ĐỒ ÁN Chế tạo máy Hộp giảm tốc (có hình CAD)

LỜI NÓI ĐẦU Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu đào tạo,nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiế

LỜI NÓI ĐẦU



Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu đào tạo,nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy móc ngành công – nông nghiệp và giao thông vận tải.

Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết với thực nghiệm Lý thuyết tính toán các chi tiết máy được xây dựng trên cơ sở những kiến thức về toán học, vật lý, cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu, v.v., dược chứng minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sản xuất.

Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tàm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức

cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết có công dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau này.

Em xin chân thành cảm ơn nhà trường và quý thầy, cô đã tạo điều kiện và giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao.

Thanh Hóa 07/2010

CHƯƠNG I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

CƠ KHÍ

I chọn động cơ điện

 Chọn động cơ điện xoay chiều 1 pha không đồng bộ vì: kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, làm việc với độ tin cậy cao có thể mắc trực tiếp với lưới điện 3 pha mà không cần biến thế.

 tính công suất cần thiết để động cơ làm việc:

Trong đó: Pct- công suất cần thiết

Pt- công suất tính toán

η- hiệu suất truyền động

Mà: Pt được tính bởi công thức: (2.14):

T

t t T

T

t t T

T

ck ck

ck

3

2 2

2 1

2

.1

3

1

2

1

Ta có: η η η η

br ol

d 2

= = 0,95 0,992 0,95= 0.88

Theo bảng (2.3): ηd=`0,95:hiệu suất bánh đai

- ηol=0,99:suất ổ lăn

- ηbr =0,95:suất bánh răng

Vậy công suất cần thiết: 8,86

8,0

8,

=

 Xác định sơ bộ số vòng quay đông bộ

Tỉ số truyền toàn bộ u tcủa hệ thống dẫn động được tính theo công thức: (2.15)

Như vậy động cơ được chọn phải có công suất p dcvà số vòng quay đồng bộ

thoã mãn điều kiện:

p p

sb db

ct dc

và có mômen mở máy thoả mãn điều kiện:

dn

k mm

T

T T T

≤

W P

sc

ct

/960

86,8

Từ đó ta chọn động cơ Ddk63-6

P=10 kw

N= 960 v/p Thông sô của động cơ:

Trong đó: u n- tỉ số truyền ngoài hộp giảm tốc

u h- tỉ số truyền của hộp giảm tốc

từ bảng 2.4 trang 21 (tập 1) chọn sơ bộ trị số u n =3.15

vậy : uh= 3.81

15.3

 Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục:

- công suất trên trục II

p2=N=9kw

- công suất trên trục I:

95.099.0

6,9

=

d dc

p

- Xác định số vòng quay trên các trục:

3203

số vòng quay n, v/ph

Mômen xoắn T,Nmm

CHƯƠNG II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

 Chọn loại đai thang thường:

1/ Từ công suất và số vòng quay của động cơ, tra bảng 4.1(tập 1) chọn tiết diện đai Б

2/ đường kính bánh đai nhỏ: tra bảng(4.13), (tập 1), chọn d1 =180)

- Kiểm nghiệm vận tốc đai:

V= = =

60000

960.180.60000

9,04) thoả mản điều kiện v <25 m/s nên ta chọn đai thang thường

- Đường kính bánh đai lớn: ct (4.2), với ε =0.02

d2 =d1.u.(1−ε)=180.3.(1−0.02)=529,2 (mm)

Tra bảng 4.21, chọn đường kính theo tiêu chuẩn d2 =560 (mm) Vậy tỉ số truyền thực tế:

=

∆ u t u u

-Theo bảng 4.14, chọn sơ bộ khoảng cách trục a = 1.d2 = 560 mm

3/ Tính chiều dài đai theo công thức (4.4 )

560.4

18056005.560180560.24

)(

)(

1 2 2 1

a

d d d d

04,9

10/s 5/ Tính khoảng cách trục a trên chiều dài tiêu chuẩn l = 2500mm

82,13382

= − − °= − − ° =146.21°

94.640

57)180560(18057

)(

d d

25,1.6,

- theo công thức: (4.19), d F v

z vc

k p

α

1 0

25.16,9

Đơn vị

[ ]σH 2=510 464

1,11

Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra NHE đều lớn hơn NHOnên KHL=1

Do đó: [ ]σH ’= [ ]σH 2=464Mpa

Theo (6.7):

N = ∑ 6 1 1

max)/(

δ

δ =

[ ]

75.1

11486

11396

2 3

2

1

4.081,3464

051.1286500)

181,3(5.49

.)

1(

ba H

H a

w

u

k T u

k a

ψδ

2492)1(

=

u m

)(z1 z2m

246 mm lấy a w=246 mm.

Do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng cách trục từ: 246 mm→249 mm.

m

a w

0 mm Theo (6.27), góc ăn khớp:

cos = .2..cos =164×23××246cos(20 ) =



w

t tw

)1(2

w m w

m H H

m H

d u b

u k T z z

z

α

β

1.754 với bánh răng thẳng, dùng (6.36a) tính zε

1(2.388

⇒ zε =0.868

- đường kính vòng lăn bánh nhỏ

134130

24621

2

1

m

w w

u

a d

102 mm.

Theo (6.40),

7.160000

32010214.360000

2467

,173006.0

1

1

1

α

β H H

w w H Hv

k k T

d b v

)1(2

w m w

m H H

m H

d u b

u k T z z

)18,3(1,22865002

868,0754,1274

H

Với v = 1.46 m/s < 5m/s, nên zv= 1

Cấp chính xác động học là cấp 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là cấp 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra=10….40µm, do đó zR=0,9 ; với da

<700mm, KxH= 1,

1

1 1

m d b

Y Y Y K T

w w

102989.15

Do đó : KF=K FβK FαK FV =1,1×1×1,25=1.34

- với εα =1,74 ; Y 0,6

74,1

6.380

1

2 1

F

F F F

Y

Y

σ

e/ Kiểm nghiệm răng về quá tải:

heo (6.48) với Kqt=Tmax/T = 2,2

1 chọn vật liệu chế tạo trục đối với hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình là thép 45 thường hoá.

1

102

2865002

2

t w

28.206,5617

tw t

βα

≥

trong đó: T – là mômen xoắn (Nmm)

[ ]τ - là ứng suất xoắn cho phép(MPa)

[ ]τ =15…30MPa với vật liệu là thép CT45, thép 45, 40X.

d1=3 1[ ]

)202,0(

286500)

T

; lấy d2=45

(5.0

5,652

2315152

4822

13 11

2 1 0 13 13

3 2

0 3

12

12 12

=+++

=

=

=

=+++

=+++

k k b l l

L L

b h k l

l l L

m

n m

c

x y

Ft Fr1

FBy

FBx

FAy

FAx Fr

−

−

=

=++

=

=++

=

=+++

=

∑

∑

0)(

0)(

00

3 2 2

1 1

3 2 2

1

1 1

l l FBx l

F l

F

My

l l FBy l

F

Mx

F FBy FAy

y

F F FBx FAx

x

t r

r

r

r t

+

×

=

=+

+

=

=+

++

=

∑

∑

0)5,605,60(5

,606,56175

,605,656,1670

0)5,605,60(5

,603,2022

03,2022

06,16706

,5617

FBx My

FBy Mx

FBy FAy

y

FBx FAx

15,1011

15,1011

7,5314

FBx

FBy

FAy

FAx

x y

Ft Fr1

FBy

FBx

FAy

FAx Fr

M D

C B

2 2

3 3

1 1

,656,1670

0

My Mx

2

0

l F M

M

r B y

B x

0

2

2

B y

B x

M M

=

=

2 2

1 2

2 2

.)

(

z FAx z

l F M

z FAy M

r C y

C x

=

=

2 1

2

2 2

)(

z FAx F

l F M

z FAy M

r r

C y

C x

=

=

2 2

1 2

2 2

)(

l FAx F

l F M

l FAy M

r C y

C x

,1670(5,656,1670

5,6015,1011

2

2

C y

C x

M

M

5,61174

2

2

C y

C x

M M

3 3

z FBx M

z FBy M

3 3

l FBx M

l FBy M

y x

5,666195

,6015,1101

109425,2

256988

264843,7

=37,55

- Vì tại đây lắp then nên tăng 4%

3.02.0

=

Tra bảng (15.10): chọn Dt= 120

120

3581252

25.0

2572

13 1

2 =l =l =

l

Fr3FBy2

FBx2 Fr2

−+

++

=

=++

−

=

=

−+

=

=

−

−+

=

∑

∑

0)(

)(

0)(

00

2 1 2 1

2 3 2 1 3

2 1 2 1

2

2 2 2

3 2 2 2

l l FBx l

F l l l F M

l l FBy l

F M

F FBy FAy

y

F F FBx FAx

x

t r

y

r x

r

r t

−

×+

++

=

=+

=

=

−

−+

=

∑

∑

0)5,605,60(5

,606,5617)

5.785,605,60(1492

0)5,605,60(5

,603,2022

03,2022

014926

,5617

2 2

2 2

2 2

FBx M

FBy M

FBy FAy

y

FBx FAx

x

y x

15,10111841

2 2 2 2

FBx FBy FAy FAx

1 2 20

z FAx M

z FAy M

1 2 20

l FAx M

l FAy M

,601841

75,611595

,6015.1011

=

++

−

=

2 2 2 1 2

2

2 2 2 1 2 2

.).(

.).(

l F l l FA

M

l F l l FA

M

R X

Y

R Y

,603,2022121

+

−++

=

=

3 21 3

2 2 3 2 1 2

3

3

)()(

0

l F l l Ft l l l F

M

M

Ax Ax

Tính Kiểm Nghiệm Trục Về Độ Bền Mỏi :

Khi xác định đường kính trục hoặc chưa xét tới một số yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của trục Như đặc tinhsthay đổi của chu kì ứng suất ,sự tập trung ứng suất ,yếu tố kích thước v.v

Ta cần kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục :

S S S

J J

J J

+

τ δ

τ δ

Trong đó [ ]s = 1,5-2,5 hệ số an toàn cho phép

SδJ , SτJ Hệ số an toàn xét riêng ứng xuất tại các tiết diện

mj aj

δ

δ δ

1+

mj aj

dj

JK

S

τ ψ δ

τ

τ τ

- δaj , τaj ,δmj ,τmj : là biên đội và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp

tại tiết diện J

2

min maxj j aj

mj

W

T

22

d

t d t b dj

.2

)(

.32

−

= π

Tra bảng (9.1a/173) ta có :

b = 12 (cm) kích thước tiết diện then

t1= 5 chiều rộng rảnh then trên trục

40.2

)540(5.1232

40.14,

=

−

−

Waj= 11641

2

)(.16

2 1

−

dj

t dj t b

mj

W

T

.2

1

π

11641.2

76 , 1

τ

δ

k k

73 , 0

τ

δ

ε ε

k k

1

1.106,173,0

76,

1106,177,0

54,

05,0

τ

δ

ψ

ψ

s τ j

mj yj

6,216

d

t d t b dj

.2

)(

.32

−

= π

Tra bảng (9.1a/173) ta có :

b = 14 (cm) kích thước tiết diện then

t1= 5,5 chiều rộng rảnh then trên trục

45.2

)5,545(5,5.1432

45.14,

=

−

−

W= 16548,4

2

)2(2.16

2 3

W

M

7,7606

4,126779

46,1τ

δ

k k

72,0

τ

δ

εε

1

05,0

.1,

δ là ứng suất uốn: 60,5

.1,0

22

22 =

d qt

M κ

τ là ứng suất xoắn : 14

.2,

 Chọn ổ lăn: Do không có lực dọc trục, chỉ chịu lực hướng tâm nên ta chọn ổ bi đỡ 1

dãy - cỡ trung Với đường kính ngõng trục d = 35 mm, chọn kiểu 307 (bảng P2.7 [2])

- Lực hướng tâm tại gối:

Với ổ bi: m = 3, Lh = 10000 giờ

Tuổi thọ của ổ lăn:

 Chọn ổ lăn Với đường kớnh ngừng trục d = 60 mm,.

- Lực hướng tâm tại gối:

Với ổ bi: m =3, Lh = 10000 giờ

Tuổi thọ của ổ lăn:

Quan hệ kích thước của các phần tử cấu tạo vỏ hộp đúc bằng gang

 Lấy d2 = 16 mmBulông ghép bích nắp và

thân- d3

d3= (0,8÷0,9)d2 = (0,8÷0,9)16= M14

 Lấy d3 = 14 mm÷Vít ghép nắp ổ- d4 d4 = (0,6÷0,7)d2 = (0,6÷0,7)16 =10 Lấy d4

= 10 mmVít ghép nắp cửa thăm-d5 d5 = (0,5÷0,6)d2 = (0,5÷0,6)16 = 9 

Lấy d5 = 9 mmKích

ghép nắp

và thân

Chiều dày bích thân hộp- S3 S3 = (1,4÷1,8)d3 = (1,4 ÷1,8).14= 20 mm

Lấy S3 = 20 mmChiều dày bích nắp hộp- S4 S4= (0,9÷1)S3 = 18 mm

(200÷300)=(750+352)/200=3,79Lấy Z = 4

PHẦN 5: BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP

A.Bánh răng

1.Điều chỉnh ăn khớp bánh răng

Sai số về chế tạo các chi tiết theo kích thước chiều dài và sai số về lắp ghép làm cho vị trí bánh răng trên trục không chính xác Trong hộp giảm tốc bánh răng trụ, để bù vào sai

số đó thường lấy chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên so với chiều rộng bánh răng lớn 10%

Ta có thể dùng phương pháp điều chỉnh sau để đảm bảo độ chính xác về ăn khớp của bộtruyền: Dịch chuyển trục cùng với các bánh răng đã cố định trên nó nhờ bộ đệm điều chỉnh có chiều dày khác nhau lắp giữa nắp ổ và vỏ hộp Độ chính xác phải đạt được không thấp hơn 0,05mm

2.Bôi trơn Hộp giảm tốc

Bôi trơn ngâm dầu

Dầu bôi trơn hộp giảm tốc

Chọn độ nhớt để bôi trơn dầu phụ thuộc vào vận tốc, vật liệu chế tạo bánh răng tr theo bảng 18.11/100 Thiết kế HTDĐ2 ta chọn độ nhớt của dầu ở 50°(100°)C là ( )

( )216

11186

Từ độ nhớt đã chọn này tuỳ vào phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc ta chọn loại dầu bôi trơn cho phù hợp theo bảng 18.13/101 Thiết kế HTDĐ2

Yêu cầu bôi trơn

Đối với bánh răng cấp chậm khoảng 1/4 bán kính

Lượng dầu bôi trơn thường khoảng 0,4 đến 0,8 lít cho 1kW công suất truyền

Theo tính toán trên thì điều kiện bôi trơn đã thoả mãn

B.ổ lăn

1.Điều chỉnh khe hở của ổ lăn

Khe hở dọc trục cho phép đối với ổ

Giới hạn cần thiết của khe hở dọc trục có thể đạt được bằng cách điều chỉnh

Tra bảng 15.12/Thiết kế HTDĐ2 ta có số liệu sau

Theo Bảng 15.15a Thiết kế HTDĐ2

Cần thay mỡ hoàn toàn sau một thời gian nhất định, thường thay mỡ lúc sửa chữa định kì

Khi bôi trơn bằng mỡ ta dùng thêm vòng chắn mỡ che không cho các mảnh kim loại hoặc những tạp chất khác từ dầu chứa trong hộp bắn vào

Tính lượng mỡ bôi trơn

Lượng mỡ tra vào ổ lần đầu có thể xác định như sau:

Trường ĐH công nghiệp Tp.HCM Khoa cơ khí

PHẦN 1 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

Chọn động cơ điện 4

Phân phối tỉ số truyền 5

Tính toán tốc độ quay, momen, công suất trên các trục 5

PHẦN 2 Thiết kế các bộ truyền 1.Chọn loại Đai……… 6

2.Các thông số……… 8

3.Kiểm nghiêm của Đai……… 9

PHẦN 3 Thiết kế hộp giảm tốc 1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ 10

2 Tính ứng suất tiếp……… 12

3 Tính ứng suất uốn……… 15

4 Tính bộ truyền cấp chậm……… 16

5 Xác định ăn khớp……….18

6 Kiểm nghiêm răng……… 19

7 Các thông số………20

PHẦN 4 Thiết kế trục 1.chọn vật liệu……… 21

2.trục 1……… 22

3.trục 2……… 24

4 Kiểm nghiện mỏi……… 27

5 Kiểm nghiệm tĩnh……….33

6.Chọn ổ lăn……… 34

PHẦN 5 khớp nối Thiêt kế vỏ hộp giảm tốc……… 34

PHẦN 6 Bôi trơn và điều chỉnh sự ăn khớp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí 2 tập

Tác giả: Trịnh Chất, Lê Văn Uyển

Thiết kế chi tiết máy

Tác giả: Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm

Giáo trình chi tiết máy 2 tập

Tác giả: Nguyễn Trọng Hiệp

HD: Sv 3

Trường ĐH công nghiệp Tp.HCM Khoa cơ khí

HD: Sv 4

Trường ĐH công nghiệp Tp.HCM Khoa cơ khí

HD: Sv 5