đồ án môn học thiết kế hệ dẫn động xích tải

Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinhviên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép và cơ sở thiết kế máy, giúp sinh viên làmquen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC- TRƯỜNG CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY

ĐẦU ĐỀ: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

ĐÁNH GIÁ CỦA THẦY HỎI

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

7 Góc nghiêng bố trí bộ truyền ngoài @ = 120 (độ)

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Dũng

Ghi chú: Sinh viên tính và vẽ các chi tiết cụm trục 2.

Bánh răng chủ động: Nghiêng phải

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án thiết kế máy là một trong những đồ án quan trọng của sinh viênngành Ô tô và Xe chuyên dụng Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinhviên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép và cơ sở thiết kế máy, giúp sinh viên làmquen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án tiếptheo

Hộp giảm tốc là một cơ cấu được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí nóiriêng và ngành công nghiệp nói chung Trong môi trường công nghiệp hiện đạingày nay, việc thiết kế hộp giảm tốc sao cho tiết kiệm mà vẫn đáp ứng độ bền làhết sức quan trọng

Được sự phân công hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Tiến Dũng và cácthầy trong nhòm chuyên môn em đã thực hiện thiết kế hộp giảm tốc bánh răngtrụ răng nghiêng một cấp để ôn lại kiến thức và tổng hợp kiến thức đã học vàomột hệ thống cơ khí hoàn chỉnh Tuy nhiên, vì trình độ và khả năng có hạn nênchắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận được những nhận xét và góp ý củathầy để bài thuyết minh của chúng em được hoàn thiện hơn

Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Tiến Dũng đã giúp đỡ

em hoàn thành đồ án này

Sinh viên thực hiện

Lê Đình Hoàng

Lê Đình Hoàng

CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN1.1 Chọn động cơ điện

1.1.1 Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ

Trong đó:

P : Công suất trên một trục công tác lv

P : Công suất trên trục động cơyc

Hiệu suất của một cặp ổ lăn: η ol= 0,99

Hiệu suất của bộ truyền xích: ηx= ¿0,93

Hiệu suất của bộ truyền bánh răng: ηbr= ¿0,97

1.2 Phân phối tỉ số truyền

1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống

Tỉ số truyền chung của hệ thống là:

uch=ndc

n lv =106.921455 =13.61

1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống

Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong ubr=4

ux=uch

u br =13.614 =3.40

Lê Đình Hoàng

Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: P =P = 5.375 (kW)ct lv

Công suất trên trục II là:

Công suất thực của động cơ là:

1.3.3 Mômen xoắn trên các trục

Mômen xoắn thực trên trục động cơ là:

Mômen xoắn trên trục công tác là:

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

Điều kiện làm việc:

Bước xích p được tra theo bảng 5.5[1] (trang 81) với điều kiện Pt≤[P]

Pt: công suất tính toán Pt=Pkk kz n

P: công suất bộ truyền =5.78(kW)P

Chọn bộ truyền xích tiêu chuẩn có số răng Z =25,vận tốc đĩa xích nhỏ n chọn 01 01

gần với n1 nhất và nằm trong dãy 50 200 400 600 800 1000 1200 1600(v/ph).Từ

- k0: hệ số ảnh hưởng của vị tró bộ truyền.Tra bảng 5.6[1](trang 82) với

β=60,được =1k0

- ka:hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích

Chọn a=(30÷ 50 ¿p sau đó tra bảng 5.6[1](trang 82).được =1ka

- Vị trí trục được điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích Tra bảng 5.6[1]( trang 82): k đc =1

- kbt: hệ số ảnh hưởng của bôi trơn.Tra bảng 5.6[1](trang 82) được =1.3kbt

- kd: hệ số tải trong động.Tra bảng 5.6[1](trang 82) được =1kd

- kc: hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền.Tra bảng 5.6[1](trang 82) với số

Tính lại khoảng cách trục:

Lê Đình Hoàng

Để xích không quá căng cần giảm một khoảng:a

Ứng với chế độ làm việc trung bình: k d =1.2

Fv:lực căng do lực ly tâm sinh ra

F =qv v 2=2.6×3.54 2 =32.58 N

F0:lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:

F =9.81k qa=0 f 9.81×2 ×2.6 × 1007.56× 10 −3

=51.398(N )

2.7 Xác định lực tác dụng lên trục

F =kr xFt

Trong đó: =1.05 với kx β=60 °> 40°

F =kr xFt=1.05×1632.77 1714.41 = (N )

2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích

CHƯƠNG III: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG

Thông số yêu cầu:

Chọn nút tháo dầu tra bảng B 18.7 tr93 [TTTK T2]

M20x

6.2.5 Que thăm dầu

Chức năng que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu bôi trơntrong hộp giảm tốc Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệtkhi máy làm việc 3 ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngoài

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

6.2.6 Chốt định vị

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục Lỗ trụ lắp ở thân hộp & 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 các chốt định vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ

Thông số kĩ thuật của chốt định vị là chốt côn:

d

(mm)

c(mm)

l(mm)

Lê Đình Hoàng

6.2.7 Vòng phớt và vòng chắn dầu

Lót kín bộ phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng và các tạp chất khác xâm nhập vào ổ, đề phòng mỡ chảy ra ngoài

Vòng phớt được dùng dể lót kín và là chi tiết được dùng khá rộng rãi do

có kết cấu đơn giản, thay thế dễ dàng nhưng chóng mòn và ma sát lớn khi

bề mặt có độ nhám cao Ta chỉ cần chọn vòng phớt cho trục ra và trục vào

Tra bảng 15.17[2] trang 50, tra theo đường kính bạc, ta có:

Vòng chắn dầu được dùng để ngăn

mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong

Tên chi tiết: Bu lông vòng

Chức năng: để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, khi lắp ghép…) trên nắp và thân thường lắp thêm bu lông vòng

Vật liệu: thép 20

Số lượng: 2 chiếc

Tra bảng B18.3bTr89 [2] với aw=100 mm ta được trọng lượng hộp Q=40 Kg

Thông số bu lông vòng tra bảng B18.3aTr89[2] ta được:

6.3 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp

6.3.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Bô ¹ truyền bánh răng có vâ ¹n tốc vòng v =3,05 (m/s) < 12 (m/s) nên ta chọn bôi trơn bằng cách ngâm dầu

Với vận tốc vòng của bánh răng v=3.05(m/s), tra bảng 18.11Tr100[2], và

δ b ≈ 470 ÷1000 MPathép, ta được độ nhớt để bôi trơn là:80/11 ứng với nhiệt độ

50 C0

Theo bảng 18.13Tr101[2] ta chọn được loại dầu: dầu ôtô máy kéo AK-206.3.2 Bôi trơn ngoài hộp (Bôi trơn cho ổ lăn)

Bôi trơn ổ lăn : Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kỹ thuật, nó sẽ không bị mài mòn,

ma sát trong ổ sẽ giảm, giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau, điều đó sẽ bảo vệ được bề mặt và tránh được tiếng ồn Bôi trơn ổ lăn bằng mỡ

Chọn loại mỡ:

Độ nhớt động học của dầu cơ sở,m m 2 /s tại

Lắp bánh răng lên trục theo kiểu lắp chặt: H 7k 6

6.4 Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai

Dung sai lắp ghép trên trục I

(μm)

es(μm)

EI(μm)

ei(μm)

(μm)

es(μm)

EI(μm)

ei(μm)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí_Tập 1_Trịnh Chất, Lê Văn Uyển_Nhà xuất bản Giáo dục

[2] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí_Tập 2_Trịnh Chất, Lê Văn Uyển_Nhà xuất bản Giáo dục

[3] Dung sai lắp ghép_Ninh Đức Tốn_Nhà xuất bản Giáo dục

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 4

1.1 Chọn động cơ điện 4

1.1.1 Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ 4

1.1.2 Xác định số vòng quay của động cơ 4

1.1.3.Chọn động cơ 5

1.2 Phân phối tỉ số truyền 5

1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống 5

1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống 5

1.3 Tính các thông số trên các trục 6

1.3.1 Số vòng quay 6

1.3.2 Công suất 6

1.3.3 Mômen xoắn trên các trục 7

1.3.4 Bảng thông số động học 7

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 7

2.1 Chọn loại xích 8

2.2 Chọn số răng đĩa xích 8

2.3 Xác định bước xích 8

2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 9

2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền 10

2.6 Xác định thông số của đĩa xích 11

2.7 Xác định lực tác dụng lên trục 13

2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích 13

CHƯƠNG III: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 13

3.1 Chọn vật liệu bánh răng (Vật liệu nhóm I) 14

3.2 Xác định ứng suất cho phép 14

3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 17

3.4 Xác định các thông số ăn khớp 17

3.4.1 Mô đun 17

3.4.2 Xác định số răng 17

3.4.3 Xác định góc nghiêng của răng 18

3.4.4 Xác định góc ăn khớp 18

Lê Đình Hoàng

3.5 Xác định các thông số động học và ứng suất cho phép 18

3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 19

3.6.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc 19

3.6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn 21

3.7 Một số thông số khác của cặp bánh răng 22

3.8 Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng 23

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 24

1 Tính toán khớp nối 24

1.1 Chọn khớp nối 24

2 Kiểm nghiệm khớp nối 25

2.1 Kiểm nghiệm sức bền dập của võng đàn hồi 25

3 Lực tác dụng lên trục 25

4 Thiết kế trục 26

4.1 Chọn vật liệu 26

4.2 Xác định lực tác dụng 27

4.2.1 Sơ đồ lực tác dụng lên các trục 27

4.2.2 Xác định các lực tác dụng lên trục I 27

4.3 Xác định sơ bộ đường kính trục 28

4.4 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 28

5 Tính toán thiết kế trục I 31

5.1 Tính chi tiết trục I 31

5.2 Chọn và kiểm nghiệm then 33

5.2.1 Xác định mối ghép then cho trục I lắp bánh răng 33

5.2.2 Xác định mối ghép then cho khớp nối đàn hồi trục I 33

5.2.3 Kiểm nghiệm then 34

5.3 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi 34

5.3.1 Tại tiết diện lắp bánh răng 36

5.3.2 Tại tiết diện lắp ổ lăn 38

5.3.3 Tại tiết diện lắp khớp nối 39

6 Tính toán thiết kế trục II 40

6.1 Tính chi tiết trục II 40

6.2 Chọn và kiểm nghiệm then 43

6.2.1 Xác định mối ghép then cho trục II 43

6.2.2 Kiểm nghiệm then 43

6.3 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi 45

6.3.1 Tại tiết diện lắp bánh răng 46

6.3.2 Tại tiết diện lắp ổ lăn 48

6.3.3 Tại tiết diện lắp bánh xích 49

CHƯƠNG V: TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN 50

5.1 Chọn ổ lăn cho trục I 50

5.1.1 Chọn loại ổ lăn 50

5.1.2 Chọn kích thước ổ lăn 51

5.1.3 Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn 51

5.1.4 Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương 52

5.1.5 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động 53

5.1.6 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải tĩnh 54

5.2 Chọn ổ lăn cho trục 2 55

5.2.1 Chọn loại ổ lăn 55

5.2.2 Chọn kích thước ổ lăn 56

5.2.3 Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn 56

5.2.4 Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương 57

5.2.5 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động 58

5.2.6 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải tĩnh 58

CHƯƠNG 6: KẾT CẤU VỎ HỘP 59

6.1 VỎ HỘP 59

6.1.1 Tính kết cấu của vỏ hộp 59

6.1.2 Kết cấu nắp hộp 59

6.2 Kết cấu nắp ổ và một số kết cấu liên quan 61

6.2.1 Nắp ổ 61

6.2.2 Cửa thăm 61

6.2.3 Nút thông hơi 62

6.2.4 Nút tháo dầu 62

6.2.5 Que thăm dầu 63

6.2.6 Chốt định vị 63

6.2.7 Vòng phớt và vòng chắn dầu 64

6.2.8 Bu lông vòng 65

6.3 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 66

6.3.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc 66

6.3.2 Bôi trơn ngoài hộp (Bôi trơn cho ổ lăn) 66

6.3.3 Điều chỉnh sự ăn khớp 66

6.4 Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai 67

Lê Đình Hoàng

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68