Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Học kỳ II, năm học 2014 – 2015 Sinh viên thực : Phạm Nguyễn Quốc Bảo MSSV: 21200199 Người hướng dẫn : TS Phạm Huy Hoàng Ký tên: Ngày hoàn thành : 08/06/2015 Ngày bảo vệ: 16/06/2015 ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Đề: 14 – Phương án: 16 SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: Động điện không đồng pha Bộ truyền đai thang Hộp giảm tốc cấp bánh côn trụ Nối trục đàn hồi Thùng trộn Số liệu thiết kế: • • • • • • Công suất trục thùng trộn, P (kW) = Số vòng quay trục thùng trộn, n (v/p) = 60 Thời gian phục vụ, L (năm) = Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ Một năm làm việc 260 ngày, ca làm việc Chế độ tải: T1 = T ; t1 = 15 giây; T2 =0,9T ; t2 = 28 giây Yêu cầu: 01 thuyết minh, 01 vẽ lắp A0; 01 vẽ chi tiết Nội dung thuyết minh Xác định công suất động phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động Tính toán thiết kế chi tiết máy a Tính toán truyền đai thang b Tính truyền hộp giảm tốc côn trụ cấp c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực d Tính toán thiết kế trục then e Chọn ổ lăn nối trục f Chọn thân máy, bu lông chi tiết phụ khác Chọn dung sai lắp ghép Tài liệu tham khảo Nhận xét giảng viên hướng dẫn: SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng Tp Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 06 năm 2015 Giảng viên hướng dẫn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…; giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn, trục … Thêm vào đó, trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽ khí, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy TS Phạm Huy Hoàng, thầy cô bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực Phạm Nguyễn Quốc Bảo SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ VÀ CHỌN TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Chọn hiệu suất động Hiệu suất truyền động: η = η d ηbrc ηbrt ηol η kn = 0,96.0, 97.0,98.0,9954.0,99 = 0,89 Trong đó: ηd = 0,96 • • • • • : hiệu suất truyền đai ηbrc = 0,97 : hiệu suất bánh côn ηbrt = 0,98 : hiệu suất bánh trụ ηol = 0,995 : hiệu suất ổ lăn ηkn = 0,99 : hiệu suất nối trục đàn hồi 1.1.2 Tính toán công suất Công suất tương đương: 2  T1   T2   ÷ t1 +  ÷ t2 1.15 + 0,9 2.28 T T  Ptd = P   =4 = 3, 74 t1 + t2 15 + 28 (kW) Pct = Ptd 3, 74 = = 4, 20 η 0,89 Công suất cần thiết cho động điện: (kW) 1.1.3 Số vòng quay sơ nlv = 60 Số vòng quay thùng trộn: (v/ph) Chọn sơ tỷ số truyền hệ thống: uhgt = 13 • • : tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh côn trụ cấp ud = 3,15 : tỷ số truyền truyền đai thang ut = ud uhgt = 3,15.13 = 40,95 Tỷ số truyền tổng hợp: nsb = nlv ut = 60.40,95 = 2457 Số vòng quay sơ bộ: SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo (v/ph) ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng 1.1.4 Chọn động điện Dựa vào bảng thông số động điện bảng P1.3 [1] Với:  Pdc ≥ Pct = 4, 20( kW )  ndb ≈ nsb = 2457(v / ph) Ta chọn động cơ: 4A100L2Y3 Kiểu động Công suất (kW) Vận tốc quay, (v/ph) cos φ η% Tmax Tdn TK Tdn 4A100L2Y3 5,5 2880 0,91 87,5 2,2 2,0 1.2 Phân phối tỷ số truyền • • • λk = ud = 3,15 Tỷ số truyền sơ truyền đai: n 2880 uc = dc = = 48 nlv 60 Tỷ số truyền chung hệ: u 48 uhgt = c = = 15, 24 ud 3,15 Tỷ số truyền hộp giảm tốc: 2, 25.ψ bd [K 02 ] 2, 25.1, = = 12,86 (1 − K be ).K be [K 01 ] (1 − 0,3)0,3 ψ bd2 = 1, 2; K be = 0,3; [K 01 ] = [K 02 ]; c K = 1,1 Với: λk ck u14 =1 uhgt (uhgt + u1 ) Phương trình độ bền đều: ⇔ 12,86.1,13 u2 = Suy ra: u14 =1 15, 242 (15, 24 + u1 ) ⇔ u1 = 4,02 uhgt u1 = 15, 24 = 3, 79 4, 02 Bánh côn Bánh trụ Bộ truyền đai thang 1.3 Công suất, số vòng quay moment trục 1.3.1 Công suất trục SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo ubrc = 4,02 ubrt = 3,79 ud = 3,15 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 P3 = GVHD: TS Phạm Huy Hoàng Plv = = 4, 06 ηol ηkn 0,995.0,99 Công suất trục 3: (kW) P2 = P3 4, 06 = = 4,16 ηol ηbrt 0,995.0,98 Công suất trục 2: (kW) P1 = P2 4,16 = = 4,31 ηol ηbrc 0,995.0, 97 Công suất trục 1: (kW) Pdc = P1 4, 31 = = 4, 51 ηol ηd 0,995.0,96 Công suất trục động cơ: (kW) 1.3.2 Số vòng quay trục n1 = ndc 2880 = = 914, 29 ud 3,15 Số vòng quay trục 1: (v/ph) n2 = n1 914, 29 = = 227, 44 ubrc 4, 02 Số vòng quay trục 2: (v/ph) n3 = n2 227, 44 = = 60, 01 ubrt 3, 79 Số vòng quay trục 3: (v/ph) n4 = nlv = 60 Số vòng quay trục thùng trộn: (v/ph) 1.3.3 Moment xoắn trục T1 = 9, 55.106 P1 4,31 = 9,55.106 = 45019, 09 n1 914, 29 (Nmm) T2 = 9,55.106 P2 4,16 = 9,55.10 = 174674, 64 n2 227, 44 (Nmm) P 4, 06 T3 = 9,55.106 = 9,55.10 = 646108,98 n3 60, 01 (Nmm) T4 = 9,55.106 Plv = 9, 55.106 = 636666, 67 nlv 60 (Nmm) P 4,51 Tdc = 9,55.106 dc = 9,55.106 = 14955, 03 ndc 2880 (Nmm) Bảng thông số SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo ĐAMH: Chi tiết máy Trục Thông số Công suất (kW) Tỷ số truyền Số vòng quay (v/ph) Moment xoắn (Nmm) Đề: 14 - Phương án: 16 Động Trục Trục Trục Trục 4,51 3.15 2880 14955,03 4,31 4,16 4,06 SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo GVHD: TS Phạm Huy Hoàng 4.02 3.79 914,29 227,44 60,01 45019,09 174674,64 646108,98 60 636666,67 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng PHẦN 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1 Chọn loại đai tiết diện Ta chọn loại đai vải cao su chất liệu vải cao su bền, dẻo, bị ảnh hưởng độ ẩm thay đổi nhiệt độ Dựa vào công suất Pdc = 4,51 (kW) ndc = 2880 (v/ph), tra theo hình 4.1 bảng 4.3 [1] ta chọn tiết diện đai thang loại A, làm từ vật liệu vải cao su 2.2 Xác định thông số truyền 2.2.1 Xác định đường kính bánh đai nhỏ d1 Theo tiêu chuẩn bảng 4.13 [1] ta chọn: d1 = 125 (mm) v1 = Vận tốc đai: π d1.ndc π 125.2880 = = 18,85 60000 60000 (m/s) Vận tốc đai nhỏ v1 < 25 (m/s) nên thỏa điều kiện 2.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớn d2 = d1.ud 125.3,15 = = 397, 73 1− ε − 0, 01 Theo công thức 4.2, [1] ta có (mm) Trong đó: • • • • d2: đường kính bánh đai lớn d1: đường kính bánh đai nhỏ ud: tỷ số truyền truyền đai ε: hệ số trượt truyền đai ( ε = 0,01 – 0,02 ) Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 400 (mm) ud = d ( − ε ) 400.(1 − 0, 01) = = 3,17 d1 125 Xác định lại tỷ số truyền: Sai lệch tỷ số truyền: ∆u = us − ut 3,17 − 3,15 = = 0, 63% ut 3,15 nằm phạm vi cho phép (3~4%) 2.2.3 Chọn khoảng cách trục a Theo điều kiện: 0,55.(d1 + d2) + h ≤ a ≤ (d1 + d2) ⇒ 296,75 ≤ a ≤ 1050 (mm) (với h =8: chiều cao tiết diện đai) Theo bảng 4.14, [1] ta chọn a = 397 (mm) SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng 2.2.4 Chiều dài đai l Theo công thức 4.4, [1] ta có: l = 2.a + π (d1 + d ) (d − d1 ) π (125 + 400) (400 − 125) + = 2.397 + + = 1666, 29 4.a 4.397 (mm) Cộng thêm 100 – 400 (mm) tùy theo cách nối đai theo bảng 4.13, [1], ta chọn l = 2000 (mm) (ltc ≥ ltính) Kiểm nghiệm tuổi thọ đai: i = v/l = 18,85 / ( 2000 10-3) = 9,43 s-1 ≤ imax =10 s-1 2.2.5 Xác định xác khoảng cách trục a a= λ + λ − 8∆ 1175,33 + 1175,332 − 8.137,52 = = 571,11 4 (mm) Trong đó: • λ = l - π.(d1 + d2)/2 = 1175,33 (mm) • Δ = (d2 - d1)/2 = 137,5 (mm) 2.2.6 Góc ôm α1 α1 = 180o − (d − d1 ).57 o (400 − 125).57 o = 180o − = 152,55o a 571,11 Ta thấy α1 ≥ 120o thỏa mãn điều kiện cho góc ôm 2.3 Xác định số đai z= Số đai z tính theo công thức: Pdc K d [Po ].Cα Cu Cl C z Trong đó: • Kd: hệ số xét đến ảnh hưởng thay đổi tải trọng (tra bảng 4.7, [1]) ta chọn Kd = • • 1,45 (vì tải va đập nhẹ làm việc ca) Cα: hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm, Cα=1 - 0,0025(180 - α1) = 0,93 Cu: hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền đai (tra bảng 4.17, [1]) ta chọn Cu = 1,14 (vì ud > 3) CL = L = 1, 03 L0 • CL: hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai, • đai thực nghiệm, tra bảng 4.19, [1] Cz: hệ số xét đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng dây đai • (tra bảng 4.18, [1]) chọn Cz = 0,956 [Po] = (kW) ⇒ z ≥ 2,09 Vậy ta chọn z = đai SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 10 , với L0 chiều dài ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng QB = X FrB + Yo FaB = 0,5.2981,31 + 1,1.742,35 = 2307, 24( N )  QB = FrB = 2981,31( N ) ⇒ QB0 = 2981,31(N) < C0 = 36600( N ) • Vậy ổ thỏa điều kiện tải tĩnh m Tuổi thọ ổ 106  C  Lh =  ÷ = 87533, 77 60n  QB  Số vòng quay tới hạn • [dmn] = 2.5 x 105 (mm) vòng/phút : vận tốc quy ước chất bôi trơn mỡ dẻo, tra • • • • bảng 11.7 [2] k1 = 1: hệ số kích thước k2 = 0.85: hệ số cỡ ổ, tra bảng 11.8 [2] k3 = 1: hệ số tuổi thọ, Lh = 87533,77 dm: đường kính vòng tròn qua tâm lăn nth = [dmn]k1k2k3/dm = 5059,52 vòng/phút nth > n1 = 914,29 vòng/phút, tuổi thọ ổ đảm bảo Trục 6.2.2 Tải trọng tác dụng lên ổ lăn  Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B C FAr = FAx2 + FAy2 = 3551,11 • (N) F = F +F r D Dx Dy = 2244, 98 • (N)  Lực dọc trục Fa2 = 550,54 N, Fa3 = 1048,25 N ⇒ Fa = 1598,79 (N) Do ổ đỡ trục bánh côn – trụ nên ta chọn ổ đũa côn dãy, cỡ nhẹ rộng Ký hiệu ổ 7507 Chọn hệ số e: d (mm) 35 D (mm) 72 B (mm) 23 e = 1,5tanα = 0,35 Chọn V=1 ứng với vòng quay Lực dọc trục tác động vào ổ B, C lực hướng tâm Fr gây ra: • • FsA = 0,83eFrA = 0,83.0,35.3551,11 = 1031,60 (N) FsD = 0,83eFrD = 0,83.0,355.2244,98 = 652,17 (N) Tổng lực dọc trục tác động lên ổ SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 38 C (kN) 50,20 C0 (kN) 40,30 α 13 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng ∑ FaB = − FsD + Fa = 946, 42(N) < F sA  ∑ FaC = FsA + Fa = 2630,39(N) < F sD  FaA = 1031, 60( N ) ⇒  FaD = 2630,39( N ) FaA = 0, 29 < e ⇒ X = 1, Y = VFrA Tại A : FaD = 1,17 > e ⇒ X = 0, 4, Y = 0, cot α = 1, 73 VFrD Tại D : Tải trọng quy ước • Tại A: QA = (XVFrA + YFaA)ktkd = (1.1.3551,11+ 0).1.1,2 = 4261,33 (N) • Tại D: QD = (XVFrD + YFaD)ktkd = (0,4.1.2244,98 + 1,73.2630,39).1.1,2 = 6538,28 (N) Với: kt = : hệ số ảnh hưởng nhiệt độ kd = 1.2 : hệ số kể đến đặc tính tải trọng Bảng 11.3 [1] với tải va đập nhẹ • Từ kết ta thấy ổ D chịu tải trọng lớn nên ta tính theo ổ lăn D Thời gian làm việc L= 60 Lh n 60.24960.227, 44 = = 340, 61 106 106 triệu vòng Khả tải động tính toán Cd = QD m L = 6538, 2810/3 340, 61 = 37, 60( kN ) < C = 50, 20( kN ) Vậy ổ đảm bảo khả tải động Kiểm tra tải tĩnh • Đối với ổ đũa côn, tra bảng 11.6 [2]: X0 = 0.5, SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 39 Y0=0.22 cotα = 0,95 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng QD = X FrD + Yo FaD = 0,5.2244,98 + 0,95.2630,39 = 3621,36( N )  QD = FrD = 2244,98( N ) ⇒ QD0 = 3623,36(N) < C0 = 40300( N ) • Vậy ổ thỏa điều kiện tải tĩnh m 106  C  Lh =  ÷ = 6543085 60n  QD  Tuổi thọ ổ Số vòng quay tới hạn • [dmn] = 2.5 x 105 (mm) vòng/phút : vận tốc quy ước chất bôi trơn mỡ dẻo, tra • • • • bảng 11.7 [2] k1 = 1: hệ số kích thước k2 = 0.95: hệ số cỡ ổ, tra bảng 11.8 [2] k3 = 1: hệ số tuổi thọ, Lh = 87533,77 dm: đường kính vòng tròn qua tâm lăn nth = [dmn]k1k2k3/dm = 4750 vòng/phút nth > n1 = 227,44 vòng/phút, tuổi thọ ổ đảm bảo 6.2.3 Trục Tải trọng tác dụng lên ổ lăn  Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B C FAr = FAx2 + FAy2 = 3900, 51 • (N) F = F + F = 1390, 45 r C Cx Cy • (N)  Lực dọc trục Fa4 = 1048,25 (N) Do ổ đỡ trục bánh côn – trụ nên ta chọn ổ đũa côn dãy, cỡ nhẹ Ký hiệu ổ 7512 Chọn hệ số e: d (mm) 60 D (mm) 110 B (mm) 28 e = 1,5tanα = 0,35 Chọn V=1 ứng với vòng quay Lực dọc trục tác động vào ổ B, C lực hướng tâm Fr gây ra: • FsA = 0,83eFrA = 0,83.0,35.3900,51 = 1133,10 (N) • FsC = 0,83eFrC = 0,83.0,355.1390,45 = 403,93 (N) Tổng lực dọc trục tác động lên ổ SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 40 C (kN) 72,20 C0 (kN) 58,40 α 13,17 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng ∑ FaA = FsC + Fa = 1452,18(N) > F sA  ∑ FaC = FsA − Fa = 84,85(N) < F sC  FaA = 1452,18( N ) ⇒  FaC = 403,93( N ) FaA = 0,37 > e ⇒ X = 0, 4, Y = 1, 71 VFrA Tại A : FaC = 0, 29 < e ⇒ X = 1, Y = VFrC Tại C : Tải trọng quy ước • • Tại A: QA = (XVFrA + YFaA)ktkd = (0,4.1.3900,51+ 1,71.1452,18).1.1,2 = 5320,18 (N) Tại C: QD = (XVFrD + YFaD)ktkd = (1.1.1390,45 + 0).1.1,2 = 1668,54 (N) Với: kt = : hệ số ảnh hưởng nhiệt độ • kd = 1.2 : hệ số kể đến đặc tính tải trọng Bảng 11.3 [1] với tải va đập nhẹ Từ kết ta thấy ổ A chịu tải trọng lớn nên ta tính theo ổ lăn A Thời gian làm việc L= 60 Lh n 60.24960.60, 01 = = 89,87 106 106 triệu vòng Cd = QA m L = 5320,1810/3 89,87 = 20,51( kN ) < C = 72, 20( kN ) Khả tải động tính toán Vậy ổ đảm bảo khả tải động Kiểm tra tải tĩnh • Đối với ổ đũa côn, tra bảng 11.6 [2] X0 = 0.5, Y0=0.22 cotα = 0,94 QA = X FrA + Yo FaA = 0,5.3900,51 + 0,94.1452,18 = 3315,30(N)  QA = FrA = 3900,51( N ) ⇒ QA0 = 3900,51(N) < C = 58400( N ) • Vậy ổ thỏa điều kiện tải tĩnh SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 41 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng m Tuổi thọ ổ 106  C  Lh =  ÷ = 825534, 23 60n  QA  Số vòng quay tới hạn • [dmn] = 2.5 x 105 (mm) vòng/phút : vận tốc quy ước chất bôi trơn mỡ dẻo, tra • • • • bảng 11.7 [2] k1 = 1: hệ số kích thước k2 = 1: hệ số cỡ ổ, tra bảng 11.8 [2] k3 = 3,32: hệ số tuổi thọ, Lh = 87533,77 dm: đường kính vòng tròn qua tâm lăn nth = [dmn]k1k2k3/dm = 10000 vòng/phút nth > n1 = 60,01 vòng/phút, tuổi thọ ổ đảm bảo SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 42 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng PHẦN 7: CHỌN THÂN MÁY, BULONG, CÁC CHI TIẾT PHỤ, DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP 7.1 Chọn thân máy  Yêu cầu • Chỉ tiêu hộp giảm tốc khối lượng nhỏ độ cứng cao • Vật liệu làm vỏ gang xám GX15-32 • Hộp giảm tốc bao gồm : thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ … • Bề mặt lắp ghép nắp thân cao mài để lắp sít, lắp có lớp sơn mỏng sơn đặc biệt • Chọn bề mặt ghép nắp thân: song song mặt đế • Mặt đáy phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 20 chỗ tháo dầu lõm xuống  Xác định kích thước vỏ hộp Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày: Thân hộp, δ δ = 0,03.a + = 0,03.200 + = (mm) Nắp hộp, δ1 Gân tăng cứng: Chiều dày, e δ1 = 0,9 δ = 0,9 10 = (mm) e =(0,8 ÷ 1)δ = 6,4 ÷ 8, chọn e = (mm) Chiều cao, h h < 58 (mm) Độ dốc Khoảng 20 Đường kính: Bulông nền, d1 d1 = 0,04.a +10 = 0,04 200 + 10 = 20 (mm) Bulông cạnh ổ, d2 d2 = (0,7 ÷ 0,8).d1 = 16 (mm) Bulông ghép bích nắp thân, d3 d3 = (0,8 ÷ 0,9).d2 = 14 (mm) Vít ghép lắp ổ, d4 d4 = (0,6 ÷ 0,7).d2 = 10 (mm) Vít ghép lắp cửa thăm dầu, d5 d5 = (0,5 ÷ 0,6).d2 = (mm) Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 =(1,4 ÷ 1,5)d3 = 22 (mm) Chiều dày bích nắp hộp, S4 S4 = ( 0,9 ÷ 1)S3 = 22 (mm) Bề rộng bích nắp hộp, K3 Kích thước gối trục: K3 = K2 – ( 3÷5 ) = 47 (mm) Đường kính tâm lỗ vít, D3, D2 Định theo kích thước nắp ổ Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 K2 = E2 + R2 + (3÷5) = 50 (mm) Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2( k khoảng E2 = 1,6.d2 = 25 (mm) cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao h R2 = 1,3.d2 = 21 (mm) h: phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thước mặt tựa k ≥ 1,2.d2 =14,4 ⇒ k = 15 (mm) SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 43 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng Mặt đế hộp: Chiều dày: Khi có phần lồi S1, S2, Dd S1 = (1,4 ÷ 1,7)d1 ⇒ S1 = 30 (mm) S2 = (1 ÷ 1,1)d1 ⇒ S2 = 20 (mm) Bề rộng mặt đế hộp, K1 q K1 ≈ 3.d1 ≈ 3.20 = 60 (mm) q = K1 + 2δ = 60 + 2.9 = 80 (mm) Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp ∆ ≥ (1 ÷ 1,2) δ ⇒ ∆ = 10 (mm) Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp ∆1 ≥ (3 ÷ 5) δ ⇒ ∆1 = 35 (mm) Giữa mặt bên bánh với ∆2 ≥ δ = 10 (mm) Z = ( L + B ) / ( 200 ÷ 300) Số lượng bulông Z ≈ 897/ 200 ÷ 897/300 ⇒ chọn Z =  Kích thước gối trục: Đường kính tâm lỗ vít Trục 7.2 Các liên đến D 62 72 110 D2 75 90 130 D3 90 115 160 chi tiết quan kết cấu vỏ hộp 7.2.1 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp thân hộp gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, dùng chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bulông không làm biến dạng vòng ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Ta dùng chốt định vị hình côn có thông số sau: d = (mm), • • • c = (mm), 7.2.2 Nắp ổ Che chắn ổ lăn khỏi bụi từ bên Làm vật liệu GX14-32 Kết cấu nắp ổ hộp giảm tốc, bảng 18.2, [2]: Trục D 62 D2 75 SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 44 l = 56 (mm) D3 90 D4 52 h d4 10 z ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 72 110 90 130 115 160 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng 65 100 9 10 10 6 7.2.3 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có lắp thêm nút thông Kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18.5, [2] sau: A 150 B 100 A1 190 B1 140 C 175 C1 - K 120 R 12 Vít M8 x 22 Số lượng 7.2.4 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hòa không khí bên bên hộp, người ta dùng nút thông Nút thông lắp nắp cửa thăm Kích thước nút thông (tra bảng 18.6, [2]): A M27 x B 15 C 30 D 15 E 45 G 36 H 32 I K L 10 7.2.5 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi hạt mài) bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúclàm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thước nút tháo dầu tra bảng 18.8, [2] (nút tháo dầu trụ) d b m f l c q D S M 20 x 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 7.2.6 Que thăm dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 45 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng 7.2.7 Vòng móc Dùng để di chuyển hộp giảm tốc cách dễ dàng • • Chiều dày: S = (2÷3)δ =20 (mm) Đường kính lỗ vòng móc: d = (3 ÷ 4)δ =30 (mm) Vít tách nắp thân hộp giảm tốc: Có tác dụng tách nắp thân hộp giảm tốc, (M12 x 30) 7.3 Các chi tiết phụ khác 7.3.1 Vòng phớt Vòng phớt loại lót kín động gián tiếp 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 bị hen gỉ Ngoài ra, vòng phớt đề phòng dầu chảy Tuổi thọ ổ lăn phụ thuộc nhiều vào vòng phớt Vòng phớt dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng Tuy nhiên có nhược điểm chóng mòn ma sát lớn bề mặt trục có độ nhám cao 7.3.2 Vòng chắn dầu Để ngăn cách mỡ phận ổ với dầu hộp SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 46 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng 7.4 Bảng tổng kết bulong Dựa theo bảng Phụ lục sách Vẽ Cơ Khí tâp 1, Trần Hữu Quế (Bảng PL – / 208) • • • • • Bu lông nền: d1 = 20, chọn l0 = 46 Bu lông cạnh ổ: d2 = 16, chọn l0 = 38, M16 x 130 Bu long ghép bích nắp thân: d3 = 14, chọn l0 = 34, M14 x 60 Vít ghép nắp ổ: d4 = 10, chọn l0 = 26, M10 x 40 Vít ghép nắp cửa thăm: d5 = 8, chọn l0 = 22, M8 x 16 Bulong Đai ốc S D H H (đai ốc) Số lượng M8 M10 14 14,4 5,5 6,5 M8x16 17 18,9 30 M10 x 40 M14 M16 21 24 23,9 26,8 10 11 13 M14 x 60 10 M16 x 130 M20 30 33,6 13 16 M20 Dung sai lắp ghép 7.5 Căn vào yêu cầu làm việc chi tiết hộp giảm tốc, ta chọn kiểu lắp ghép sau: 7.5.1 Dung sai ổ lăn Vòng ổ lăn chịu tải tuần hoàn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian để vòng ổ không trượt bề mặt trục làm việc Do đó, ta phải chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dôi, tạo điều kiện mòn ổ (trong trình làm việc quay làm mòn đều) Vòng ổ lăn không quay nên chịu tải cục bộ, ta lắp theo hệ thống lỗ Để ổ di chuển dọc trục nhiệt đô tăng trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7 7.5.2 Lắp ghép bánh trục Bánh lắp lên trục chịu tải vừa, tải trọng thay đổi, va đập nhẹ, ta chọn kiểu lắp ghép H7/k6 SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 47 ĐAMH: Chi tiết máy 7.5.3 Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng Lắp ghép nắp ổ thân hộp Để dễ dàng cho việc tháo lắp điều chỉnh, ta chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 7.5.4 Lắp ghép vòng chắn dầu trục Để dễ dàng cho tháo lắp, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/Js6 7.5.5 Lăp chốt định vị Để đảm bảo độ đồng tâm không bị sút, ta chọn kiểu lắp chặt P7/h6 7.5.6 Lắp ghép then Theo chiều rộng, chọn kiểu lắp trục P9/h8 kiểu lắp bạc Js9/h8 Theo chiều cao, sai lệch giới hạn kích thước then h11 Theo chiếu dài, sai lệch giới hạn kích thước then h14 Bảng dung sai lắp ghép, [2],[4] Chi tiết Kích thước (mm) Mối lăp ES (µm) EI (µm) es (µm) ei (µm) Độ dôi lớn Độ hở lớn Bánh 22 H7/k6 +21 +15 +2 15 19 Bánh 40 H7/k6 +25 +18 +2 18 23 Bánh 40 H7/k6 +25 +18 +2 18 23 Bánh 65 H7/k6 +30 +21 +2 21 28 Ổ ĐŨA CÔN D Ổ vòng Trục 62 H7/h6 +30 0 -19 49 Trục 72 H7/h6 +30 0 -19 49 Trục 110 H7/h6 +35 0 -22 57 SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 48 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 d Ổ vòng Trục 25 H7/k6 +21 +15 +2 15 19 Trục 35 H7/k6 +25 +18 +2 18 23 Trục 60 H7/k6 +30 +21 +2 21 28 bxh Trục Trục Trục Then (trục) 6x6 P9/h8 -12 -42 -18 42 6x6 P9/h8 -12 -42 -18 42 12x8 P9/h8 -18 -61 -27 61 12x8 P9/h8 -18 -61 -27 61 18x11 P9/h8 -18 -61 -27 61 14x9 P9/h8 -18 -61 -27 61 bxh Then (bánh + bánh đai + nối trục) Đai thang 6x6 Js9/h8 +15 -15 -18 15 33 Bánh 6x6 Js9/h8 +15 -15 -16 15 31 Bánh 12x8 Js9/h8 +21 -21 -27 21 48 Bánh 12x8 Js9/h8 +21 -21 -27 21 48 Bánh 18x11 Js9/h8 +21 -21 -27 21 48 Nối trục 14x9 Js9/h8 +21 -21 -27 21 48 Chốt định vị - vỏ hộp P7/h6 -8 -20 -8 20 25 H7/js6 +21 +6,5 -6,5 6,5 27,5 38 H7/js6 +25 +8 -8 33 63 H7/js6 +30 +9,5 -9,5 9,5 39,5 25 H7/js6 +21 +6,5 -6,5 6,5 27,5 60 H7/js6 +30 +9,5 -9,5 9,5 39,5 62 H7/h6 +30 +9,5 -9,5 9,5 39,5 72 H7/h6 +30 +9,5 -9,5 9,5 39,5 110 H7/h6 +35 +11 -11 11 46 Vòng chắn dầu - trục Vòng chắn dầu - trục Vòng chắn dầu - trục Vòng phớt trục I Vòng phớt trục III Nắp bích ổ lăn trục Nắp bích ổ lăn trục Nắp bích ổ lăn trục SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 49 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng ĐAMH: Chi tiết máy Năp cửa thăm - nắp hộp 200 Đề: 14 - Phương án: 16 H8/h7 SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 50 +40 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng +12,5 -12,5 12,5 52,5 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng KẾT LUẬN Qua thời gian làm đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động khí, em nắm vững cách phân tích công việc thiết kế, cách đặt vấn đề cho toán thiết kế Vì đặc trưng nghiên cứu môn học tính hệ truyền động nên qua giúp cho sinh viên có cách xử lý sát thực biết cách kết hợp với kiến thức học để tính toán chọn phương án tối ưu cho thiết kế Dù cố gắng hoàn thành đồ án với cường độ làm việc cao, kỹ lưỡng có hướng dẫn cụ thể quý thầy cô khoa Cơ khí hiểu biết hạn chế chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắn đồ án có nhiều thiếu sót bất cập Vì vậy, em mong sửa chữa đóng góp ý kiến quý thầy cô để em rút kinh nghiệm bổ sung thêm kiến thức Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý thầy cô khoa Cơ khí hướng dẫn tận tình thầy TS Phạm Huy Hoàng Sinh viên thực Phạm Nguyễn Quốc Bảo SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 51 ĐAMH: Chi tiết máy Đề 14 - Phương án 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục Việt Nam [2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục Việt Nam [3] Nguyễn Hữu Lộc: Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [4] Ninh Đức Tốn: Dung sai lắp ghép Nhà xuất giáo dục Việt Nam SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 52 [...]... cải thiện Độ cứng bánh dẫn và bị dẫn HB1 = 260; HB2 = 235 Module vòng chia ngoài, vòng trung bình mte = 2,5; mtm = 2,14 Số răng bánh dẫn và bị dẫn z1 = 27 răng; z2 = 109 răng Góc côn chia δ1 = 13,91°, δ2 = 76,09° Góc ăn khớp α = 20o Đường kính vòng chia trung bình bánh dẫn dm1 = 57,78 (mm) Đường kính vòng chia trung bình bánh bị dẫn dm2 = 233,26 (mm) Đường kính vòng chia bánh dẫn de1 = 67,5 (mm) Đường... Phương án: 16 Độ cứng bánh dẫn và bị dẫn Khoảng cách trục Module Chiều rộng vành răng Tỷ số truyền Số răng bánh dẫn và bị dẫn Đường kính chia Đường kính lăn Đường kính đỉnh răng Đường kính đáy răng Đường kính cơ sở Góc nghiêng răng Góc ăn khớp Góc profin răng Góc profin gốc Hệ số dịch chỉnh Vận tốc Số vòng quay Cấp chính xác Số giờ làm việc Moment xoắn bánh dẫn Moment xoắn bánh bị dẫn Lực vòng có ích Lực... 3 Theo công thức 6.61, [1]: KH = KHαKHβKHv : Hệ số tải trọng tiếp xúc • KHα: Hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều trong các đôi răng đồng thời ăn • khớp ⇒ Bánh răng côn răng thẳng nên : KHα = 1 KHβ: Hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng, theo bảng 6.21, [1]: KHβ = 1,55 vH bd m1 2T1K Hα K Hβ • KHv : Hệ số tải trọng động : KHv = 1 + vH = δ H g o v • d m1 (u +1)... Theo công thức 6.33, [1]: ≤ [σH] Trong đó : • • ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu làm bánh răng, ZM = 274 (MPa 1/3) 2 cos βb ZH = = 1, 72 sin 2α tw ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, βb = arctan(cos α t tan β ) = 13, 66° ε β = bw sin β / ( mπ ) = 1, 68 Hệ số trùng khớp dọc: Zε = 1 = 0, 77 εα • Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp răng : Với εα : Hệ số trùng khớp ngang : ε α = [1,88 -3, 2( 1 1 1... thức 6.43, [1]: K F = K Fβ K Fα K Fv • • = 1,12.1,37.1,03 = 1,58 : Hệ số tải trọn khi tính về uốn KFα = 1,37: Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên các đôi răng cùng ăn khớp đồng thời KFβ = 1,12: Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng v b d K Fv = 1 + F w w1 2T2 K Fβ K Fα • Hệ số tải trọng động tính theo độ bền uốn a ν F = δ F g 0 v w u Với , δF = 0,006 go... = 73 • v F = 0, 006.73.1, 03 200 = 3, 28 3, 78 ⇒ (m/s) ⇒ • • • • 3, 28.63.86,5 = 1, 03 2.174674, 64.1,12.1,37 Yβ = 1- β/140 = 0.90 : Hệ số xét đến độ nghiêng của răng Yε = 1/εα = 0,60: Hệ số xét đến sự trùng khớp răng YF1,YF2 : Hệ số dạng răng của bánh dẫn và bánh bị dẫn: zv1 = z1/cos3β = 30; zv2 = z2/cos3β = 112 SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 23 K Fv = 1 + ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD:... Hệ số tải trọng động tính theo độ bền uốn : d ( u +1) ν F = δF g 0 v m1 u Với , δF = 0,016 go = 56 v F = 0, 016.56.2, 77 57, 78.(4, 02 +1) = 21, 08 4, 02 ⇒ (m/s) K Fv = 1 + ⇒ 21, 08.40.57, 78 = 1,35 2.45019, 09.1,55.1 KF = 1,55.1.1,35 = 2,09 • Yβ : Hệ số xét đến độ nghiêng của răng : Bánh răng côn răng thẳng ⇒ Yβ=1 • Yε : Hệ số xét đến sự trùng khớp răng : εα = 1,73 ⇒ Yε = 1/εα = 0,58 • YF1,YF2 : Hệ. .. 1 + )]cosβ = [1,88 - 3, 2( + )]cos14,55° = 1, 67 z1 z2 27 102 Theo công thức 6.61, KH = KHαKHβKHv = 1,13.1,05.1,01 = 1,20: Hệ số tải trọng tiếp xúc • • KHβ : Hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng, theo bảng 6.7: KHβ = 1,05 KHv : Hệ số tải trọng động v b d 1, 09.63.86,5 K Hv = 1 + H w w1 = 1 + = 1, 01 2T2 K Hα K Hβ 2.174674, 64.1, 05.1,13 • vH = δ H g 0 v Trong đó: vH... K R u2 + 1 3 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng T1K Hβ (1- K be )K be u[σH ]2 Trong đó : • • KR : Hệ số phụ thuộc vật liệu, loại răng, KR = 0,5Kđ Kđ : Hệ số phụ thuộc loại răng : Với bánh răng côn, răng thẳng làm bằng thép Kđ = • • 100 (MPa1/3) ⇒ KR = 0,5.100 = 50 (MPa1/3) Kbe : Hệ số chiều rộng vành răng, Kbe = 0,285 KHβ : Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng K be u 2 - K be... xác 8 Số giờ làm việc Lh = 24960 giờ Moment xoắn bánh dẫn T1 = 45019,09 (Nmm) Moment xoắn bánh bị dẫn T2 = 174674,64 (Nmm) Lực vòng có ích Ft1 = Ft2 = 1558,29 (N) Lực hướng tâm Fr1 = Fa2 = 550,54 (N) Lực dọc trục Fa1 = Fr2 = 136,35 (N) SVTH: Phạm Nguyễn Quốc Bảo 18 ĐAMH: Chi tiết máy Đề: 14 - Phương án: 16 GVHD: TS Phạm Huy Hoàng PHẦN 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 4.1 Các thông số