Thiết kế, gia công chi tiết và lắp ráp máy nhóm 21 04b đề tài hộp giảm tốc kiểu cấp hai nón trụ

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 21.04B ĐỀ TÀI: HỘP GIẢM TỐC KIỂU CẤP HAI NÓN TRỤ Giáo viên hướng dẫn: TS LÊ HOÀI NAM TS PHẠM ANH ĐỨC TS TRẦN ĐÌNH SƠN Sinh viên thực hiện: ĐỒN CƠNG LĨNH HỒNG TRỌNG HỮU THIỆN Lớp: 21.04B Đà Nẵng, Tháng 2/2023 MỤC LỤC 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: Bơi trơn che kín  Chương 9: Lựa chọn kiểu lắp cho mối ghép Phần Mô  Thầy Đức bổ sung Phần Gia cơng  Thầy Tồn bổ sung CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ HỘP GIẢM TỐC, ƯU – NHƯỢC ĐIỂM I Giới thiệu chung hộp giảm tốc Hộp giảm tốc cấu gồm phận truyền bánh hay trục vít, tạo thành tổ hợp biệt lập để giảm số vòng quay truyền công suất từ động đến máy công tác Ưu điểm: hiệu suất cao, có khả truyền công suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắn sử dụng đơn giản Nhược điểm : Vật liệu phận gia công yêu cầu độ xác, cấu trúc phức tạp, chế tạo lắp đặt khó, khối lượng HGT lớn, trọng lượng nặng, công nghệ gia công phức tạp II Phân loại hộp giảm tốc Các loại hộp giảm tốc phân chia dựa vào đặc điểm chủ yếu sau:  Loại truyền động  Số cấp  Vị trí tương đối trục khơng gian  Đặc điểm sơ đồ động 1.Hộp giảm tốc bánh trụ cấp Gồm có loại: Hộp giảm tốc bánh trụ cấp nằm ngang Hộp giảm tốc bánh trụ cấp thẳng đứng Có thể dùng bánh thẳng, nghiêng chữ V 2.Hộp giảm tốc nón cấp Gồm loại: Hộp giảm tốc nón thẳng đứng nằm ngang 3.Hộp giảm tốc bánh tròn trụ cấp cấp Gồm loại theo đặc điểm sơ đồ động: a Sơ đồ đồng trục b Sơ đồ hộp giảm tốc có cấp nhanh tách đơi: dùng bánh nghiêng.Ở cấp chậm dùng bánh chữ V thẳng c Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp ba cấp khai triển 4.Hộp giảm tốc bánh nón-trụ Hộp giảm tốc bánh nón-trụ hai cấp ba cấp, có vị trí tương đối nằm ngang thẳng đứng Bánh nón có thẳng, nghiêng xoắn Bánh trụ có thẳng nghiêng 5.Hộp giảm tốc trục vít Gồm loại chính: trục vít đặt trên, đặt đặt cạnh 6.Hộp giảm tốc bánh răng-trục vít, trục vít-bánh trục vít hai cấp III Hộp giảm tốc kiểu cấp nón-trụ dẫn động băng tải Mindmap cho phân loại hộp giảm tốc CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I Tính chọn động Chọn động điện bao gồm việc là: chọn loại, kiểu động cơ; chọn công suất điện áp số vịng quay động - Chọn cơng suất động có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật lớn, động phù hợp giá thành kinh tế hoạt động với công suất ổn định điều kiện cho phép - Chọn công suất động điện thỏa mãn điều kiện sau:  Động không phát nóng nhiệt độ cho phép  Có khả tải thời gian ngắn  Có momen mở máy đủ lớn để thắng momen cản ban đầu phụ tải khởi động - Cách chọn loại động cho phù hợp với nhu cầu  Động làm việc chế độ dài hạn với phụ tải không đổi  Động làm việc chế độ dài hạn với phụ tải thay đổi  Động làm việc chế độ ngắn hạn  Động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại - Chọn loại, kiểu động động có tính làm việc phù hợp, hoạt động ổn định toàn vẹn điều kiện.Hiện công nghiệp thường dùng loại động điện sau:  Động điện chiều  Động điện xoay chiều ba pha  Động điện không đồng pha - Việc chọn số vòng quay hợp lý cho động tiết kiệm chi phí trọng lượng động cơ, việc chọn số vòng quay hợp lý thường dựa vào kinh nghiệm thực tiễn - Có momen mở máy đủ lớn để thắng momen cản ban đầu phụ tải khởi động - Đặc tính tải trọng: rung động nhẹ, quay chiều Theo số liệu cho theo đề tài ta thực tinh toán để chọn động phù hợp: Lực kéo băng tải P = 4000 N Vận tốc băng tải V = 1,2 m/s Đường kính tang D = 340 mm 10 công suất làm việc Động điện, Nối trục đàn hồi, Hộp giảm tốc, Bộ truyền xích, Băng tải Từ hình ta có Hiệu suất truyền động: =1 : Hiệu suất khớp nối = 0.91: Hiệu suất truyền xích(hở) = 0,96: Hiệu suất truyền bánh côn thẳng = 0,97: Hiệu suất truyền bánh trụ thẳng = 0,99: Hiệu suất ổ lăn (4 cặp) 11 Đồ thị thay đổi tải trọng (momen xoắn) tác dụng lên hệ thống theo thời gian t Do tải trọng tác dụng lên hệ thống thay đổi theo đồ thị nên ta phải tính: kW Cơng suất cần thiết động cơ: kW Từ bảng 2-2 trang 32 Nên Số vịng quay trục cơng tác: Số vịng quay sơ động cơ: Chọn động điện thỏa mãn điều kiện: Mômen mở máy thỏa mãn điều kiện: Từ bảng 2P trang 322, sách TK CHI TIẾT MÁY Nguyễn Trọng Hiệp 1999, ta có động AO2-51-2 thỏa mãn điều kiện 12 Kiểu động AO2-51-2 Công suất(kW ) 7,5 Vận tốc(vg/ph ) 2910 Hiệu suất (%) 88,0 1,6 Cơng suất trục: II Tính chọn tỷ số truyền Tỉ số truyền chung : Nên Mà Khối lượng(Kg) nên 13 2,2 0,8 68 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN PHẦN 1: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI Bộ truyền xích Chọn loại xích: chọn xích ống lăn Xác định số đĩa xích -với Tra bảng 6-3 TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 1999[1] Chọn số đĩa dẫn Z1=25 Theo công thức 6-5 TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp 1999[1] => Z2=2*25=50 => chọn Z2= 50 Xác định bước xích Hệ số điều kiện sử dụng: k= Trong : kđ = – tải trọng va đập nhẹ; kA = – chọn khoảng cách trục A=(30-50)t; ko = – góc nghiêng nhỏ ; kđc = – trục điều chỉnh được; kb = 1,5 – bơi trơn định kì; kc = 1,25 – truyền làm việc hai ca; suy k = 1×1×1×1×1.5×1,25 = 1,875 Hệ số đĩa dẫn :==1 Hệ số vòng quay: (với = 200 vịng/ phút) Cơng thức tính tốn: = N×k×kZ×kn Ta chọn [Nt] < [N]= 11,4 kW, bước xích t= 25,4 (mm) Tìm khoảng cách trục sơ A số mắc xích X  Tính số mắt xích [cơng thức 6-4)] X  Tính khoảng cách trục A[công thức (6-3)] A= Kiểm nghiệm số lần va đập giây [ công thức (6.16)] [I]: u= 14 Theo bảng 6.7 [I] số lần va đập cho phép giây [u]= 30 (ứng với bước xích 25.5) điều kiện u ≤ [u] thõa mãn Tính đường kính vịng chia đĩa xích [công thức (6.1)] [I] Đĩa dẫn: mm Đĩa bị dẫn: mm Lực tác dụng lên trục [ công thức (6.17)][I]: R ≈×P =2180,65 Trong =1,15 15 PHẦN 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG I Tính tốn thiết kế truyền bánh trụ Thông số ban đầu Momen xoắn trục bánh dẫn Nmm Tỷ số truyền số vòng quay vòng/phút Công suất đầu vào: Chọn vật liệu cho bánh dẫn bánh bị dẫn - Chọn thép 45 cải thiện Theo bảng 6.1 tài liệu tham khảo[2] bánh dẫn, ta chọn độ rắn trung bình =285, bánh bị đẫn ta chọn độ rắn trung bình =275, vật liệu có khả chạy rà tốt - Số chu kỳ làm việc sở: NHO1=30HB12,4=30.2852,4=2,34.107chu kỳ NHO2=30HB22,4=30.2752,4=2,14.107chu kỳ NF01=NF02= 5.106 chu kỳ - Ứng suất tiếp xúc uốn cho phép ứng với số chu kỳ sở: => Bánh chủ động: Bánh bị động: - Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ : [] = [ Trong đó: Chọn sơ bộ: - Hệ số an tồn tính ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn: Tra bảng 6.2 Tr94[2] với:  Bánh chủ động:  Bánh bị động: - Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng thời gian phục vụ chế độ tải trọng truyền: Trong đó, – bậc đường cong mỏi thử ứng suất tiếp xúc Do bánh có HB < 350 => = mà - số chu kỳ thay đổi ứng suât thử ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn: tất loại thép , vậy: 16 - Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do truyền chịu tải trọng tĩnh => Trong đó: c- Số lần ăn khớp vòng quay c=1 n- Vận tốc vòng bánh – Tổng thời gian làm việc bánh Ta có: Nếu Do ta có: [] == Mpa [] == Mpa [ [ Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ: [H]sb=min{[H1], [H2]) =563,64 Mpa Xác định sơ chiều dài ngồi: Trong đó: - Hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh loại Đối với truyền bánh côn thẳng làm thép => - Momen xoắn trục chủ động: [- Ứng suất tiếp xúc cho phép [ 563,64 Mpa u- Tỷ số truyền: u= Hệ số chiều rộng vành răng: chọn sơ => Chọn theo bảng 6.21 Tr113[2] 17 18 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, NXB Giáo dục, 1999 [2] TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ (Tập một) – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển 20