Đồ án chi tiết máy bảng thuyết minh đồ án chi tết máy hộp giảm tốc hai tốc độ

Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình giúp chúng ta là quen bước đầu với việc thiết kế bánh răng, trục , và chọn được ổ lăn thích hợp.. Tính gần đúng trục: - Để tính kích thư

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Về nội dung đồ án:

Về trình bày hình thức

Về thái độ

Điểm đánh giá:

Sinh viên thực hiện : Giáo viên hướng dẫn:

Lời nói đầu:

Thiết kế và phát triển hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong ngành cơ khí Mặt khác một nền công nghiệp phát triển mạnh mẽ không thể thiếu một nền cơ khí phát triển vì vậy việc thiết kế và cải tiến tối ưu các hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng và thường xuyên.

Đồ án thiết kế hộp giảm tốc giúp chúng ta tìm hiểu và thiết kế được một hộp giảm tốc qua đó ta có thể củng cố lại kiến thức với một số môn học cơ sở nghành như: nguyên lý máy, chi tiết máy, dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường, sức bền vật liệu, cơ lý thuyết và vẽ kỹ thuật giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về vệc thiết

kế trong cơ khí Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình giúp chúng ta là quen bước đầu với việc thiết kế bánh răng, trục , và chọn được ổ lăn thích hợp thêm vào đó là giúp sinh viên hoàn thiện khả năng vẽ auto cad

Đồ án thiết kế nay chỉ mới dừng lại ở dai đoạn thiết kế, chưa thực sự tối ưu về thiết

kế cơ khí chưa mang tính kinh tế và công nghệ cao vì trình độ giới hạn của người thiết kế

Em xin trân thành cảm ơn thầy :Hoàng Văn Vinh đã hướng dẫn em hoàn thành

đồ án này, cùng các bạn và thầy cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt cho em thực hện

đồ án này,

Với kiến thức còn hạn hẹp của một sinh viên kèm theo việc đây là đồ án đầu tiên nên không thể tránh khỏi những sai sót Em mong nhận được những ý kiến đóng góp của quýthầy cô và các bạn

Sinh viên thực hiện:

Võ Văn Tuấn

BẢNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY HỘP GIẢM TỐC

HAI TỐC ĐỘ

PHẦN 1: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1.: Cách phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền được tính theo công thức sau:

i c h=n1

n2=

1450

120 =12,08 (1)Với n1 số vòng quay trục vào HGT

n2 số vòng quay trục ra HGT

i c h tỷ số truyền chung của HGT

Tỷ số truyền của HGT cũng được tính theo công thức :

1.2 Công suất, số vòng quay và momen xoăn trên các trục :

Công suất truyền động: P = 4,0kw

Tra bảng 2-1 sách thiết kế chi tiết máy ta có :

ηbr=0 , 98 : hiệu suất truyền động của bánh răng

ηol=0 , 99 : hiệu suất truyền động của ổ lăn

η kn=1 :hiệu suất khớp nối.

1.2.1: Trục I:

Momen

PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Chương: I.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp nhanh.

Ta có số liệu sau:

Công suất:P1=3,8808(kw)

Số vòng quay trong một phút của trục dẫn n1=1450(v/p) và trục bị dẫn

n2=372(v/p)

Yêu cầu làm việc trong 5 năm Mỗi năm làm việc 250 ngày và mỗi ngày làm

8 giờ Tải trọng rung động nhẹ

2.1.2) Xác định ứng suất cho phép:

+Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

N2 = 60.u.n2.T=60.1.372.8.250.5=223200000 (N) trong đó: u là số lần ăn khớp của bánh răng quay 1 vòng Lấy u=1

T tổng thời gian làm việc

n2=372 v / phlà số răng quay trong 1 phút

.Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ;

N1= ibn.N2=3,875.223200000 = 864900000 (N)Theo bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM ta chọn số chu kì cơ sở No=107

Vì N1 và N2 lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy:

- giới hạn mỏi của thép là: σ−1=(0,4÷0 , 45 )σ bk

+ giới hạn mỏi của thép 45 là: σ−1=0 , 43 600=258( N / mm2)

+ giới hạn mỏi của thép 35 là: σ−1=0 , 43 480=206 , 4 ( N /mm2)

- vì bánh răng quay một chiều : [σ]u=

2.1.3)Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: k=1,4

2.1 5 Tính khoảng cách trục A: [ theo công thức ( 3-10 ) sách thiết kế chi

tiết máy lấy: Ѳ=1,25

Theo bảng (3-10) trang 45TKCTM bộ truyền bánh răng nghiêng ta có công thức :

2.1.6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

V = 2 π A n1

60.1000 (i bn+1)=

2 π 125 1450 60.1000 (3,875+1)=3,89 (m/s)

Với v = 3,89 m/s

Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 8

2.1.7.Định chính xác tải trọng K

Hệ số tải trọng k được tính theo công thức : k = ktt.kđ

Trong đó: ktt là hệ số tập trung tải trọng:

k tt=k ttb+ 1

2

Vì tải trọng không đối độ rắn của bánh rảng HB < 350 nên lấy ktt=1

Kđ là hệ số tải trọng động.Theo bảng (3-14) trang 48 sách TKCTM chọn kđ = 1,4

2.1.8.xác định modum ,số răng và chiều rộng bánh răng:

Chiều rộng bánh răng b=φ A A=0,3.125=37.7 (mm)

2

)

σ u1=96,38 ≤[σ]u 1=143 N /mm 2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

σ u2=92,28 ≤[σ]u 2=115 N /mm2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

2.1.10.Các thông số hình học

Modum m = 2

Lực hướng tâm: P r 1=P1 tanα=1022,39 tan 200=372,12 N

Bảng thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

Thông số Kí hiệu Cách xác

định Trị số Đơn vịModum m (0,01 ÷ 0,02) A 2 mm

b bánh lớn: (chọn thép 35 thường hoá, giả sử đường kính phôi 300÷500 mm) + giới hạn bền kéo: σbk=480( N mm 2)

T tổng thời gian làm việc

n2=372 v / phlà số răng quay trong 1 phút

.Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ;

N1= ibn.N2=3,875.72000000 = 279000000 (N)Theo bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM ta chọn số chu kì cơ sở No=107

Vì N1 và N2 lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy:

- giới hạn mỏi của thép là: σ−1=(0,4÷0 , 45 )σ bk

+ giới hạn mỏi của thép 45 là: σ−1=0 , 43 600=258( N / mm2)

+ giới hạn mỏi của thép 35 là: σ−1=0 , 43 480=206 , 4 ( N /mm2)

- vì bánh răng quay một chiều : [σ]u=

2.2.3)Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: k=1,4

2.2 5 Tính khoảng cách trục A: [ theo công thức ( 3-10 ) sách thiết kế chi

tiết máy lấy: Ѳ=1,25

Theo bảng (3-10) trang 45TKCTM bộ truyền bánh răng nghiêng ta có công thức :

A ≥ (i± 1)√3(1,05 10σ tx .i bc6)2. K P

φ A n Ѳ

Với v = 0,52m/s

Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 9

2.2.7.Định chính xác tải trọng K và khoảng cách trục A:

Hệ số tải trọng k được tính theo công thức : k = ktt.kđ

Trong đó: ktt là hệ số tập trung tải trọng:

k tt=k ttb+ 1

2

Vì tải trọng không đối độ rắn của bánh rảng HB < 350 nên lấy ktt=1

Kđ là hệ số tải trọng động.Theo bảng (3-14) trang 48 sách TKCTM chọn kđ = 1,4

2.2.8.xác định modum ,số răng và chiều rộng bánh răng:

Modum: m=(0,01 ÷ 0,02) A=(0,01 ÷ 0,02)195=¿ 3,9)

Lấy m = 2 mm

Số răng bánh nhỏ Z = 2, A

Tính số răng tương đương bánh nhỏ : ZTD1=Z1=48 răng

Tính số răng tương đương của bánh lớn: ZTD2=Z2=149 răng

σ u1=95,8 ≤[σ]u 1=143 N /mm2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

σ u2=87,27 ≤[σ]u2=115 N /mm2 vật liệu thỏa mãn yêu cầu

2.2.10.Các thông số hình học.

Modum m = 2

Số răng Z1 =48, Z2 =149

Bảng thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

Thông số Kí

hiệu

Cách xác định

Trị số

Đơn vị

Trong đó Tk momen xoắn N.mm, [τ] ứng suất xoăn cho phép MPA

[τ]=15÷50.lấy trị số nhỏ đối với truc vào của hộp giảm tốc,trị số lớn trục ra

theo kết quả:

3.1.3 Tính dường kính sơ bộ của các trục

Theo công thức (7-2) sách thiết kế chi tiết máy trang 114 ta có:

d2=26mm để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình theo bảng 14P trang 337 ta được chiều rộng của ổ bi là: B=19 (mm)

Chương II Tính gần đúng trục:

- Để tính kích thước chiều dài của trục ta có thể tham khảo, bảng 7-1 sách thiết kế chi tiết máytrang 118 và hình 3-1ta chọn kích thước:

+Khe hở giữa các bánh răng là c= 10mm

+Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp là ∆=10mm

+Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên ổ lăn là:a= 10mm

-Sở dĩ lấy như vậy là vì sau này ta còn thiết kế bạc chắn dầu mỡ, vì không thể dùng phương pháp bôi trơn bằng cách bắn toé dầu mỡ do vận tốc

P1 Pa1 Pr1

Rdx

Rdy

Pr3 Pa3 P3

145586 6744

480807 18528

94729

Pr3

P2 Pa2

Vì trục có rãnh then nên ta lấy đường kính trục lớn hơn so với tính toán

Rf y

Mu y

Mu x

Y

X Z

O

Pr 4

a

c+

b

Pa 4P 4

Re

73646 6

26804 9

2785 41

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

Trong đó σ b là giới hạn bền của vật liệu thép 45

theo bảng (7-3b) trang 122 và bảng 7-23 trang 143 sách thiết kế chi tiết máyứng với đường kính trục d1=21mm ta có

Chiều rộng then b=6, chiều cao then h=6

a) Tại tiết diện e-e:

Theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

Vậy thõa mãn điều kiện n ≥[n] nên đường kính trục de-e =47mm.là chính xác

b) tại tiết diện i-i:

Theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

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

Các tỉ số k σ

ε σ=

1,63 0,82=2

Vậy thõa mãn điều kiện n ≥[n] nên đường kính trục di-i =47mm.là chính xác

4.3 Kiểm nghiệm sức bền trục III:

theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

Để lắp then đường kính trục I là là 22 mm theo bảng (7-23)trang 143 sách TKCTM ta chọn loại then bằng có các kích thước:

b = 6; h = ; t=3,5 ; t1=2,6; k = 2,9

- Chiều dài của then : l =17 mm

Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) trang 139 sách thiết kế chi

Tra bảng (7-20) trang 142 sách thiết kế chi tiết máy với ứng suất mối ghép

cố định tải trọng rung động nhẹ vật liệu thép ta chọn

[σ]d=100 N/mm2

¿

σd<[σ]d

vậy thỏa mãn diều kiện dập khi truyền tải

-kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách thiết kế chi

a Tính then tại đường kính trục di-i= 47 mm.

Vậy []d > d thoả điều kiện dập khi truyền tải

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách TKCTM :

Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt []c > c

2 Then tại đường kính de-e = 47 mm

- Theo bảng (7-23)trang 143 sách TKCTM ta chọn:

b = 14 ; h = 9; t = 5,0 ; t1=4,1 ; k = 5,0

- Chiều dài của then : l = 43 mm

* Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) trang 139 sách TKCTM :

Vậy []d > d thoả điều kiện dập khi truyền tải

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách TKCTM :

Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt []c > c

3.4.3 Tính then tại trục III.

Then tại đường kính d = 55 mm

- Theo bảng (7-23)trang 143 sách TKCTM ta chọn

b = 16; h = 10; t= 5 ; t1= 5,1; k = 6,2

- Chiều dài của then :

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách

Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt []c > 

PHẦN VI: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

h = 250.8.5=10000 giờ: thời gian làm việc của máy

- Theo công thức 8-2 trang 159 sách TKCTM

Q=(Kv R+mA)Kn Kt

Tải trọng tương đương (daN) theo công thức (8-2) trang 159 TKCTM

Trong đó

-R: Là tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) daN

-A : Tải trọng dọc trục, daN ở đây A=0

-m=1,5 : Hệ số chuyển tải trọng dọc về tải trọng hướng tâm theo

(bảng 8-2)_TKCTM trang 161

-Kt=1: Hệ số tải trọng động theo bảng (8-3)_TKCTM trang 162

-Kn=1: Nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng (8-4)_TKCTM trang 162.-Kv=1: Hệ số xét đến vòng trong của ổ là vòng quay, theo

Tính C theo công thức (8-1) và tính Q theo công thức (8-2)

Có đường kính ngoài D = 47 mm , chiều rộng B = 14 mm

Ổ lăn ở gối B lấy cùng cỡ như trên

Vậy ổ bi đỡ thoả mãn điều kiện : C  Cbảng nên ta không cần chọn lại ổ bi

6.2 Ố lăn trục II:

- Sơ đồ :

R C

R D

D C

- Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1)trang 158 sách TKCTM

C = Q(n.h)0,3  Cbảng

n = 372 v/p : số vòng quay

h=10000 giờ : thời gian làm việc của máy

-Tải trọng tương đương của ổ đỡ chặn được tính theo công thức (8-6)trang

159 sách TKCTM :

Q=(K V R+m A) K n K t

Trong đó :

-R: Là tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) daN

-A : Tải trọng dọc trục, daN ở đây A=0

(bảng 8-2)_TKCTM trang 161.

-Kt=1: Hệ số tải trọng động theo bảng (8-3)_TKCTM trang 162

-Kn=1: Nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng (8-4)_TKCTM trang 162.-Kv=1: Hệ số xét đến vòng trong của ổ là vòng quay, theo

Ổ lăn ở gối C lấy cùng cỡ như trên

Vậy ổ bi đỡ thoả mãn điều kiện : C  Cbảng

6.3.Ố lăn trục III

-R: Là tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) daN

-A : Tải trọng dọc trục, daN ở đây A=0

-m=1,5 : Hệ số chuyển tải trọng dọc về tải trọng hướng tâm theo

-Kt=1: Hệ số tải trọng động theo bảng (8-3)_TKCTM trang 162.

-Kn=1: Nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng (8-4)_TKCTM trang 162.-Kv=1: Hệ số xét đến vòng trong của ổ là vòng quay, theo

Ổ lăn ở gối E lấy cùng cỡ như trên

Vậy ổ bi đỡ thoả mãn điều kiện : C  Cbảng

6.4: Cố định và bôi trơn ổ lăn

6.4.1 Cố định trục:

Để cố định trục cố thể dung nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc.Nắp ổ lăn với hộp giảm tốc bằng vít, loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp ráp

6.4.2 Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc truyền bánh răng nên không thể dung phương pháp tóe để hắt dầu trong hộp và bôi trơn của bộ phận ổ có thể dùng loại mỡ T tương ứng nhiệt độ làm việc từ 600-1000 và vận tốc dưới 1500v/phút.Bảng 8-28 TKCTM trang 198

6.4.3.Độ phận che chắn :

Để che kín các phần trục,tránh xa sự xâm nhập của bụi và tạp chất vào

ổ ,cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt 1 đơn giản nhất,bảng 8-29 TKCTM trang 203 cho kích thước vòng phớt

6.4.4.Chọn kiểu lắp ổ lăn :

Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ vào hộp theo hệ trục

Lắp theo TC TCT OCT520-55 sai lệch cho phép của vòng trong của ổ là âm(

KT nhỏ hơn KT danh nghĩa và sai lệch cho phép trên lỗ theo hệ lỗ là

- Chiều rộng thành thân hộp;

δ=0,025 A+3=0,025 195+3=7,875 mm

Chọn δ=10 mm

Chiều dày gân ở thân hộp:m=(0,85 ÷ 1) δ=1.10=10 mm

Chiều dày gân ở nắp hộp:

Tra bảng 10-11b-TKCTM trang 176 ta chọn M20 với số lượng 12 cái

Sô lượng bu lông nền :n= L+B

200 ÷ 300

Trong đó L là chiều dày hộp, lấy sơ bộ bằng 900 mm.

B chiều rộng hộp, lấy sơ bộ bằng 350 mm

Chiều dày thành nắp hộp

Chiều dày mặttrước bích dưới của thân

Chiều dày mặttrên củanắp

dày đế hộp không

có phần lồiChiều dày gân

ở thân hộp

Chiều dày gân

ở nắp hộp

Đường kính bu lông nền

Đường kính các

bu lông khác :ở cạnh ổ

Ghép nắp vào thân

Ghép nắp ổ d3=(0,4 ÷ 0,5)dn 10 ( mm )Ghép

nắp ổ

cửa thăm

Số lượng

bu lông nền

Do vậy lắp ghép hộp giảm tốc dễ dàng hơn.Chốt định vị dùng chốt côn theo ISO.2339.làm bằng thép CT3

7.2.3.Nắp quan sát ( cửa thăm ).

Có tác dụng để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp giảm tốc khi lắp ghép và khi đổ dầu vào trong hộp, quan sát sự ăn khớp giữa các bánhrăng , cửa thăm được đậy bằng nắp

Nắp cửa thăm chế tạo kết hợp với bộ phận thông hơi ở tay cầm.kích thước nắp lấy theo tiêu chuẩn bảng 10-12 trang 277 sách thiết kế chi tiết máy

A B A1 B1 C C1 K R Kích

thước vít

Số lượng vít

150 100 190 140 175 120 12 M8 x 20 4

7.2.4 Nút thông hơi:

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên, để điều hòa không khí trong và ngoài người ta dùng nút thông hơi bảng ( 10-16 sách thiết kế chi tiết máy trang 279

Bảng các thông số của nút thông hơi.

PHẦN VIII : BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP.

Căn cứ vào yêu cầu làn việc của từng chi tiết trong hộp giảm tốc chọn các kiểu ghép sau:

8.1.Dung sai ổ lăn.

Vòng trong ổ lăn chịu tải tả tuần hoàn, lắp ghép theo hệ thống trục,để vòng không trượt trên bề mặt trục khi làm việc nên ta chọn mối ghép trung gian có

độ dôi rất nhỏ ,k6 theo hệ thống trục

Vòng ngoài lắp ghép theo hệ thống lỗ, vòng ngoài không chịu quay nên chịutải cục bộ để ổ có thể di chuyển đọc trục một lượng nhỏ khi làm việc, khi tăng nhiệt độ trong quá trình làn việc nên ta chọn kiểu lắp trung gian D11

8.2 Dung sai lắp ghép bánh răng:

Bộ truyền chịu tải va đập nhẹ mối lắp ghép không yêu cầu phải tháo lắp thường xuyên nên chon kiểu lắp H7/k6.;

8.3 Lắp ghép nắp thân ổ vào thân:

Do mối ghép cần tháo lắp dễ dàng và có thể điều chỉnh được nên chọnkiểu lắp H7/k6

- Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trên trục là N9/h9

- Trên các chi tiết máy như bánh răng … chọn kiểu lắp Js9/h6

- Theo chiều cao sai lệch giới hạn khích thước then là h11

- Theo chiều dài sai lệch giới hạn kích thước then là h14