MỞ ĐẦU 5 PHẦN 1. TÍNH ĐỘNG HỌC 6 I.Chọn động cơ: 6 1.1. Xác định công suất đặt trên trục động cơ : 6 1.2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện : 6 1.3. Chọn động cơ. 7 II. Phân phối tỷ số truyền. 7 2.1 Xác định tỉ số truyền chung cho cả hệ thống : 7 2.2 Phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc : 7 III. Xác định các thông số trên các trục : 7 3.1 Số vòng quay. 7 3.2 Công suất trên các trục 8 3.3 Tính momen xoắn trên các trục. 8 3.4 Bảng thông số động học. 8 PHẦN 2. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 9 I. TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH 9 1.1Chọn loại xích. 9 1.2.Chọn số răng đĩa xích. 9 1.3.Xác định bước xích p. 9 1.4.Xác định khoảng cách trục và số mắt xích. 10 1.5.Tính kiểm nghiệm về độ bền xích. 11 1.6 Xác định thông số của đĩa xích 11 1.7 Xác định lực tác dụng lên trục 12 1.8.Các thông số của bộ truyền xích : 12 II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH TRỤ RĂNG THẲNG. 13 2.1. Chọn vật liệu bánh răng: 13 2.2.Xác định ứng suất cho phép 13 2.2.1.Ứng suất tiếp xúc cho phépσH và ứng suất uốn cho phép σF 13 2.2.2.Ứng suất cho phép khi quá tải 15 2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục. 15 2.4 Xác định các thông số ăn khớp. 16 2.4.1.Xác định môđun pháp m: 16 2.4.2.Xác định số răng. 16 2.5. Xác định các hệ số và một số thông số động học 16 2.6.Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng. 17 2.6.1.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. 17 2.6..2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn . 18 2.7. Các thông số hình học của cặp bánh răng: 19 2.8. Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng 20 III. CHỌN KHỚP NỐI 21 3.1. Mô men xoắn cần truyền. 21 3.2. Chọn vật liệu: 21 3.3. Kiểm nghiệm sức bền đập của vòng caosu: 22 3.4. Kiểm nghiệm sức bề uốn của chốt: 22 3.5. Lực tác dụng lên trục. 22 IV. TÍNH TRỤC 22 4.1. Tính sơ bộ đường kính trục 22 4.1.1. Chọn vật liệu. 22 4.1.2. Tính sơ bộ đường kính trục 22 4.2. Xác định lực tác dụng lên trục và bánh răng 23 4.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 23 4.3.1. Với trục I 23 4.3.2. Với trục II 23 4.4. Sơ đồ lực chung 25 4.5 Tính thiết kế trục 25 4.5.1. Tính sơ bộ trục I 25 4.5.2.Tính chi tiết trục II 26 4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi. 28 V. TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN 31 5.1. Chọn ổ lăn cho trục I 31 5.2.Chọn ổ lăn cho trục II 31 5.2.1.Chọn loại ổ lăn 31 5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn 31 5.2.3. Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn. 32 5.2.4. Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động 32 5.2.5.Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh 32 PHẦN 3: KẾT CẤU VỎ HỘP 33 I.VỎ HỘP 33 1.1Tính kết cấu của vỏ hộp 33 1.2 Kết cấu nắp hộp 33 II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC 35 2.1.Kết cấu các chi tiết chuyển động 35 2.2 .Kết cấu nắp ổ và cốc lót 36 2.2.1 Nắp ổ 36 Trong đó D là đường kính lắp ổ lăn 36 2.2.2 Cốc lót 36 2.3.Cửa thăm 36 2.4.Nút thông hơi 37 2.5.Nút tháo dầu 38 2.6.Kiểm tra mức dầu 38 2.7.Chốt định vị. 38 2.8.Ống lót và lắp ổ 39 2.9.Bulông vòng 39 III.BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 40 3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc 40 3.2.Bôi trơn ngoài hộp 40 3.3.Điều chỉnh sự ăn khớp 40 IV. BẢNG THỐNG KÊ CÁC KIỂU LẮP VÀ DUNG SAI 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42
Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường MỞ ĐẦU ! Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí nôi dung thiếu với chương trình đào tạo kĩ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy.Trong trình học môn Chi tiết máy em dã làm quen với kiến thức kết cấu máy , tính chi tiết máy thường gặp.Đồ án môn học Chi tiết máy kết đánh giá thực chất trình học tập môn Chi tiết máy,Chế tạo phôi,dung sai… Hộp giảm tốc thiết bị thiếu máy khí,nó có nhiêm vụ biến đổi vận tốc vào hay nhiều vận tốc tùy thuộc vào công dụng máy.Khi nhận đồ án thiết kế Chi tiết máy thầy giao cho, em tìm hiểu cố gắng hoàn thành đồ án môn học Trong trình làm em tìm hiểu đề sau: _ Cách chọn động điện cho hộp giảm tốc _ Cách phân phối tỉ số truyền cho cấp hộp giảm tốc _ Các tiêu tính toán thông số hộp giảm tốc _ Các tiêu tính toán,chế tạo bánh trục _ Cách xác định thông số then _ Kết cấu, công dụng cách xác định thông số vỏ hộp chi tiết có liên quan _ Cách lắp ráp chi tiết lại với thành kết cấu máy hoàn chỉnh _ Cách tính toán xác định chế độ bôi trơn cho chi tiết tham gia truyền động Mục Lục MỞ ĐẦU ! Mục Lục .1 PHẦN TÍNH ĐỘNG HỌC I.Chọn động cơ: .5 1.1 Xác định công suất đặt trục động : .5 1.2 Xác định tốc độ đồng động điện : 1.3 Chọn động .6 II Phân phối tỷ số truyền SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường 2.1 Xác định tỉ số truyền chung cho hệ thống : 2.2 Phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc : .6 III Xác định thông số trục : .6 3.1 Số vòng quay .6 3.2 Công suất trục .7 3.3 Tính momen xoắn trục 3.4 Bảng thông số động học .7 PHẦN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH .8 1.1Chọn loại xích 1.2.Chọn số đĩa xích 1.3.Xác định bước xích p II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH TRỤ RĂNG THẲNG .12 2.1 Chọn vật liệu bánh răng: 12 2.2.Xác định ứng suất cho phép .13 2.2.1.Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] ứng suất uốn cho phép [σF] 13 2.2.2.Ứng suất cho phép tải .14 2.3 Xác định sơ khoảng cách trục 15 2.4 Xác định thông số ăn khớp 15 2.4.1.Xác định môđun pháp m: 15 2.4.2.Xác định số 15 2.5 Xác định hệ số số thông số động học 16 2.6.Kiểm nghiệm truyền bánh 16 2.6.1.Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 16 2.6 Kiểm nghiệm độ bền uốn 17 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường 2.7 Các thông số hình học cặp bánh răng: .18 2.8 Bảng tổng kết thông số truyền bánh nghiêng19 III CHỌN KHỚP NỐI .20 3.1 Mô men xoắn cần truyền 20 3.5 Lực tác dụng lên trục .21 IV TÍNH TRỤC 21 4.1 Tính sơ đường kính trục .21 4.1.1 Chọn vật liệu 21 4.1.2 Tính sơ đường kính trục 22 4.2 Xác định lực tác dụng lên trục bánh 22 4.3.Xác định sơ khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 22 4.3.1 Với trục I .23 4.3.2 Với trục II 23 4.4 Sơ đồ lực chung .25 4.5 Tính thiết kế trục .25 4.5.1 Tính sơ trục I 25 4.5.2.Tính chi tiết trục II 27 4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi 30 V TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN 33 5.1 Chọn ổ lăn cho trục I .33 5.2.Chọn ổ lăn cho trục II .33 5.2.1.Chọn loại ổ lăn .33 5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn 33 5.2.3 Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương ổ bi đỡ chặn 34 5.2.4 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động 34 5.2.5.Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh .34 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường PHẦN 3: KẾT CẤU VỎ HỘP .35 I.VỎ HỘP 35 1.1Tính kết cấu vỏ hộp .35 1.2 Kết cấu nắp hộp 35 II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC 37 2.1.Kết cấu chi tiết chuyển động 37 2.2 Kết cấu nắp ổ cốc lót 38 2.2.1 Nắp ổ .38 2.2.2 Cốc lót 38 2.3.Cửa thăm 38 2.4.Nút thông 39 2.5.Nút tháo dầu 40 2.6.Kiểm tra mức dầu .41 2.7.Chốt định vị .41 2.8.Ống lót lắp ổ 41 2.9.Bulông vòng 42 III.BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 42 3.1.Bôi trơn hộp giảm tốc .42 3.2.Bôi trơn hộp 42 3.3.Điều chỉnh ăn khớp 43 IV BẢNG THỐNG KÊ CÁC KIỂU LẮP VÀ DUNG SAI 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Hà Nội ,ngày 11 tháng năm 2011 Sinh viên Nguyễn Hữu Hoàng Anh PHẦN TÍNH ĐỘNG HỌC I.Chọn động cơ: 1.1 Xác định công suất đặt trục động : Pyc = Ptd = Pct = Trong : Pct (KW) η F v (KW) 1000 Với : F lực kéo băng tải (N), v vận tốc dài băng tải (m/s) ⇒ Pct = 11500 × 0.32 = 3.68 (KW) 1000 k m 1 η : hiệu suất truyền động : η = ∏η i = η kn η ol η br η x i =1 Tra bảng 2.3[I] - trang 19 ta có : η x = 0,90 Hiệu suất truyền xích để hở η kn = 0,99 Hiệu suất khớp nối η ol = 0,99 Hiệu suất cặp ổ lăn che kín η br = 0,96 Hiệu suất truyền bánh trụ che kín ⇒ η = 0,99 0,993 0,92 0,96 = 0,83 ⇒ Pyc = 3.68 = 4.434 (KW) 0.83 1.2 Xác định tốc độ đồng động điện : nsb = nct.Usb Trong nct : tốc độ phận công tác 60000.v 60000.0.32 nlv = = = 20.371 v/p z p 3.14 × 300 Usb = Usbh Usbng :Tỷ số truyền sơ hệ thống Với Usbng = Ux < ⇒ chọn Ux = Tra bảng 2.4[I] - trang 21,ta chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp bánh trụ: Usbh = SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường ⇒ Usb = = 25 ⇒ nsb = nct.Usb = 20.371 25= 509.27 (vòng/phút) Chọn tốc độ đồng động điện : nđb = 1000(vòng/phút) 1.3 Chọn động Ta chọn động thoả mãn : Pđc ≥ Pyc (KW) , nđc ≈ nđb (vòng/phút) Tra bảng P1.1[I] - trang 234,ta chọn loại động điện có kí hiệu : 4A112M8Y3 , với thông số : +Công suât động cơ: Pđc = 5,5 KW +Vận tốc quay: n = 716 (vòng/phút) +η% = 83,00 +Cos ϕ = 0,74 T max = 2,2 + Tdn ; TK + T = 1,8 dn II Phân phối tỷ số truyền 2.1 Xác định tỉ số truyền chung cho hệ thống : Uc = n dc 716 = = 35,148 nct 20,371 2.2 Phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc : Chọn tỷ số truyền : Ubr = ⇒ U = U c = 35,148 = 7,029 x U br Vậy ta có: Uc = 35,148 Ux = 7,029 Ubr = 5,0 III Xác định thông số trục : 3.1 Số vòng quay Số vòng quay trục động là: ndc = 716 (vòng/phút) Số vòng quay trục I : n1=ndc=716 (vòng/phút) Số vòng quay trục II: Số vòng quay trục công tác: n1 716 =143.2 (vòng/phút) br n2 143.2 * n ct = u x = 7.029 =20.372 (vòng/phút) n2 = u = 3.2 Công suất trục SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Công suất trục công tác: Pct =3.68 (KW) Công suất trục II: P2= η η = 0,90.0,99 =4.1301 (KW) ol x Công suất trục I: P1= η η = 0,99.0,96 =4.3456 (KW) ol br Công suất thực trục động cơ: Pdc* = Pct 3.68 P2 4.1301 P1 η ol η kn = 4.3456 = 4.4338 0,99.0,99 (KW) 3.3 Tính momen xoắn trục Pi Ti=9,55.106 ni ta có: Áp dụng công thức : Mô men xoắn trục động : P 4,434 dc Tđc = 9,55 106 n = 9,55.10 716 = 59140,64 (N.mm) dc Mô men xoắn trục I: P 4,3456 6 T1= 9,55.10 n = 9,55.10 716 = 57961,56 (N.mm) Mô men xoắn trục II: P 4,1301 6 T2 = 9,55 10 n = 9,55.10 143,2 = 275436,13 (N.mm) Mô men xoắn trục công tác: Tct = 9,55 106 Pct 3,68 = 9,55.10 = 1725197,58 (N.mm) n ct 20,371 3.4 Bảng thông số động học Từ kết tính toán ta có bảng sau: Trục Động I II Công tác Thông số T.S truyền n (vg/ph) 3,2646 716 716 143,2 20,371 P (KW) 4,434 4,3456 4,1301 3,68 T (N.mm) 59140,64 57961,56 275436,13 1725179,58 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường PHẦN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH Các thông số ban đầu: P2=4,1301 KW; n2=143,2 vòng/phút ; T2=275436,13 N.mm ; ux=7,029; β =0 1.1Chọn loại xích Vì tải trọng không lớn vận tốc nhỏ, nên ta chọn xích ống lăn.Xích ống lăn có ưu điểm là: độ bền mòn xích ống lăn cao xích ống, chế tạo không phức tạp; đó, dùng rộng rãi kĩ thuật 1.2.Chọn số đĩa xích Với u=7.029 Chọn Z1 =21 (răng) Số đĩa xích lớn: Z2 = ux.Z1 =5.21 = 105< > Zmax =120 Chọn Z2 = 105 (răng) 1.3.Xác định bước xích p Để đảm bảo tiêu độ bền mòn truyền xích ta có: Pt= P.k.kn .kz ≤ [P] Với + P : Là công suất cần truyền qua truyền xích.P= P2=4,1301KW +kn:Là hệ số vòng quay Chọn số vòng quay đĩa sở đĩa nhỏ là: n01=200 (vòng/phút) → kn=n01/n1=800/716 = 1,117 Z 01 25 + kz:Là hệ số : kz = Z = 21 = 1,19 +k = kđ.k0.ka.kđc.kbt.kc ; đó: SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường kđ: hệ số tải trọng động Đề cho tải trọng va đập êm, nên ta chọn kđ = 1,2 k0 : hệ số ảnh hưởng kích thước truyền.Do đường nối tâm đĩa xích trùng với phương ngang Nên k0 = ka: hệ số kể đến khoảng cách trục chiều dài xích ;chọn a = 38.p; suy ka = kđc: hệ số kể đến việc điều chỉnh lực căng xích Do điều chỉnh đĩa xích Nên kđc = kbt: hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn Vì môi trường làm việc có bụi, bôi trơn đạt yêu cầu nên chọn kbt =1 kc : hệ số kể đén chế độ làm việc truyền ; kc = 1,25 (làm việc ca) ⇒ k = 1,2 1 1 1,25 = 1,5 Như ta có : Pt = 4,434.1,5.1.1,117= 8,84 kW Tra bảng 5.5 tttk hdđck, với n01 =800 vòng/phút.chọn truyền xích dãy có: bước xích : p = 19,05 mm ; đường kính chốt : dc=5,96mm ; chiều dài ống : B=17,75 mm ; công suất cho phép : [P]=13,5 kW Thỏa mãn điều kiện mòn: Pt ≤ [P]=13,5 kW Đồng thời nhỏ bước xích cho phép : p < pmax 1.4.Xác định khoảng cách trục số mắt xích Khoảng cách trục sơ bộ: a=40p=40.19,05=762 mm Theo công thức 5.12 số mắt xích: 21 + 105 (105 − 21) 19,05 x = 2.40 + + = 147,46 4.π 762 Lấy số mắt xích chẵn : Xc =148 Tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13: * a= 0,25 p X c − 0,5( Z + Z ) + [ X c − 0,5( Z1 + Z ) ] − 2. Z − Z1 π 2 21 + 105 105 − 21 a = 0,25.19,05.148 − 0,5.( 21 + 105) + 148 − = 767,36 − 2. π * Để xích không chịu lực căng lớn ta phải giảm khoảng cách trục lượng ∆a = 0,003 a* = 0,003 767,36=2,302 mm Vậy lấy khoảng cách trục : a = a* - ∆a= 755,065 – 2,265 = 7765,058 (mm) SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Số lần va đập lề xích giây, tính theo công thức (5.14): i= Z n1 21.716 = = 6,77 < imax=35 (bảng 5.9) 15 X 15.148 1.5.Tính kiểm nghiệm độ bền xích Kiểm nghiệm tải theo hệ số an toàn (chịu tải trọng lớn mở máy chịu va đập vận hành) Q Theo công thức (5.15) : S = k F + F + F ≥ [S] d t v Trong Theo bảng ( 5.2 ) tttk hdđ ck T1, ta có: Q = 56700 N ; q1 = 2,6 kg ; Hệ số tải trọng động: kđ = 1,2 Ft –lực vòng ; v= Z Pn1 = 21.19,05.716/60000=4.77 m/s 60000 Ft =1000P/v = 1000.4,434/4,77 = 929.55 N Fv :lực căng lực li tâm gây ra: Fv = q.v2= 2m6 4,772 = 59,15 N F0 :lực căng trọng lượng nhánh xích bị động gây : F0 = 9,81.kf q.a = 9,81.6.2,6 0765,058 = 39,027 N (hệ số võng : kf = truyền nằm ngang) 56700 s= = 46,971 , 929 , 55 + 39 , 027 + 59 , 15 Do ⇒ S >[S] = 9,3 (theo bảng 5.10) Vậy truyền xích làm việc đủ bền 1.6 Xác định thông số đĩa xích Theo công thức ( 5.17 ) bảng (3.4), Đường kính vòng chia: 19,05 d1 = = 127,81 180 mm sin( ) 21 d = 636,79 mm Đường kính vòng đỉnh đĩa xích: da1 = p.[0,5 + cotg(180/Z1)] =19,05.[ 0,5 + cotg(180/21)] = 135,91 mm da2 = p.[0,5 + cotg(180/Z2)] = 25,4.[ 0,5 + cotg(180/105)] = 646,03 mm Bán kính đáy: r = 0,5025dl + 0,05 =0,5025.11,91+0,05 = 6,03 mm Với dl = 11,91 mm ( tra bảng 5.2/78) Đường kính vòng chân đĩa xích: df1 = d1- 2r = 127,81 – 2.6,03 = 115,75 (mm) df2 = d2- 2r =636,79- 2.6,03 = 624,73 (mm) SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 10 Đồ án chi tiết máy Tiết diện Đường kính trục GVHD :Nguyễn Thị Hường Kích thước tiết Chiều sâu Bán kính góc lượn diện rãnh then rãnh b h t1 t2 Nhỏ Lớn 22 45 14 5,5 3,8 0,25 0,4 23 40 12 3,3 0,25 0,4 +Kiểm nghiệm độ bền then: a Tại tiết diện 2-2 -Kiểm tra độ bền dập mặt tiếp xúc trục then Chọn l t=(0,8… 0,9)lm22=40mm Với then làm thép, tải va đập êm ta chọn [σ ] d = 50MPa [τ ] c = 20 30MPa 2T 2.5140,64 Công thức (9.1) ta có: σ d = dl (h − t ) = 45.40.(9 − 5,5) = 18,77 MPa < [σ ] d = 50MPa t Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2): τc = 2T 2.59140,64 = = 4,69 < [τ ] c = 20 30 MPa dl t b 45.40.14 b Tại tiết diện 23 -Kiểm tra độ bền dập mặt tiếp xúc trục then Chọn l t=(0,8… 0,9)lm23=36mm Với then làm thép, tải va đập nhẹ ta chọn [σ ] d = 50MPa [τ ] c = 20 30MPa 2T 2.59140,64 Công thức (9.1) ta có: σ d = dl (h − t ) = 40.36.(8 − 5) = 27,379 MPa < [σ ] d = 50MPa t Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2): τc = 2T 2.59140,64 = = 6,844 < [τ ] c = 20 30 MPa dl t b 40.36.12 4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi Với thép 45 có: σb = 600MPa , σ −1 = 0,436.σ b = 0,436.600 = 261,6MPa SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 29 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường τ −1 = 0,58.σ −1 = 0,58.261,6 = 151,728MPa theo bảng 10.7 ta có: ψ σ = 0,05 , ψ τ = Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng ta có : σ aj = σ max j = Nên: Mj σ mj = ; với W j = Wj σ aj = σ max j = Mj Wj = π d 3j 32 − bt1 ( d j − t1 ) 2.d j (trục có rãnh then) Mj π d 3j 32 − b.t1 ( d j − t1 ) 2.d j Trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động ta có : τ mj = τ aj = nên τ max j = τ mj = τ aj = Tj 2.Woj τ max j với W0 j = = Tj 2.Woj = π d 3j 16 − bt1 ( d j − t1 ) 2.d j Tj π d 3j bt1 ( d j − t1 ) 2. − 16 2.d j Với thông số then, kích thước trục vị trí nguy hiểm Ta có: Tiết diện Đường kính trục b*h t1 W W0 σa τa 20 38 10*8 4670 10057 10,02 21 40 12*8 5364 11647 34,94 8,15 22 45 14*9 5,5 5711 16557 14,38 5,13 Xác định hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm trục Dựa vào biểu đồ mômen uốn mômen xoắn trục I ta thấy tiết diện nguy hiểm tiết diện lắp bánh tiết diện lắp ổ lăn 1.Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hế số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau: s = s σ s τ / s 2σ + s 2τ ≥ [ s] Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho ,[s] = 1,5 2,5 sσ , sτ - hệ số an toàn xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp ứng suất tiếp, tính theo công thức sau: SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 30 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường τ −1 σ −1 sσ = kτσ σ τa + ψ σ τ m kσ σ a + ψ σ σ m ; Trong : σ-1, τ-1: giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kì đối xứng σa, τavà σm, τm biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diên xét Chọn lắp ghép: Các ổ lăn lắp trục theo k6, lắp bánh răng, đĩa xích, nối trục theo k6 kết hợp lắp then Phương pháp gia công máy tiện, tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 …0,63 µm, theo bảng 10.8, hệ số tập chung ứng suất trạng thái bề mặt: Kx = 1,06 Không dùng phương pháp tăng bền bề mặt hệ số tăng bền Ky=1 Xác định trị số Kσd Kτd theo công thức( 10.25) (10.26) sσ = K σdj Kσ + K x − 1 ε = σ Ky K τdj Kτ + K x − 1 ε = t Ky Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp sσ tính theo công thức(10.20) sσ = σ −1 K σd σ a + ψ σ σ m Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp sτ theo công thức (10.21) sτ = τ −1 K τd τ a + ψ τ τ m Kết tính toán hệ số an toàn S tiết diện trục I : Tiết diện Đường kính trục d(mm) Kσ/εσ Kτ/ετ Rãnh then Lắp căng Rãnh Lắp then căng Kσdj Kτdj sσ S sτ 20 38 2,06 1,64 2,12 2,02 - 3,69 3,69 21 40 2,06 1,64 2,12 1,70 7,09 5,48 4,43 22 45 2,06 1,64 2,18 2,18 3,52 5,69 3,03 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 31 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Vậy tiết diện nguy hiểm trục I đảm bảo an toàn mỏi S> [S] = 1,5…2,5 V TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN 5.1 Chọn ổ lăn cho trục I Để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp chọn ổ bi đỡ dãy.Chọn kết cấu ổ lăn theo khả tải động.Đường kính trục chỗ lắp ổ lăn : d= 25 mm Tra phụ lục 2.7/254 với ổ cỡ nhẹ, hẹp ta chọn ổ bi đỡ có kí hiệu 205, có thông số sau : d = 25mm ; D= 52 mm ; b= 15 mm ; r= 1,5 mm ; C= 11 kN ; C0 =7,09 kN 5.2.Chọn ổ lăn cho trục II 5.2.1.Chọn loại ổ lăn Phản lực hướng tâm lên ổ : Fr = R x210 + R y210 = 1010,7 + 154,512 = 1022,44 N Fr1 = R x211 + R y211 = 1257,03 + 585,69 = 1386,77 N Để đảm bảo tính đồng ổ lăn ta chọn ổ bi đỡ dãy Vì hệ thống ổ lăn hộp giảm tốc nên ta chọn cấp xác bình thường độ đảo hướng tâm 20 micrô mét, giá thành tương đối 5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn Đường kính trục chỗ lắp ổ lăn : D21= d23 = 40 mm Tra bảng P2.12/264, với loại ổ cỡ nhẹ hẹp, ta chọn loại ổ bi đỡ chặn có kí hiệu 306 có thông số sau : d= 40 mm ; D= 80 mm ; b= 18 mm ; r= 2mm ; C= 30,6 kN ; C0 =23,7kN Bố trí dạng chữ O SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 32 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường 5.2.3 Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương ổ bi đỡ chặn Q0 = ( X0.V.Fr0 + Y0.Fa0 ) kt kd =(1.1.1022,44+0.0).1.1,3= =1329,172 N Q1 = ( X1.V.Fr1 + Y1.Fa1 ) kt kd =(1.1.1386,72+ 0).1,3= = 1802,73 N Tải quy ước Q = max(Q0 , Q1 )= 1802,73 N 5.2.4 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động Ta có: C d = Q.m L Với : m: bậc đường cong mỏi, m=3 tiếp xuc điểm ; L: Tuổi thọ ổ bi đỡ Với Lh = 11000 Tuổi thọ ổ lăn: L = Lh.n1.60.10-6 = 11000 716 60 10-6 = 472,56 (triệu vòng) Q = 1802,73 N Cd = 1802,73 472,56 = 14041,59 N= 14,04kN < C = 22 kN Thoả mãn điều kiện tải động 5.2.5.Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh Theo CT11.18[1]/219 : Qt ≤ C Tra bảng 11.6[1]/221, với ổ bi đỡ chăn dãy X0 = 0,5 ; Y0 =0,47 Do hộp giảm tốc bánh trụ thẳng nên : Fao=0 Theo CT11.19 CT11.20 ta có: +Với ổ (1-0) ta có : Qt0 = ( X0.Fr0 + Y0.Fa0 )= 0,5.1022,44+ 0,47.0= 511,22 N Qt0 = 0,516 kN < Co = 6,24(kN) +Với ổ (1-1) ta có : Qt1 = ( X0.Fr1 + Y0.Fa1 ) =1.1802,73 + 0= 1802,73 N SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 33 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Qt1 = 1,8 kN < Co = 15,1(kN) Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo Như vậy, ổ bi đỡ chặn có kí hiệu 306 thoả mãn khả tải động tải tĩnh có thông số sau : d= 40 mm ; D= 80 mm ; b= 19 mm ; r= 2mm ; C= 30,6 kN ; C0 =23,7 kN PHẦN 3: KẾT CẤU VỎ HỘP I.VỎ HỘP 1.1Tính kết cấu vỏ hộp Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc gang xám có kí hiệu GX15-32 Chọn bề mặt ghép nắp thân qua tâm trục 1.2 Kết cấu nắp hộp Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu GX15-32 Các kích thước phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc : Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, δ Nắp hộp, δ1 Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Đường kính: Bulông nền, d1 Bulông cạnh ổ, d2 Bulông ghép bích nắp thân, d3 Biểu thức tính toán δ = 0,03.a + = 0,03.114 + ≈ mm > 6mm δ1 = 0,9 δ = 0,9 7=6,3 mm, chọn δ1 =7 mm e =(0,8 ÷ 1)δ = 5,6 ÷ 7, chọn e = mm h < 5.δ = 35 mm, chọn h= 30 mm Khoảng 2o d1 = 0,04.a+10 = 0,04.114+10 =14,56mm> 12mm ⇒Chọn d1 =14 mm, chọn bu lông M14 d2 = 0,7.d1 = 0,7 14 = 9,8 mm ⇒Chọn d2 =10 mm, chọn bu lông M10 d3 = (0,8÷ 0,9).d2 =8,0…9,0 mm SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 34 Đồ án chi tiết máy Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm dầu, d5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 GVHD :Nguyễn Thị Hường ⇒chọn d3 =8mm, chọn bu lông M8 d4 = (0,6 ÷ 0,7)d2=(0,6 ÷ 0,7)10 = 6,0-7,0(mm) Chọn d4 = 6mm chọn vít M6 d5 =( 0,5 ÷ 0,6)d2=( 0,5 ÷ 0,6)10= 5,0-6,0(mm) Chọn d5 = 5mm chọn vít M5 S3 =(1,4-1,8)d3 = (1,4-1,8)8= 11,2– 14,4(mm) Chọn S3 = 14mm S4 = ( 0,9 ÷ 1) S3 =( 0,9 ÷ 1)14 = 12,6-14(mm) Chọn S4 = 14mm K3 = K2 – ( 3÷5 ) mm = 36 – = 31mm Bề rộng bích nắp hộp, K3 Kích thước gối trục: Đường kính tâm lỗ vít,D3, Định theo kích thước nắp ổ D2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 E2= 1,6.d2 = 1,6 10 = 16mm Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 =E2 + R2 + (3÷5) mm = 16 + 13 + = K2 34mm (R2 = 1,3 d2 = 1,3 10=13 mm) k khoảng cách từ tâm bulông đến k ≥ 1,2.d2 =12 ⇒ k = 14 mm mép lỗ Chiều cao h h: phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày: Khi phần lồi S1 =(1,3 ÷ 1,5) d1=(1,3 ÷ 1,5)14 S1 = 18,2-21(mm).Chọn S1 = 20 mm Bề rộng mặt đế hộp, K1 q K1 ≈ 3.d1 ≈ 3.14 = 42 mm q = K1 + 2δ = 42 + 2.7 = 56 mm; Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành ∆ ≥ ( 1,2).δ = (1 1,2)7 = 8,4 mm hộp Chọn ∆ = 8mm Giữa đỉnh bánh lớn với đáy ∆1 = (3…5) δ = (3…5).7 = 21…35 mm hộp Chọn ∆1 = 25 [mm] Giữa mặt bên bánh với ∆2 ≥ δ = mm lấy ∆2 = mm Số lượng bulông Z Z = ( L + B ) / ( 200 ÷ 300) ≈ 600+200/ 200; chọn Z = SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 35 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Sơ chọn L=600, B=200(L,B:chiều dài rộng hộp II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC 2.1.Kết cấu chi tiết chuyển động D0 D di l b C 5° R4.00 d0 s Dv df d da Kết cấu bánh trụ đối xứng Ta có : o Các độ dốc ϕ = ( ÷ ) chọn ϕ = 5o Các bán kính r;R tính sau: SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 36 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường r=0.05 × h+ ( 0.5 ÷1) ( mm ) R = 2.5 × r + ( 0.5 ÷ 1) ( mm ) ;R=4(mm) Với h: kích thước rãnh thoát dao D = ( 1.5 ÷ 1.8 ) × d ; l = ( 0.8 ÷ 1.8 ) × d ; s = ( 2.5 ÷ ) × m ; C = ( 0.2 ÷ 0,3) × b ; d = ( 12 ÷ 25 ) ( mm ) ; D0 = 0.5 × ( D + Dv ) ; b = ψ ba aw Bảng :Thông số kết cấu bánh T D l s hông số Bánh 35 35 50 42 C b Dv D0 df d 32 20 23,8 29,4 39,8 20 32 20 146,8 98,4 162,8 30 d0 2.2 Kết cấu nắp ổ cốc lót 2.2.1 Nắp ổ Đường kính nắp ổ xác định theo công D3 D2 thức : D3 ≈ D + 4.4 × d D2 ≈ D + ( 1.6 ÷ ) × d D4 Trong D đường kính lắp ổ lăn 18.2 [ 2] ta có: 88 D ( mm ) D2 ( mm ) Căn vào bảng Vị trí Trục I Trục II 52 72 75 79 D3 ( mm ) D4 ( mm ) d ( mm ) Z 95 108 58 69 M8 M8 4 h 8 2.2.2 Cốc lót Dùng cho ổ bố trí hình chữ “ O “ 2.3.Cửa thăm Để kiểm tra qua sát chi tiết máy lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Dựa vào bảng B 18.5 [ 2] ta chọn kích thước cửa 92 thăm hình vẽ sau SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 37 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường A1 B1 C1 A B C K R Vít (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 100 75 150 100 125 87 12 M8×22 Số lượng 2.4.Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hòa không khí bên hộp, người ta dùng nút thông Nút thông thường lắp nắp cửa thăm Tra bảng B 18.6 [ 2] ta có kích thước nút thông 93 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 38 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường A B C D E G H M27×2 15 30 15 45 36 32 I K L M N 10 22 O P Q R S 32 18 36 32 2.5.Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp, bị bẩn (do bụi bặm hạt mài), bị biết chất, cần phải thay dầu Để thay dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Dựa vào bảng B 18.7 [ 2] ta có kích thước nút tháo dầu 93 d b M16×1.5 12 m f L 23 c q 13,8 D 26 S 17 Do 19,6 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 39 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường 2.6.Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước hình vẽ 30 Φ6 12 Φ1 Φ1 2.7.Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chữa đường tâm trục Lỗ trụ lắp thân hộp & nắp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ chốt định vị xiết bulong không làm biến dạng vòng ổ 2.8.Ống lót lắp ổ Ống lót dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện lắp điều chỉnh phận ổ đồng thời trái cho ổ khỏi bụi băm, chất bẩn ống lót làm vật liệu GX1532 ta chọn kích thước ống lót sau Chiều dày: δ = ÷ 8(mm) , ta chọn δ = 8(mm) SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 40 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Chiều dày vai δ1 chiều dày bích δ δ1 = δ = δ = 8( mm) Đường kính lỗ lắp ống lót D ' = D + 2δ = 68 + 2.8 + 84(mm) 2.9.Bulông vòng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc nắp thân thường lắp thêm bulong vòng Kích thước bulong vòng chọn theo khối lượng hộp giảm tốc Với a= 105 mm , hộp giảm tốc bánh trụ cấp, tra bảng B ta chọn bulông vòng M8 d1 d2 Ren d M8 36 20 18.3b [ 2] ta có Q = 40(Kg), 89 d3 d4 d5 h h1 h2 20 13 18 Q(Kg) 40 l≥ f b c x r r1 r2 18 10 1,2 2,5 4 III.BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 3.1.Bôi trơn hộp giảm tốc Do truyền bánh hộp giảm tốc có v ≤ 12(m / s ) nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Với vận tốc vòng bánh nghiêng v = 1,6 m/s < 12 m/s tra bảng B Tra bảng B 18.11 [ 2] ta độ nhớt dầu 186/16 ứng với 100oC 100 18.11 [ 2] ta chọn loại dầu là: AK-15 có độ nhớt 20 Centistic 100 3.2.Bôi trơn hộp Với truyền hộp làm việc dính bụi bặm hộp không che kín nên ta dùng phương pháp bôi trơn định kì mỡ Bảng thống kê dành cho bôi trơn Tên dầu mỡ Dầu ôtô máy kéo Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu mỡ Thời giant hay dầu mỡ Bộ truyền 0,6 lít/KW tháng SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 41 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường AK-15 Tất ổ truyền Mỡ T 2/3 chỗ hổng phận năm 3.3.Điều chỉnh ăn khớp Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then với bánh lớn chọn kiểu lắp H7/k6 chịu tải vừa va đập nhẹ.Để điều chỉnh ăn khớp hộp giảm tốc bánh trụ ta chọn chiều rộng bánh nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh lớn IV BẢNG THỐNG KÊ CÁC KIỂU LẮP VÀ DUNG SAI Tại tiết diện lắp bánh không yêu cầu tháo lắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp H7/k6, tiết diện lắp trục với ổ lăn, khớp nối, đĩa xích chọn bảng sau : Kiểu lắp Trục I Vị trí lắp Trục-vòng ổ ∅25k6 bi Vỏ-lắp ổ ∅52H7 Trục-bánh Trục-bạc Trục-bánh II H7 k6 H7 ∅30 k6 H7 ∅35 k6 ∅30 Trục-vòng ổ ∅30k6 bi Vỏ-vòng ổ bi ∅72H7 Trục-bạc ∅35 Trục- bạc H7 k6 ES ( µm ) EI ( µm ) -10 +25 +21 +21 +25 0 -12 +30 +25 +0 +21 es ( µm ) ei ( µm ) +12 +1 -15 +15 +2 +15 +2 +15 +2 +15 +2 -20 +18 +2 +15 Khe hở độ dôi -1 -22 +40 +19 -15 +19 -15 +23 -15 -27 +50 +23 -18 +19 SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 42 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường ∅25 H7 k6 +0 +2 -15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1-Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1[TK1], tập 2[TK2] – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển Nhà xuất giáo dục – 1999 2-Chi tiết máy, tập 1, tập 2[3] – Nguyễn Trọng Hiệp, nhà xuất giáo dục 3-Hướng dẫn làm tập dung sai – Ninh Đức Tốn – Nguyễn Trọng Hùng Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, năm 2000 4-Bài tập kĩ thuật đo Ninh Đức Tốn, Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Thị Cẩm Tú Nhà xuất giáo dục SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 43 [...]... 3: KẾT CẤU VỎ HỘP I.VỎ HỘP 1. 1Tính kết cấu của vỏ hộp Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32 Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục 1.2 Kết cấu nắp hộp Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32 Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc : Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, δ Nắp hộp, ... Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Sơ bộ chọn L=600, B=200(L,B:chiều dài và rộng của hộp II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC 2.1.Kết cấu các chi tiết chuyển động D0 D di l b C 5° R4.00 d0 s Dv df d da Kết cấu bánh răng trụ đối xứng Ta có : o Các độ dốc ϕ = ( 5 ÷ 7 ) chọn ϕ = 5o Các bán kính r;R được tính như sau: SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 36 ... con lăn Bước xích p 19,05 mm Số mắt xích x 148 Khoảng cách trục a 756,058 mm Lực Fr 1068.98 N II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH TRỤ RĂNG THẲNG Thông số đầu vào: P = PI = 4,3456 (KW) T1 = TI = 57961,56(N.mm) n1 = nI = 716 (vòng/phút) u = ubr = 5 Lh = 11000 (giờ) 2.1 Chọn vật liệu bánh răng: Hộp giảm tốc chịu công suất nhỏ , nên chọn vật lịêu có độ rắn HB ≤ 350, bánh răng được thường hoá hoặc tôi... l22=65 l12= 69 FxA FyC l21=92 Do trục yêu cầu tính chi tiết là trục II nên ta chỉ cần xác định giá trị các phản lực lên các gối trục của trục II.Chọn hệ toạ độ như hình vẽ Ta có : Ryc = -585,69(N) ... có: -Chi u dài may đĩa xích may bánh trụ1 lm=(1,2…1,5)dsb=>lm13=(1,2… 1,5)d1=(1,2…1,5)35=(42…52,5 ) mm Chọn lm13= 45 mm lmx=(1,2…1,5)d2=(1,2…1,5).40= (48…60) mm Chọn lmx= 54 mm -Chi u dài may. .. Nguyễn Hữu Hoàng Anh 24 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường t2=3,3 mm rmin=0,25 mm rmax=0,4 mm Chi u dài then : lt=0,8 lm22= 0,8.73,5 = 58,5 mm SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 25 Đồ án chi tiết máy... = SV : Nguyễn Hữu Hoàng Anh 35 Đồ án chi tiết máy GVHD :Nguyễn Thị Hường Sơ chọn L=600, B=200(L,B :chi u dài rộng hộp II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC 2.1.Kết cấu chi tiết chuyển động D0