THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG TRỤC VÍT BÁNH VÍT, THS. ĐOÀN YÊN THẾ

Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Mục lục : Lời nói đầu Phần : Chọn động dẫn động Phần : Phân phối tỷ số truyền Phần : Thiết kế truyền I , Thiết kế truyền trục vít bánh vít cấp nhanh : 1, Chọn vật liệu chế tạo 2, ứng suất cho phép 3, Thiết kế truyền trục vít bánh vít 4, Kiểm nghiệm bền truyền trục vít bánh vít II, Thiết kế truyền bánh trụ thẳng cấp chậm 1, Vật liệu chế tạo bánh 2, ứng suất cho phép 3, Thiết kế truyền bánh trụ thẳng 4, Kiểm nghiệm bền truyền bánh trụ Phần : Thiết kế truyền bánh trụ để hở I, Vật liệu chế tạo truyền II, Tính toán ứng suất cho phép III, Thiết kế truyền IV, Kiểm nghiệm truyền theo độ bền uốn V, Kiểm nghiệm bền tiếp xúc tải VI, Các thông số truyền Phần : Thiết kế trục I, Chọn vật liệu II, Tính thiết kế trục 1, Xác định lực tác dụng lên trục 2, Tính sơ trục 3, Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 4, Xác định chiều dài đờng kính đoạn trục III, Tính chọn then 1, Chọn then 2, Kiểm tra bền then IV, Kiểm nghiệm bền mỏi trục độ bền mỏi Trang Trang 9 10 12 13 17 17 17 20 22 29 29 29 31 32 34 34 35 35 35 35 37 38 40 48 48 49 50 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế V, Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Phần :Tính chọn ổ lăn I, Chọn loại ổ lăn II, Chọn cấp xác ổ lăn III, Chọn kích thớc ổ lăn 1, Chọn ổ theo khả tải động IV, Các biện pháp công nghệ ổ lăn 1, Gối đỡ ổ 2, Cố định ổ trục 3, Cố định ổ vỏ hộp giảm tốc 4, Điều chỉnh khe hở ổ lăn 5, Bôi trơn ổ lăn 6, Lót kín phận ổ V, Thiết kế khớp nối trục Phần : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc I, Chọn bề mặt ghép nắp thân II, Xác định kích thớc vỏ hộp III, Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 1, Bu lông móc vòng móc vòng 2, Chốt định vị 3, Cửa thăm 4, Nút thông 5, Nút tháo dầu 6, Kiểm tra mức dầu Phần : Lắp ghép , dung sai I, Chọn cấp xác II, Kiểu lắp dung sai tiết máy quay trục III, Kiểu lắp dung sai lắp ghép ổ lăn IV, Kiểu lắp dung sai mối ghép then V, Dung sai hình dáng vị trí bề mặt Trang 55 57 57 57 58 58 64 64 64 64 65 65 66 66 67 67 67 69 69 69 70 71 71 72 73 73 73 74 74 75 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Lời nói đầu : Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí nội dung thiếu nhiều chơng trình đào tạo kỹ s khí nhằm cung cấp kiến thức kết cấu máy Đồ án môn học thiết kế hệ dẫn động khí áp dụng kiến thức học đợc vào việc thiết kế hệ dẫn động cụ thể Qua đồ án giúp em có nhìn cụ thể ngành nghề khí nói chung chế tạo máy nói riêng Trong trình thực đồ án em cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình Th.sỹ Đoàn Yên Thế Sự giúp đỡ thầy giúp em nhanh chóng hoàn thành nhiệm vụ Khi thiết kế em tham khảo tài liệu tính toán thiết kế hệ dẫn động khí ( tập ) PGS.PTS Trịnh Chất PTS Lê Văn Uyển Trang SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Phần : Chọn động dẫn động Chọn động điện để dẫn động máy móc thiết bị công nghệ giai đoạn trình tính toán thiết kế máy Trong trờng hợp dùng hộp giảm tốc động biệt lập, việc chọn loại động ảnh hởng nhiều đến việc lựa chọn thiết kế hộp giảm tốc nh truyền hộp Muốn chọn loại động cần hiểu rõ đặc tính phạm vi sử dụng loại đồng thời cần ý đến yêu cầu làm việc cụ thể thiết bị cần đợc dẫn động Trong loại động điện ta nhận thấy động điện ba pha không đồng rôto ngắn mạch có đặc điểm sau : Kết cấu đơn giản, giá thành tơng đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy , mắc trực tiếp vào lới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện Nhng lại có nhợc điểm : Hiệu suất hệ số công suất thấp (so với động ba pha đồng ), không điều chỉnh đợc vận tốc (so với động điện chiều động ba pha không đồng rôto dây ) Nhờ có nhiều u điểm , động xoay chiều ba pha không đồng rôto ngắn mạch đợc sử dụng phổ biến ngành công nghiệp Để dẫn động thiết bị vận chuyển, băng tải, xích tải , thùng trộn ta sử dụng loại động Để chọn động ta tiến hành theo bớc sau : - Tính công suất cần thiết động cơ; - Xác định sơ số vòng quay đồng động ; - Dựa vào công suất số vòng quay đồng kết hợp với yêu cầu tải, mômen mở máy phơng pháp lắp đặt động để chọn kích thớc động phù hợp với yêu cầu thiết kế 1, Xác định công suất động : Pct = Pt/t ( 1- ) Với t = 1.2.3.43 ( 1- ) gọi hiệu suất toàn bộ truyền 1- hiệu suất truyền ngoài; 2- hiệu suất truyền trục vít bánh vít ; 3- hiệu suất truyền bánh hộp giảm tốc ; Trang SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế 4- hiệu suất cặp ổ lăn Tra bảng 2-3 trang 19 sách thiết kế hệ dẫn động khí ( TKHDĐCK ) tập 1, ta đợc giá trị sau : = 0,93 = 0,80 = 0,96 = 0,99 Thay vào ( 1- ) ta đợc : t = 0,6930 Xác định công suất tính toán : Theo đề công suất dẫn động lò quay P = KW ; tải trọng không đổi trình làm việc chịu va đập nhẹ Nh ta lấy công suất dẫn động lò quay công suất thiết kế Thay Pt = Kw , t = 0,6930 vào công thức ( 1- ) ta thu đợc : Pct = 8,658 Kw 2, Xác định số vòng quay sơ động : nsb = nlv.ut ( 1- ) nlv số vòng quay công tác ; ut tỷ số truyền hệ thống dẫn động Ta lấy số vòng quay lò quay số vòng quay làm việc , nh : nlv = ( vòng/phút ) ut = uh.un ( 1- ) Trong uh tỷ số truyền hộp giảm tốc , un tỷ số truyền truyền Tra bảng 2- trang 21 sách TKHDĐCK tập , ta chọn : uh = 80 ; un = Thay vào ( 1- ) ta đợc : ut = 80.4 = 320 Thay ut = 320 ; nlv = ( vòng/phút ) vào công thức ( 1- ) ta đợc nsb = 320 = 2880 ( vòng/phút ) Nh với kết tính đợc : Pct = 8,658 Kw ; nsb = 2880 dựa vào phụ lục P1.3 trang 236 sách TKHDĐCK tập ta chọn động có số hiệu 4A132M2Y3 Các thông số động 4A132M2Y3: n sb = 3000 vòng/phút Pđc = 11 Kw , nđc = 2907 ( vòng/phút ), cos = 0,90 Trang SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế = 88,0 % , Tmax/Tdn = 2,2 ; Tk/Tdn = 1,6 Kiểm tra điều kiện mở máy động : Tk/Tdn = 1,6 > Tmm/T = 1,3 Nh động 4A132M2Y3 phù hợp Trang SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Phần : Phân phối tỷ số truyền toàn hệ thống 1, Tỷ số truyền toàn hệ thống : Tỷ số truyền toàn hệ thống đợc xác định theo công thức sau : ut = nđc/ nlv = 2907/9 = 323 Với sai số cho phép vận tốc = % 2, Phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc truyền : ut = uh.un ( 2- ) Do truyền truyền bánh nên ta chọn u n = dựa vào bảng 2- trang 21 sách TKHDĐCK tập Còn tỷ số truyền hộp giảm tốc đợc xác định dựa vào công thức ( 2- ) Thay ut = 323 un = vào công thức ( 2-1 ) ta đợc : uh = 80,75 3, Phân phối tỷ số truyền hộp giảm tốc : Tỷ số truyền hộp giảm tốc đợc tính theo công thức : uh = u1 u2 (2-2) Trong : u1 tỷ số truyền cấp nhanh trục vít - bánh vít u2 tỷ số truyền cấp chậm : hai bánh trụ Theo yêu cầu thiết kế hộp giảm tốc trục vít - bánh , ta chọn VL chế tạo bánh thuộc nhóm I , với thẳng nên c = Tra theo đồ thị hình 3-24 trang 49 sách TKHDĐCK tập 1, ta có : Với uh = 80 u1 = 22 ; Với uh = 100 u1 = 27 ; Dùng nội suy với uh = 80,75 u1 = 22,0375 Thay uh = 80,75 ; u1 = 22,0375 vào công thức (2 - ) ta thu đợc : u2 = 3,667 Với sai số cho phép = % ta lấy gần : u = 22,0 u2 = 3,67 4, Xác định công suất, mômen số vòng quay trục : Dựa vào công suất cần thiết Pct động sơ đồ hệ thống dẫn động , tính đợc trị số công suất , mômen số vòng quay trục , phục vụ cho bớc tính toán thiết kế truyền , trục ổ Trang SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế a, Trục I : PI = Pct ôl = 8,658 0,99 = 8,57142 Kw ; nI = nđc = 2907 ( vòng /phút ) T1 = 9,55.106.PI/n1 = 9,55.106.8,57142/2907 = 28158,6 Nmm b, Trục II : PII = PI ôl.vít = 8,57142 0,80 0,99 = 6,7886 Kw ; nII = uI/ u1 = 2907/22,0 = 131,896 ( vòng/phút ) ; TII=9,55.106.PII/nII = 9,55.106.6,7886/131,896= 491532,2 Nmm c, Trục III : PIII = PII br ôl =6,7886 0,99 0,96 = 6,4519 Kw ; nIII = nII/u2 = 131,896 / 3,664 = 35,9978 ( vòng/ phút ); TIII = 9,55.106.PIII/nIII = 9,55.106.6,4389/35,9987 = 1711650 Nmm Từ kết ta lập bảng sau : Bảng : Động Công suất (Kw) Tỷ số truyền Số vòng quay Mômen xoắn 11 2907 I II III 8,57142 6,7886 6,4519 22,0 3,67 2907 131,896 35,9978 28158,6 491532,2 1711650 Phần : Thiết Kế truyền Trang SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Theo đầu đề thiết kế ta phải thiết kế truyền truyền hộp giảm tốc Theo đầu đề thiết kế hộp giảm tốc loại trục vít - bánh Loại hộp giảm tốc đợc sử dụng tỷ số truyền u = 50 130 đặc biệt lên đến u = 480 So với hộp giảm tốc bánh - trục vít, hộp giảm tốc trục vít bánh có u điểm : - Hiệu suất cao - Kích thớc bánh vít nhỏ ( truyền trục vít đặt cấp nhanh nên mômen xoắn nhỏ ) tiết kiệm đợc kim loại màu quý để chế tạo bánh vít Thế nhng truyền bánh - trục vít lại có u điểm : - Khuôn khổ kích thớc hộp gọn - Vận tốc trợt nhỏ dùng động quay nhanh để dẫn động hộp giảm tốc, đồng thời dùng đồng không thiếc rẻ để chế tạo bánh vít I, Thiết kế truyền Trục vít - bánh vít : 1, Vật liệu truyền trục vít - bánh vít : Truyền động trục vít gồm trục vít bánh vít ăn khớp Nó đợc dùng để truyền chuyển động trục chéo , thờng góc hai trục 900 Do trục chéo nh nên truyền động trục vít xuất vận tốc trợt vt hớng theo ren trục vít, trợt dọc làm tăng mát ma sát, làm giảm hiệu suất, tăng nguy hiểm dính mòn Vì đặc điểm cần đợc ý trình thiết kế truyền động trục vít Vì truyền trục vít xuất vận tốc trợt lớn điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn ma sát ớt không đợc thuận lợi nên cần phối hợp vật liệu trục vít bánh vít cho cặp vật liệu có hệ số ma sát thấp, bền mòn giảm bớt nguy hiểm dính Mặt khác tỷ số truyền u lớn , tần số chịu tải trục vít lớn nhiều so với bánh vít nên vật liệu trục vít phải có tính cao vật liệu bánh vít Bánh vít thờng đợc chế tạo từ vật liệu có tính chống dính tốt khả giảm ma sát Trang SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Để thuận tiện thiết kế ta chọn vật liệu dựa vào trị số vận tốc trợt vt Trị số vt đợc tính theo công thức kinh nghiệm : vt = 8,8 10-3( PI.u.nI2)1/3 (3-1) Trong : PI - công suất trục trục vít u - tỷ số truyền truyền trục vít nI - số vòng quay trục vít Dựa vào bảng ta có PI = 8,658 Kw ; u1 = 22,04 ; nI = 2940 vòng/phút Thay vào công thức ( - ) ta có : vt = 8,8 10-3.(8,658 22,04 29072)1/3 = 10,319 m/s Dựa vào vt nh ta chọn vật liệu làm bánh vít đồng thiếc kẽm chì ( thuộc nhóm I ) có ký hiệu bpOC 6-3-3 ,đúc khuôn kim loại Cơ tính vật liệu chế tạo bánh vít : Giới hạn bền b = 200 MPa ; giới hạn chảy ch = 100 MPa Vì tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu chế tạo trục vít loại thép Cácbon đợc cải thiện đạt độ rắn HB < 350 Để tiện cho việc chế tạo ta chọn vật liệu chế tạo trục vít loại thép 50 dùng chế tạo bánh nhỏ truyền bánh hộp giảm tốc loại có tính : Độ rắn HB = 245 , giới hạn bền b = 800 MPa , giới hạn chảy ch = 530 MPa 2, Xác định ứng suất cho phép : Trong tính toán ứng suất cho phép truyền trục vít - bánh vít có số điểm sau mà ta cần lu ý : - Vì bánh vít làm đồng không thiếc có tính thấp nhiều so với trục vít thép nên để thiết kế , cần xác định ứng suất tiếp xúc cho phép ứng suất uốn cho phép bánh vít Đơng nhiên ứng suất cho phép phụ thuộc vào độ rắn mặt ren trục vít phơng pháp gia công lần cuối mặt ren trục vít - Với bánh vít làm đồng thau không thiếc dạng hỏng dính nguy hiểm , ứng suất tiếp xúc cho phép đợc xác định từ điều kiện chống dính , phụ thuộc vào trị số vận tốc trợt mà không phụ thuộc vào số chu kỳ chịu tải , nói khác ứng suất tiếp xúc cho phép Trang 10 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Trục II có Fr2 = 1035,736 N ; Fa2 = 437,786 N Và loại ổ chọn bi đỡ chặn có góc = 120 Số vòng quay trục II : nII = 131,896 vòng/phút Thay vào công thức ( 6-2 ) ta thu đợc L = 182,21 triệu vòng Tính tải trọng quy ớc Q : Dựa vào bảng 11.4 ta đợc X = 1; Y = Tính phản lực hớng tâm gối đỡ trục II : 2 Fr0 = Fl y 20 + Fl x 20 = 3567,487 + 2864,69 = 4575,3 N Fr1 = Fl y221 + Fl x221 = 5885,669 + 2996,5 = 6604,55 N Các lực dọc trục tác dụng lên ổ đỡ : Fa0 = Fs1 - Fat = 1981,365 - 437,736 = 1543,629 N Fa1 = Fs0 - Fat = 1372,59 - 437,736 = 934,854 N Trong : Fs0 = e.Fr0 = 0,3.4575,3 = 1372,59 N Fs1 = e.Fr1 = 0,3.6604,55 = 1981,365 N Vậy thay vào (6-3) ta có : Q0 = (XVFr0 + YFa0 )kt.kđ = 4575,3 N Q1 = ( XVFr1 + YFa1)ktkđ = 6604,55 N Vậy Q = 6604,55 N = 6,604 kN Thay giá trị Q = 6,6 kN ; m = 3; L = 182,21 triệu vòng vào công thức ( 6-1 ) : Cd = 6,6.3 182,21 = 37,42 kN Dựa vào Cd = 37,42 kN ; dngõng trục = 45 mm ta chọn loại ổ bi đỡ - chặn có ký hiệu 46309 Các thông số ổ 46309 : Ký hiệu d , mm D , mm ổ 46309 45 100 b=T, mm 25 r ,mm r1 , mm C , kN C0 , kN 2,5 1,2 48,1 37,7 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : Ta có : Qo = X0Fr + Y0Fa = 0,5 6604,629 + 0,47.437,736 = 3508,05 N = 3,5 kN Trang 62 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế So sánh với Fr = 6604 N = 6,6 kN ta lấy Qt = 6,6 kN Do Qt = 6,6 kN < C0 = 37,7 kN Nên khả tải tĩnh đảm bảo Kiểm tra khả quay nhanh ổ : dm = 58,75 mm [ dmn] = 1,3.105 k1 = D = 100 mm k2 = 0,9 với ổ trung hẹp k3 = 0,95 Thay vào công thức (6-9) ta đợc : nth = 1,3.10 5.1.0,9.0,95 = 1891,92 vg/ph >> nII = 132 vg/ph 58,75 c, Tính chọn ổ cho trục III : Vì trục III không chịu lực dọc trục nên ta chọn loại ổ bi đỡ dãy Nh tải trọn động quy ớc đợc xác định theo công thức : Q = (XVFr+YFa)kđkt = XVFrktkđ Trong Fr tải trọng hớng tâm tác dụng lên gối đỡ : Fr0 = Fl x230 + Fl y230 = 12264,37 + 4449,2 = 13046,46 N Fr1 = Fl x231 + Fl y231 = 10086,32 + 27619,87 = 29403,82 N Vậy : Q0 = 1.1.13046,46 = 13046,46 N = 13,046 kN Q1 = 29403,82 N = 29,40382 kN Số vòng quay trục : nIII = 36,9978 vòng/phút Thay vào ( 6-3 ) ta đợc L = 55,4967 triệu vòng Thay m = 10/3 ; L = 55,4967 triệu vòng ; Q = 29,40382 kN vào công thức ( 6-1 ) ta đợc : Cd = 29,4038210 / 55,4967 = 98,10 kN Dựa vào bảng phụ lục P2.8 với C d = 98,1 kN dngõng trục = 90 ta chọn loại ổ đũa có ký hiệu 318 Các thông số ổ đũa trụ ngắn đỡ B , mm r , mm C , kN C0 , kN Ký hiệu ổ d , mm D , mm 318 90 190 43 4,0 112,0 101,0 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ : Qt = Fr = 29,04 kN Trang 63 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Ta thấy Qt < C0 nên khả tải tĩnh ổ đảm bảo IV, Các biện pháp công nghệ ổ lăn : 1, Gối đỡ trục : Tuỳ theo phơng pháp cố định vị trí ổ theo phơng dọc trục, gối đỡ trục đợc chia làm hai loại : Gối đỡ trục tuỳ động, gọi gối tuỳ động, cho phép trục di chuyển dọc trục hai phía Gối đỡ trục cố định , gọi gối cố định, hạn chế di chuyển trục theo phía hai phía Vì hộp giảm tốc mà ta thiết kế hộp giảm tốc trục vít - bánh máy quay chiều nên ta sử dụng gối đỡ trục cố định hạn chế di chuyển trục theo phía 2, Cố định ổ trục : Ta cố định mặt đầu vòng ổ lăn vít 3, Cố định ổ vỏ hộp Có hai cách cố định dùng vòng chắn dùng vành tỳ lên vỏ hộp Ta dùng vòng chắn phơng pháp đơn giản gia công lỗ rãnh lỗ hộp, kết cấu đơn giản, làm việc chắn, chịu lực Trang 64 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế dọc trục không tác động phía lò xo phơng pháp vòng ổ lăn đợc đặt mặt tì nắp vòng chắn 4, Điều chỉnh khe hở ổ lăn : Sự tồn khe hở ổ lăn ( khe hở dọc trục khe hở hớng tâm ), nh biến dạng trục dới tác dụng ngoại lực nguyên nhân làm trục bị đảo dao động Cần phải phân biệt loại khe hở sau : Khe hở ban đầu ( đo đợc ổ trạng thái tự ), khe hở lắp ghép ( đo đợc lắp ổ trục vào vỏ hộp ) khe hở làm việc ( đo đợc ổ chịu tải trọng nhiệt độ trạng thái làm việc ) Khe hở ảnh hởng đến phân bố tải lăn độ bền lâu ổ Lựa chọn khe hở thích hợp có khả làm giảm tiếng ồn, giảm dao động, tăng độ cứng gối trục Khi điều chỉnh ổ ta cần xác định khe hở dọc trục bé mà trình sử dụng không phát sinh độ dôi biến dạng nhiệt Dựa vào bảng 15-11 15-12 trang 40 sách TKHDĐCK tập ta có : Khe hở cho phép ổ bi đỡ chặn (àm) trục II ( d = 90 mm ) : = 50; max = 100 Khe hở cho phép ổ đũa côn ( àm ) trục vít : = 40 ; max = 70 5, Bôi trơn ổ lăn : Khi đợc bôi trơn kỹ thuật, ổ không bị mài mòn chất bôi trơn giúp tránh không để chi tiết tiếp xúc trực tiếp với Ma sát ổ giảm, khả chống mòn ổ tăng lên, khả thoát nhiệt tốt hơn, bảo vệ bề mặt không han rỉ, đồng thời giảm đợc tiếng ồn Về nguyên tắc, tất loại ổ lăn bôi trơn mỡ dầu, riêng vòng bi tự lựa lòng cầu thờng bôi trơn dầu , trừ trờng hợp vòng quay thấp bôi trơn mỡ Chất bôi trơn đợc lựa chọn dựa chế độ làm việc số vòng quay ổ So với dầu việc bôi trơn mỡ đợc giữ ổ dễ dàng hơn, đồng thời khả bảo vệ ổ tránh tác động tạp chất độ ẩm Mỡ dùng cho ổ làm việc lâu dài, độ nhớt thay đổi nhiệt độ thay đổi nhiều Trang 65 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Nhờ có u điểm bật ta dùng mỡ để bôi trơn cho loại ổ mà ta dùng 6, Lót kín phận ổ : Lót kín phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mòn han rỉ Ngoài , lót kín phận ổ đề phòng dầu chảy Tuổi thọ ổ lăn, đặc biệt ổ làm việc môi trờng có nhiều bụi bặm chất hoá học, phụ thuộc rát nhiều vào phận lót ổ ta sử dụng lót ổ bạc chặn ( phía ổ để ngăn dầu tràn từ ) V, Thiết kế khớp nối trục : Ta sử dụng khớp nối trục đàn hồi để nối trục từ động sang trục vít Nhờ có phận đàn hồi nối trục đàn hồi có khả : giảm va đập chấn động , đề phòng cộng hởng dao động xoắn gây nên bù lại độ lệch trục ( làm việc nh nối trục bù ) Nối trục có phận đàn hồi vật liệu phi kim rẻ đơn giản, đợc dùng để truyền mômen xoắn nhỏ trung bình ( đến 10000 Nm ) Khi giá trị mômen xoắn lớn, thờng dùng khớp nối trục có phận đàn hồi kim loại mômen trục vít 28158 Nmm nên ta dùng khớp nối có phận đàn hồi cao su Trang 66 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Phần : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc Vỏ hộp giảm tốc có nhiều dạng khác nhau, song chúng có chung nhiệm vụ : bảo đảm vị trí tơng đối chi tiết phận máy tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy tránh khỏi bụi bặm Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ Hộp giảm tốc bao gồm : Thành hộp, nẹp hoăc gân tăng cứng, mặt bích , gối đỡ Vật liệu chế tạo vỏ hộp gang xám GX15-32 I, Chọn bề mặt ghép nắp thân : Bề mặt ghép vỏ hộp ( phần vỏ nắp, phần dới thân ) thờng qua đờng tâm trục Nhờ việc lắp ghép chi tiết thuận tiện Sau lắp trục chi tiết nh bánh răng, bạc , ổ ( không phụ thuộc vào trục ) sau trục đợc đặt vào vỏ hộp Ta chọn bề mặt ghép bề mặt song song với mặt đế Và hộp giảm tốc trục vít nên ta chọn bề mặt lắp với thân bề mặt qua trục bánh vít để việc lắp bánh vít chi tiết khác lên trục đợc dễ dàng Đồng thời đờng kính trục vít lớn đờng kính lỗ gối trục nên ta phải dùng thêm cốc lót để : D' = D + da1 II, Xác định kích thớc vỏ hộp : Bảng liệt kê thông số vỏ hộp : Tên gọi Biểu thức tính toán Giá trị mm 11,4 Chiều dày : Thân hộp , = 0,03a + > mm 10,26 Nắp hộp , 1 = 0,9 Gân tăng cứng : Chiều dày, e 11 e = ( 0,8 - ) Chiều cao 50 h< 58 Độ dốc Khoảng 20 Đờng kính Bu lông nền, d1 d1> 0,04a +10 >12 21,2 Bu lông cạnh ổ, d2 d2 = ( 0,7- 0,8)d1 14,84 Bulông ghép bích nắp thân, d3 d3 = ( 0,8 - 0,9 )d2 11,872 Trang 67 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Vít ghép nắp ổ, d4 d4 = ( 0,6 - 0,7 )d2 Vít ghép nắp cửa thăm , d5 d5 = ( 0,5 - 0,6 )d2 Mặt bích ghép nắp thân : Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 = ( 1,4 - 1,8 )d3 Chiều dày bích nắp hộp , S4 S4 = ( 0,9 - )S3 Bề rộng bích nắp thân , K3 K3 = K2 - (3-5) mm Kích thớc gối trục Đờng kính tâm lỗ vít D3, Xác định theo kích thớc D2 nắp ổ tra bảng 18-2 K2 = E2+R2+(3-5) mm Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ : E2 = 1,6d2 ; R2 = 1,3d2 K2 C = D3/2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ : E2 C ( k h xác định theo kết cấu , khoảng cách từ tâm bulông đến phụ thuộc vào tâm lỗ mép lỗ ) bulông kích thớc mặt Chiều cao h tựa Mặt đế hộp Chiều dày phần lồi S1 S1 = (1,3 - 1,5 )d1 có phần lồi : Dd, S1 S2 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q K1 = 3d1 q > K1+2 10,388 8,162 17,808 17,808 45 D2 = 120 D3 = 150 K2 = 48 E2 = 23,7 C= 75 S1 = 29,68 K1 = 63,6 q = 97,8 Khe hở chi tiết : Giữa bánh với thành hộp > (1 - 1,2) D = 11,4 Giữa đỉnh bánh lớn với đáy > (3 - 5) phụ thuộc D1 = 34,2 hộp vào loại hộp giảm tốc lợng dầu bôi trơn hộp 2> Giữa mặt bên bánh với D2 = 12 Số lợng bulông Z Z = ( L+B)/(200-300) L, B chiều dài rộng hộp III, Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp : 1, Bulông vòng móc vòng : Trang 68 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc ( gia công, lắp ghép ) nắp thân thờng lắp thêm bulông vòng móc vòng Kích thớc bulông vòng đợc chọn theo trọng lợng hộp giảm tốc Vật liệu bulông thép 20 thép 25, trọng lợng Q( kg ) hộp đợc xác định gần theo khoảng cách trục a1, a2 , a3 chiều dài côn Re cho bảng 18-3b trang 89 sách thiết kế hệ dẫn động khí tập Tra bảng với khoảng cách trục vít bánh vít 225 mm ta lấy gần Q = 350 kg Kích thớc bulông vòng tra bảng 18-3a trang 89 ta có đợc sơ nh sau: 2, Chốt định vị : Nh trình bày mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đờng tâm trục Lỗ trụ ( đờng kính D ) lắp nắp thân hộp đợc gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tơng đối nắp va thân trớc sau gia công nh lắp ghép, dùng hai chốt định vị Nhờ có chốt định vị , xiết bulông không làm biến dạng vòng ổ ( sai Trang 69 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế 10 12 lệch vị trí tơng đối nắp thân ), loại trừ đợc nguyên nhân làm cho ổ chóng bị hỏng Hình dạng kích thớc loại chốt đợc cho bảng từ 18-4a đến 18-4d hộp giảm tốc ta ta sử dụng chốt định vị dạng côn có ren đầu chốt Hình dạng kích thớc chốt : 12 16 3, Cửa thăm : Để kiểm tra , quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp Trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đợc đậy nắp Trên nắp có nút thông Kích thớc cửa thăm ta chọn theo bảng 185 trang 92 sách thiết kế hệ dẫn động tập Các thông số nắp quan sát : A B A1 B1 C K R Vít Số lợng 100 75 150 100 87 12 M8 4, Nút thông : Trang 70 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế 36 22 32 27 32 15 45 10 30 lỗ 18 Khi làm việc , nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hoà không khí hộp, ngời ta dùng nút thông Nút thông thờng đợc lắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp Hình dạng kích thớc nút thông : 36 27 5, Nút thoát dầu : Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn ( bụi bặm hạt mài ), bị biến chất, cần thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ đợc bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thớc nút tháo dầu ta tra bảng 18-7 trang 93 sách TKHDĐCK tập 2, ta chọn loại nút tháo dầu dạng trụ 0 25, 15 22 28 Trang 71 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế 6, Kiểm tra mức dầu : Do ta thiết kế truyền trục vít - bánh có trục vít nằm dới nên ta ngâm trục vít hoàn toàn dầu Chiều cao mức dầu hộp đợc kiểm tra qua thiết bị dầu Ta sử dụng mắt dầu loại mắt kính phẳng Cấu tạo kích thớc mắt dầu kính phẳng : Kích thớc mắt kính D D1 l h 20 55 40 10 Kết cấu kiểm tra mức dầu que thăm dầu : 18 12 30 Trang 72 12 l SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Phần : Lắp ghép , dung sai I, Chọn cấp xác : ứng với cấp xác có miền dung sai định Chẳng hạn với kích thớc từ đến 500 mm, cấp xác 6, có 11 miền dung sai lỗ 11 miền dung sai trục, cấp xác khác, số miền dung sai lỗ trục Vì gia công lỗ phức tạp gia công trục, nên chọn đọ xác gia công lỗ thấp ( thờng thấp cấp không hai cấp ) so với độ xác gia công trục II, Kiểu lắp ghép dung sai tiết máy quay trục : Để dễ chế tạo lắp ghép ta chọn lắp theo hệ lỗ để lắp ghép bánh răng, bánh vít vào trục Đối với bạc chặn ta dùng lắp ghép theo hệ trục trục đợc chế tạo trớc để lắp với tiết máy quay Bảng thống kê kiểu lắp dung sai tiết máy quay trục : Sai lệch (àm) Trên Trên Trục Mối ghép Kiểu lắp trục lỗ Khớp nối - trục +0 +25 35 H7/h6 -16 Bạc chặn - trục +0 +64 I 35 F8/h6 -16 +25 Bánh vít- trục +18 +25 50 H7/k6 +2 Bánh răng- trục +18 +25 50 H7/k6 II +2 Bạc chặn - trục +18 +64 50 F8/k6 +2 +25 Bánh - trục +25 +35 95 H7/k6 III +3 Bánh +21 +30 70 H7/k6 trục +2 Bạc chặn - trục +25 +76 90 F8/k6 +3 +30 Trang 73 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế III, Kiểu lắp dung sai lắp ghép ổ lăn : Khi chọn kiểu lắp ổ lăn cần dựa vào : chế độ làm việc, điều kiện chịu tải vòng ổ, trị số chiều tải trọng tác dụng, loại kích thớc ổ, tần số quay, phơng pháp lắp ráp điều chỉnh khe hở hớng tâm dọc trục, điều kiện sử dụng, độ bền độ cứng vỏ, yêu cầu độ xác khả tự lựa đặc tính ổ ( ổ tự lựa hay không tự lựa ) Bảng thống kê kiểu lắp dung sai ổ lắp với trục với vỏ hộp : Loại ổ Kiểu lắp với Sai lệch giới Sai lệch giới trục vỏ hộp hạn trục (àm) hạn vỏ (àm) +18 +25 40 k6 85H7 ổ đũa côn +2 +8 +35 45js6 100H7 ổ bi đỡ chặn -8 +11 +40 90js6 190H7 ổ bi đỡ -11 IV, Dung sai lắp ghép mối ghép then : Chọn kiểu lắp cho then tuỳ thuộc vào đặc tính mối ghép quy mô sản xuất Dựa theo bảng 20-5 bảng 20-6 trang124 sách TKHDĐCK tập ta có: Sai lệch giới hạn chiều rộng b, chiều cao h chiều dài l then nh sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then trục bạc đợc liệt kê bảng sau : Chiều sâu rãnh then Trên trục t1 Trên bạc t2 Sai lệch giới hạn kích thớc tiết chiều rộng t1 sai lệch t2 sai lệch Js9 (mm) diện then b-h rãnh then (mm) giới hạn (mm) giới hạn (mm) (mm) 10-8 +0,018 +0,2 3,3 +0,2 -0,018 16-10 +0,021 6,0 +0,2 4,3 +0,2 -0,021 Trang 74 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy 20-12 25-14 +0,026 -0,026 +0,026 -0,026 GVHD : Ths Đoàn Yên Thế 7,5 +0,2 4,9 +0,2 9,0 +0,2 5,4 +0,2 V, Dung sai hình dáng vị trí bề mặt : Sai lệch hình dáng vị trí bề mặt có ảnh hởng quan trọng đến chất lợng độ tin cậy làm việc chi tiết máy Sai lệch hình dáng vị trí bề mặt làm giảm độ cứng tiếp xúc chi tiết, làm tăng nguy hiểm tính dính mòn cục Sai lệch hình dáng vị trí nguyên nhân quan trọng làm cho tải trọng phân bố không đờng tiếp xúc bánh ăn khớp Độ đảo mặt mút vai trục chỗ lắp ổ lăn cốc lót nh độ không vuông góc mặt mút gối đỡ ổ lăn so với đờng tâm lỗ ổ lăn làm lệch vòng ổ Độ không đồng trục lỗ lắp ghép nguyên nhân gây nên va đập mép ổ đũa Ngoài ra, sai lệch hình dáng vị trí bề mặt gây nên chuyển động không đều, làm xuất tải trọng phụ làm giảm độ xác động học chẳng hạn truyền bánh Vì vậy, thiết kế chế tạo cần hạn chế độ không xác hình dáng vị trí bề mặt Có nhiều loại sai lệch hình dáng vị trí bề mặt Ngời thiết kế cần phân tích điều kiện làm việc cụ thể mà chọn dạng trị số dung sai hình dáng vị trí thích hợp Các loại dung sai chi tiết đợc nêu cách đầy đủ vẽ chế tạo chi tiết điển hình trục vít Phụ lục: Tài liệu tham khảo : Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập nhà xuất giáo dục ( Trịnh Chất Lê Văn Uyển ) Trang 75 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Dung sai lắp ghép nhà xuất giáo dục Trang 76 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M [...]... liệu : Vì ta cần thiết kế trục trong hộp giảm tốc , chịu tải trọng trung bình ta dùng thép 50 đợc nhiệt luyện bằng tôi cải thiện để chế tạo trục Cơ tính của thép 50 đã đợc nêu trong phần 3 thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc II, Tính thiết kế trục : Tính toán thiết kế trục nhằm xác định đờng kính và chiều dài các đoạn trục đáp ứng các yêu cầu về độ bền, kết cấu, lắp ghép và công nghệ Muốn vậy cần... các chi tiết lắp trên trục chỉ đợc tính ở cơ cấu tải nặng, còn lực ma sát trong các ổ đợc bỏ qua a, Lực tác dụng từ các bộ truyền bánh răng và trục vít : - Bộ truyền trục vít - bánh vít : Fa1 = Ft2 = 2T2/d2 = 2T1u/d2 Ft1 = Fa2 = Fa1.tg( + ) ( 5-1 ) Fr1 = Fr2 = Fa1.cos.tg/cos( + ) Trong đó : d2 - đờng kính vòng chia bánh vít , d2 = 352 mm T2 - mômen xoắn trên trục bánh vít : T2 = TII = 491532,2... trọng tác dụng lên trục, khoảng cách giữa các gối đỡ và từ gối đỡ đến các chi tiết lắp trên trục 1, Tải trọng tác dụng lên trục : Tải trọng chủ yếu tác dụng lên trục là mômen xoắn và các lực tác dụng khi ăn khớp trong bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít - bánh vít, lực căng đai, lực căng xích, lực lệch tâm do sự không đồng trục khi lắp hai nửa khớp nối Trọng lợng của bản thân trục và trọng lợng... khớp 19,710 tw Hệ số trùng khớp ngang 1,783 Trang 27 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Phần 4 : Thiết kế bộ truyền ngoài I, Vật liệu chế tạo bộ truyền bánh răng ngoài : Trang 28 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Vì bộ truyền bánh răng để hở không đợc bôi trơn đầy đủ , làm việc trong môi trờng chịu mài mòn lớn Do đó bánh răng để... số cơ bản của bộ truyền : Để thiết kế bộ truyền ngoài , ta phải tính đợc mômen m m = 1,4 3 T1 K F YF 1 Z 32 d [ F 1 ] ( 4-7 ) Trong đó : d - hệ số chiều rộng bánh răng : Với bánh răng có độ rắn HB < 350 và lắp công sôn ta lấy d = 0,4 Z3 - số răng của bánh chủ động : chọn Z 3 = 24 , vậy số răng của bánh bị động Z4 = un.Z3 = 4.24 = 96 răng T1- mômen xoắn trên bánh chủ động : T 1 = TIII = 1711650,295... cách trục aw aw3 = 360 mm Môđun m 6 mm Số răng Z Đờng kính vòng chia d Đờng kính đỉnh răng da Đờng kính chân răng df Hệ số trùng khớp ngang Z3 = 24 Z4 = 96 d3 = 144 mm d4 = 576 mm da3 = 152 mm da4 = 588 mm df3 = 129 mm df4 = 561 mm 1,713 Phần 5 : Thiết kế trục Trang 34 SVTH : Lê Quốc Hng Lớp 43M Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Trục dùng để đỡ các chi tiết quay, bao gồm trục tâm và trục. .. Đồ án chi tiết máy GVHD : Ths Đoàn Yên Thế Nh vậy điều kiện quá tải thoả mãn d, Tính nhiệt truyền động trục vít : Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc ( Với Aq 0,3A) 1000(1 ) P1 A = [0,7 K (1 + ) + 0,3K ] (t t ) t qt d 0 trong đó : = 0,8 - hiệu suất của bộ truyền P1 = 8,57142 Kw - công suất trên trục vít Kt =13 W/(m2.0C) - hệ số toả nhiệt = 0,25 - hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua... trên trục chủ động ; m môđun ; bw3- chiều rộng vành răng ; dw3- đờng kính vòng lăn bánh chủ động ; Y= 1/ hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, với = 1,783 là hệ số trùng khớp ngang đợc tính theo công thức (3-21 ) Y= 1/1,783 = 0,561 Y- hệ số kể đến độ nghiêng của răng Với răng thẳng thì - hệ số kể đến độ nghiêng của răng Với răng thẳng thì Y = 1 YF1 , YF2 hệ số dạng răng của bánh răng 1 và bánh. .. : [ F ] = 58 0,603 = 34,97 ( MPa ) 3, Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít : a, Khoảng cách trục : aw1 2 170 T2 K H aw1 = ( Z 2 + q) Z [ ] q 2 H ( 3-5 ) Trong đó : Z2 - số răng bánh vít ; q = d1/m - hệ số đờng kính trục vít , đợc tiêu chuẩn hoá theo môđun tiêu chuẩn m ; T2 - Mômen xoắn trên trục bánh vít ; KH - Hệ số tải trọng [ H ] - ứng suất tiếp xúc cho phép Dựa vào tỷ số truyền u1... mm 2 Lấy aw1 = 225 mm theo tiêu chuẩn SEV 229-75 và tính hệ số dịch chỉnh c, Tính hệ số dịch chỉnh : x= 225 12,5 + 44 a w1 q + Z 2 = = 0,25 8 2 m 2 Thoả mãn điều kiện - 0,7 < x < 0,7 4, Kiểm nghiệm bền bộ truyền trục vít bánh vít : a, Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc : ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh vít của bộ truyền đã đợc thiết kế phải thoả mãn điều kiện sau : 170 H = Z ( 2 Z2 + q aw