trục II -36 m Then BR thẳng +18 m trục II 8𝑜𝑜9 ℎ9 -18 m bxh=10x8 bxh=8x7 -36 m +21 m Then BR thẳng 29 trục III 12𝑜𝑜9 ℎ9 -21 m bxh=12x8 -43 m +18 m Then bánh đai 30 10𝑜𝑜9 ℎ9 -18 m -36 m bxh=10x8