Thiết kế, gia công chi tiết và lắp ráp máy nhóm 21 05b đề tài hộp giảm tốc loại 2 cấp đồng trục

● ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ PBL 1: THIẾT KẾ, GIA CƠNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY NHÓM 21.05B ĐỀ TÀI: HỘP GIẢM TỐC LOẠI CẤP ĐỒNG TRỤC Giáo viên hướng dẫn: TS LÊ HOÀI NAM TS PHẠM ANH ĐỨC TS TRẦN ĐÌNH SƠN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN SANG NGUYỄN VIẾT TRÍ HÀO Lớp: 21CDTCLC1 (21.05B) Đà Nẵng, tháng…/2023 MỤC LỤC (cỡ chữ 16, canh lề giữa) Nội dung thuyết minh bao gồm: Lời nói đầu Phần Thiết kế ● Chương 1: Giới thiệu chung đầu đề đồ án, loại hộp giảm tốc ● Chương 2: Tính chọn động điện phân phối tỷ số truyền ● Chương 3: Thiết kế truyền (bộ truyền ngoài, truyền trong) ● Chương 4: Thiết kế trục tính then ● Chương 5: Thiết kế gối đỡ trục ● Chương 6: Tính chọn nối trục ● Chương 7: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc chi tiết máy khác ● Chương 8: Bôi trơn che kín ● Chương 9: Lựa chọn kiểu lắp cho mối ghép Phần Mô Thầy Đức bổ sung Phần Gia công Thầy Tồn bổ sung LỜI NĨI ĐẦU Thiết kế đồ án Mô hệ thống dẫn động đồ án sinh viên ngành điện tử Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, môn học đồ án phần khí sinh viên, đồng thời giúp cho sinh viên có nhìn cụ thể, thực tế với kiến thức học, mà cịn sở quan trọng cho môn học chuyên ngành đồ án học sau Đề tài sinh viên giao thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp đồng trục truyền đai dẹt Hệ thống dẫn động động điện thông qua truyền đai thang, hộp giảm tốc khớp nối truyền chuyển động tới băng tải Trong trình tính tốn thiết kế chi tiết máy sinh viên sử dụng tra cứu tài liệu liệt kê phần Tài liệu tham khảo cuối thuyết minh Do lần làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn học có liên quan song làm sinh viên tránh thiếu sót Sinh viên kính mong hướng dẫn bảo nhiệt tình Thầy cô môn giúp cho sinh viên ngày tiến PHẦN THIẾT KẾ • Chương : Giới thiệu chung đầu đề đồ án, loại hộp giảm tốc Định nghĩa ● Hộp số giảm tốc thiết bị dùng để điều chỉnh tốc độ động điện phù hợp với yêu cầu, cụ thể giảm vận tốc vịng quay Cơng dụng giúp thay đổi tốc độ momen xoắn xe tùy theo điều kiện đường tải trọng Cấu tạo nguyên lý hoạt động ● Một hộp số giảm tốc gồm bánh thẳng nghiêng, chúng hoạt động theo nguyên lý ăn khớp tuân theo tỷ số truyền định ● Khi cung cấp nguồn điện cho động hoạt động qua hộp số giảm tốc ta tạo số vòng quay phù hợp Phần vỏ thường có dạng hình hộp hình trụ trịn, chế tạo từ vật liệu bền bỉ gang, inox, thép để chống ăn mòn giảm tác động va đập Ưu điểm • Ưu điểm hộp giảm tốc hiệu suất cao, có khả truyền công suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắn sử dụng đơn giản Phân loại hộp giảm tốc: 1) Phân loại hộp giảm tốc theo cấp: a Hộp giảm tốc cấp: ❖ Số lần số lần thay đổi tỷ số truyền động lần Đây hộp số phân theo cấp giảm tốc dùng rộng rãi thị trường với máy móc, thiết bị ngành sản xuất công nghiệp ❖ Phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng mà khách chọn hộp giảm tốc cấp bánh trụ, bánh nghiêng b Hộp giảm tốc cấp ❖ Cấu tạo hộp giảm tốc cấp đặc biệt thiết bị có đến lần thay đổi tỉ số truyền động Trong lĩnh vực sản xuất loại hộp số ứng dụng phong phú từ ngành cẩu trục nâng hạ hàng hóa ngành dệt may, khí chế tạo, khai thác mỏ c Hộp giảm tốc cấp ❖ Tương tự với hộp giảm tốc cấp 1, cấp cấp có số lần thay đổi tỷ số truyền động lần Nó thường dùng cho cẩu trục, tời, băng tải, máy cẩu nâng hạ xe cẩu giới 2) Phân loại theo cấu tạo: a Hộp giảm tốc bánh hành tinh ❖ Hộp giảm tốc bánh hành tinh thiết bị thiết kế, cải tiến dạng truyền bánh Các bánh bố trí lắp đặt cho ăn khớp với Điểm bật hộp giảm tốc loại bánh hành tinh là: kích thước nhỏ gọn, tỷ số truyền động lớn nên lắp đặt vị trí có không gian chật hẹp cần công suất lớn b Hộp giảm tốc bánh côn ❖ Điểm bật thiết bị là: dễ sử dụng, thuận tiện cho bảo trì sửa chữa, hiệu suất làm việc cao đặc biệt giải nhiệt tốt Tuy nhiên loại hộp giảm tốc bánh côn cấp, trụ cấp lại có kích thước lớn, cồng kềnh, to, chiếm diện tích lớn c Hộp giảm tốc trục vít ❖ Cấu tạo loại hộp giảm tốc có trục vít hay cịn gọi guồng xoắn, bánh Nếu trục vít làm thép khơng rỉ bánh làm đồng thau d Hộp số giảm tốc bánh trục thẳng ❖ Hộp số giảm tốc loại bánh trục thẳng thiết bị tiêu chuẩn, dùng công nghiệp Thiết kế có cặp bánh ăn khớp với nhau, trục đầu vào trùng với trục đầu e Hộp giảm tốc đồng trục ❖ Người ta gọi hộp giảm tốc đồng trục hộp giảm tốc trục song song, có bánh trụ nghiêng ăn khớp với Một số loại phổ biến như: Hộp giảm tốc đồng trục cấp loại động có lần thay đổi tỷ số truyền động, hộp giảm tốc bánh trụ cấp đồng trục f Hộp giảm tốc cyclo ❖ Đây loại hộp giảm tốc có thiết kế đặc biệt với lăn dĩa, hoạt động theo dạng trượt Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục ( Đề tài giao ) 1) Định nghĩa • • Là loại hộp số giảm tốc có đến lần thay đổi tỷ số truyền động, hộp giảm tốc động có bánh trụ cấp đồng trục Kết cấu vỏ hộp số giảm tốc cấp đồng trục thiết kế cách gọn nhẹ, loại bỏ chi tiết rườm rà, phức tạp Người ta gọi hộp số giảm tốc cấp đồng trục hộp số giảm tốc trục song song với bánh trụ nghiêng lắp ráp ăn khớp với 2) Đặc điểm ● Hộp giảm tốc cấp đồng trục thường bao gồm cặp bánh lắp ráp ăn khớp cho trục đầu hộp số phải trùng với tâm trục đầu vào motor Công suất mô men xoắn hộp giảm tốc có độ lớn cịn tùy vào ứng dụng cụ thể mà đảm nhận 3) Ưu điểm nhược điểm ● Hộp giảm tốc cấp đồng trục có ưu điểm truyền động thường làm giảm chiều dài hộp số lớn giảm trọng lượng hộp bé ● Hộp giảm tốc bánh trụ cấp đồng trục lại có nhược điểm như: Khả chịu tải trọng phận cấp nhanh hộp giảm tốc chưa thể hoạt động hết công suất Hơn nữa, loại hộp số khó bố trí cho kết cấu chung khó bơi trơn vào bên hộp ● Đồng thời, khoảng cách khớp gối đỡ trục trung gian lớn, làm hộp số, bạn phải tăng cường độ lớn đường kính trục lên Cho đến hộp giảm tốc có bánh đồng trục chia nhỏ thành dạng hộp giảm tốc với trục song song có dạng chuyển hướng theo chiều vng góc với bánh bánh trục vít 4) Sơ đồ số liệu thiết kế Hình 1.1: Sơ đồ động học hộp giảm tốc truyền đai dẹt Hình 1.2: Đồ thị thay đổi tải trọng (momen xoắn) tác dụng lên hệ thống theo thời gian t Số liệu cho trước: Lực kéo băng tải: P = 6500 N Đường kính tang: D = 340 mm Vận tốc: V =1m/s Đặc tính tải trọng: Tải thay đổi, rung động nhỏ Thời gian phục vụ: T = 4.5 năm Một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc Làm việc chiều Mindmap HGT cấp đồng trục Bộ truyền bánh trụ thẳng (kín) ηbr 0.97 Bộ truyền đai dẹt Bộ truyền ổ lăn Bộ truyền khớp nối ηđ ηol ηk 0.955 0.9925 ● Chương 2: Tính chọn động phân phối tỷ số truyền  Tính chọn động Nlv + Nmm = Nlv / η  Nlv = = = (kW)  ηol4 ηk ηbr2 ηđ = 0.87 Với ɳ: hiệu suất (lấy số liệu từ bảng 2-1 trang 27 TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998)  Công suất cần thiết động cơ: (kW)  Số vòng quay băng tải: (v/p)  Chọn công suất động điện  Tra bảng 2P trang [321-323] động không đồng ba pha TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 Kiểu động Công suất(kW) Vận tốc(v/p) Hiệu suất(%) Mm/Mđm A02-51-2 7.5 2910 88 1.6 A02-51-4 7.5 1460 88.5 1.4 A02-51-6 7.5 970 87 1.3 => Dựa vào điều kiện mở máy, nên chọn cơng suất động điện có tên: AO2-51-4 7.5 Kw  Phân phối tỉ số truyền  Tỉ số truyền động chung: Lại có: Với: - tỉ số truyền truyền hộp; - tỉ số truyền truyền hộp;  Dựa vào bảng 2-2 trang 32 TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 Ta chọn suy  Hộp giảm tốc hộp đồng trục nằm ngang, để bánh bị dẫn cấp nhanh cấp chậm ngâm dầu nên chọn: Ta có bảng sau Thơng số trục Động 25.99 (vòng/phút) 1460 N(kW) 7.5 Cấp giảm tốc I 2.3 634.782609 7.10878125 Cấp giảm tốc II 3.3616406 188.83119 6.7924729 Mindmap phần tính động phân phối tỷ số truyền 10 Cấp giảm tốc III 3.3616406 56.1723 6.49024 Trong đó: N0 số chu kỳ sở đường cong mỏi tiếp xúc Ntđ số chu kỳ tương đương Theo đề cho tải trọng thay đổi nên Ntđ dùng với công thức (3.4) trang 42 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 b) Ứng suất uốn cho phép: theo công thức 3.5 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 [ϭ]u = số số số Sơ chọn hệ số tải trọng k: Có thể chọn sơ K= 1,3 ÷ 1,5 Trị số nhỏ dùng cho truyền chế tạo vật liệu có khả chạy mịn, ổ bố trí đối xứng so với bánh truyền có vận tốc thấp Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: Bởi truyền chịu tải nhỏ nên ta chọn ΨA=b/A = 0,15 ÷ 0.3 Ta chọn ΨA= 0.2 Xác định khoảng cách trục A chiều dài nón L: Dựa vào công thức (3-9) trang 45 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 để xác định khoảng cách trục A 14  A ≥ số vào tính Tính vận tốc vòng v bánh chọn cấp xác chế tạo bánh răng: Vận tốc vịng bán trụ: theo CT 3-17 trang 46 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 Dựa vào bảng (3-11) trang 46 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 để chọn cấp xác bánh răng: (số) v ≤ Số Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A chiều dài nón L: Theo CT 3-19 17 trang 47 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 15 16 Sau xác định hệ số tải trọng K, ta so sánh K với Ksb, chênh lệch nhiều cần điều chỉnh lại trị số khoảng cách trục A chiều dài nón L theo công thức 3-21 trang 49 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998: Xác định môđun số răng, chiều rộng bánh góc nghiêng (đối với bánh nghiêng):  Môđun chọn theo khoảng cách trục A chiều dài nón L mn = (0.01 ÷ 0.02) A Chọn mn = 0.01 x A ( trị số môđun pháp mn = m) phải lấy theo tiêu chuẩn bảng 3.1 trang 34 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998  Số bánh dẫn: Công thức 3-24 trang 49 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 Z1 =  Số bánh lớn Z2 = iZ1  Chiều rộng bánh b = Ψa*A Kiểm nghiệm sức bền uốn răng:  Chiều dài tương đối răng: ψm= b/mn  Dựa vào bảng 3−18 trang 52 tl TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp với ξ = 0.01  : Dựa vào bảng 3-18 trang 52 tl TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp với ξ = 0.01  Kiểm nghiệm sức bền uốn răng: dựa vào công thức 3-33 trang 51 tl TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 10 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột 17 a) Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc tải cho phép: dựa vào công thức 3-41 trang 53 tl TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp b) Kiểm tra ứng suất uốn tiếp xúc cho phép tải: 3-43 trang 53 tl TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp c) Kiểm tra ứng suất uốn cho phép tải 3-46 trang 53 tl TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp d) 11 Định lại thơng số hình học chủ yếu cảu truyền: Tên thông số Công thức Khoảng cách trục A Modun pháp mm Chiều cao h Chiều cao đầu hd Độ hở hướng tâm c Đường kính vịng chia dc1 dc2 Đường kính vịng lăn d1 d2 Đường kính vịng chân Dl1 Dl2 De1 Đường kính vịng đỉnh De2 18 Giá trị 188 4.5 0.5 88 296 88 296 83 291 92 300 12 Tính lực tác dụng: Dựa vào công thức 3-49 trang 53 tl TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp:  Thiết kế truyền bên giảm tốc nhanh Chọn vật liệu bánh cách nhiệt luyện:  Theo lý thuyết truyền cấp nhanh thừa bền, nên truyền cấp nhanh có độ bền thấp  Chọn vật liệu bánh cách nhiệt luyện  Chọn thép thường hóa có độ rắn bề mặt HB < 350  Bánh nhỏ  Chọn thép thường hóa C45 có độ rắn 170-220 HB cho bánh nhỏ đường kính phơi