Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích tả

Thông số yêu cầu:2.1 Chọn loại xích: Do điều kiện làm việc chịu va đập nhẹ và hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu cao nên chọn loại xích ống con lăn... f f3.8 Bảng tổng kết các thông số

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Thông số đầu vào:

1.1 Công suất làm việc:

Số ca làm việc: soca = 1 (ca)

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @ = 1350

Trong đó, các  tra bảng

2.3 [1]

19 ta được:

 Hiệu suất bộ truyền bánh răng:  = 0,96br

 Hiệu suất bộ truyền xích để hở:  = 0,9x

 Hiệu suất ổ lăn: ol= 0,99

 Hiệu suất khớp nối:  = 0,99kn

    br .ol3 x kn= 0,96.0,993.0,9.0,99= 0,82995

1.3 Công suất cần thiết trên trục động cơ:

6,12

7,37( )0,82995

lv yc

sb lv sb

n n u =148,941.10 = 1489,41 (v/ph)

1.7 Tính số vòng quay đồng bộ của động cơ:

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n db t = 1500 (v/ph)

1.8 Chọn động cơ:

Tra bảng từ các phụ lục trong tài liệu [1], chọn động cơ thoả mãn:

1500( / )7,37( )

db db cf

cf db dc dn

K dn dc

dc ch lv

n u n

Chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc ubr= 4

Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài:

9,80

2, 454

ch x br

u u u

Vậy ta có:

r x

9,80 4

2, 45

ch b

u u u

1.10 Tính các thông số trên trục:

Công suất trên trục công tác: Pct= Plv= 6,12 (kW)

Công suất trên trục II:

6,119

6,87( ) 0,99.0,90

ct II

II I

I dc

I II b

n

u

Môment xoắn trên trục động cơ:

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

Thông số yêu cầu:

2.1 Chọn loại xích:

Do điều kiện làm việc chịu va đập nhẹ và hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu cao nên chọn loại xích ống con lăn

Bước xích p được tra bảng 5.5[ ]1

81 với điều kiện Pt ≤[P], trong đó:

Pt - là công suất tính toán: Pt=P.k.kz.kn

Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng và vận tốc vòng đĩa

xích nhỏ là:

01 01

25 400( / )

25125

z

Z k Z

kn – Hệ số vòng quay:

01 1

4001,10365

n

n k n

82 ta được kđc = 1,25 ( Vị trí trục không điều chỉnh được)

kbt – Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn:

Tra bảng  

5.6 1

82 ta được kbt = 1,3 ( Làm việc trong môi trường có bụi, bôi trơn đạtyều cầu)

kđ – Hệ số tải trọng động: Tra bảng  

5.6 1

82 , ta được kđ = 1,2(Đặc tính làm việc va đậpnhẹ)

kc – Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền: Tra bảng  

5.6 1

Q – Tải trọng phá hỏng: Tra bảng  

5.2 1

86 với p = 25,4 (mm);

n1 = 400 (v/ph) ta được [s] = 9,3

Do vậy:

25, 4

203( )sin

sin

25

25, 4

493( )sin

r   với d1' tra theo bảng  

5.2 1

78 ta đượcd1' 15 8,8 mm 

' 10,5025d 0,05 0,5025.15,88 0, 05 8,03( )

Kđ – Hệ số tải trọng động: Theo như mục trên ta đã tra được Kđ = 1,2

A – Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng  

5.12 1

86 ta chọn vật liệu làm đĩa xích là thép 45, với các đặc tính tôi cải

thiện, có H 600H 485(MPa)

2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:

Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 186,94 (mm)

Đường kính chân răng đĩa xích lớn df2 476,94 (mm)

0 lim

[ ][ ]

H

H F

F

Z Z K K S

Y Y K K S

1,8

H F

HB HB

Bánh chủ động:

0 lim1 1 0

lim1 1

H F

lim2 1

H F

H

F

H m HL

HE F m FL

F

N K

N N K

6 0

NHE1> NH01 lấy NHE1= NH01 => KHL1= 1

NHE2> NH02 lấy NHE2= NH02 => KHL2= 1

NFE1> NF01 lấy NFE1= NF01 => KFL1= 1

NFE2> NF02 lấy NFE2= NF02 => KFL2= 1

Do vậy ta có:

0 lim1

1 0 lim 2

2 0 lim1

1 0 lim 2

1,1441

1,75414

H F

F F

ax 1 2

[ ] 2,8 ax( , ) 2,8.580 1624( ) [ ] 0,8 0,8.580 464( )

H a

96  Ka= 49,5 MPa1/3

T1 – Moment xoắn trên trục chủ động: T1 = 47266 (N.mm)

[σH] - Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 481,82 (MPa)

97 với bộ truyền đối xứng, HB

< 350 ta chọn được ba 0,3

 bd 0,5ba(u1) 0,5.0,3(4 1) 0,75  

KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn Tra bảng

6.7 [1]

98 với bd 0,75 và sơ đồ bốtrí là sơ đồ 6, ta được:

1,0275

1, 065

H F

K K

99 chọn m theo tiêu chuẩn: m = 2 (mm)

b Xác định số răng:

1

28( 1) 2(4 1)

a Z

1124,1527

t

Z u Z

a B

với k  y 3,60 ta được k  x 0,099

Hệ số giảm đỉnh răng:

1 2( ) 0, 099(27 112)

t

Z Z m Cos 

Tra bảng

6.13 [1]

106 với bánh răng trụ răng thẳng và v = 4,15 (m/s) ta được cấp chínhxác của bộ truyền là: CCX= 8

Tra phụ lục

2.3 [1]

Hv Fv

K K

K K

3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng:

a Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc

 1





Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: Y 1

YF1, YF2 – Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương ZV1 và ZV2:

1 1

2 2

27112

v v

3,742 3,533

F F

Y Y

66,76.3,533

63,03( ) [ ] 244,140( ) 3,742

K K K

f f

3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng:

Thông số đầu vào:

Mô men cần truyền: T = Tdc = 48227(N.mm)

4.1.1 Chọn khớp nối:

Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:

Ta chọn khớp theo điều kiện:

dt – Đường kính trục cần nối: dt = ddc =45 (mm)

Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với:

k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy Tra bảng

15( )28( )14( )

4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối:

a Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng đàn hồi:

 

0 3

2

.0,1

t o

4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:

Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được T kn 125 (N.m)Đường kính lớn nhất có thể của trục nối d kn 25 (mm)

- Với trục I: 1 3 0, 2. 

I sb

T d





, trong đó:

TI – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI = 47266(N.mm)

[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc tachọn [τ] = 20 (MPa)

3 1

T d





TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII = 179697 (N.mm)

[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc tachọn [τ] = 25 (MPa)

3 2

25( ) 35( )

4.2.4 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

a Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục:

Tra bảng  

10.2 1

189 với:

1 2

25( ) 35( )

17( ) 21( )

Trong đó: k3 - khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ.

h n - Chiều cao nắp ổ và đầu bulông

191 ta có : l13  0,5.( lm13  b01)  k1 k2 Trong đó : k1- khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của vỏ hộp

12 13

92( )

62,5( )46( )

40( )35( )

c

m m

- Chiều dài mayơ bánh răng trụ:

105( )70,5( )52,5( )50( )50(mm)

m m

Thông số đầu vào:

4.3.1 Tính chi tiết trục II:

Biểu đồ momen uốn Mx , My và biểu đồ momen xoắn T trên trục II:

Myj, Mxj – mômen uốn trong mặt phẳng yOx và xOz tại các tiết diện thứ j.

[σ] - ứng suất uốn cho phép chế tạo trục, tra bảng 10.5[1] có [σ] = 55(MPa)

- Tại tiết diện đĩa xích 2-0:

30( ) 35( ) 40( ) 35( )

Do các trục nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn loại then bằng Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn loại then giống nhau trên cùng một trục.

Khi đó, theo TCVN 2261- 77 ta có thông số của các loại then được sử dụng như sau:

Tiết

diện

Đường kính trục

Kích thước tiết diện

Chiều sâu rãnh then

- Kiểm nghiệm độ bền của then:

Điều kiện kiểm nghiệm :

 

 

1

2.T.l ( )2

d, d - Ứng suất dập và ứng suất dập cho phép ; d =100 (MPa)

c,  c - Ứng suất cắt và ứng suất cắt cho phép ;  c 20 30MPa

Tại vị trí lắp bánh răng 2-2:

Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then Chọn lt=(0,8… 0,9)lm23= (0,8…0,9).50= 40÷45 (mm)  chọn lt = (mm)

2.T 2.179697

16,64( ).l 40.45.12

Dựa vào biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn trên trục I ta thấy các tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng 3 và tiết diện lắp ổ lăn 0 Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hế số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều kiện sau:

- Hệ số an toàn tính riêng về ứng suất xoắn là:

1

. a m

S K

-1, -1 - giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng

a, avà m, m - biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diên xét.

Chọn sơ bộ kiểu lắp 6 theo bảng 10.11 (tr198 [1]) ta có:

Ứng suất xoắn biên 2.

o a

x

M W

2-2 5361,2

5

11641,2 5

6,06 0

23,7 7,72 7,72 12,16 10,82

4.3.2 Tính sơ bộ trục I:

Từ dsb1= 25 (mm) ta chọn đường kính các đoạn trục:

- Tại tiết diện lắp bánh răng: d22= 35 (mm)

- Tại tiết diện lắp ổ lăn: d20 =d21= 30 (mm)

- Tại tiết diện lắp khớp nối : d23 = 25 (mm)

Sơ đồ trục I:

Chọn then trên trục I:

Do các trục nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn loại then bằng Để đảm bảo tínhcông nghệ ta chọn loại then giống nhau trên cùng một trục

Khi đó, theo TCVN 2261- 77 ta có thông số của các loại then được sử dụng như sau:

Tiết diện Đường kính

trục

Kích thước tiếtdiện

Chiều sâu rãnhthen

Bán kính góc lượn của

rãnh r

5.1.1 Ch n lo i lăn: ọn ổ lăn cho trục I: ại ổ lăn: ổ lăn cho trục I:

1 Ch n lăn cho tr c I ọn ổ lăn cho trục I: ổ lăn cho trục I: ục I:

V i t i tr ng nh và ch có l c họn ỏ và chỉ có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ một dãy cho các gối ỉnh của bánh răng bị động: ực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ một dãy cho các gối ư ng tâm, dùng bi đ m t dãy cho các g iổ bi đỡ một dãy cho các gối ỡ một dãy cho các gối ộng: ố dịch tâm

đ 0 và 1 D a vào k t c u tr c trên và đỡ một dãy cho các gối ực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ một dãy cho các gối ết cấu trục trên và đường kính ngõng trục d ất xoắn cho phép : ục trên và đường kính ngõng trục d ường kính ngõng trục dng kính ngõng tr c dục trên và đường kính ngõng trục d 0 = d1 = 30

mm, t b ng P2.7-Trang 255-TTTKHDĐCK-T1ừ (1) và (2) ta có: ta ch n bi đ m t dãy cọn ổ bi đỡ một dãy cho các gối ỡ một dãy cho các gối ộng: ỡ một dãy cho các gốitrung:

Kí hi u ệ số dịch tâm ổ bi đỡ một dãy cho các gối d

mm

Dmm

Bmm

rmm

Đường kính ngõng trục dng kính bimm

C

kN Co,kN

2 Ch n lăn cho tr c II ọn ổ lăn cho trục I: ổ lăn cho trục I: ục I:

2.1Tính ki m nghi m kh năng t i c a ểm nghiệm khả năng tải của ổ ệm khả năng tải của ổ ả năng tải của ổ ả năng tải của ổ ủa ổ ổ lăn cho trục I:

V i t i tr ng nh và ch có l c họn ỏ và chỉ có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ một dãy cho các gối ỉnh của bánh răng bị động: ực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ một dãy cho các gối ư ng tâm, dùng bi đ m t dãy cho các g iổ bi đỡ một dãy cho các gối ỡ một dãy cho các gối ộng: ố dịch tâm

đ 0 và 1ỡ một dãy cho các gối

2.2 Ch n s đ kích th ọn ổ lăn cho trục I: ơ đồ kích thước ổ ồ kích thước ổ ước ổ ổ lăn cho trục I: c

D a vào k t c u tr c trên và đực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ một dãy cho các gối ết cấu trục trên và đường kính ngõng trục d ất xoắn cho phép : ục trên và đường kính ngõng trục d ường kính ngõng trục dng kính ngõng tr c d t ục trên và đường kính ngõng trục d ừ (1) và (2) ta có: b ng P2.7-Trang255-TTTKHDĐCK-T1 ta ch n bi đ m t dãy c trung:ọn ổ bi đỡ một dãy cho các gối ỡ một dãy cho các gối ộng: ỡ một dãy cho các gối

Kí hi u ệ số dịch tâm ổ bi đỡ một dãy cho các gối d

mm

Dmm

Bmm

rmm

Đường kính ngõng trục dng kính bimm

C

kN Co, kN

1.3 Tính ki m nghi m kh năng t i c a ểm nghiệm khả năng tải của ổ ệm khả năng tải của ổ ả năng tải của ổ ả năng tải của ổ ủa ổ ổ lăn cho trục I:

Theo công th c 11.1-Trang 213-TTTKHDĐCK-T1: Kh năng t i đ ng:ứng suất xoắn cho phép : ộng:

C d=Q m√L

 Tu i th c a bi đ : m = 3 ổ bi đỡ một dãy cho các gối ọn ủa bánh răng bị động: ổ bi đỡ một dãy cho các gối ỡ một dãy cho các gối

 L – tu i th c a l nổ bi đỡ một dãy cho các gối ọn ủa bánh răng bị động: ổ bi đỡ một dãy cho các gối ắn cho phép :

L = Lh.n1.60.10-6 = 15000.365 60 10-6 = 328,5 (tri u vòng)ệ số dịch tâm

 Q - t i tr ng qui ọn ư c:

Q = X.V.Fr.kt.kđ (công th c 11.3-Trang 214, Fứng suất xoắn cho phép : a = 0)

Trong đó:

X – H s t i tr ng hệ số dịch tâm ố dịch tâm ọn ư ng tâm (X=1)

Fr, Fa – T i tr ng họn ư ng tâm và t i tr ng d c tr c ọn ọn ục trên và đường kính ngõng trục d

V – H s k đ n vòng nào quay Vòng trong quay V = 1ệ số dịch tâm ố dịch tâm ể đến vòng nào quay Vòng trong quay V = 1 ết cấu trục trên và đường kính ngõng trục d

kt – H s k đ n nh hệ số dịch tâm ố dịch tâm ể đến vòng nào quay Vòng trong quay V = 1 ết cấu trục trên và đường kính ngõng trục d ưởng của nhiệt độ kng c a nhi t đ kủa bánh răng bị động: ệ số dịch tâm ộng: t = 1 (t100C)

kđ – H s k đ n đ c tính t i tr ng Theo b ng 11.3 ta có kệ số dịch tâm ố dịch tâm ể đến vòng nào quay Vòng trong quay V = 1 ết cấu trục trên và đường kính ngõng trục d ặc tính tải trọng Theo bảng 11.3 ta có k ọn đ = 1,3 (t i

m d

=> Lo i lăn đã ch n đ m b o kh năng t i đ ng ại ổ lăn đã chọn đảm bảo khả năng tải động ổ bi đỡ một dãy cho các gối ọn ộng:

1.4 Ki m nghi m kh năng t i tĩnh c a ểm nghiệm khả năng tải của ổ ệm khả năng tải của ổ ả năng tải của ổ ả năng tải của ổ ủa ổ ổ lăn cho trục I:

Theo công th c 11.19-Trang 221-TTTKHDĐCK-T1, Fứng suất xoắn cho phép : a = 0, ta có t i tr ng tínhọn toán: Q0 = X0.Fr

=> lo i lăn này tho mãn kh năng t i tĩnh.ại ổ lăn đã chọn đảm bảo khả năng tải động ổ bi đỡ một dãy cho các gối

Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32

Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc

Chiều dày: Thân hộp, δ δ = 0,03a + 3 = 0,03.140 + 3 = 7,2(mm)

Chọn δ = 7 (mm)

d2 = (0,7÷0,8)d1 = 11,2÷12,8 mm, chọn d2 =12 (mm)

d3 = (0,8÷0,9)d2 = 9,6÷10,8 mm,chọn d3 =10(mm)

d4 = (0,6÷0,7)d2 = 7,2÷8,4 mm, chọn d4 = 8(mm)

d5 = (0,5÷0,6)d2 = 6÷7,2 mm, chọn d2 = 7 (mm)Mặt bích ghép nắp và thân:

Chiều dày bích thân hộp, S3

Kích thước gối trục:

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D3,

D2

Trục I: D2 = (mm), D3 = (mm)

R2 = 1,3d2 =1,3.12=15,6 (mm) chọn R2 = 15,6(mm)

Chọn h = 45 (mm)Mặt đế hộp:

Chiều dày: khi không có phần lồi

S1

khi có phần lồi: Dd, S1 và S2

Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q

Chọn S1 = (1,31,5)d1= 20,824chọn: S1 = 24 (mm)

S2=(1,01,1)d2= 1617,6 chọn S2=17 (mm)

K1 = 3d1 = 3.16= 48 (mm),

q ≥ K1 + 2δ =48+2.7= 62 (mm)Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong hộp

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy

hộp

Giữa mặt bên của các bánh răng với

nhau

Δ ≥ (1÷1,2)δ = (11,2).7 = 7÷8,4 chọn Δ = 7(mm)

Δ1 ≥ (3÷5)δ = (35).7= 21÷35 chọn Δ = 25(mm)

Δ2  =7 chọn 2=7 (mm)

Dùng cho ổ bố trí hình chữ “ O “

6.2.3Cửa thăm:

Để kiểm tra qua sát các chi tiết máy trong khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh

hộp có làm cửa thăm.Dựa vào bảng 18.5 2

1

C

(mm)

K(mm)

R(mm)

Vít(mm)

Số lượng

2

4

2

6.2.6Kiểm tra mức dầu:

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như hình vẽ

6.2.7Chốt định vị:

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục.Lỗ trụ lắp ở thân hộp và trên nắp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ cácchốtđịnh vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ.

Thông số kĩ thuật của chốt định vị là :

d=3 ; c=0,5 ; l=40

6.2.8 Ống lót và nắp ổ:

Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp và điều chỉnh bộ phận ổ đồng thời trái cho ổ khỏi bụi băm, chất bẩn ống lót được làm bằng vật liệu GX15-32 ta chọn kích thước của ống lót như sau

6.3 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp:

6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc:

Do bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v12( / )m s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Với vận tốc vòng của bánh răng nghiêng v = 2,41 m/s < 12 m/s

ta chọn được loại dầu là: Dầu ôtô máy kéo AK-15

6.3.2 Bôi trơn ngoài hộp:

Với bộ truyền ngoài hộp khi làm việc sẽ dính bụi bặm do hộp không được che kín nên

ta dùng phương pháp bôi trơn định kì bằng mỡ

Bảng thống kê dành cho bôi trơn

Tên dầu hoặc

1 năm

6.3.3 Điều chỉnh sự ăn khớp:

Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then với bánh lớn và chọn kiểu lắp là H7/k6

vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ.Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụnày ta chọn chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh răng lớn

6.3.4 Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai:

Tại các tiết diện lắp bánh răng không yêu cầu tháo lắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp H7/k6, tiết diện lắp trục với ổ lăn, khớp nối, đĩa xích được chọn trong bảng sau :

H d

+2