Pbl 1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động nhóm 20 04 Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp triển khai dẫn Động tời kéo

Trong hệ thống dẫn động thì hộp giảm tốc đóng vai trò không thể thiếu và qua đồ án thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn động sẽ giúp ta hiểu sâu hơn và vận dụng được lý thuyết ta có để tạo ra

THIẾT KẾ

Hộp số giảm tốc là một cơ cấu truyền động cơ và hoạt động bằng các khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không thay đổi Là bộ phận trung gian giữa động cơ và các bộ phận làm việc của máy móc khác trong dây chuyền sản xuất nhằm điều chỉnh tốc độ của động cơ điện cho phù hợp với yêu cầu sản xuất

 Gồm những bánh răng thẳng hoặc các bánh răng nghiêng, ăn khớp với nhau và tuân theo 1 tỷ số truyền nhất định Khi cung cấp một nguồn điện ổn định, đúng điện áp vào thiết bị thì hộp giảm tốc sẽ tạo nên số vòng quay theo mong muốn của người sử dụng

 Tùy theo yêu cầu của người sử dụng và các máy móc, hệ thống khác nhau mà hộp giảm tốc sẽ được thiết kế riêng sao cho phù hợp

 Khi lắp đặt cần phải tuân thủ theo các nguyên tắc lắp ráp để đảm bảo độ ăn khớp và giúp cho thiết bị được hoạt động ổn định và chắc chắn

 Để giảm tốc độ của động cơ cho phù hợp với yêu cầu của máy móc thiết bị điện, người ta đã chế tạo ra hộp giảm tốc

 Ngoài công dụng giúp làm giảm tốc độ của động cơ cho phù hợp với nhu cầu gia công, việc sử dụng hộp giảm tốc còn giúp cho tải trọng của của động cơ tăng lên đáng kể

Có rất nhiều hộp giảm tốc được phân chia theo các đặc điểm chủ yếu sau:

 Loại truyền động: hộp giảm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vít, bánh răng-trục vít

 Số cấp: một cấp, hai cấp, ba cấp,

 Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian: nằm ngang, thẳng đứng,

 Đặc điểm của sơ đồ động: triển khai, đồng trục, có cấp tách đôi,

CÁC LOẠI HỘP GIẢM TỐC

Khái niệm [2]

Hộp số giảm tốc là một cơ cấu truyền động cơ và hoạt động bằng các khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không thay đổi Là bộ phận trung gian giữa động cơ và các bộ phận làm việc của máy móc khác trong dây chuyền sản xuất nhằm điều chỉnh tốc độ của động cơ điện cho phù hợp với yêu cầu sản xuất.

Cấu tạo [3]

 Gồm những bánh răng thẳng hoặc các bánh răng nghiêng, ăn khớp với nhau và tuân theo 1 tỷ số truyền nhất định Khi cung cấp một nguồn điện ổn định, đúng điện áp vào thiết bị thì hộp giảm tốc sẽ tạo nên số vòng quay theo mong muốn của người sử dụng

 Tùy theo yêu cầu của người sử dụng và các máy móc, hệ thống khác nhau mà hộp giảm tốc sẽ được thiết kế riêng sao cho phù hợp

 Khi lắp đặt cần phải tuân thủ theo các nguyên tắc lắp ráp để đảm bảo độ ăn khớp và giúp cho thiết bị được hoạt động ổn định và chắc chắn.

Vai trò [5]

 Để giảm tốc độ của động cơ cho phù hợp với yêu cầu của máy móc thiết bị điện, người ta đã chế tạo ra hộp giảm tốc

 Ngoài công dụng giúp làm giảm tốc độ của động cơ cho phù hợp với nhu cầu gia công, việc sử dụng hộp giảm tốc còn giúp cho tải trọng của của động cơ tăng lên đáng kể.

Phân loại [1]

Có rất nhiều hộp giảm tốc được phân chia theo các đặc điểm chủ yếu sau:

 Loại truyền động: hộp giảm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vít, bánh răng-trục vít

 Số cấp: một cấp, hai cấp, ba cấp,

 Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian: nằm ngang, thẳng đứng,

 Đặc điểm của sơ đồ động: triển khai, đồng trục, có cấp tách đôi,

1 Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp

Hình 1.1: Hộp giảm tốc bánh răng Hình 1.2: Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp nằm ngang trụ một cấp thẳng đứng

- Các bánh răng có thể là răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chữ V

- Vỏ hộp được đúc bằng gang

- Có thể lắp trong ổ lăn hoặc ổ trượt

Việc chọn sơ đồ hộp giảm tốc nằm ngang hay nằm thẳng là do yêu cầu thuận tiện về kết cấu chung của thiết bị dẫn động quyết định

2 Hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp

Hình 1.3: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh Hình 1.4: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón 1 cấp nằm ngang răng nón 1 cấp thẳng đứng

- Dùng để truyền công suất bé hoặc trung bình.

- Phần lớn các trục của hộp giảm tốc bánh răng nón đều lắp trong ổ lăn.

3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ tròn hai cấp và ba cấp

- Ưu điểm: Giảm được kích thước chiều dài và trọng lượng của hộp giảm tốc

- Nhược điểm: Khả năng chịu tải trọng của cấp nhanh chưa dùng hết Hình 1.5: Sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục

3.2 Sơ đồ cấp nhanh tách đôi:

+ Tại trọng phân bố đều trên các ổ trục

+ Sử dụng được hết khả năng vật liệu chế tạo.

+ Sự tập trung tải trọng theo chiều dài răng ít hơn so với sơ đồ khai triển thông thường

- Nhược điểm: Chiều rộng tăng, bộ phận ổ phức tạp hơn, số lượng chi tiết tăng Hình 1.6: Sơ đồ hộp giảm tốc

có cấp nhanh tách đôi

3.3 Sơ đồ hai cấp và ba cấp khai triển:

Hình 1.7: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển Hình 1.8: Sơ đồ hộp giảm tốc ba cấp khai triển

- Tỷ số truyền lớn khi dùng hộp giảm tốc ba cấp

- Nhược điểm là tải trọng phân bố không đều, trọng lượng tăng

4 Hộp giảm tốc bánh răng nón-trụ

Hình 1.9: Hộp giảm tốc bánh Hình 1.10: Hộp giảm tốc bánh Hình 1.11: Sơ đồ hộp giảm tốc răng nón-trụ 2 cấp nằm ngang răng nón-trụ 2cấp thẳng đứng bánh răng nón-trụ 3 cấp

Có thể là hai cấp hoặc ba cấp

- Bánh răng nón có răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng xoắn

- Bánh răng trụ có răng thẳng hoặc răng nghiêng

- Tùy theo từng loại khác nhau mà ta có các tỷ số truyền động riêng

5 Hộp giảm tốc trục vít

Hình 1.12: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít đặt dưới Hình 1.13: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít đặt trên

- Ở hộp giảm tốc trục vít đặt dưới, xác suất rơi của bột kim loại, sản phẩm của mài mòn vào chỗ ăn khớp ít hơn so với loại có trục vít đặt trên

Hình 1.14: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít có trục bánh vít đặt đứng

- Hộp giảm tốc có trục bánh vít đặt đứng trục vít đặt cạnh được dùng để dẫn động các cơ cấu xoay

Tùy theo cách bố trí các thiết bị hệ thống dẫn động mà ta chọn sơ đồ sao cho phù hợp và thuận tiện nhất

Hộp giảm tốc trục vít ít dùng để truyền công suất lớn do hiệu suất tương đối lớn

6 Hộp giảm tốc bánh răng-trục vít, trục vít-bánh răng

Hình 1.15: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng-trục vít Hình 1.16: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít-bánh răng

- Hộp giảm tốc bánh răng trục vít có hệ số truyền tương đối lớn từ 150 và tùy vào các trường hợp đặc biệt khác nhau mà tỷ số truyền cũng sẽ khác nhau

- Hộp giảm tốc trục vít-bánh răng có tỷ số truyền trung bình từ 50-130 và có thể lên cao nhất đến tận 250

7 Hộp giảm tốc trục vít hai cấp

Tỷ số truyền của loại này nằm trong khoảng từ

Hình 1.17: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít 2 cấp

Ứng dụng

 Trong tất cả các loại truyền động nói chung Như băng chuyền sản xuất thực phẩm, thức ăn gia súc, sản xuất bao bì, … Trong khuấy trộn, cán thép, xi mạ, trong các hệ thông cấp liệu lò hơi, …

 Hộp giảm tốc có tầm quan trong trong các ngành công nghiệp như: sản xuất, chế biến, luyện kim, gia công, khai khoáng,…

 Một ứng dụng dễ thấy và thông dụng trong đời sống hằng ngày là ở xe máy và đồng hồ.

Bảo dưỡng [4]

 Thường xuyên kiểm tra kỹ lưỡng các vết ăn khớp của răng: Nếu vết ăn khớp không đồng đều có nghĩa là hộp giảm tốc đang có dấu hiệu hư hỏng

 Khi hoàn thành việc lắp đặt hộp giảm tốc, cần tiến hành kiểm tra phần ổ đỡ, bên trong hộp giảm tốc (phải vệ sinh sạch sẽ nếu cần), phân tích hoá để có thể xác định được đúng loại dầu cần thiết

 Bánh răng quay thường xuyên ở tốc độ cao sẽ hút bụi bẩn càng nhiều vào bên trong hộp số giảm tốc Vì vậy, cần tháo và vệ sinh kỹ lưỡng bên trong hộp số định kỳ

 Tùy thuộc vào môi trường hoạt động và hiệu suất làm việc có thể thay dầu nếu thấy cần thiết Thời gian thay dầu cho lần tiếp theo còn phụ thuộc vào loại dầu nhớt sử dụng cho bánh răng công nghiệp đang sử dụng.

Ưu điểm và nhược điểm

- Dễ sử dụng, sửa chửa

- Truyền được các công suất khác nhau

- Kích thước, trọng lượng lớn

 Sơ đồ mindmap của hộp giảm tốc:

Hộp giảm tốc 2 cấp triển khai dẫn động tời kéo

Hộp giảm tốc 2 cấp khai triển là cơ cấu truyền động bằng phương pháp ăn khớp trực tiếp và có tỉ số truyền không đổi Loại hộp giảm tốc này được dùng để làm giảm vận tốc góc và tăng thêm mô men xoắn cho động cơ Đây cũng là bộ máy trung gian nối giữa động cơ điện và các bộ phận làm việc của thiết bị

Dựa vào sơ đồ động học ta có thể thấy hộp giảm tốc này được cấu tạo từ 1 động cơ điện, 1 bộ truyền đai đẹt, hộp giảm tốc với 2 cặp bánh răng và 4 cặp ổ lăn bên trong, 1 trục nối và cuối cùng là tang

 Ứng dụng ở nhiều ngành nghề sản xuất, chẳng hạn như: động cơ cửa cuốn, máy khuấy bột, động cơ xe máy, động cơ xe cơ giới, băng tải vận tải đất đá, động cơ đồng hồ, hệ thống lò hơi,…

 Đóng 1 vai trò quan trọng đối với các hoạt động sản xuất

 Trong nhiều lĩnh vực sản xuất thì loại hộp số đặc biệt này được ứng dụng đa dạng: từ các ngành cẩu trục có chức năng nâng hạ hàng hóa cho đến các ngành dệt may, công nghệ cơ khí chế tạo, công nghiệp khai thác mỏ,…

 Một ứng dụng dễ thấy hơn của hộp giảm tốc 2 cấp mà bạn có thể để ý, đó chính là ở phần động cơ của xe máy và các loại đồng hồ rất thông dụng

4 Ưu điểm và nhược điểm [6]

 Ưu điểm: dễ sử dụng, vô cùng thuận tiện cho công tác bảo trì và sửa chữa Đồng thời, hiệu suất làm việc của hộp giảm tốc khá cao và đặc biệt là chức năng giải nhiệt tốt

 Nhược điểm: kích thước lớn khá lớn và cồng kềnh, do đó sẽ chiếm diện tích lớn

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

Tính chọn động cơ

1 Tính công suất cần thiết của động cơ:

 Theo công thức tính công suất cần thiết của động cơ [1]:

𝑁 𝑐𝑡 – Công suất cần thiết trên trục động cơ [kW]

𝑁 𝑡 – Công suất tính toán trên trục máy công tác [kW]

𝜂 – Hiệu suất truyền động Quan sát sơ đồ động, ta thấy hệ thống có 1 cặp bánh răng và 3 cặp ổ lăn

 Công thức tính hiệu suất truyền động [1]:

𝜂 = 𝜂 𝑏𝑟 2 𝜂 đ 𝜂 𝑘 𝜂 𝑜𝑙 4 Trong đó lấy số liệu từ : ( Lấy số liệu từ bảng 2-1 trang 27 [1])

𝜂 𝑏𝑟 = 0,96 – Hiệu suất của một cặp bánh răng trụ (vì hộp giảm tốc được che kín)

𝜂 đ = 0,95 – Hiệu suất của bộ truyền đai (bộ truyền đai để hở)

𝜂 𝑜𝑙 = 0,99 – Hiểu suất của một cặp ổ lăn(ổ lăn được che kín)

𝜂 𝑘 = 1 − Hiệu suất của khớp nối trục đàn hồi Thay số, ta được:

 Công thức tính công suất tính toán trên trục máy công tác [1]:

𝑁 𝑡 – Công suất tính toán trên trục máy công tác [kW]

𝑀 𝑡 – Momen tính toán trên trục máy công tác [kW]

𝑛 – Số vòng quay của động cơ [vòng/phút]

 Công thức tính moment tính toán trên trục máy công tác [1]:

𝑀 1 = 1,3𝑀, 𝑀 2 = 𝑀, 𝑀 3 = 0,3𝑀 – Sự thay đổi tải trọng (momen xoắn) tác động lên hệ thống [N.m]

𝑡 1 = 2, 𝑡 2 = 900, 𝑡 3 = 900 – Thời gian thay đổi tải trọng (momen xoắn) tác động lên động cơ [s]

9550 – Công suất trên trục máy công tác [kW]

 Công thức tính công suất trên trục máy công tác [5]:

P – Lực kéo của băng tải (N)

𝑣 – Vận tốc của băng tải (m/s)

2 Tính sơ bộ số vòng quay của trục động cơ:

 Theo công thức tính sơ bộ số vòng quay của trục động cơ [1]:

𝑛 𝑠𝑏 – Số vòng quay sơ bộ của trục động cơ [vòng/phút]

𝑛 𝑙𝑣 – Số vòng quay sơ bộ của trục công tác [vòng/phút]

𝑖 𝑙𝑣 –Tỉ số truyền sơ bộ

 Công thức tính số vòng quay sơ bộ của trục công tác (tang băng tải)[5]:

Trong đó: D – Đường kính tang (mm)

 Công thức tính tỉ số truyền sơ bộ [1]

𝑖 𝑠𝑏 = 𝑖 đ 𝑖 ℎ = 3,25.9,25 = 30,063 Trong đó: (Lấy số liệu từ bảng 2-2 trang 32 [1])

𝑖 đ = 3,25 – Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài( đai)

𝑖 ℎ = 9,25 – Tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp Suy ra:

Chọn công suất động cơ điện

Điều kiện chọn công suất động cơ điện:

(Tra bảng 2P trang [321-323] đối với động cơ không đồng bộ ba pha [1])

Bảng 2.1 các kiểu động cơ phù hợp với công suất công tác

Kiểu động cơ Công suất [kW ] Vận tốc[vg/ph Hiệu suất[%] Mm/Mđm

Kết luận: chọn công suất động cơ điện có tên A02(AOJI2)31-4

Chọn số vòng quay động cơ điện

Phân phối tỉ số truyền

1 Tỉ số truyền của hệ:

Trong đó: nđc – Số vòng quay của động cơ điện [vòng/phút] nlv – Số vòng quay sơ bộ của trục công tác [vòng/phút]

2 Chọn tỉ số truyền của bộ truyền ngoài (đai): iđ = 3,25

3 Tỉ số truyền của hộp giảm tốc hai cấp triền khai:

4 Tỉ số truyền nhanh và chậm:

 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc: 𝑖 ℎ = 𝑖 𝑛ℎ𝑎𝑛ℎ × 𝑖 𝑐ℎậ𝑚 = 8,927

Tính các thông số trên trục

1 Tính toán số vòng quay của các trục

2 Tính toán công suất của các trục

3 Tính toán momen xoắn của các trục

Bảng 2.2 Hệ thống các số liệu tính được

Thông số Động cơ I II III

Sơ đồ mindmap của chọn động cơ và tỉ số truyền

Hình 2.1: Sơ đồ mindmap của chọn động cơ điện

Hình 2.2: Sơ đồ mindmap của phân phối tỉ số truyền

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

Thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc

1 Bộ truyền bánh răng cấp nhanh

1.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:[1]

Dựa vào bảng 3.6 và 3.8 [1] ta chọn được vật liệu có các thông số sau:

- Bánh răng nhỏ: thép 45 σb = 600 N/mm2; σch= 300 N/mm2; HB = 200

Phôi rèn (giả thuyết đường kính phôi dưới 100mm)

- Bánh răng lớn: thép 35 σb = 500 N/mm2; σch= 260 N/mm2; HB = 170

Phôi rèn (giả thuyết đường kính phôi 100 ÷ 300mm)

 Ứng suất tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài:

 Ứng suất tiếp xúc cho phép: o Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh lớn:

8× 129,146 × 5,5 × 310 × 14 = 7,123 × 10 7 > 𝑁 𝑜 = 10 7 o Trong đó: u: số lần ăn khớp của một bánh răng khi bánh răng quay một vòng (u

Mi, Ti, ni: Momen xoắn, tổng số vòng quay trong một phút và tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ i

Thời gian phục vụ của hệ thống: 5,5 năm, 310 ngày/1 năm, 14 giờ/ngày

Mmax: Momen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng m: Số ca làm việc của máy (m = 3 ca)

Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ:

 Do đó, hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc của cả hai bánh răng: 𝑘 𝑁 ′ = 1 o Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

[𝜎] 𝑡𝑥1 = 𝜎 𝑁𝑜𝑡𝑥 = 2,6 × 200 = 520 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

[𝜎] 𝑡𝑥2 = 𝜎 𝑁𝑜𝑡𝑥 = 2,6 × 170 = 442 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là [𝜎] 𝑡𝑥2 = 442 [𝑁/𝑚𝑚 2 ]

 Ứng suất uốn cho phép: o Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

24 trong đó: m – bậc đường cong mỏi uốn, đối với thép thường hóa lấy

𝑚 ≈ 6 o Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ:

 Do đó, hệ số chu kỳ ứng suất uốn của cả hai bánh răng: 𝑘 𝑁 ′′ = 1 o Giới hạn mỏi uốn của thép 45:

𝜎 −1 = 0,43 × 𝜎 𝑏𝑘1 = 0,43 × 600 = 258 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Giới hạn mỏi uốn của thép 35:

𝜎 −1 = 0,43 × 𝜎 𝑏𝑘2 = 0,43 × 500 = 215 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Hệ số an toàn: 𝑛 = 1,5 o Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng: 𝐾 𝜎 = 1,8 o Vì bánh răng quay 1 chiều:

1.3 Xác định khoảng cách trục A: [1]

 Sơ bộ chọn tải trọng K:

K = 𝐾𝑡𝑡.𝐾𝑑 = 1,4 Trong đó: K – hệ số tải trọng

𝐾𝑡𝑡- hệ số tập trung tải trọng

𝐾𝑑- hệ số tải trọng động

 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:

Bộ truyền bánh răng trụ chịu tải trung bình, chọn 𝜓𝐴 = 𝑏

 Xác định khoảng cách trục A: Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng:

 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng:

Theo bảng 3-11 trang 46 [1], chọn cấp chính xác chế tạo là 9

 Xác định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A:

Trong đó: 𝐾𝑡𝑡 : hệ số tập trung tải trọng

Kđ : hệ số tải trọng động

2 = 0,88 o Theo bảng 3-12 trang 47 [1], chọn trị số hệ số tập trung tải trọng:

𝑘 𝑡𝑡𝑏ả𝑛𝑔 = 1,05 o Hệ số tải trọng thực tế: 𝐾 𝑡𝑡 = 𝐾 𝑡𝑡𝑏ả𝑛𝑔 +1

2 = 1,025 o Theo bảng 3-13 [1], tìm được hệ số tải trọng động:

 𝐾 = 𝐾 𝑡𝑡 𝐾 đ = 1,025 × 1,45 = 1,486 o Vì 𝐾 𝑠ơ𝑏ộ = 1,4 nên có sai số: 𝜀 𝐾 = 1,4−1,486

1,486 = 5,787% > 5% o Điều chỉnh lại trị số khoảng cách A:

1.4 Xác định module, số răng và góc nghiêng của răng [1]

Theo bảng 3-1 trang [34] [1], ta chọn 𝑚 = 2 [mm] o Số răng bánh dẫn :

2.(3,407+1)= 30,179 => Chọn Z1 = 30 o Số răng bánh lớn :

𝑍 2 = 𝑖 𝑛ℎ𝑎𝑛ℎ 𝑍 1 = 3,407.30 = 102,21 => Chọn Z2 = 102 o Chiều rộng bánh răng :

1.5 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng [1]

Theo bảng 3-18 trang 52 [1], với hệ số dịch dao: 𝜉 = 0 và góc ăn khớp:

𝛼 𝑜 = 20°, ta chọn hệ số dạng răng: bánh nhỏ: 𝑦 1 = 0,451 và bánh lớn:

Kiểm nghiệm ứng suất uốn: o Đối với bánh răng nhỏ:

0,451 × 2 2 × 30 × 440 × 53,2 = 43,357 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] < [𝜎] 𝑢1 = 143,33 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Đối với bánh răng lớn:

1.6 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột [1]

Tính ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡 = 2,5[𝜎] 𝑁𝑜𝑡𝑥 o Bánh nhỏ: [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡1 = 2,5 × 520 = 1300 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Bánh lớn: [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡2 = 2,5 × 442 = 1105 [𝑁/𝑚𝑚 2 ]

Tính ứng suất uốn cho phép khi quá tải: [𝜎] 𝑢𝑞𝑡 = 0,8[𝜎] 𝑐ℎ o Bánh nhỏ: [𝜎] 𝑢𝑞𝑡1 = 0,8 × 300 = 240 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Bánh lớn: [𝜎] 𝑢𝑞𝑡2 = 0,8 × 260 = 208 [𝑁/𝑚𝑚 2 ]

Kiểm tra sức bền tiếp xúc:

Kiểm tra sức bền uốn:

1.7 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Bảng 3.2 Thông số hình học chủ yếu của bộ truyền cấp nhanh

Tên thông số Công thức Giá trị

Chiều rộng bánh răng B 53,2 Đường kính vòng lăn

𝒅 𝟐 = m.Z 2 204 Đường kính vòng chân răng

𝒅 𝑰𝟐 = d-2,5m 199 Đường kính vòng đỉnh răng

Tính lực vòng: o Bánh nhỏ:

Tính lực hướng tâm: o Bánh nhỏ:

2 Bộ truyền bánh răng cấp chậm

2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng [1] o Bánh răng nhỏ: thép 45, thường hóa

𝜎 𝑏𝑘3 = 600 [𝑁/𝑚𝑚 2 ], 𝜎 𝑐ℎ3 = 300 [𝑁/𝑚𝑚 2 ], 𝐻𝐵 = 200 Giả thiết đường kính phôi 60 ÷ 90 [mm] o Bánh răng lớn: thép 35, thường hóa

𝜎 𝑏𝑘4 = 500 [𝑁/𝑚𝑚 2 ], 𝜎 𝑐ℎ4 = 260 [𝑁/𝑚𝑚 2 ], 𝐻𝐵 = 170 Giả thiết đường kính phôi 100 ÷ 300 [mm] o Theo bảng 3-8 trang 40-41 [1], thực hiện chọn vật liệu chế tạo bánh răng

2.2 Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép [1] o Ứng suất tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài:

𝜎 𝑁𝑜𝑡𝑥 = 2,6 𝐻𝐵 Theo bảng 3-9 trang 43 [1] o Ứng suất tiếp xúc cho phép: o Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh lớn:

8) × 49,292 × 5,5 × 310 × 14 = 2,719 × 10 7 > 𝑁 𝑜 = 10 7 o Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ:

Do đó, hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc của cả hai bánh răng: 𝑘 𝑁 ′ = 1

29 o Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

[𝜎] 𝑡𝑥3 = 𝜎 𝑁𝑜𝑡𝑥 = 2,6 × 200 = 520 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

[𝜎] 𝑡𝑥4 = 𝜎 𝑁𝑜𝑡𝑥 = 2,6 × 170 = 442 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là [𝜎] 𝑡𝑥2 = 442 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Ứng suất uốn cho phép: o Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

8) × 49,292 × 5,5 × 310 × 14 = 26,492 × 10 6 > 𝑁 𝑜 = 5 × 10 6 trong đó: m – bậc đường cong mỏi uốn, đối với thép thường hóa lấy 𝑚 ≈ 6 o Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ:

Do đó, hệ số chu kỳ ứng suất uốn của cả hai bánh răng: 𝑘 𝑁 ′′ = 1 o Giới hạn mỏi uốn của thép 45:

𝜎 −1 = 0,43 × 𝜎 𝑏𝑘3 = 0,43 × 600 = 258 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Giới hạn mỏi uốn của thép 35:

𝜎 −1 = 0,43 × 𝜎 𝑏𝑘4 = 0,43 × 500 = 215 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Hệ số an toàn: 𝑛 = 1,5 o Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng: 𝐾 𝜎 = 1,8 o Vì bánh răng quay 1 chiều:

2.3 Xác định khoảng cách trục A [1]

 Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K: o Do ổ bố trí đối xứng nên có thể chọn sơ bộ K=1,3

 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: o Do bộ truyền cấp nhanh là bộ truyền bánh răng trụ nghiêng phân đôi nên tải trọng tác dụng lên một bánh là nhỏ

 Xác định khoảng cách sơ bộ trục A:

3 o Chọn 𝜃 ′ = 1,25 - hệ số phản ảnh sự tăng khả năng tải tính theo sức bền tiếp xúc của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng o Góc ăn khớp của bánh răng: 𝛼 = 20°

 Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác chế tạo của bánh răng:

60 × 1000 × (2,62 + 1)= 0,597 [m/s] o Theo bảng 3-11 trang 46 [1], chọn cấp chính xác chế tạo là 9

 Xác định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A:

Trong đó: 𝐾𝑡𝑡 : hệ số tập trung tải trọng

Kđ : hệ số tải trọng động

2 = 0,724 o Theo bảng 3-12 trang 47 [1], chọn trị số hệ số tập trung tải trọng:

𝑘 𝑡𝑡𝑏ả𝑛𝑔 = 1,22 o Hệ số tải trọng thực tế: 𝐾 𝑡𝑡 = 𝐾 𝑡𝑡𝑏ả𝑛𝑔 +1

2 = 1,11 o Theo bảng 3-14 trang 48 [1], giả sử 𝑏 > 2.5𝑚

𝑠𝑖𝑛𝛽 , tìm được hệ số tải trọng động:

𝐾 đ = 1,2 o Hệ số tải trọng 𝐾 = 𝐾 𝑡𝑡 𝐾 đ = 1,11 × 1,2 = 1,332 o Vì 𝐾 𝑠ơ𝑏ộ = 1,3 nên có sai số: 𝜀 𝐾 = 1,3−1,332

2.4 Xác định module, số răng và góc nghiêng của răng [1] o Module pháp: 𝑚 𝑛 = (0,01 ÷ 0,02)𝐴 = (1,6 ÷ 3,2) [mm] o Theo bảng 3-1 trang [34] [1], ta chọn 𝑚 = 2,5 [mm]

31 o Chọn sơ bộ góc nghiêng của răng: 𝛽 = 15° o Số răng của bánh nhỏ:

2,5 × (2,62 + 1) = 34,154 o Chọn 𝑍 3 = 34 o Số răng của bánh lớn:

𝑍 4 = 𝑍 3 × 𝑖 𝑐ℎậ𝑚 = 34 × 2,62 = 89,5 o Chọn 𝑍 4 = 90 o Tính chính xác góc nghiêng:

2 × 160 ≈ 0,969 o Góc nghiêng của răng: 𝛽 = 14,362° o Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện:

2.5 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng [1] o Tính số răng tương đương:

𝑐𝑜𝑠 2 (14,362 𝑜 )= 95,9 o Theo bảng 3-18 trang 52 [1], với hệ số dịch dao: 𝜉 = 0 và góc ăn khớp: 𝛼 𝑜 20°, ta chọn hệ số dạng răng: bánh nhỏ: 𝑦 3 = 0,451 và bánh lớn: 𝑦 4 = 0,517 o Chọn hệ số phản ánh khả năng tải khi tính theo sức bền uốn của bánh răng nghiêng so với bộ truyền bánh răng thẳng: 𝜃′′ = 1,5 o Kiểm nghiệm ứng suất uốn: o Đối với bánh răng nhỏ:

0,451 × 2,5 2 × 34 × 129,146 × 64 × 1,5 = 40,404 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] < [𝜎] 𝑢3 = 143,33 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Đối với bánh răng lớn:

2.6 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột [1] o Tính ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡 = 2,5[𝜎] 𝑁𝑜𝑡𝑥 o Bánh nhỏ: [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡3 = 2,5 × 520 = 1300 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Bánh lớn: [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡4 = 2,5 × 442 = 1105 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Tính ứng suất uốn cho phép khi quá tải: [𝜎] 𝑢𝑞𝑡 = 0,8[𝜎] 𝑐ℎ o Bánh nhỏ: [𝜎] 𝑢𝑞𝑡3 = 0,8 × 300 = 240 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Bánh lớn: [𝜎] 𝑢𝑞𝑡4 = 0,8 × 260 = 208 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Kiểm tra sức bền tiếp xúc:

= 496,6[𝑁/𝑚𝑚 2 ] < [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡4 o Kiểm tra sức bền uốn:

2.7 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền [1]

Bảng 3.3 Thông số hình học chủ yếu của bộ truyền cấp chậm

Tên thông số Công thức Giá trị

Góc nghiêng 𝜷 14,362 0 Đường kính vòng lăn

𝐜𝐨𝐬 𝜷 232,198 Đường kính vòng chân răng

𝒅 𝑰𝟒 = 𝐝 − 𝟐, 𝟓𝐦 225,948 Đường kính vòng đỉnh răng

2.8 Các lực tác dụng[1] o Tính lực vòng: o Bánh nhỏ:

34 o Tính lực hướng tâm: o Bánh nhỏ:

𝐹 𝑟4 = 𝐹 𝑟3 = 1195,324 [N] o Tính lực dọc trục: o Bánh nhỏ:

3 Kiểm tra điều kiện bôi trơn Ngâm dầu:

Với da2 và da4 lần lượt là đường kính của bánh bị dẫn cấp nhanh và cấp chậm

(trong bài thuyết minh này thì da2= De2 𝑣à 𝑑𝑎4 = De4 )

Việc bôi trơn hộp giảm tốc phải đảm bảo những điều kiện sau:

• Mức dầu thấp nhất ngập (0,7÷ 2) chiều cao răng ℎ2 ( ℎ2 = 2,25 𝑚) của bánh răng 2 nhưng ít nhất là 10mm

• Khoảng cách giữa mức dầu thấp nhất và cao nhất ℎ𝑚𝑎𝑥 - ℎ𝑚𝑖𝑛 … 15𝑚𝑚

• Mức dầu cao nhất không được ngập quá 1/3 bán kính răng (da4/6)

• Tổng hợp các điều kiện trên để đảm bảo điều kiện bôi trơn phải đảm bảo bất đẵng thức sau:

 Vậy thỏa điều kiện bôi trơn ngâm dầu

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

Thiết kế trục

- Hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện chịu tải trọng bình thường nên chọn loại thép 45 tôi cải thiện

Vật liệu bánh răng Giới hạn bền kéo Độ nhớt khi có vận tốc Các loại dầu

2 Tính thiết kế trục về độ bền:[1]

2.1 Tính sơ bộ đường kính trục:

Trong đó: d: Đường kính trục [mm]

C: Hệ số tính toán phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, chọn vật liệu là thép 45 nên khi tính đường kính đầu trục truyền chung lấy C = 120 [1] N: Công suất truyền [kW] n: Số vòng quay [vòng/phút]

Dựa vào bảng 14P trang 339 [1] tra chiều rộng của ổ

Bảng 4.1 Các thông số của trục

Thông số trục Động cơ Trục I Trục II Trục III n [vòng/phút] 1430 440 129,146 49,292

Sử dụng bảng 10.3 T189 chọn các giá trị số của các khoảng cách 𝑘 1 , 𝑘 2 , 𝑘 3 và ℎ 𝑛 [7]

Bảng 4.2 các thông số chiều dài của hộp giảm tốc

Khoảng cách giữa các chi tiết quay c 10mm 10mm

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp

Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp

Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt mút của chi tiết quay

Chiều cao của nắp và đầu bulong ℎ 𝑛 15÷20mm 15mm

Chiều dài phần mayor lắp với trục 𝑙 5 (1,2÷1,5).d mm

Chiều rộng bánh răng 𝑏 1 64mm

2.2 Tính gần đúng trục 2.2.1 Trục I:

Giá trị momen uốn ở tiết diện nguy hiểm :

Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm:

→ 𝐹 𝐸𝑥 = 𝐹 𝑡4 −𝐹 𝐺𝑥 = 3181,49 − 2209,647 = 971,843[N] Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm:

2.4 Tính tiết diện trục ở 2 tiết diện nguy hiểm:

[𝑚𝑚] Đường kính trục ở tiết diện n-n:

= 19,925 [𝑚𝑚] Đường kính trục ở tiết diện m-m:

 Đường kính đầu trục ra 𝑑 𝑟𝑎 = 22 [𝑚𝑚]

3 [𝑚𝑚] Đường kính trục ở tiết diện 1-1:

= 30,062[𝑚𝑚] Đường kính trục ở tiết diện 2-2:

3 [𝑚𝑚] Đường kính trục ở tiết diện 3-3:

𝑛 𝜎 : hệ số an toàn chỉ tính riêng ứng suất pháp

𝑛 𝜏 : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

𝜎 −1 và 𝜏 −1 : giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Lấy gần đúng: 𝜎 −1 ≈ 0,45 𝜎 𝑏 = 0,45.600 = 270 𝑁/𝑚𝑚 2

𝜎 𝑎 và 𝜏 𝑎 : biên độ ứng suất pháp và tiếp sinh ra trong tiết diện của trục

Vì trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:

Vì bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:

𝑊 và 𝑊 𝑜 : momen cản uốn và momen cản xoắn của tiết diện trục (bảng 7-3a/121/[1])

𝜓 𝜎 và 𝜓 𝜏 : hệ soos xét đến ảnh hưởng của trị số ƯS trung bình đến sức bền mỏi

𝜏 𝑜 Đối với thép cacbon trung bình: 𝜓 𝜎 = 0,1; 𝜓 𝜏 = 0,05

𝜀 𝜏 − 1) 𝛽: hệ số tăng bền bề mặt trục, 𝛽 = 1

[n]: hệ số an toàn cho phép

Bảng 4.3: Thông số và kết quả tính toán

Thỏa mãn tm Tm Tm tm tm

Tính then

o Theo bảng 7-20 trang 142 [1], với dạng lắp cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu là thép 45 thường hóa, ta chọn ứng suất dập cho phép: [𝜎 𝑑 ] = 150 𝑀𝑃𝑎 o Theo bảng 7-21 trang 142 [1] với vật liệu then là thép 45, tải trọng tĩnh, chọn [𝜏 𝑐 ] = 120 𝑀𝑃𝑎 o Tính kiểm nghiệm độ bền của then: o Điều kiện về độ bền dập: 𝜎 𝑑 = 2𝑀

𝑑.𝑘.𝑙 ≤ [𝜎 𝑑 ] = 150 𝑀𝑃𝑎 o Điều kiện về độ bền cắt: 𝜏 𝑐 = 2𝑀

Mx – momen xoắn cần truyền (N.mm) d - đường kính trục (mm) k - chiều sâu rãnh then (mm) l - chiều dài then (mm) b - chiều rộng then (mm)

𝜎d, 𝜏c - ứng suất dập và cắt thực tế (N/mm 2 )

[𝜎]d, [𝜏]c- ứng suất dập và cắt cho phép (N/mm 2 )

Bảng 4.4: Thông số và kết quả

KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

Chọn ổ lăn

Trục I không có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ

Trục II và trục III có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn

Hệ số khả năng làm việc:

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0.3 Trong đó: Q - tải trọng tương đương [daN]; n - số vòng quay của ổ [vòng/ phút] h - thời gian phục vụ [giờ]

1 Sơ đồ chọn ổ cho trục I:

→ Tính cho gối đỡ trục A vì lực 𝐹 𝐴 lớn

𝐾 𝑣 = 1: hệ số vòng quay đối với ổ bi đũa côn đỡ chặn (bảng 8-5[1])

𝐾 𝑛 = 1: hệ số nhiệt độ làm việc của ổ ( ở dưới 100°𝐶) (bảng 8-4[1])

𝐾 𝑡 = 1: hệ số tải trọng động (bảng 8-3[1])

𝑚 = 1,5: hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm

𝐹 = 𝐹 𝐴 : tổng phản lực ở gối đỡ

Tra bảng 14P[1], ứng với d = 25 mm chọn ổ bi đỡ ký hiệu 305 có D 62 mm, C bảng = 27000, B = 17 mm

2 Sơ đồ chọn ổ cho trục II:

Dự kiến chọn trước 𝛽 = 26° (kiểu 4600)

Vì lực A hướng về ổ D nên chỉ tính cho gối đỡ D và chọn cho gối trục này Gối trục kia lấy cùng loại

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0.3 = 302.803(129,146.23870) 0.3 = 26781.826 Tra bảng 17P[1] với d = 35 mm chọn ổ bị đỡ chặn ký hiệu 46207 có D 72mm, C bảng = 33000, B = 17 mm

3 Sơ đồ chọn ổ cho trục III:

Dự kiến chọn trước 𝛽 = 26° (kiểu 4600)

Vì lực A hướng về ổ E nên chỉ tính cho gối đỡ E và chọn cho gối trục này

Gối trục kia lấy cùng loại

𝐶 = 𝑄(𝑛ℎ) 0.3 = 321,994(49,292.23870) 0.3 = 21332,239 Tra bảng 17P[1] với d = 45 mm chọn ổ bị đỡ chặn ký hiệu 46209 có D 85mm, C bảng = 44000, B = 19 mm

TÍNH CHỌN NỐI TRỤC

Nối trục vòng đàn hồi [1]

1 Vật liệu làm nối trục o Vật liệu làm nối trục: Thép rèn 35 o Vật liệu chế tạo chốt: Thép 45 thường hóa

2 Các kích thước của nối trục vòng đàn hồi o Momen xoắn tại trục động cơ: 𝑇 𝐼𝐼𝐼 = 333432,403[N mm]

 Momen xoắn tính: Tt = Kđ.TIII = 483,476 N.m (Kđ: hệ số tải trọng động = 1,45) o Theo bảng 9.11 trang 234 [1], chọn được các kích thước chủ yếu của nối trục vòng đàn hồi như bảng 6.1

Bảng 6.1 Các kích thước chủ yếu của nối trục vòng đàn hồi

3 Điều kiện về sức bền dập của vòng đàn hồi

53 o Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt: 𝐷 𝑜 = 𝐷 − 𝑑 𝑜 − 15 = 119 [𝑚𝑚] o Ứng suất dập cho phép của vòng cao su: [𝜎] 𝑑 = 3 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Điều kiện về sức bền dập của vòng đàn hồi:

6 × 119 × 36 × 18 = 1,73 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] ≤ [𝜎] 𝑑 = 3 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] trong đó: Z – số chốt do – Đường kính lỗ lắp chốt bọc vòng đàn hồi dc – Đường kính chốt lv – Chiều dài toàn bộ của vòng đàn hồi

K – Hệ số chế độ làm việc Vậy vòng đàn hồi thỏa mãn điều kiện về sức bền dập

4 Điều kiện về sức bền uốn của chốt o Ứng suất uốn cho phéo của chốt: [𝜎] 𝑢 = 80 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] o Điều kiện về sức bền uốn của chốt:

= 80 [𝑁/𝑚𝑚 2 ] trong đó: lc – Chiều dài chốt

Vậy chốt thỏa mãn điều kiện sức bền uốn.

THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC

Vỏ hộp [1]

Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng

 Chiều dày thành nắp hộp :

 Chiều dày mặt bích dưới của thân:

 Chiều dày mặt bích trên của nắp:

 Chiều dày đế hộp không có phần lồi:

 Chiều dày gân ở thân hộp:

 Đường kính bulong nền: Tra bảng 10-13 tài liệu [1] ta chọn được bulong: d n = 16; số bulong nền: 6

- ghép các mặt bích nắp và thân: 𝑑2 = 0,6𝑑𝑛 = 10𝑚𝑚

 Đường kính bulong vòng chọn theo trọng lượng của HGT, với khoảng cách trục

A của 2 cấp 133x160 tra bảng 10-11a và 10-11b Ta chọn bulong M12

 Khoảng cách từ mặt ngoài của vỏ đến tâm bulong d n ,d 1 ,d 2 :

Tra bảng 10.10a tài liệu [1] ta chọn:

Một số chi tiết khác [1]

1 Cửa thăm Để quan sát các CTM trong hộp và rót dầu vào hộp Trên đỉnh nắp hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy lại bằng nắp Dựa vào bảng 10-12 tài liệu [1] ta có:

Bảng 7.1: Thông số của cửa thăm

2 Nút thông hơi: Để điều hòa không khí trong và ngoài hộp ta dùng nút thông hơi

Theo bảng 10-16 tài liệu [1] ta chọn loại M27 x 2:

Bảng 7.2: Thông số nút thông hơi

3 Nút tháo dầu và lỗ tháo dầu:

Sau một làm việc, dầu bị bẩn hoặc bị biến chất, cần thay dầu mới

Tra bảng 10-14 tài liệu [1] chọn M16 x 1,5:

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục Lỗ trụ lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ Tra bảng 10.10c, chọn chốt định vị hình trụ: d = 8mm, c = 1,2mm, l = 30mm

5 Bu long vòng: [1] Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng Kích thước bulông vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc

 Với hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp tra bảng 10-11b ta có Q = 300(kG), do đó theo bảng 10-11a ta dùng bulông vòng M12

6 Bôi trơn hộp giảm tốc: [1]

 Do vận tốc nhỏ nên chọn phương pháp ngâm các bánh răng trong hộp dầu Vì mức dầu thấp nhất phải ngập chiều cao răng bánh thứ hai nên đối với bánh răng thứ tư chiều sâu ngâm dầu khá lớn d b m f L c q D S D0

 Tra bảng 10-20: Các loại dầu bôi trơn thường dùng Chọn dầu ô tô máy kéo

Kiểm tra mức dầu: Qua thiết bị chỉ thị

 Bôi trơn và che kín ổ: Bôi trơn mỡ

7 Nắp ổ Ở các vị trí lỗ hộp có trục đâm xuyên qua thì dùng nắp ở thủng, các vị trí lỗ hộp không có trục đâm xuyên qua thì dùng nắp ổ kín.

Tùy vào kết cấu trục và vỏ hộp thì kích thước các nắp ổ ở các vị trí sẽ khác nhau.

8 Lắp bánh răng trên trục:

+ Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ

+ Lắp ổ lăn vào vỏ theo hệ trục Đối với vòng ổ quay, chọn kiểu lắp bằng độ dôi để các vòng ổ có thể trượt trên bề mặt của trục hoặc lỗ trong vỏ khi làm việc

MÔ PHỎNG

I Thiết kế bánh răng trong fusion 360:

1 Bộ truyền bánh răng cấp nhanh (bộ truyền bánh răng thẳng) fusion 360:

Bảng 1.1.Các thông số đầu vào:

Thông số Kí hiệu Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn

Chiều rộng bánh răng 𝑏 𝑤 53,2 mm

Góc ăn khớp 𝛼 20° Đường kính vòng lăn 𝑑 𝑤 60 mm 204 mm Đường kính đỉnh răng 𝑑 𝑎 64 mm 208 mm Đường kính đáy răng 𝑑 𝑓 55 mm 199 mm Đường kính vòng chia 𝑑 60 mm 204 mm

Hình 1.1 Bộ truyền bánh răng thẳng cấp nhanh.

MÔ PHỎNG LỰC TRUYỀN TRÊN BÁNH RĂNG TRONG

Thiết kế bánh răng trong fusion 360

1 Bộ truyền bánh răng cấp nhanh (bộ truyền bánh răng thẳng) fusion 360:

Bảng 1.1.Các thông số đầu vào:

Chiều rộng bánh răng 𝑏 𝑤 53,2 mm

Góc ăn khớp 𝛼 20° Đường kính vòng lăn 𝑑 𝑤 60 mm 204 mm Đường kính đỉnh răng 𝑑 𝑎 64 mm 208 mm Đường kính đáy răng 𝑑 𝑓 55 mm 199 mm Đường kính vòng chia 𝑑 60 mm 204 mm

Hình 1.1 Bộ truyền bánh răng thẳng cấp nhanh

Hình 1.2 Kích thước bánh răng nhỏ của bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Hình 1.3 Kích thước bánh răng lớn của bộ truyền bánh răng cấp nhanh

2 Bộ truyền bánh răng cấp chậm ( bộ truyền bánh răng nghiêng):

Bảng 1.2: các thông số đầu vào

Chiều rộng bánh răng 𝑏 𝑤 64 mm

Góc nghiêng răng 𝛽 14,362° Đường kính vòng lăn 𝑑 𝑤 87,719 mm 232,198 mm Đường kính đỉnh răng 𝑑 𝑎 92,719 mm 237,198 mm Đường kính vòng chân răng 𝑑 𝑓 81,469 mm 225,948 mm Đường kính vòng chia d 87,719 mm 232,198 mm

Hình 1.4: Bộ truyền bánh răng cấp chậm

Hình 1.5: Kích thước bánh răng nhỏ bộ truyền bánh răng cấp chậm

Hình 1.6: Kích thước bánh răng nghiêng lớn

Mô phỏng bánh răng trên Fusion 360

1 Mô phỏng bánh răng cấp nhanh:

Bước 1 : Chọn loại mô phỏng

Hình 1.7 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh cặp bánh răng cấp nhanh

 Chọn Chọn Static Stress (ứng suất tĩnh) để quan sát được độ biến dạng và ứng suất thông qua việc đặt momen lên bánh răng

Bước 2 : Chọn vật liệu cho bánh răng

Hình 1.8 Chọn vật liệu cho cặp bánh răng cấp nhanh

 Chọn Materials → Chọn Study Materials để chọn vật liệu

 Study Materials: Khu vực chọn vật liệu cho bánh răng

 Safety Factor: Hệ số an toàn

 Yield Strength: Độ bền chảy

 Ultimate Tensile Strength: Độ bền kéo o Chọn vật liệu:

 Bánh nhỏ: Thép 45 thường hóa, chọn Steel AISI 1045 225 ANLD

 Bánh lớn: Thép 30 thường hóa, chọn Steel AISI 1030 128 HR

Bước 3 : Chọn điều kiện ràng buộc bánh răng

Chọn Constraints →Structural Constraints để tạo điều kiện ràng buộc

 Bánh lớn: Dùng Pin để tạo chuyển động quay

Hình 1.9 Chọn điều kiện ràng buộc bánh răng lớn

 Bánh nhỏ: Dùng Fixed để ngàm

Hình 1.10 Chọn điều kiện ràng buộc bánh răng nhỏ

Bước 4 : Đặt lực o Chọn Loads để đặt lực tác động lên bánh răng o Đặt lực momen lên bánh lớn: M = 121221,139 N.mm

Hình 1.11 Đặt lực cho bánh lớn

 Đặt tải trọng lên bánh lớn vì: bánh lớn là bánh răng chỉ thông số đầu ra của bộ truyền bánh răng cấp nhanh nên ta sẽ quan tâm thông số đầu ra.

 Vậy ta sẽ cho bánh lớn quay và bánh nhỏ bị ngàm, mô phỏng bánh lớn để xem có thỏa mãn yêu cầu về tải trọng đầu ra, thay vì dùng bánh nhỏ như bình thường.

Bước 5 : Chọn vùng tiếp xúc

 Chọn manage → local mesh control để hệ thống tự động những vị trí chạm vào nhau giữa 2 bánh răng

Hình 1.12 Vùng tiếp xúc của cặp bánh răng cấp nhanh

 Chọn Mesh để tạo lưới

Hình 1.13 Tạo lưới trên cặp bánh răng cấp nhanh

 Chọn Solve để quan sát ứng suất phân bố trên bánh răng

Hình 1.14 Kết quả mô phỏng lực truyền trên cặp bánh răng cấp nhanh

2 Mô phỏng bánh răng cấp chậm:

Hình 1.15 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh cặp bánh răng cấp chậm

 Chọn Chọn Static Stress (ứng suất tĩnh) để quan sát được độ biến dạng và ứng suất thông qua việc đặt momen lên bánh răng

Bước 2 : Chọn vật liệu cho bánh răng

Hình 1.16 Vật liệu chế tạo cặp bánh răng cấp chậm

Bước 3 : Chọn điều kiện ràng buộc bánh răng

 Bánh lớn: Dùng Pin để tạo chuyển động quay

Hình 1.17 Chọn điều kiện ràng buộc bánh răng lớn

 Bánh nhỏ: Dùng Fixed để ngàm

Hình 1.18 Chọn điều kiện ràng buộc bánh răng nhỏ

Bước 4 : Đặt lực o Chọn Loads để đặt lực tác động lên bánh răng o Đặt lực momen lên bánh lớn: M = 129829,642 N.mm

Hình 1.19 Đặt lực cho bánh răng lớn

 Đặt tải trọng lên bánh lớn vì: bánh lớn là bánh răng chỉ thông số đầu ra của bộ truyền bánh răng cấp chậm nên ta sẽ quan tâm thông số đầu ra.

 Vậy ta sẽ cho bánh lớn quay và bánh nhỏ bị ngàm, mô phỏng bánh lớn để xem có thỏa mãn yêu cầu về tải trọng đầu ra, thay vì dùng bánh nhỏ như bình thường.

Bước 5 : Chọn vùng tiếp xúc o Dùng Mesh để tạo lưới o Chọn Edit local mesh control để điều chỉnh lưới ở các vị trí tiếp xúc trên mặt và các cạnh răng

Hình 1.20 Vùng tiếp xúc của cặp bánh răng cấp chậm

Chọn Mesh để tạo lưới

Hình 1.21 Tạo lưới trên cặp bánh răng cấp chậm

 Chọn Solve để quan sát ứng suất phân bố trên bánh răng

Hình 1.22 Kết quả mô phỏng lực truyền trên cặp bánh răng cấp chậm

3 Nhận xét: o Sai số trong tính toán khiến nó bị cong hoặc gãy o Cách khắc phục: Chú trọng thiết kế ở những khu vực yếu, tính toán lại sai số để đảm bảo an toàn, sử dụng vật liệu có độ bền kéo và độ bền dẻo cao hơn

MÔ PHỎNG LỰC TRUYỀN TRÊN TRỤC BÁNH RĂNG

Mô phỏng

Hình 2.4 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh

 Chọn Chọn Static Stress (ứng suất tĩnh) để quan sát được độ biến dạng và ứng suất thông qua việc đặt momen lên trục

Hình 2.5 Chọn vật liệu cho trục I

 Study Materials: Khu vực chọn vật liệu cho trục

 Ultimate Tensile Strength: Độ bền kéo

Bước 3 : Chọn điều kiện ràng buộc

Hình 2.6 Chọn điều kiện ràng buộc cho trục

Hình 2.7 Đặt lực tác động lên trục chứa bánh răng cấp nhanh

Hình 2.8 Đặt momen lên trục chứa bánh răng cấp nhanh

Hình 2.9 Tạo lưới trên trục chứa bánh răng cấp nhanh

 Chọn Solve để quan sát ứng suất phân bố trên trục

Hình 2.13 Chọn vật liệu cho trục II

Hình 2.15 Đặt lực tác động lên trục chứa bánh răng cấp nhanh

Hình 2.16 Đặt momen lên trục chứa bánh răng cấp nhanh

Hình 2.17 Đặt lực cho trục chứa bánh răng cấp chậm

Hình 2.18 Đặt momen lên trục chứa bánh răng cấp chậm

Hình 2.19 Tạo lưới trên trục chứa bánh răng

Hình 2.20 Mô phỏng trục II

Hình 2.21 Biểu đồ nội lực sau mô phỏng của trục II

Hình 2.23 Chọn vật liệu cho trục III

Hình 2.25 Đặt lực tác động lên trục chứa bánh răng cấp chậm

Hình 2.26 Đặt momen lên trục chứa bánh răng cấp chậm

Hình 2.27 Tạo lưới trên trục chứa bánh răng cấp chậm

Hình 2.28 Mô phỏng trục III

Hình 2.29 Biểu đồ nội lực sau mô phỏng của trục III

LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT THIẾT KẾ

1 Các bộ phận thuộc trục I:

Hình 3.4 Phe gài bánh răng

Hình 3.5 Bánh răng nhỏ cấp nhanh

2 Các bước thực hiện lắp ráp trục I:

- Bước 1: lắp then vào trục lắp bánh răng nhỏ cấp nhanh

- Bước 2: lắp bánh răng nhỏ cấp nhanh vào trục

- Bước 3: lắp phe gài vào trục

- Bước 4: lắp hai ổ bi đỡ vào trục

- Bước 5: lắp then bánh đai vào trục

II Lắp ráp trục II:

1 Các bộ phận thuộc trục II:

Hình 3.6 Hai ổ bi đỡ chặn

Hình 3.7 Hai phe gài trục

Hình 3.8 Bánh răng lớn cấp nhanh

Hình 3.10 Bánh răng nhỏ cấp chậm

2 Các bước lắp ráp trục II:

- Bước 1: lắp then vào trục lắp bánh răng nhỏ cấp chậm

- Bước 2: lắp bánh răng nhỏ cấp chậm vào trục

- Bước 3: lắp phe gài bánh răng nhỏ cấp chậm

- Bước 4: lắp then vào trục lắp bánh răng lớn cấp nhanh

- Bước 5: lắp bánh răng lớn cấp nhanh vào trục

- Bước 6: lắp phe gài bánh răng lớn cấp nhanh

- Bước 7: lắp hai ổ bi đỡ chặn vào trục

III Lắp ráp trục III:

1 Các bộ phận thuộc trục III:

Hình 3.14 Hai ổ bi đỡ chặn

Hình 3.15 Phe gài bánh răng lớn cấp chậm

Hình 3.16 Bánh răng lớn cấp chậm

2 Các bước lắp ráp trục III:

- Bước 1: lắp then trục vào trục lắp bánh răng lớn cấp chậm

- Bước 2: lắp bánh răng lớn cấp chậm vào trục

- Bước 3: lắp phe gài bánh răng lớn cấp chậm

- Bước 5: lắp hai ổ bi đỡ chặn

- Bước 6: lắp then banh đai vào trục

Hình 3.18 Lắp ráp các trục lại với nhau

Hình 3.19 Lắp 3 trục vào thân hộp

Hình 3.20 Hòan thiện lắp ráp hộp giảm tốc

3.21 Sau khi tháo hộp giảm tốc

CAD/CAM/CNC

 Chi tiết được chọn là trục 1 của hộp giảm tốc 2 cấp triển khai dẫn động tời kéo (đã được thiết kế và tính toán ở 2 phần đầu)

Hình 1.1 Trục 1 của hộp giảm tốc

II Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết

- Chi tiết là dạng trục bậc (trục truyền chung), trục có nhiệm vụ nâng đỡ chi tiết máy như bánh răng, bánh đai,… và để truyền momen xoắn

- Vật liệu: thép 45 tôi cải thiện

 Cần gia công chính xác trục với:

- Chịu lực lớn từ momen uốn và momen xoắn, chịu tải trọng cao

- Chịu rung động và nhiệt độ cao

- Làm việc trong môi trường có dầu mỡ.

Phân tích và thiết kế chi tiết

 Chi tiết được chọn là trục 1 của hộp giảm tốc 2 cấp triển khai dẫn động tời kéo (đã được thiết kế và tính toán ở 2 phần đầu)

Hình 1.1 Trục 1 của hộp giảm tốc

II Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết

- Chi tiết là dạng trục bậc (trục truyền chung), trục có nhiệm vụ nâng đỡ chi tiết máy như bánh răng, bánh đai,… và để truyền momen xoắn

- Vật liệu: thép 45 tôi cải thiện

 Cần gia công chính xác trục với:

- Chịu lực lớn từ momen uốn và momen xoắn, chịu tải trọng cao

- Chịu rung động và nhiệt độ cao

- Làm việc trong môi trường có dầu mỡ

III Thiết kế chi tiết trong phần mềm Fusion 360

1 Bước 1: Tạo biên dạng của trục

Hình 1.2 Biên dạng của then và trục I

2 Bước 2: Dùng lệnh Revolve để tạo trục

Hình 1.3 Sử dụng lệnh Revolve để tạo trục

Hình 1.4 Thực hiện tạo then và hoàn thành trục I

Lập quy trình công nghệ gia công

I Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết

 Các bề mặt trên trục có thể gia công bằng các dao thông thường

 Trục gia công là trục bậc có các đoạn trục đồng tâm và kích thước khác nhau, đường kính các cổ trục cần giảm dần về hai đầu thuận lợi cho gia công và lắp ráp các chi tiết lên trục

 Khoan lỗ tâm để đảm bảo độ cứng vững, đồng tâm của trục trong quá trình gia công

 Các khả năng công nghệ khi gia công trên trục:

- Tiện khỏa mặt đầu và tiện trục trơn

 Gá đặt: Lựa chọn cách gá đặt và đồ gá phù hợp với kết cấu và bề mặt của trục gia công

- Khối V dài và chốt tỳ

II Lựa chọn máy và nêu các thông số kỹ thuật của máy

1 Chọn máy tiện CNC Maxxturn 65 - 1000 của hãng Emco, có đặc điểm nổi bật sau:

 Khả năng ổn định nhiệt cao và gia công chính xác

 Đây là loại máy CNC Turning 6 bậc tự do có thể gia công được các chi tiết trên trục có hình dạng 3D

 Máy đảm bảo được công suất động cơ và năng suất gia công

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của máy tiện CNC Maxxturn 65 – 1000

Work area o Swing over bed o Swing over cross slide o Distance between spindle noses o Maximum turning diameter o Max part length o Max bar – stock diameter ỉ660 mm ỉ540 mm

Tool turrets top and bottom

 Tool cross-section for square-shank tools

 Shank diameter for boring bars

 Height of center above floor

2 Chọn máy phay CNC Maxxmill 630 của hãng Emco, có đặc điểm nổi bật sau:

 Kích thước máy phù hợp với kích thước của chi tiết trục cần gia công

 Đây là loại máy CNC Milling đứng có thể gia công được các chi tiết trên trục có hình dạng 3D

 Máy đảm bảo được công suất động cơ và năng suất gia công

Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật của máy phay CNC Maxxmill 630

- Distance spindle nose – table (mechanical spindle)

- Distance spindle nose – table (motor spindle)

Main spindle (motor spindle 15000 rpm)

Main spindle (motor spindle 24000 rpm)

III Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công

 Dạng sản xuất của chi tiết thuộc dạng sản xuất đơn chiếc.

 Phôi ban đầu là phôi dạng khối trụ.

 Kích thước: 𝐷 𝑝ℎô𝑖 = 37 [mm] và 𝐿 𝑝ℎô𝑖 = 272,2 [mm]

 Phương pháp tạo phôi: Phôi từ thép cán

- Thép cán có hình dạng, kích thước tiết diện ngang và chiều dài theo tiêu chuẩn, độ chính xác, chất lượng bề mặt cao.

- Phôi của các chi tiết có tiết diện ngang hình trụ hoặc hình chữ nhật thường được cắt từ thép cán.

- Sử dụng phôi cắt từ thép cán thì hệ số sử dụng vật liệu thấp, do đó thích hợp dùng trong sản xuất đơn chiếc.

 Chuẩn định vị khi gia công: Chuẩn để gia công là mặt ngoài phối hợp với lỗ tâm

 Phương pháp gia công bề mặt như sau:

 Gia công tiện khỏa mặt đầu mặt trụ ∅22mm và ∅32m.

- Chọn máy: Sử dụng máy tiện truyền thống.

- Yêu cầu: Gia công chính xác cấp 7, độ nhám bề mặt 𝑅 𝑎 = 2 [𝜇𝑚] (cấp 6), do cổ trục đoạn này không làm việc nhiều.

- Các bước gia công: Tiện khỏa mặt đầu

 Gia công tiện mặt trụ ngoài

- Chọn máy: Sử dụng máy CNC Maxxturn 65 - 1000.

- Yêu cầu: Gia công chính xác cấp 6, độ nhám bề mặt 𝑅 𝑎 = 2 [𝜇𝑚] (cấp

6) đối với cổ trục ∅22𝑚, ∅32mm và ∅28𝑚𝑚 ( đoạn không chứa bánh răng) do tại các đoạn trục này không làm việc nhiều.

- Yêu cầu: Gia công chính xác cấp 6, độ nhám bề mặt 𝑅 𝑎 = 1,25[𝜇𝑚] (cấp 7) đối với cổ trục ∅25mm và ∅28𝑚𝑚 do chứa lắp ổ lăn

- Yêu cầu: Gia công chinh xác cấp 6, độ nhám bề mặt 𝑅 𝑎 = 2,5 [𝜇𝑚] (cấp 6) đối với đoạn trục ∅28𝑚𝑚 có chứa bánh răng.

- Các bước gia công: Tiện thô => Tiện tinh

 Gia công phay rãnh then ∅8mm

- Yêu cầu: Gia công theo chiều rộng chính xác cấp 3, độ nhẵn bóng bề mặt

- Các bước gia công: Phay thô rãnh then => Phay tinh rãnh then

 Theo bảng 2.1 trang 26 [8], chọn cấp chính xác và giá trị độ nhám từng bề mặt

 Gia công rãnh phe gài 1,2mm:

- Yêu cầu: Gia công theo chiều rộng chính xác cấp 3, độ nhẵn bóng bề mặt

Xác định các bước nguyên công khi gia công trục:

 Nguyên công 1: Gia công đầu bên phải của trục

 Bước 1: Gia công tiện khỏa mặt đầu bên phải trục ∅25mm

 Bước 2: Gia công tiện thô mặt trụ ngoài ∅25𝑚𝑚, ∅28mm và ∅32mm

 Bước 3: Gia công tiện tinh mặt trụ ngoài ∅25𝑚𝑚, ∅28mm và ∅32mm

 Nguyên công 2: Gia công đầu bên trái của trục

 Bước 1: Gia công tiện khỏa mặt đầu bên trái trục ∅22mm

 Bước 2: Gia công tiện thô mặt trụ ngoài ∅22mm, ∅25mm và ∅28mm

 Bước 3: Gia công tiện tinh mặt trụ ngoài ∅22mm, ∅25mm và ∅28mm

 Bước 4: Gia công tiện rãnh phe gài 1,2mm

 Nguyên công 3: Gia công phay các rãnh then bánh răng ∅8mm

 Bước 1: Gia công phay thô rãnh then ∅8mm

 Bước 2: Gia công phay tinh rãnh then ∅8mm

 Nguyên công 4: Gia công phay các rãnh then bánh đai ∅8mm

 Bước 1: Gia công phay thô rãnh then ∅8mm

 Bước 2: Gia công phay tinh rãnh then ∅8mm

IV Lựa chọn dao phù hợp cho từng bước công nghệ hoặc nguyên công

Bước 1 và 2: Chọn dao tiện khỏa mặt đầu và tiện thô mặt trụ ngoài

Hình 2.1 Ký hiệu và thông số của cán dao tiện phải biên dạng

 Theo trang C008, C-External turning tools [9], chọn cán dao PCLNR2020K09

 Chọn mảnh dao : CNMG09T308RRP

Hình 2.2 Ký hiệu của mảnh dao tiện phải biên dạng

 Theo trang A004, A-Turning inserts [9], chọn mảnh dao CNMG09T308RRP

Hình 2.3 Các thông số cắt của mảnh dao tiện phải biên dạng

 Theo trang A011, A-Turning inserts [9], chọn chế độ cắt của tiện thô

Bước 3: Chọn dao tiện tinh mặt trụ ngoài

 Chọn cán dao tiện tinh: DVJNR2020K16

Hình 2.4 Ký hiệu và thông số của cán dao tiện tinh phải biên dạng

 Theo trang C018, C-External turning tools [9], chọn cán dao DVJNR2020K16

 Chọn mảnh dao tiện tinh: VNMG160408RFP

Hình 2.5 Ký hiệu của mảnh dao tiện tinh phải biên dạng

 Theo trang A004, A-Turning inserts [9], chọn mảnh dao VNMG160408RFP

Hình 2.6 Các thông số cắt của mảnh dao tiện tinh phải biên dạng

 Theo trang A011, A-Turning inserts [9], chọn chế độ cắt của tiện tinh

2 Nguyên công 2: Chọn cán dao và mảnh dao giống như nguyên công 1

Bước 1 và 2: Chọn dao tiện khỏa mặt đầu và tiên thô mặt trụ ngoài

 Chọn cán dao tiện thô: PCLNR2020K09

 Chọn mảnh dao tiện thô: CNMG09T308RRP

Bước 3: Chọn dao tiện tinh mặt trụ ngoài

 Chọn cán dao tiện tinh: DVJNR2020K16

 Chọn mảnh dao tiện tinh: VNMG160408RFP

Bước 4: Chọn dao tiện tinh rãnh phe gài

 Theo trang F118, tài liệu [12] ta chọn cán dao tiện tinh rãnh phe gài là SMGHR2020K16

 Theo trang F118, tài liệu [12] ta chọn được mảnh dao tiện tinh là SMGTR16X2120C

Bước 1: Chọn dao phay ngón để phay thô: Solid end mills VQMHV

Hình 2.7 Ký hiệu và hình dạng của dao phay thô rãnh then

 Theo trang J154, J-Solid end mills [9], chọn dao VQMHVD0300

Hình 2.8 Các thông số hình học của dao phay thô rãnh then

 Theo trang J154, J-Solid end mills [9], chọn thông số hình học của dao

Bước 2: Chọn dao phay ngón để phay tinh: Solid end mills MS3ES

Hình 2.9 Ký hiệu và hình dạng của dao phay tinh rãnh then

 Theo trang J114, J-Solid end mills [9], chọn dao MS3ESD0600

Hình 2.10 Các thông số hình học của dao phay tinh rãnh then

 Theo trang J114, J-Solid end mills [9], chọn thông số hình học của dao

Hình 2.11 Các thông số cắt của dao phay tinh rãnh then

 Theo trang J115, J-Solid end mills [9], chọn chế độ cắt của dao phay tinh

V Chọn các thông số công nghệ

1 Cơ sở lựa chọn tính toán và thông số cắt

Vận tốc cắt (Cutting speed): 𝑉 𝑐 = 𝜋×𝐷 𝑐 ×𝑛

1000 [m/phút] Đường kính phôi/dao: 𝐷 𝑐 [mm]

Lượng chạy dao (Feed): 𝑓 [mm/vòng]

Lượng chạy dao trên bàn máy (Table feed): 𝑉 𝑓 [mm/phút]

Lượng chạy dao trên mỗi răng (Feed per tooth): 𝑓 𝑧 = 𝑉 𝑓

𝑍×𝑛 [mm/t] Chiều sâu cắt (Depth of cut): 𝑎 𝑝 [mm]

Tốc độ quay của trục chính: 𝑛 = 1000×𝑉 𝑐

Công suất cắt (Cutting power):

Hình 2.12 Hệ số lực cắt cụ thể trong quá trình tiện

 Theo Cutting Power for Turning [11], chọn hệ số lực cắt trong quá trình tiện

Hình 2.13 Hệ số lực cắt cụ thể trong quá trình phay

 Theo Cutting Power for Face Milling [11], chọn hệ số lực cắt trong quá trình phay

2 Các thông số chế độ cắt và công suất cắt a Nguyên công 1 : Gia công đầu bên phải của trục

Bước 1: Gia công tiện khỏa mặt đầu ∅25mm

- Dùng dao tiện: PCLNR2020K09, hãng dao Mitsubishi

- Hệ số máy ƞ và lực cắt chi tiết 𝐾 𝑐 : ƞ = 0,9 và 𝐾 𝑐 = 2450 [MPa]

Bảng 2.3 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công tiện khỏa mặt đầu

Bước 2: Gia công tiện thô mặt trụ ngoài đường kính lần lượt

Bảng 2.4 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công tiện thô mặt trụ ngoài

Bước 3: Gia công tiện tinh mặt trụ ngoài đường kính lần lượt ∅30mm và

- Dùng dao tiện: DVJNR2020K16, hãng dao Mitsubishi

Bảng 2.5 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công tiện tinh mặt trụ ngoài

250 0,1 0,5 0,69 25 b Nguyên công 2: Gia công đầu bên trái của trục

Bước 1: Gia công tiện khỏa mặt đầu ∅22mm

Bảng 2.6 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công tiện khỏa mặt đầu

Bước 2: Gia công tiện thô mặt trụ ngoài đường kính lần lượt ∅22mm,

Bảng 2.7 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công tiện thô mặt trụ ngoài

Bước 3: Gia công tiện tinh mặt trụ ngoài đường kính lần lượt ∅22mm,

- Dùng dao tiện: DVJNR2020K16, hãng dao Mitsubishi

Bước 4: Gia công tiện rãnh phe gài

- Dùng dao tiện: SMGHR2020K16, hãng dao Mitsubishi

130 0,07 3 1,74 28 c Nguyên công 3: Gia công phay rãnh then

Bước 1: Gia công tiện phay thô rãnh then ∅8𝑚𝑚

- Dùng dao phay ngón: Solid end mills VQMHVD0300., hãng dao Mitsubishi

- Các thông số chính: 𝐷 𝑐 = 3[𝑚𝑚], số lưỡi răng 𝑍 = 4

Bảng 2.10 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công phay thô các rãnh then

Bước 2: Gia công phay tinh rãnh then ∅8𝑚𝑚

- Dùng dao phay ngón: Solid end mills MS3ESD0600, hãng dao Mitsubishi

- Các thông số chính: 𝐷 𝑐 = 5 [𝑚𝑚], số lưỡi răng 𝑍 = 3

Bảng 2.11 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công phay tinh các rãnh then

62,8 600 0,05 0,5 4000 0,43 32 d Nguyên công 4: Gia công phay rãnh then bánh đai

Bước 1: Gia công tiện phay thô rãnh then ∅8𝑚𝑚

- Dùng dao phay ngón: Solid end mills VQMHVD0300., hãng dao Mitsubishi

- Các thông số chính: 𝐷 𝑐 = 3[𝑚𝑚], số lưỡi răng 𝑍 = 4

Bảng 2.10 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công phay thô các rãnh then

Bước 2: Gia công phay tinh rãnh then ∅8𝑚𝑚

- Dùng dao phay ngón: Solid end mills MS3ESD0600, hãng dao Mitsubishi

- Các thông số chính: 𝐷 𝑐 = 5 [𝑚𝑚], số lưỡi răng 𝑍 = 3

Bảng 2.11 Chọn và tính các thông số chế độ cắt gia công phay tinh các rãnh then

Chương 3: Lập trình gia công

 Sử dụng phần mềm Fusion 360

 Chọn MANUFACTURE để bắt đầu mô phỏng gia công trục trên máy CNC.

Hình 3.1 Chế độ mô phỏng gia công

Hình 3.2 Lệnh thiết lập nguyên công

 Lựa chọn các thông số quan trọng:

- Chọn Turning or mill/turn để thiết lập phôi dạng trục để mô phỏng gia công tiện

- Chọn Select Z axis/plane & X axis để xác định mặt phẳng vuông góc với trục tọa độ Z và X

- Chọn mục Chuck để xác định vị trí gá đặt của mâm cặp trên trục

Hình 3.3 Thiết lập thông số

 Chọn Fixed size cylinder để xác định kích thước tương đối của phôi

Hình 3.4 Ghi các kích thước tương đối của phôi

 Chọn Tool Library để vào thư viện dao

 Nhấp chọn Library sau đó chọn New tool (+) để thiết lập dao.

 Chọn Turning general để tạo dao tiện.

120 a Dao tiện khỏa mặt đầu và tiện thô

 Ở INSERT gõ tên mảnh dao đã chọn và nhấn enter

 Nhấn vào Holder để chọn cán dao

Hình 3.9 Cán dao tiện khỏa mặt đầu và tiện thô

 Sau khi thiết lập xong ta nhấn Accept để hoàn tất thiết lập dao tiện khỏa mặt đầu và tiện thô mặt trụ

 Vào INSERT để chọn mảnh dao tiện tinh

Hình 3.10 Mảnh dao tiện tinh

 Vào Holder để chọn cán dao

Hình 3.11 Cán dao tiện tinh

 Nhấn Accept để hoàn tất

Bước 1: Tiện khỏa mặt đầu

 Chọn Turning Face để bắt đầu

Hình 3.12 Chọn lệnh tiện khỏa mặt đầu

 Ở phần Tool nhấp chọn Select và chọn vào Library để chọn dao khỏa mặt đầu đã được thiết lập ở trên và nhấn Accept

Hình 3.13 Chọn dao tiện đã được thiết lập trước đó

 Nhập thông số để tiện khỏa mặt đầu:

Hình 3.14 Thông số tiện khảo mặt đầu

 Chọn Geometry để chọn vùng chạy dao

 Hoàn tất bước 1 và mô phỏng thử gia công: chọn action => simulation

Bước 2: Tiện thô mặt trụ ngoài bên phải

 Chọn TURNING PROFILE ROUGHING để bắt đầu

Hình 3.17 Chế độ tiện thô

 Ở phần Tool nhấp chọn Select và chọn vào Library để chọn dao tiện thô đã được thiết lập ở trên và nhấn Select

 Nhập thông số để tiện thô:

 Front: Vòng tròn đỏ bên phải là vị trí dao bắt đầu quá trình di chuyển dao

 Back: Vòng tròn đen bên trái là vị trí dao kết thúc quá trình di chuyển dao

Hình 3.20 Xác định vùng chạy dao o Chọn Don’t allow grooving tại mục Passes để không tiện vào rãnh then o Nhập phần Maximum Depth of cut: Chiều sâu cắt lớn nhất o Nhập phần Stock to leave: Lượng dư gia công theo X và Z

Hình 3.21 Chiều sau cắt và lượng dư gia công

Bước 3: Tiện tinh mặt trụ bên phải

 Chọn TURNING PROFILE FINISHING để bắt đầu

Hình 3.23 Chế độ tiện tinh

Hình 3.24 Chọn dao tiện tinh

 Nhập thông số tiện tinh:

Hình 3.25 Thông số tiện tinh

Hình 3.26 Xác định vùng chạy dao

 Nhập Number of stepovers tại mục Passes để xác định số lần chạy dao dọc Z

 Hoàn tất bước 3 và mô phỏng thử gia công: chọn action => simulate

Hình 3.29 Thiết lập nguyên công

 Lựa chọn các thông số quan trọng:

- Chọn Turning or mill/turn để thiết lập phôi dạng trục để mô phỏng gia công tiện

- Chọn Select Z axis/plane & X axis để xác định mặt phẳng vuông góc với trục tọa độ Z và X

- Chọn mục Chuck để xác định vị trí gá đặt của mâm cặp trên trục

Hình 3.30 Thiết lập cơ bản

 Chọn Fixed size cylinder để xác định kích thước tương đối của phôi

Hình 3.31 Ghi thông số phôi

Hình 3.33 Tạo dao o Chọn Turning general để tạo dao tiện.

 Chọn Turning grooving để tạo dao tiện rãnh phe gài.

Hình 3.35 Dao tiện rãnh phe gài

134 a Dao tiện khỏa mặt đầu và tiện thô

 Ở INSERT gõ tên mảnh dao đã chọn và nhấn enter

 Nhấn vào Holder để chọn cán dao

 Sau khi thiết lập xong ta nhấn Accept để hoàn tất thiết lập dao tiện khỏa mặt đầu và tiện thô mặt trụ

 Vào INSERT để chọn mảnh dao tiện tinh

Hình 3.38 Mảnh dao tiện tinh

Hình 3.38 Cán dao tiện tinh

136 c Dao tiện rãnh phe gài

 Vào INSERT để chọn mảnh dao tiện rãnh phe gài

Hình 3.39 Mảnh dao tiện rãnh phe gài

Hình 3.40 Cán dao tiện rãnh phe gài

Bước 1: Tiện khỏa mặt đầu

 Chọn Turning Face để bắt đầu

Hình 3.41 Chế độ tiện khỏa mặt đầu

 Ở phần Tool nhấp chọn Select và chọn vào Library để chọn dao khỏa mặt đầu đã được thiết lập ở trên và nhấn Accept

 Nhập thông số để tiện khỏa mặt đầu:

Hình 3.44 Xác định vùng chạy dao

Bước 2: Tiện thô mặt trụ ngoài bên phải

 Chọn TURNING PROFILE ROUGHING để bắt đầu

Hình 4.46 Chế độ tiện thô

 Nhập thông số để tiện thô:

Hình 4.49 Chọn vùng chạy dao o Chọn Don’t allow grooving tại mục Passes để không tiện vào rãnh then o Nhập phần Maximum Depth of cut: Chiều sâu cắt lớn nhất o Nhập phần Stock to leave: Lượng dư gia công theo X và Z

Hình 4.50 Xác định chiều sâu cắt và lượng dư gia công

Bước 3: Tiện tinh mặt trụ bên phải

 Chọn TURNING PROFILE FINISHING để bắt đầu

Hình 3.52 Chế độ tiện tinh

 Ở phần Tool nhấp chọn Select và chọn vào Library để chọn dao tiện tinh đã được thiết lập ở trên và nhấn Select

 Nhập thông số tiện tinh:

Hình 3.55, Chọn vùng chạy dao

 Nhập Number of stepovers tại mục Passes để xác định số lần chạy dao dọc Z

 Hoàn tất bước 3 và mô phỏng thử gia công: chọn action => simulate

Bước 4: Tiện rãnh phe gài

 Chọn Turning Single Groove để bắt đầu

Hình 3.58 Chế độ tiện rãnh phe gài

 Ở phần Tool nhấp chọn Select và chọn vào Library để chọn dao tiện tinh đã được thiết lập ở trên và nhấn Select

 Nhập thông số tiện rãnh phe gài

 Chọn vị trí tiện rãnh:

Hình 3.60 Vị trí rãnh phe gài

 Hoàn tất gia công rãnh phe gài và mô phỏng:

 Tạo New Setup để thiết lập nguyên công mới

Hình 3.62 Tạo nguyên công mới

 Chọn Milling và Select Z axis/plane & X axis để phay và chọn hệ tọa độ

Hình 3.63 Chọn máy và hệ tọa độ để mô phỏng gia công

 Chọn Relative size cylinder để lấy phôi trụ

Hình 3.64 Chọn Relative size cylinder

 Chọn Flat end Mill để tạo dao phay

 Ở Cutter nhập các thông số của dao phay thô đã chọn và nhấn Accept để hoàn tất

Hình 3.68 Thiết lập các thông số dao phay thô b Phay tinh rãnh then

 Ở Cutter nhập các thông số của dao phay thô đã chọn và nhấn Accept để hoàn tất

Hình 3.69 Thiết lập các thông số của dao phay tinh

Bước 1: Phay thô rãnh then

 Chọn 2D Pocket để phay rãnh then

 Select Tool để chọn dao

Hỡnh 3.71 Thực hiện chọn dao phay ỉ3mm Flat end mill để phay thụ rónh then

 Ở Geomatry ta chọn vị trí rãnh then cần phay

Hình 3.72 Xác định vị trí rãnh then

 Tại Passes chọn chiều sâu cắt tối đa và lượng dư gia công:

Hình 3.73 Chiều sâu cắt và lượng dư gia công

 Hoàn tất bước 1 và dùng lệnh Simulate để mô phỏng:

Bước 2: Phay tinh rãnh then

 Chọn 2D Contour để phay tinh rãnh then.

 Select Tool để chọn dao

Hỡnh 3.76 Thực hiện chọn dao phay ỉ5mm Flat end mill để phay tinh rónh then

 Ở Geomatry ta chọn vị trí rãnh then cần phay

 Tại Passes chọn chiều sâu cắt tối đa:

 Hoàn tất bước 1 và dùng lệnh Simulate để mô phỏng:

Phay rãnh then bánh đai ta thiết lập tương tự như nguyên công 3

Chương 4: Mô phỏng gia công bằng phần mềm FUSION 36O

Chương trình gia công trục.

1.Dao tiện thô a Mảnh dao b.Cán dao

2.Dao tiện tinh a Mảnh dao b.Cán dao

3.Dao tiện rãnh a Mảnh dao b.Cán dao

II Thiết lập dao phay

Copy file đã sửa vào đường dẫn cài đặt phần mềm winNC

Sau đó mở chương trình o1001 lên

Tiêu đề	Hộp giảm tốc 2 cấp triển khai dẫn động tời kéo
Tác giả	Nguyễn Thị Mỹ Linh, Văn Thị Kim Thùy
Người hướng dẫn	TS. Lê Hoài Nam, TS. Phạm Anh Đức, TS. Trần Đình Sơn
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Cơ khí
Thể loại	PBL
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	172
Dung lượng	9,91 MB