Thiết kế hệ dẫn động băng tải hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh

Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án LỜI MỞ ĐẦU Từ xưa đến nay, ngành khí ln ngành then chốt tất lĩnh vực đời sống xã hội Đất nước ta muốn phát triển ngành khí phải ngành đầu để thực mục tiêu đến năm 2020 nước ta trở thành nước công nghiệp Muốn vậy, trước hết phải nắm vững sở thiết kế chi tiết máy Đồ án môn học nhằm thiết kế hệ thống truyền động khí mà quan trọng hộp giảm tốc cho băng tải từ động điện sở để thiết kế phần khác dây chuyền sản xuất Mặc dù có nhiều cố gắng đồ án chắn không tránh khỏi sơ sót Nhóm mong nhận nhiều ý kiến đóng góp Thầy Cơ bạn Khoa Cơng Nghệ Nhiệt – Lạnh Lớp DHNL4LT Nhóm Nguyễn Xuân An Nguyễn Văn Bảo Nguyễn Thiên Bửu Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô khoa Cơ Khí tạo điều kiện cho chúng em có hội làm đồ án môn học Chi Tiết Máy, đặc biệt thầy Ao Hùng Linh tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án Những kiến thức hơm chúng em có chắn giúp ích cho chúng em đời làm việc sau Một lần chúng em chân thành cảm ơn! Lớp DHNL4LT Nhóm Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Bộ Công Thương Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM Khoa Cơ Khí Bộ Mơn: Cơ Sở Thiết Kế Máy ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân An MSSV: 08274831 Nguyễn Văn Bảo 08899391 Nguyễn Thiên Bửu 08896121 Ngành đào tạo: Công Nghệ Nhiệt – Lạnh Người hướng dẫn:………… .Kí tên: Đề tài Đề số 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Hệ thống dẫn động băng tải bao gồm: 1- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Băng tải Số liệu thiết kế: Công suất trục băng tải: P(kW) = Số vòng quay trục tang dẫn: n(v/ph) = 45 Thời gian phục vụ: L(năm) = Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1 = T T2 = 0.85T t1 = 31s t2 = 24s YÊU CẦU: 01 thuyết minh, 01 vẽ lắp A0, 01 vẽ chi tiết Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án MỤC LỤC Lời mở đầu .3 Chương 1: Hệ thống truyền động máy 1.1 Nội dung thiết kế máy chi tiết máy 1.2 Phương pháp tính tốn thiết kế máy chi tiết máy Chương 2: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền 2.1 Động điện 10 2.2 Phân phối tỉ số truyền 11 Chương 3: Tính tốn thiết kế chi tiết máy 3.1 Tính tốn truyền xích ống lăn 13 3.2 Tính tốn truyền cấp nhanh 15 3.3 Tính tốn truyền cấp chậm 21 3.4 Tính tốn thiết kế trục then 27 3.5 Chọn ổ lăn 43 3.6 Chọn nối trục đàn hồi 47 3.7 Chọn thân hộp giảm tốc, bulông 48 3.8 Bôi trơn hộp giảm tốc .49 3.9 Các thiết bị phụ khác 49 3.10 Bảng dung sai lắp ghép 51 Tài liệu tham khảo .53 Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án CHƯƠNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY 1.1 Nội dung thiết kế máy chi tiết máy Mỗi máy bao gồm nhiều chi tiết máy Các chi tiết máy có cơng dụng chung có mặt hầu hết thiết bị dây chuyền cơng nghệ Vì thiết kế chi tiết máy có vai trị quan trọng thiết kế máy nói chung Các chi tiết máy thiết kế phải thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật, làm việc ổn định suốt thời gian phục vụ định với chi phí chế tạo sử dụng thấp Ngoài yêu cầu khả làm việc chủ yếu, chi tiết máy (hoặc máy) thiết kế cần thỏa mãn điều kiện kĩ thuật sau: u Cơ sở hợp lí để chọn kết cấu chi tiết phận máy v Những yêu cầu công nghiệp tháo lắp như: · Lắp, tháo điều chỉnh tiện lợi · Giảm khối lượng nguyên công tay lắp · Giảm thời gian lắp ráp w Hình dạng cấu tạo chi tiết phù hợp với phương pháp chế tạo phôi gia công sản lượng cho trước x Tiết kiệm nguyên vật liệu Khi chọn vật liệu cần dựa vào điều kiện sau: · Các chi tiết chủ yếu khả làm việc chi tiết · Khn khổ kích thước trọng lượng chi tiết · Điều kiện sử dụng (nhiệt độ, bụi bặm, ẩm ướt…) · Phương pháp chế tạo phôi gia công khí · Giá thành vật liệu Ngồi ra, để tiết kiệm nguyên vật liệu cần chọn hợp lí ứng suất cho phép hệ số an toàn y Dùng rộng rãi chi tiết, phận máy tiêu chuẩn hóa Bởi dùng nhiều chi tiết phận tiêu chuẩn giá thành sản phẩm giảm, tiết kiệm nguyên vật liệu đảm bảo thay nhanh chóng chi tiết phận máy bị hư hỏng (tăng hiệu suất sử dụng thiết bị…) z Đảm bảo bôi trơn thường xuyên chỗ ăn khớp, bề mặt tiếp xúc { Đảm bảo khe hở cần thiết chi tiết máy Ngoài cần ý đến vấn đề an toàn lao động hình thức sản phẩm Xuất phát từ tiêu kinh tế kĩ thuật, thiết kế máy bao gồm nội dung sau: u Xác định nguyên tắc hoạt động chế độ làm việc máy dự định thiết kế Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án v Lập sơ đồ chung toàn máy phận máy thỏa mãn yêu cầu cho trước w Xác định lực mômen tác dụng lên phận máy đặc tính thay đổi tải trọng x Chọn vật liệu thích hợp nhằm sử dụng cách có lợi tính đa dạng khác biệt vật liệu để nâng cao hiệu độ tin cậy làm việc máy y Thực tính tốn động học, lực, độ bền tính tốn khác nhằm xác định kích thước chi tiết máy, phận máy toàn máy z Thiết kế kết cấu chi tiết máy, phận máy toàn máy thỏa mãn tiêu khả làm việc đồng thời đáp ứng yêu cầu công nghệ lắp ghép { Lập thuyết minh, hướng dẫn sử dụng sửa chữa máy Với nội dung trên, rõ ràng thiết kế máy cơng việc phức tạp, địi hỏi hiểu biết sâu sắc lí thuyết thực hành Tuy nhiên, việc giao đề tài thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải đồ án cơng việc thiết kế có đơn giản đơi chút Đồ án thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải cho biết trước trị số đặc tính tải trọng, vận tốc thơng số cần thiết khác Do đó, nội dung thiết kế cịn bao gồm bước: tính tốn động học, chọn động điện, phân phối tỉ số truyền, tính tốn thiết kế chi tiết máy (tính tốn truyền hở; tính tốn truyền hộp giảm tốc, vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực; tính tốn thiết kế trục then; chọn ổ lăn nối trục; chọn thân hộp giảm tốc, bulông chi tiết phụ khác; chọn dầu bôi trơn bảng dung sai lắp ghép) 1.2 Phương pháp tính tốn thiết kế máy chi tiết máy Trong thực tế tính tốn chi tiết máy gặp nhiều khó khăn như: hình dáng chi tiết máy phức tạp, yếu tố lực xác, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả làm việc chi tiết máy chưa phản ánh đầy đủ vào cơng thức Vì vậy, ta cần ý đặc điểm tính tốn chi tiết máy sau để xử lí q trình thiết kế: · Tính tốn xác định kích thước chi tiết máy thường tiến hành theo hai bước: tính thiết kế tính kiểm nghiệm, điều kiện làm việc phức tạp chi tiết máy, tính thiết kế thường đơn giản hóa mang tính chất gần Từ kết cấu kích thước chọn, qua bước tính kiểm nghiệm định lần cuối giá trị thơng số kích thước chi tiết máy · Bên cạnh việc sử dụng cơng thức xác để xác định yếu tố quan trọng chi tiết máy nhiều kích thước yếu tố kết cấu khác tính theo cơng thức thực nghiệm, chẳng hạn bánh răng, ngồi đường kính Upload by http://www.povn.info Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án chiều rộng vành xác định từ tiêu độ bền kích thước cịn lại vành mayơ xác định theo quan hệ kết cấu, dựa theo lời khuyên tài liệu kĩ thuật Các công thức thực nghiệm thường cho phạm vi rộng, sử dụng cần cân nhắc lựa chọn cho phù hợp với trường hợp cụ thể chi tiết máy · Trong tính tốn thiết kế, số ẩn số thường nhiều số phương trình, cần dựa vào quan hệ kết cấu để chọn trước số thơng số, sở mà xác định thơng số cịn lại Mặt khác, nên kết hợp tính tốn với việc vẽ hình (khoảng cách gối đỡ, vị trí đặt lực…) từ hình vẽ có kích thước cần cho việc tính tốn, đồng thời từ hình vẽ kiểm tra phát sai sót tính tốn Upload by http://www.povn.info Đồ án mơn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 2.1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Chọn động điện bao gồm việc chọn loại, kiểu động cơ, chọn cơng suất điện áp số vịng quay động 2.1.1 Công suất động điện Công suất trục băng tải: P = kW Công suất động cần thiết Pct Pct = P h Trong đó: P: công suất trục băng tải (kW) h: hiệu suất chung h = h1 h22 h3 h44 Với hệ số hiệu suất chọn theo bảng 2-1/27 [1] h1 = khớp nối trục h2 = 0.96 truyền bánh trụ h3 = 0.95 truyền xích h4 = 0.99 cặp ổ lăn h = h1 h22 h3 h44 = 1´0.962´0.95´0.994 = 0.84 P Khi đó: Pct = = = 4.76 kW h 0.84 Chọn công suất động P = (1.1¸1.2)´Pct = 1.15´4.76 = 5.5 kW Vậy: 2.1.2 Số vòng quay động điện Số vòng quay trục tang dẫn: nlv = 45 vg/ph Số vòng quay sơ động cơ: nsb = nlv´it Với it = ih´ix: tỉ số truyền hệ thống dẫn động Theo bảng 2-2/32 [1] ih = ¸ 40 tỉ số truyền động báng trụ hộp giảm tốc hai cấp ix = ¸ tỉ số truyền động xích Chọn ih = 20; ix = 3.2 Khi đó: nsb = nlv´it = 45´20´3.2 = 2880 vg/ph Chọn số vòng quay động cơ: n = 3000 vg/ph Động nhanh có giá thành rẻ, trọng lượng nhẹ Upload by http://www.povn.info 10 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án 21, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 60, 63, 65, 70, 80, 85, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150, 160 Xuất phát từ yêu cầu độ bền, lắp ghép công nghệ, ta chọn đường kính đoạn trục sau: Trục I II III Đường kính Đường kính Tính tốn Chọn Ghi trục tiết diện mm mm ổ lăn 10 d10 35 bánh 12 d11 34 38 bánh 13 35 mm d12 35 38 ổ lăn 11 d13 23 35 khớp nối 14 d14 22 32 ổ lăn 20 d20 45 bánh 22 d21 46 50 bánh 23 45 mm d22 54 55 bánh 24 d23 46 50 ổ lăn 21 d24 45 bánh xích 32 d30 54 55 ổ lăn 30 d31 55 60 55 mm bánh 33 d32 57 63 ổ lăn 31 d33 60 3.4.6 Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi tiết diện nguy hiểm trục Dựa theo kết cấu trục hình biểu đồ mơmen tương ứng, thấy tiết diện sau tiết diện nguy hiểm cần kiểm tra độ bền mỏi: Trục I: 11, 12, 13 Trục II: 21, 22, 23 Trục III: 31, 32 a Với thép 45 thường hóa có giá trị sau: Giới hạn bền kéo: sb = 600 N/mm2 = 600 Mpa Giới hạn mỏi uốn: s-1 = 0.436sb = 261.6 Mpa Giới hạn mỏi xoắn: t-1 = 0.58s-1 = 151.7Mpa Tra bảng 10.7/197 [3], ta trị số hệ số kể đến ảnh hưởng ứng suất trung bình đến độ bền mỏi: ys = 0.05, yt = b Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, đó: s mj = s aj = Mj t mj = t aj = Upload by http://www.povn.info (a) Wj Tj 2W0 j 40 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Trong đó: saj, taj, smj, taj: biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện j Mj: mômen tổng tiết diện j Wj, W 0j: mômen cản uốn mômen cản xoắn, tính sau: · Đối với trục có rãnh then: p d 3j bt1 (d j - t1 ) Wj = 32 2d j (b) p d 3j bt1 (d j - t1 ) W0 j = 16 2d j c Với thông số then cho bảng 9.1a/173 [3], thay vào phương trình (a), (b), ta bảng kết sau: Tiết diện 11 12 13 21 22 23 31 32 Ghi Bánh 12 Bánh 13 ổ lăn 11 Bánh 22 Bánh 23 Bánh 24 ổ lăn 30 Bánh 33 M (Nmm) T (Nmm) Wj (mm3) W0j (mm3) sa (Mpa) ta=tm 38 12 ´ 246059 39053 4527 9914 54 38 12 ´ 266663 78106 4527 9914 59 78106 4209 8418 10 50 16´10 454859 147680 10413 22685 44 55 16´10 734200 295360 14238 30572 52 50 16´10 454859 147680 10413 22685 44 223503 912556 21206 42412 11 11 18´11 446691 912556 21412 45961 21 10 d (mm) b´h 35 - 60 63 - t1 - - 40250 (Mpa) d Xác định hệ số Ksdj Ktdj tiết diện nguy hiểm nh sau: ổ Ks ỗỗ + K x - 1÷÷ e ø K sdj = è s Ky Ktdj ổ Kt ỗỗ + K x - 1ữữ e ø =è t Ky Trong đó: Upload by http://www.povn.info 41 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Kx: hệ số tập trung ứng suất d trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt, cho bảng 10.8/197 [3] Các chi tiết gia công máy tiện, tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2.5 ¸ 0.63 mm Do đó, Kx = 1.06 Ky: hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, tính vật liệu, cho bảng 10.9/197 [3] Không dùng phương pháp tăng độ bền bề mặt Ky =1 Dùng dao phay ngón trục có rãnh then, theo bảng 10.12/199 [3], ta được: Ks = 1.76; Kt = 1.54 Trị số hệ số kích thước es, et tra bảng 10.10/198 [3] Tiết diện 11 12 13 21 22 23 31 32 Đường kính 38 38 35 50 55 50 60 63 0.856 0.856 0.865 0.81 0.7975 0.81 0.785 0.7775 es 0.786 0.786 0.795 0.76 0.7525 0.76 0.745 0.7405 et e Xác định hệ số an toàn Sj = Ssj Stj Ssj + Stj 2 Trong đó: s -1 K sdj s aj + y s s mj t -1 Hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất tiếp: Stj = Ktdj t aj + y t t mj Hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất pháp: Ssj = Ta bảng sau: Tiết d diện (mm) 11 Tỉ số Ks/es Tỉ số Kt/et Ksd Ktd Ss St S Rãnh Lắp Rãnh Lắp then căng then căng 38 2.06 2.06 1.96 1.64 2.66 2.56 1.82 29.63 1.82 12 38 2.06 2.06 1.96 1.64 2.66 2.56 1.67 14.81 1.66 13 35 2.03 2.06 1.94 1.64 2.63 2.54 9.95 11.94 7.64 21 50 2.17 2.06 2.03 1.64 2.77 2.63 2.15 19.23 2.14 22 55 2.21 2.52 2.05 2.03 2.81 2.65 1.79 11.45 1.77 23 50 2.17 2.52 2.03 2.03 2.77 2.63 2.15 19.23 2.14 31 60 2.24 2.52 2.07 2.03 2.84 2.63 8.37 5.24 4.44 32 63 2.26 2.52 2.08 2.03 3.12 2.63 3.99 5.77 3.28 Vậy Sj > [S] = 1.5 ¸ 2.5 thỏa điều kiện bền 3.4.7 Tính kiểm nghiệm độ bền then Upload by http://www.povn.info 42 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Với tiết diện trục dùng mối ghép then cần kiểm nghiệm mối ghép độ bền dập độ bền cắt sau: sd = tc = 2T £ [s d ] d lt (h - t1 ) 2T £ [t c ] d lt b Kết tính tốn sau, với lT » 1.35d Tiết diện d mm lT b´h t1 T Nmm sd tc Mpa Mpa 11 38 51.3 12 ´ 39053 13.36 3.34 12 38 51.3 12 ´ 78106 26.71 6.68 21 50 67.5 16´10 147680 21.88 5.47 22 55 74.25 16´10 295360 36.16 9.04 23 50 67.5 16´10 147680 21.88 5.47 32 63 85.05 18´11 912556 85.16 18.92 Hộp giảm tốc làm việc với tốc độ trung bình chịu tải va đập nhẹ Theo bảng 9.5/178 [3], ta [sd] = 100 Mpa; [tc] = (60 ¸ 90) Mpa Vậy tất mối ghép then đảm bảo độ bền dập độ bền cắt 3.5 CHỌN Ổ LĂN 3.5.1 Trục a Chọn loại ổ Tải trọng dọc trục Fa = Fz12 – Fz13 = 0, ta chọn ổ đũa côn cho ổ lăn 10 11, Sơ ta chọn ổ đũa côn cỡ trung rộng Dựa vào bảng P2.11/261 [3] ứng với d10 = d13 = 35 mm, ta chọn ổ kiểu 7607 có thơng số sau: Ổ đũa 7607, cỡ trung rộng Kí hiệu ổ d, mm D, mm C, kN C0, kN 7607 35 80 71.6 61.5 b Kiểm nghiệm khả tải trọng ổ Vì đầu vào trục có lắp nối trục đàn hồi nên cần chọn chiều Fx14 ngược với chiều chọn Khi đó, phản lực gối 10, 11 theo mặt phẳng OXZ Upload by http://www.povn.info 43 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án æ F l + Fx13 l13 + Fx14 (l14 + l11 ) ÷÷ Fl x11 = -ỗỗ x12 12 l11 ố ứ ổ 3471´ 62.5 + 3471´ 217.5 + 500 ´ (80.5 + 280) = -ỗ ữ = - 4115 N 280 è ø Fl x10 = Fx12 + Fx13 + Fx14 + Fl x11 = -(3471 + 3471 + 500 - 4115) = -3327 N Phản lực tổng hai ổ Flt10 = Fl x10 + Fl y10 = 3327 + 1292 = 3569 N 2 Flt11 = Fl x11 + Fl y11 = 4115 + 1292 = 4313 N 2 Trong đó, phản lực gối đỡ tính trục Flt10 = 3839 N, Flt11 = 3108 N Vậy ta cần tiến hành kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn nhất, Fr = 4313 N · Tải trọng động qui ước Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kd Trong đó: X: hệ số tải trọng hướng tâm (tra bảng 11.4/215 [3]) X = Y: hệ số tải trọng dọc trục (tra bảng 11.4/215 [3]) Y = Fr, Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN) V: hệ số kể đến vòng quay Vòng ổ quay V = kt: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ (t < 1000C) kt= kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng (tra bảng 11.3/215 [3]) kd = vậy: Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kd = (1´1´4313 + 0)´1´1= 4313 N · Khả tải động C d = Q.m L (kN) Trong đó: L: tuổi thọ tính triệu vịng quay Lh = 6´300´2´8 = 28800 60nLh 60 ´ 2910 ´ 28800 L= = = 5028 triệu vòng quay 10 10 m: bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Ổ đũa m = 10/3 đó: C d = Q.m L = 4.313 ´ 10 / 5028 = 56 (kN) < C = 71.6 kN · Kiểm tra khả tải tĩnh ổ éQ0 = X Fr + Y0 Fa êQ = F r ë Trong đó: X0: hệ số tải trọng hướng tâm Y0: hệ số tải trọng dọc trục X0, Y0: tra bảng 11.6/221 [3] X0 = 0.5, Y0 = 0.22cotga Do đó: Upload by http://www.povn.info 44 Đồ án mơn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án éQ0 = X Fr + Y0 Fa = 0.5 ´ 4313 = 2157 KN êQ = F = 4313kN r ë Như vậy: Q0 < Fr0 = 4313 N Q0 = 2157 N Lấy Q0 = 4.313 N < C0 = 61.5KN Nên khả tải tĩnh ổ đảm bảo 3.5.2 Trục a Chọn loại ổ Tải trọng dọc trục Fa = Fz22 – Fz24 = 0, ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ cho ổ lăn 20 21 Sơ ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ trung rộng Dựa vào bảng P2.8/256 [3] ứng với d20 = d24 = 45 mm ta chọn ổ kiểu 2609 có thơng số sau: Ổ đũa trụ ngắn đỡ 2609, cỡ trung rộng Kí hiệu ổ d, mm D, mm C, kN C0, kN 2609 45 100 79.3 62.8 b Kiểm nghiệm khả tải trọng ổ Phản lực tổng hai ổ Flt20 = Flt21 = 7163 N Vậy ta cần tiến hành kiểm nghiệm cho ổ với Fr = 7163 N · Tải trọng động qui ước Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kd Trong đó: X: hệ số tải trọng hướng tâm (tra bảng 11.4/215 [3]) X = Y: hệ số tải trọng dọc trục (tra bảng 11.4/215 [3]) Y = Fr, Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN) V: hệ số kể đến vòng quay Vòng ổ quay V = kt: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ (t < 1000C) kt = kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng (tra bảng 11.3/215 [3]) kd = vậy: Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kd = (1´1´7163 + 0)´1´1= 7163 N · Khả tải động C d = Q.m L (kN) Trong đó: L: tuổi thọ tính triệu vịng quay Lh = 6´300´2´8 = 28800 60nLh 60 ´ 582 ´ 28800 L= = = 1001 triệu vòng quay 10 10 m: bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Ổ đũa m = 10/3 đó: C d = Q.m L = 7.163 ´ 10 / 1001 = 57 (kN) < C = 79.3 kN · Kiểm tra khả tải tĩnh ổ Upload by http://www.povn.info 45 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án éQ0 = X Fr + Y0 Fa êQ = F r ë Trong đó: X0: hệ số tải trọng hướng tâm Y0: hệ số tải trọng dọc trục X0, Y0: tra bảng 11.6/221 [3] X0 = 0.5, Y0 = 0.22cotga Do đó: éQ0 = X Fr + Y0 Fa = 0.5 ´ 7163 = 3582 KN êQ = F = 7163kN r ë Như vậy: Q0 < Fr0 = 7163 N Q0 = 3582 N Lấy Q0 = 7.163N < C0 = 62.8 KN Nên khả tải tĩnh ổ đảm bảo 3.5.3 Trục a Chọn loại ổ Tải trọng dọc trục Fa = 0, ta chọn ổ bi đỡ dãy cho ổ lăn 30 31 Sơ ta chọn ổ bi dãy cỡ trung Dựa vào bảng P2.7/254 [3] ứng với d31 = d33 = 60 mm ta chọn ổ kiểu 312 có thơng số sau: Ổ bi đỡ dãy 312, cỡ trung Kí hiệu ổ d, mm D, mm C, kN C0, kN 312 60 130 64.1 49.4 b Kiểm nghiệm khả tải trọng ổ Phản lực tổng hai ổ Flt30 = 7186 N Flt31 = 3191 N Vậy ta cần tiến hành kiểm nghiệm cho ổ với Fr = 7186 N · Tải trọng động qui ước Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kd Trong đó: X: hệ số tải trọng hướng tâm (tra bảng 11.4/215 [3]) X = Y: hệ số tải trọng dọc trục (tra bảng 11.4/215 [3]) Y = Fr, Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN) V: hệ số kể đến vòng quay Vòng ổ quay V = kt: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ (t < 1000C) kt = kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng (tra bảng 11.3/215 [3]) kd = vậy: Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kd = (1´1´7186 + 0)´1´1= 7186 N · Khả tải động C d = Q.m L (kN) Trong đó: L: tuổi thọ tính triệu vịng quay Lh = 6´300´2´8 = 28800 Upload by http://www.povn.info 46 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án 60nLh 60 ´ 145.5 ´ 28800 = = 251 triệu vòng quay 10 10 m: bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Ổ bi m = L= đó: C d = Q.m L = 7.186 ´ 251 = 45 (kN) < C = 64.1 kN · Kiểm tra khả tải tĩnh ổ éQ0 = X Fr + Y0 Fa êQ = F r ë Trong đó: X0: hệ số tải trọng hướng tâm Y0: hệ số tải trọng dọc trục X0, Y0: tra bảng 11.6/221 [3] X0 = 0.6, Y0 = 0.5 Do đó: éQ0 = X Fr + Y0 Fa = 0.6 ´ 7186 = 4312 KN êQ = F = 7186kN r ë Như vậy: Q0 < Fr0 = 7186 N Q0 = 4312 N Lấy Q0 = 7.186 N < C0 = 49.4 KN Nên khả tải tĩnh ổ đảm bảo 3.6 CHỌN NỐI TRỤC ĐÀN HỒI Vật liệu hai nửa khớp nối gang xám GX 21 – 40 Vật liệu chốt thép 45 Nối trục đàn hồi: theo bảng 16 -10a/68 [3], ta có kích thước sau (mm) T,Nm 250 d D dm L l d1 D0 Z nmax B B1 l1 D3 l2 32 140 65 165 110 56 105 3800 42 30 28 32 Kích thước vòng đàn hồi, bảng 16 – 10b/69 [3] (mm) T, Nm 125 dc d1 D2 l l1 l2 l3 h 14 10 20 62 34 15 28 1.5 Kiểm nghiệm độ bền vòng đàn hồi chốt · Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi 2kT ´ 1.2 ´ 78106 sd = = = 0.76 Mpa < [s]d = (2 ¸ 4) Mpa Z D0 d c l3 ´ 105 ´ 14 ´ 28 Với k = 1.2 ¸ 1.5 : hệ số chế độ làm việc, bảng 16-1/58 [3] Vậy đảm bảo độ bền dập cho vòng đàn hồi · Điều kiện sức bền chốt k T l 1.2 ´ 78106 ´ 41.5 su = = = 22.5 < [s]u = (60 ¸ 80) Mpa 0.1 ´ d c D0 Z 0.1 ´ 14 ´ 105 ´ Với l0 = l1 + l2/2 = 34 + 15/2 = 41.5 mm Vậy đảm bảo độ bền chốt Upload by http://www.povn.info 47 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án 3.7 CHỌN THÂN HỘP GIẢM TỐC, BULƠNG Vỏ hộp giảm tốc đúc có nhiều dạng khác nhau, song chúng có chung nhiệm vụ: 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 Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ… Vật liệu phổ biến dùng để đúc hộp giảm tốc gang xám GX 15-32 Các kích thước vỏ hộp: Tên gọi Chiều dày Thân hộp d Nắp hộp d1 Gân tăng cứng Chiều dày e Chiều cao h Độ dốc Đường kính Bulơng d1 Bulơng cạnh ổ d2 Bulơng ghép bích nắp thân d3 Bulơng ghép nắp ổ d4 Vít ghép nắp cửa thăm d5 Mặt bích ghép nắp thân Chiều dày bích thân hộp S3 Chiều dày bích nắp hộp S4 Bề rộng bích nắp thân K3 Kích thước gối trục Đường kính ngồi tâm lỗ vít D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ E2 C Chiều cao h Mặt đế hộp Chiều dày S1 Bề rộng mặt đế hộp K1 q Khe hở chi tiết Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn đáy hộp Giữa mặt bên bánh với Số lượng bulông Z Upload by http://www.povn.info Biểu thức tính tốn Kết d = 0.03a + > mm d1 = 0.9d 11 10 e = (0.8 ¸ 1) d h < 58 » 20 10 d1 > 0.04a + 10 > 12mm d2 = (0.7 ¸ 0.8)d1 d3 = (0.8 ¸ 0.9)d2 d4 = (0.6 ¸ 0.7)d2 d5 = (0.5 ¸ 0.6)d2 20 16 12 10 S3 = (1.4 ¸ 1.8)d3 S4 = (0.9 ¸ 1.0)S3 K3 » K2 – (3 ¸ 5) mm 17 16 45 50 K2 = E2 + R2 + (3 ¸ 5)mm 26;21;6 E2 » 1.6d2, R2 » 1.3d2, C » d3/2 S1 » (1.3 ¸ 1.5)d1 K1 » 3d1, q ³ K1 +2d D ³ (1 ¸ 1.2)d D1 ³ (3 ¸5)d D³d Z = (L + B)/(200 ¸300) 26 60;82 11 33 11 48 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Tra bảng 18-2/88 [3], ta đường kính ngồi đường kính tâm vít số vít Trục Trục Trục D 80 100 130 D2 95 120 150 D3 115 150 180 D4 62 85 110 h 10 12 14 d4 M8 M10 M10 Z 6 · Cố định theo phương pháp dọc trục: để cố định theo phương pháp dọc trục dùng nắp ổ điều chỉnh khe hở ổ đệm kim loại nắp ổ thân hộp 3.8 BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC Để giảm mát cơng suất ma sát, giảm mài mịn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phịng chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc · Vì vận tốc vịng bánh nhỏ 12 m/s nên dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu · Chiều sâu ngâm dầu Sdầu = (0.75 ¸ 2) h với h chiều cao h = (da – df)/2 Khi đó, h = (229 – 220)/2 = 4,5 Vậy Chọn Sdầu = 11mm > [Sdầu] = 10mm · Theo bảng 18-11/100 [3] chọn độ nhớt dầu bôi trơn 500C 186 Centistoc 16 Engle · Theo bảng 18-13/101 [3] chọn loại dầu ôtô máy kéo AK – 20 · Bôi trơn ổ lăn: bôi trơn ổ lăn dầu vận tốc truyền thấp · Để che kín ổ lăn khỏi dầu hộp giảm tốc ta dùng vòng chắn dầu · Để che kín đầu trục tránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ lăn ngăn dầu chảy ngồi ta dùng vịng phớt Lượng dầu cần 0.8 x 5.5 = 4.4 lit Lượng dầu thực tế 2.385 x 2.37 x 0.92 + 3.435 x 2.37 x 0.92 / = lit 3.9 CÁC THIẾT BỊ PHỤ KHÁC · Bulơng vịng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép) nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng Kích thước bulơng vịng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc Trọng lượng hộp giảm tốc, tra bảng 18-3b/89 [3] hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp Q = 300 kg, a1 x a2 = 150 x 200 Upload by http://www.povn.info 49 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Kích thước bulơng vịng, tra bảng 18-3a/89 [3], ta được: (mm), (kg) Ren d M16 d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l ³ 63 35 14 35 22 30 12 f b c x r trọng lượng nâng 550 r1 r2 32 16 6 · Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp thân hộp gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép ta dùng hai chốt định vị Nhờ có chốt định vị, siết bulông không làm biến dạng vịng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Tra bảng 18-4b/91 [3], ta chọn chốt có d = mm, c = mm, l = 40 mm (16+17=33mm) · Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp lắp thêm nút thơng Kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18-5/92 [3] (mm) A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng vít 150 100 190 140 175 120 12 M8x22 · Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp Dựa vào bảng 18-6/93 [3] ta kích thước nút thông sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 · Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi bặm hạt mài) bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thước nút tháo dầu trụ cho bảng 18-7/93 [3] (mm) d b m f L c q M22x2 15 10 29 2,5 19,8 Upload by http://www.povn.info D 32 s 22 D0 25,4 50 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Nút thông Nút tháo dầu · Mắt dầu Mắt dầu dùng để kiểm tra mức dầu hộp giảm tốc, để đảm bảo mức dầu mức cho phép để chi tiết hoạt động tốt Kích thước mắt kính, mm D D1 l h 20 55 40 10 3.10 BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP Dựa vào kết cấu yêu cầu làm việc, chế độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: u Dung sai lắp ghép bánh răng: chịu tải trọng vừa chịu tải trọng va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 v Dung sai lắp ghép ổ lăn: · Vòng ổ chịu va đập nhẹ, lắp theo hệ thống trục, để vịng ổ khơng bị trượt bề mặt trục làm việc ta chọn chế độ lắp trung gian có độ dơi k6 · Vịng ngồi lắp theo hệ thống lỗ: vịng ngồi khơng quay nên chịu tải cục Để ổ mịn dịch chuyển làm việc ta chọn chế độ lắp trung gian H7 w Lắp vịng chắn dầu ống lót lên trục: chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 để thuận tiện cho chế tạo x Lắp then lên trục · Theo chiều rộng: chọn kiểu lắp trục P9/h9, lắp lên chi tiết quay D10/h9 · Theo chiều cao: sai lệch giới hạn kích thước then h11 · Theo chiều dài: sai lệch giới hạn kích thước then h14 y Với trục lắp bánh xích khớp nối mối ghép tháo lắp nhiều nên ta dùng chế độ lắp lỏng H9/h9 Upload by http://www.povn.info 51 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án Bảng dung sai lắp ghép Chi tiết Đường kính (mm) Mối lắp Sai lệch ES Bánh 22 50 K7/h6 +7 24 50 K7/h6 +7 33 63 H7/r6 +30 Ổ đũa côn (theo GOST 333 – 71) Sai lệch Độ hở lớn (mm) es EI ei 0 +60 -18 -18 -16 -16 +41 0 60 25 25 11 -16 -16 0 - - - 25 25 -16 -16 0 - - - 25 25 -19 -19 0 - - - 30 30 (lắp lên trục) 10 35 h6 11 35 h6 (lắp lên vỏ hộp) 10 35 H7 +25 11 35 H7 +25 Ổ đũa trụ ngắn đỡ (theo GOST 8328 – 75) (lắp lên trục) 20 45 h6 21 45 h6 (lắp lên vỏ hộp) 20 45 H7 +25 21 45 H7 +25 Ổ bi đỡ dãy (theo GOST 8338 -75) (lắp lên trục) 30 60 h6 31 60 h6 (lắp lên hộp) 30 60 H7 +30 31 60 H7 +30 Upload by http://www.povn.info Độ dôi lớn (mm) 52 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số 1, Phương án TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm – Thiết Kế Chi Tiết Máy – Nhà Xuất Bản Giáo Dục – Năm 2009 [2] PGS – TS Nguyễn Văn Yến – Giáo Trình Chi Tiết Máy – Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải – Năm 2005 [3] PGS.TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển – Tính Tốn Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập (1 & 2)– Nhà Xuất Bản Giáo Dục – Năm 2009 Upload by http://www.povn.info 53 Filename: DO an Chi Tiet May Directory: D:\TAI LIEU KHAC\Tat ca cac tieu luan Template: C:\Documents and Settings\Administrator\Application Data\Microsoft\Templates\Normal.dot Title: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Subject: Author: IT TECHNICAL SUPPORT Keywords: Comments: Creation Date: 12/5/2009 5:43:00 PM Change Number: 2,945 Last Saved On: 1/9/2010 1:52:00 PM Last Saved By: VANBAO159 Total Editing Time: 2,345 Minutes Last Printed On: 8/30/2011 1:45:00 PM As of Last Complete Printing Number of Pages: 53 Number of Words: 8,703 (approx.) Number of Characters: 49,612 (approx.)