Hầu hết các động cơ hiện nay điều có số vòng quay rất lớn. Tuy nhiên, số vòng quay yêu cầu của tải là nhỏ. Do đó, hộp giảm tốc có vai trò cực kỳ quan trọng trong vấn đề dẫn động cho máy. Đồ án thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí là môn học nhằm mục đích giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế máy nói chung và thiết kế hộp giảm tốc nói riêng. Đồng thời giúp sinh viên ôn lại kiến thức của các môn học trước, nắm vững và hiểu được cách áp dụng chúng ngoài thực tế. Thêm nữa, còn rèn luyện cho sinh viên kỹ năng vẽ một bản vẽ kỹ thuật, đọc bản vẽ,.. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quốc Hùng đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này
THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ĐỀ TÀI CHƯƠNG ITÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI .6 CHƯƠNG IIXÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Xác định công suất động cơ, chọn động 2.2 Phân phối tỉ số truyền cho truyền CHƯƠNG IIITÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 3.1 Thông số ban đầu: 3.2 Xác định thông số xích truyền xích .9 a.Chọn số đĩa xích .9 b.Xác định bước xích p .9 c.Chiều rộng xích 10 d.Khoảng cách trục số mắc xích 10 3.3 Kiểm nghiệm xích độ bền .10 3.4 Xác định thông số đĩa xích lực tác dụng lên trục .11 CHƯƠNG IVTÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ CẤP NHANH 13 4.1Thông số ban đầu 13 4.2Chọn vật liệu .13 4.4Xác định thông số truyền .13 4.5Xác định thông số ăn khớp: 14 4.6Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: .15 4.7Kiểm nghiệm độ bền uốn: 16 4.8Kiểm nghiệm tải: .16 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG CHƯƠNG VTÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ CẤP CHẬM 18 5.1Thông số ban đầu 18 5.2Xác định thông số truyền .18 5.3 Xác định thông số ăn khớp: 18 5.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: 19 5.5Kiểm nghiệm độ bền uốn: 19 5.6Kiểm nghiệm tải: .21 5.7Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu 22 CHƯƠNG VITÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 23 6.1Sơ đồ lực tác dụng lên truyền 23 6.2Tính toán thiết kế trục: 24 a.Chọn vật liệu: 24 b.Tính sơ trục 24 c.Xác định đường kính chiều dài đoạn trục trục I 25 d.Xác định đường kính chiều dài đoạn trục trục II 28 e.Xác định đường kính chiều dài đoạn trục trục III 31 6.3Tính mối ghép then: 33 6.4Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 34 6.5Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh 36 CHƯƠNG VIICHỌN Ổ LĂN 37 7.1Chọn loại ổ lăn: 37 7.2Chọn cấp xác ổ lăn: 37 7.3Kiểm nghiệm khả tải động: 37 7.4Kiểm nghiệp khả tải tĩnh 39 II.6 CHỌN NỐI TRỤC 40 1Tính momen tính toán 40 2Chọn nối trục: .40 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG 3Kiểm nghiệm sức bền dập vòng đàn hồi chốt 40 CHƯƠNG VIIICHỌN THÂN MÁY – BULÔNG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC 41 1Chọn thân máy 41 2Lựa chọn kích thước phấn tử bánh trục: .42 3Bán kính góc lượn phần vát trục .42 4Chọn vòng móc 43 5Chốt định vị 43 6Cửa thăm 43 7Nút thông .44 8Nút tháo dầu .44 9Que thăm dầu .45 10Rãnh lắp vòng phớt vòng phớt 45 11Vòng chắn dầu 46 12Vòng hãm lò xo rãnh trục 46 CHƯƠNG IXBẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP 48 10.1Chọn kiểu lắp 48 10.2Bảng dung sai lắp ghép .48 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG LỜI NÓI ĐẦU Hầu hết động điều có số vòng quay lớn Tuy nhiên, số vòng quay yêu cầu tải nhỏ Do đó, hộp giảm tốc có vai trò quan trọng vấn đề dẫn động cho máy Đồ án thiết kế hệ thống dẫn động khí môn học nhằm mục đích giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế máy nói chung thiết kế hộp giảm tốc nói riêng Đồng thời giúp sinh viên ôn lại kiến thức môn học trước, nắm vững hiểu cách áp dụng chúng thực tế Thêm nữa, rèn luyện cho sinh viên kỹ vẽ vẽ kỹ thuật, đọc vẽ, Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quốc Hùng giúp đỡ em hoàn thành đồ án Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN TÂY SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG ĐỀ TÀI Đề số 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số 39 Hình 0.1 Hệ thống dẫn động băng tải Số liệu thiết kế: - Công suất trục băng tải P = 9,65 KW - Số vòng quay trục tang dẫn n = 46 vòng/ph - Thời gian phục vụ L = năm - Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ ( năm làm việc 300 ngày, ca làm việc ) - Chế độ tải: T1 = T T2 = 0,53T t1 = 65s t2 = 13s SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI CHƯƠNG I GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Hệ thống gồm truyền kín truyền hở + Bộ truyền hở: truyền xích với ưu điểm truyền công suất lớn xác gây ồn quay với tốc độ thấp ( đặt cấp độ chậm ) + Bộ phận truyền kín gồm hai cấp: Cấp nhanh gồm hai cặp bánh trụ nghiêng giống Như khử lực dọc trục tạo điều kiện giảm bớt gánh nặng cho hai ổ trục Cấp chậm gồm cặp bánh trụ thẳng + Để tải trọng phân bố cặp bánh phân đôi, người ta dùng cặp bánh 0 nghiêng có góc nghiêng lớn ( β = 30 40 ) hướng ngược + + Theo kinh nghiệm trục nhanh cấp phân đôi đặt ổ tùy động So với hộp giảm tốc khai triên, hộp giảm tốc phân đôi có ưu điểm: Tải trọng phân bố cho ổ Giảm phân bố không tải trọng chiều rộng vành nhờ bánh bố trí đối xứng với ổ Tại tiết diện nguy hiểm trục trung gian, mô men xoắn tương ứng với nửa công suất truyền tới trục Nhờ vậy, hộp giảm tốc phân đôi nhẹ 20% so với hộp giảm tốc khai triển + Tuy nhiên, hộp giảm tốc phân đôi có nhược điểm chiều rộng hộp tăng, cấu tạo phận ổ phức tạp hơn, số lượng chi tiết khối lượng gia công tăng SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI CHƯƠNG II GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Xác định công suất động cơ, chọn động - Công suất cần thiết trục động tính theo công thức: P Pct = t = 10, 23 KW [1, trang 19, công thức 2.8] η Trong đó: Ti + Pt = Ptd = T1 ∑ (T ) t ∑t i = 9, 65 i 65 + 0,532.13 công suất tính toán trục ≈ KW 65 + 13 công tác [1,trang 20, công thức 2.12; 2.14] o Với Ptd công suất tương đương tải trọng thay đổi o T1 = T= 9.65 KW công suất lớn công suất làm việc o ti thời gian công suất thứ i tác dụng + η = ηbr η x ηol = 0.88 hiệu suất truyền động [1, trang 19, công thức 2.9] o ηbr = 0.98 hiệu suất truyền bánh trụ o η x = 0.93 hiệu suất truyền xích o ηol = 0,995 hiệu suất cặp ổ lăn - o [1, trang 19, bảng 2.3] Chọn sơ tỉ số truyền cho truyền o Bộ truyền xích ux = o Hộp giảm tốc uh = o [1, trang 21, bảng 2.4] Tỉ số truyền toàn ut = u x uh = 16 - Số vòng quay sơ động nsb = nlv ut = 736 (v/ph) Trong đó: • - nlv = 46 (v/ph) Pdc ≥ Pct Chọn động theo tiêu chuẩn [1, trang 22, công thức 2.19] ndb ≈ nsb Dựa [1, trang 237, bảng P1.3] chọn động có thông số: o Kiểu động 4A160S6Y3 o Công suất Pdc = 11 (KW) o Vận tốc quay ndc = 970 (v/ph) o cosϕ = 0,86 o Mômen khởi động mô men danh nghĩa SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 Tk = 1, Tdn THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG o Mômen cực đại mômen danh nghĩa Tmax =2 Tdn o η = 86% 2.2 Phân phối tỉ số truyền cho truyền - Tỉ số truyền ut hệ dẫn động n ut = dc ≈ 21,3 nlv Trong đó: nlv = 46 (v/ph) - Tỉ số truyền truyền xích u 21,3 ux = t = = 2, 67 uh - Dựa vào [1, trang 43, bảng 3.1] ta phân phối tỉ số truyền sau: + Cấp nhanh u1 = 3,08 + Cấp chậm u2 = 2,6 + Xích u x = 2, 67 Gọi P1 , P2 , P3 , P4 , n1 , n2 , n3 , n4 , T1 , T2 , T3 , T4 công suất số vòng quay trục I, II, III hộp giảm tốc Bảng 2.1 Tính thông số động học - o P3 = P4 = Pt = KW n4 = n3 = 45,83 (v/ph) ux T4 = 9,55.106 P4 = 1875409 Nmm n4 Plv = 9, 726 KW η xηol n3 = n2 = 122.38 (v/ph) u2 T3 = 9,55.106 P3 = 758975 Nmm n3 n1 = 318 (v/ph) u1 T2 = 9,55.106 P3 = 9,974 KW ηbrηol P P1 = = 10, 229 KW ηbrηol P2 = n2 = n1 = ndc = 980 (v/ph) Bảng 2.2 tổng hợp thông số trục Trục Động cơ, I II Công suất P, 10,229 9,974 KW Tỉ số truyền u 3,08 Số vòng quay n 980 318 (v/ph) Mô men xoắn T, 99680 299534 Nmm SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 P2 = 299534 Nmm n2 P T1 = 9,55.106 = 99680 Nmm n1 III IV (tải) 9,726 2,6 2,67 122.38 45,83 758975 1875409 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG CHƯƠNG III TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 3.1 Thông số ban đầu: + Công suất P= 9,726 KW ( chủ động); (bị động) + Số vòng quay bánh dẫn n=122,38 v/ph + Mômen xoắn T=758975 (chủ động) 1875409 (bị động) + Tỉ số truyền u= 2,67 + Điều kiện làm việc quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ 3.2 Xác định thông số xích truyền xích - Chọn loại xích: xích ống lăn a Chọn số đĩa xích - Dựa vào [1, trang 80, bảng 5.4] chọn số đĩa nhỏ (chủ động) z1 = 25 - Số đĩa lớn (bị động) z2 = u.z1 = 2, 67.25 = 66, 75 (răng) chọn z2 = 67 (răng) - Tỉ số truyền tính lại u = z2 53 = = 2, 68 z1 27 b Xác định bước xích p - Bộ truyền đặt nằm ngang, có khoảng cách trục a = (30 – 50)p, điều chỉnh lực căng xích, chịu tải trọng tĩnh làm việc ca va bôi trơn phương pháp nhỏ giọt - Dựa vào [1, trang 81, bảng 5.5] ta chọn bước xích với số vòng quay đĩa nhỏ n= 122,38 v/ph (n01= 50 v/ph) công suất truyền 10,43 KW ( [P] = 10,5 KW) ta chọn xích sau: o Bước xích : p = 38,1 mm ≤ pmax = 50,58mm [1, trang 83, bảng 5.8] - - o Đường kính chốt dc = 11,12 mm o Chiều dài ống B = 35,46 mm z pn Vận tốc xích v = 1 = 2,1 m/s 60000 Điều kiện đảm bảo tiêu độ bền mòn truyền xích: Pt = P.k k z kn = 6, 63 ≤ [ P ] = 10,5 KW [1, trang 81, công thức 5.3] Trong đó: • • Pt,P,[P] công suất tính toán, công suất cần truyền công suất cho phép KW z 25 k z = 01 = = hệ số z1 25 n01 50 = ; 0,55 hệ số vòng quay n1 91,16 • kn = • k = k0 ka kdc kbt k d kc = 1,3 o Trong đó: • k0 = hệ số ảnh hưởng đến vị trí truyền • ka = hệ số ảnh hưởng đến khoảng cách trục chiều dài xích • k dc = hệ số ảnh hưởng đến việc điều chỉnh lực căng xích SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG • kc = hệ số kể đến chế độ làm việc truyền • kbt = 1,3 hệ số kể đến ảnh hưởng việc bôi trơn • kd = hệ số tải trọng động, kể đến tính chất tải trọng • Tham khảo [1, trang 82, bảng 5.6 5.7] c Chiều rộng xích - Chiều rộng xích cần thiết 250 Pkkv Bt = = 50,59mm pv Trong kv = ( v ≤ 10 m/s) d Khoảng cách trục số mắc xích - Chọn sơ khoảng cách trục a = 30p = 1143 mm [1, trang 84, công thức 5.11] - Số mắc xích x ( z − z ) p = 108,98 mắc xích 2a z1 + z2 x= + + 2 21 p 4π a Chọn x = 108 mắc xích - Khoảng cách trục a tính lại a = 0, 25 p xc − 0, 25( z2 + z1 ) + * z2 − z1 [ xc − 0, 25( z2 + z1 ) ] − = 1599mm π - Để xích không chịu lực căng lớn khoảng cách trục a tính giảm lượng: a = a* − 0, 002a* = 1595,8mm - Kiểm nghiệm số lần va đập i lề xích giây: z1n1 = 1,89 ≤ [ i ] = 20(1/ s) [1, trang 85, công thức 5.14 bảng 5.9] 15 x 3.3 Kiểm nghiệm xích độ bền - Kiểm nghiệm tải theo hệ số an toàn Q s= = 20,82 ≥ [ s ] = kd Ft + F0 + Fv i= Trong đó: • • Q = 127000 N tải trọng phá hỏng [1, trang 78, bảng 5.2] kd = 1, hệ số tải trọng động • Ft = • 1000 P = 4631, 43N v Fv = qv = 24, 255 N • o Trong đó: q = 5,5 kg khối lượng mét xích [1, trang 78 bảng 5.2] F0 = 9,81k f qa = 516, N o Trong đó: • a = 1,5958 m • k f = hệ số phụ thuộc độ võng xích vị trí truyền SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 10 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG CHƯƠNG VII CHỌN Ổ LĂN 7.1 Chọn loại ổ lăn: - Với nhiều ưu điểm kết cấu đơn giản, chịu lực hướng tâm, lực dọc trục (không lớn) cho phép vòng ổ nghiêng ¼ độ, làm việc với số vòng quay cao, giá thành thấp loại ổ lăn nên ổ bi đỡ dãy khuyến khích sử dụng đủ điều kiện - Đối với hộp giảm tốc hai cấp phân đôi cấp nhanh, bên cạnh tải trọng dọc trục Fa (thường lực dọc trục tự khử nhau) có va chạm dọc trục ngẫu nhiên, thân trục cần di động dọc trục để để bù sai số góc nghiêng Như vậy, hai trục mang cặp bánh cấp nhanh dùng ổ đũa trụ ngắn đỡ - Mặc khác ổ bi đỡ có ưu điểm bật quay với tốc độ cao chịu lực hướng tâm so với ổ đũa trụ ngược lại ổ đũa trụ có tốc độ quay lại chịu lực hướng tâm tốt ổ bi đỡ - Do ta chọn ổ bi đỡ cho trục I trục III, ổ đũa trụ ngắn đỡ cho trục II - Chọn sơ bộ: [1, trang 255, bảng P2.7] Bảng 7.1 Chọn sơ ổ lăn Ký Trục Loại Cỡ hiệu ổ I II III Bi đỡ Trung dãy Đũa trụ Trung ngắn hẹp đỡ Bi đỡ Trung dãy d, mm D mm B, mm r, Con lăn Đường mm Đường Chiều kính kính dài 306 30 72 19 10230 30 72 19 311 55 120 29 12,3 10 10 20,64 C, kN C0 , kN 22 15,1 30,2 20,6 56 42,6 7.2 Chọn cấp xác ổ lăn: - Đối với hộp giảm tốc, hộp tốc độ kết cấu khác nghành chế tạo máy chọn ổ lăn cấp xác bình thường (0) 7.3 Kiểm nghiệm khả tải động: - Đổi chiều lực tác động khớp nối lên trục I để lực tác dụng lên ổ trục lớn có giá trị bằng: 312,5 Fx14 + 201,5 Fx13 + 52,5 Fx12 Fx11 = = 2370 N 254 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 37 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Bảng 7.2 Kiểm nghiệm khả tải động Trục I Loại ổ lăn ổ bi đỡ dãy Khả tải động 36,187 Cd = Q m L (kN) Q = ( XVFr + YFa )kt kd Q tải trọng động qui ước = 3693 Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ kt Hệ số kể đên đặc tính tải trọng kđ Hệ số tải trọng hướng tâm X [1, trang 215, bảng 11,4] Hệ số tải trọng dọc trục Y Fa / VFr Tải trọng hướng tâm Fr = Frx2 + Fry2 Tải trọng dọc trục Fa C0 Hệ số kể đến vòng quay V m 60nLhi Thời hạn L = 106 n Lh GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Trục II ổ đũa trụ ngắn đỡ Trục III ổ bi đỡ dãy 36,274 24,421 Q = VFr kt kd = 6519 Q = ( XVFr + YFa )kt kd = 4986 kt = (θ = 105o C ) 1,5 [1, trang 215, bảng 11.3] 1 0 0 0 3057 4346 3324 15,1 20,6 36,3 10/3 940,8 305,28 117,49 980 318 16000 122,38 - Chọn lại ổ lăn cho phù hợp cách tăng cỡ ổ với trục I, II; riêng trục III giảm cỡ ổ Bảng 7.3 Chọn lại ổ lăn cho phù hợp khả tải động Ký d, D B, r, Con lăn Đường C, Trục Loại Cỡ Đường Chiều hiệu mm mm mm mm kính kN kính dài Bi I đỡ Nặng 406 30 90 23 2,5 19,5 37,2 dãy Đũa trụ Trung II 2606 30 72 27 10 14 41,6 ngắn rộng đỡ SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 C0 , kN 27,2 31,2 38 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Bi III đỡ Nhẹ 211 55 100 21 2,5 dãy - Nhận thấy ổ lăn vừa chọn phù hợp 7.4 Kiểm nghiệp khả tải tĩnh - Kiểm nghiệm để tránh biến dạng dư dính bề mặt tiếp xúc Qt ≤ C0 Bảng 7.4 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Trục I (bi đỡ) Lực hướng tâm Fr 3057 Lực dọc trục Fa Hệ số tải trọng hướng 0,6 tâm X [1, trang 221, 14,29 34 Trục II (trụ ngắn đỡ) 4346 Trục III (bi đỡ) 3324 0,6 0,6 bảng 11.6] Hệ số tải trọng dọc trục Y0 [1, trang 221, 0,5 0,5 bảng 11.6] Qt = Fr 3057 4336 3324 Qt = X Fr + Y0 Fa 1834,2 2601,6 1994,4 C0 27200 31200 25600 25,6 - Thỏa điều kiện tải tĩnh SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 39 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG II.6 CHỌN NỐI TRỤC Tính momen tính toán - Khớp nối chi tiết tiêu chuẩn, thiết kế thường dựa vào momen xoắn tính toán Tt : Tt = kT = 1173662 Nmm [2, trang 58, công thức 16-1] Trong đó: • T = 978051, 72 Nmm momen xoắn danh nghĩa • k = 1,2 hệ số chế độ làm việc [2, trang 58, bảng 16-1] Chọn nối trục: - Chọn nối trục vòng đàn hồi lý sau: o Bù sai lệch trục nhờ biến dạng chi tiết đàn hồi o Giảm va đập chấn động o Đề phòng cộng hưởng dao động xoắn gây nên o Chế tạo đơn giản dễ thay vòng cao su o Momen xoắn cần truyền nhỏ trung bình T = 1173662 Nmm Bảng 8.1 Kích thước nối trục vòng đàn hồi [2, trang 68 bảng 6-10a] T (Nm d D dm L l d1 D0 Z nmax B B1 l1 ) 1000 63 210 120 145 140 110 160 2850 70 40 Bảng 8.2 Kích thước vòng đàn hồi [2, trang 69, bảng 16-10b] T (Nm) dc d1 D2 l l1 l2 l3 1000 18 M12 25 80 42 20 36 D3 l2 36 40 h Kiểm nghiệm sức bền dập vòng đàn hồi chốt - Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi: σd = 2kT = 2,83 ≤ [ σ d ] = 3MPa ZD0 d c l3 - Điều kiện sức bền chốt σu = kTl0 = 62,89 ≤ [ σ u ] = 70 MPa 0,1D0 dc3 Z Trong đó: l2 = 40mm = (2 ÷ 4) MPa ứng suất dập cho phép vòng cao su • l0 = l1 + • [σ ]d [ σ ] u = (60 ÷ 80) MPa ứng suất cho phép chốt • - Vậy chốt sử dụng đảm bảo độ bề dập vòng đàn hồi chốt SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 40 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG CHƯƠNG VIIICHỌN THÂN MÁY – BULÔNG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC Chọn thân máy Bảng 9.1 Chọn kích thước cho thân máy [2, trang 85, bảng 18-1] Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày δ = 0, 03a + = 9, 45 chọn 10mm Thân hộp Nắp hộp δ1 = 0,9δ = mm Gân tăng cứng (0,8 ÷ 1)δ = (7, ÷ 9) chọn 8mm Chiều dày e h = 5δ = 50mm < 58 Chiều cao h Độ dốc 20 Đường kính, chọn theo [3, trang 581, bảng 17.7] Bulông d1 d1 > 0, 04a + 10 = 18, 6mm > 12mm chọn 20mm Bu lông cạnh ổ d2 d = (0, ÷ 0,8)d1 = (13, 02 ÷ 14,88) chọn 14mm d3 = (0,8 ÷ 0,9)d = (11, ÷ 12, 6) chọn 12mm d = (0, ÷ 0, 7)d = (8, ÷ 9,8) chọn 10mm Bu lông ghép bích nắp thân d3 Vít ghép nắp ổ d4 Vít ghép cửa thăm d5 Chiều dày bích thân hộp S3 d5 = (0,5 ÷ 0, 6)d = ÷ 8, chọn 8mm Mặt bích ghép nắp thân S3 = (1, ÷ 1,8)d3 = 22, ÷ 28,8 chọn 25mm S = (0,9 ÷ 1) S3 = 22,5 ÷ 25 chọn 24 mm K = K − (3 ÷ 5) = 40mm nhiên, để đảm Chiều dày bích nắp hộp S4 Bề rộng bích nắp thân K3 bảo đủ vị trí lắp bulong ta phải chọn K3=45mm Kích thước gối trục [2, trang 88, bảng 18-2] Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ K2 K = E2 + R2 + (3 ÷ 5) mm = 45mm E2 = 1, 6d =22,4 R = 1,3d = 18, chọn 23 19mm C ≈ D3 / Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E2 C Chiều dày phần lồi S1 Chiều dày có phần lồi Dd, S1, S2 k ≥ 1, 2d = 16.8 Mặt đế hộp S1 = (1,3 ÷ 1,5)d1 = 26 ÷ 30 chọn 28mm Dd = 40mm S1 ≈ (1, ÷ 1, 7)d1 = 30mm S ≈ (1 ÷ 1,1)d1 = 21mm Bề rộng mặt đế hộp K1 q K1 = 3d1 = 60mm q ≥ K1 + 2δ = 80mm Khe hở chi tiết ∆ ≥ (1 ÷ 1, 2)δ = 10mm Giữa bánh với thành hộp SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 41 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG ∆1 ≥ (3 ÷ 5)δ = 40 ∆ ≥ δ = 10mm Z = ( L + B ) / (200 ÷ 300) = 180 Giữa bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với Số lượng bulong Z Trọng lượng hộp giảm tốc Q (kg) [2, trang 89, bảng 18-3b] Bảng 9.2 Kích thước gối trục vỏ hộp [2, trang 88, bảng 18-2] Kích thước Trục I Trục II D 80 90 D2 100 110 D3 125 135 D4 75 85 h 10 12 d4 M8 M8 Z Trục III 130 150 180 115 14 M10 Lựa chọn kích thước phấn tử bánh trục: Bảng 9.3 Kích thước bánh Kích thước Chủ động Cấp nhanh Bị động Cấp nhanh Chủ động Cấp chậm Bị động Cấp chậm lm 42 54 79 74 b 42 30 79 74 da 77 230 107,5 272,5 d 36 38 50 60 df 71 224 97,5 262,5 δ Đường kính bánh nhỏ nên (2,5 ÷ 4)m = 8mm Đường kính bánh nhỏ nên không (2,5 ÷ 4)m = 10mm D (1,5 ÷ 1,8)d = 60mm (1,5 ÷ 1,8)d = 90mm C (0, ÷ 0,3)b = 8mm (0, ÷ 0,3)b = 20mm Dv d f − 2δ = 214 d f − 2δ = 242.5 D0 0,5 ( D + Dv ) = 57,5 137 166,25 d0 (12 ÷ 25) = 16mm (12 ÷ 25) = 20mm (12 ÷ 25) = 20mm Bán kính góc lượn phần vát trục Bảng 9.4 Chọn bán kính góc lượn phần vát trục [2, trang 4, bảng 13-1 13-2] Kích thước Trục I Trục II Trục III SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 42 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Bán kính góc lượn chiều dài phần vát phần trục lắp chi tiết Đường kính trục 36 30 24 50 38 30 50 r 1,5 1,5 2 1,5 2,5 R C 2,5 2 2,5 2,5 Bán kính góc lượn phần trục không mạng chi tiết máy D-d Không có R 55 2,5 60 2,5 Chọn vòng móc - Vòng móc có tác dụng làm vị trí móc để di chuyển hộp giảm tốc - Với kết cấu đơn giản, vòng móc sử dụng nhiều - Chiều dày vòng móc : S = (2 ÷ 3)δ = 20mm - Đường kính vòng móc: d = (3 ÷ 4)δ = 30mm A- A A A Hình 9.1 Vòng móc Chốt định vị - Chọn chốt côn với kích thước [2, trang 91, bảng 18-4b] o d = 8mm o c = 1, 2mm o l > S3 + S = 25 + 24 = 49mm chọn 60mm Hình 9.2 Chốt định vị 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, nắp có nút thông Kích thước cửa thăm: [2 trang 92, bảng 18-5] SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 43 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Bảng 9.3 Kích thước cửa thăm A B A1 150 100 190 B1 140 C 175 GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG K 120 R 12 Vít M × 22 Số lượng Hình 9.3 Cửa thăm ? Nút thông - Nút thông có nhiệm vụ giảm áp suất điều hòa không khí bên hộp giảm tốc bên Nút thông thường đặt cửa thăm Bảng 9.4 Thông số nút thông A B C D E G H I K L M N O P Q R S M 27 × 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 Hình 9.4 Nút thông Nút tháo dầu - Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn bị bẩn bị cạn dần hay không đủ điều kiện để bôi trơn Khi cần phải thay dầu Nút tháo dầu có nhiệm vụ bịt kín lỗ tháo dầu hộp giảm tốc làm việc Nó lấy để tháo dầu cũ - Kích thước nút tháo dầu [2, trang 101, bảng 18-7] Bảng 9.5 Kích thước nút tháo dầu SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 44 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI d M 30 × b 18 m 14 f L 36 GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG c q 27 D 45 S 32 D0 36,9 Hình 9.5 Nút tháo dầu 9 Que thăm dầu - Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt máy làm việc liên tục ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên Hình 9.6 Que thăm dầu 10 Rãnh lắp vòng phớt vòng phớt - Chọn kiểu lắp kín phận ổ lót kín động kiểu gián tiếp Chi tiết trung gian vòng phớt với lý sau: o Vận tốc trượt nhỏ ( từ đên m/s) o Kết cấu đơn giản thay dễ dàng Bảng 9.6 Kích thước rãnh lắp vòng phớt vòng phớt [2, trang 50, bảng 15-17] SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 45 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Trục I III d 25 50 d1 26 51,5 GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG d2 24 49 D 38 69 a b 4,3 6,5 S0 12 Hình 9.7 Rãnh lắp vòng phớt vòng phớt 11 Vòng chắn dầu - Ngăn cách mỡ phận ổ với dầu hộp - Kích thước vòng chắn dầu lấy sau: o Vòng gồm hai đến ba rãnh tiết diện tam giác với góc 600 o b lấy gờ trục o a = 9mm o t = mm 12 Vòng hãm lò xo rãnh trục - Dùng cố định vòng ổ lên trục vòng ổ lên vỏ hộp hai đầu trục thứ hai - Cố định vòng ổ so với trục: Bảng 9.7 Kích thước vòng lò xo rãnh trục [2, trang 34, bảng 15-7] Đường Rãnh trục Vòng lò xo kính B ± 0, 25 h d1 r d2 d3 d4 S r2 r3max b −0.2 l 30 28,5 1,4 2,3 0,1 27,8 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 33,8 1,2 16,5 2,5 46 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Hình 9.8 Kích thước vòng lò xo rãnh hộp - Cố định vòng so với vỏ hộp Bảng 9.8 Kích thước vòng lo xo rãnh vỏ hộp [2, trang 35, bảng 15-8] Đườn g kính Rãnh lỗ Vòng lò xo D1 B ± 0, 25 r h d2 d3 d4 S-0.2 b l r2 r3max 72 75 1,9 0,2 4,5 76,5 67,3 2,5 1,7 6,1 18 34 Hình 9.9 Kích thước vòng lo xo rãnh vỏ hộp SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 47 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG CHƯƠNG IX BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP 10.1 Chọn kiểu lắp Dựa vào kết cấu yêu cầu làm việc ta chọn kiểu lắp sau [2, trang 121, bảng 20-4] - Lắp bánh vào trục, đĩa xích vào trục: mối ghép không yêu cầu tháo lắp thường xuyên, tháo không thuận tiện Khả định tâm mối ghép cao chiều dài mayơ đảm bảo l ≥ (1, 1,5)d (d đường kính trục) Va đập nhẹ Chọn H7 k6 H7 - Lắp khớp nối vào trục: js6 - Lắp vòng ổ vào trục vòng ổ vào vỏ hộp: o Trục quay, vòng ổ chịu tải tuần hoàn, chế độ làm việc bình thường ta chọn kiểu lắp vòng ổ lên trục k6 [2, trang 132, bảng 20-12] o Trục quay, vòng chịu tải cục bộ, chế độ làm việc bình thường Ta chọn kiểu lắp vòng ổ lên vỏ hộp H7 - Lắp then lên trục [2, trang 123, bảng 20.5] Bảng 10.1 Chọn kiểu lắp cho then Sai lệch giới hạn kích thước then Sai lệch giới hạn rãnh then Trên trục Trên bạc N9 Js9 Theo chiều rộng b h9 10.2 Bảng dung sai lắp ghép - Của bánh răng, bánh xích khớp nối lên trục: SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 48 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Bảng 10.2 Bảng dung sai mối ghép bánh lên trục [4, trang 133, phụ lục 1] Mối lắp ghép Trục Sai lệch giới hạn (µm) ES Sai lệch giới hạn (µm) es EI Độ hở lắp ghép giới hạn Độ dôi giới hạn ei N max (µm) [bảng [bảng [bảng [bảng 1] 2] 1] 2] ∅36H7/k6 I +25 +18 +2 23 18 +21 +6.5 -6.5 27.5 6.5 ∅38H7/k6 +25 +18 +2 23 18 ∅50H7/k6 +25 +18 +2 23 18 ∅60H7/k6 +30 +21 +2 28 18 +25 +18 +2 23 18 ∅24H7/js6 (khớp nối) II III ∅50H7/k6 (bánh xích) - Của ổ lăn [4, trang 133, phụ lục 1] [2, trang 220, bảng P4.4] Bảng 10.3 Bảng dung sai mối ghép ổ lăn Mối ghép Sai lệch giới hạn (µm) Sai lệch giới hạn (µm) Độ hở lắp ghép giới hạn Độ dôi giới hạn ES es EI ei ∅30k6 +15 -10 +2 -2 25 ∅30k6 +15 -10 +2 -2 25 ∅55k6 +21 -15 +2 -2 36 ∅90H7 +35 0 -20 55 ∅72H7 +30 0 -20 50 ∅100H7 +35 0 -20 55 - Của then Bảng 10.4 Sai lệch giới hạn chiều rộng chiều sâu rãnh then [2, trang 125, bảng 20-6] SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 49 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then Trục Kích thước tiết diện then bxh 10x8 I 8x7 10x8 II 14x9 14x12 III 18x16 Trên trục N9 Trên bạc -0,036 -0,043 t1 ±0, 018 +0,2 3,3 +0,2 ±0, 018 +0,2 2,8 +0,1 ±0, 018 +0,2 3,3 +0,2 ±0, 021 5.5 +0,2 3,8 +0,2 ±0, 021 10 +0,2 6,4 +0,2 ±0, 021 +0,2 4,9 +0,2 -0,043 -0,043 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 Trên bạc t2 Js9 -0,036 Trên trục t1 Sai lệch giới hạn -0,036 Chiều sâu rãnh then t2 Sai lệch giới hạn 50 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển; Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1; NXB Giáo Dục; 2008 [2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển; Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 2; NXB Giáo Dục; 2008 [3] Nguyễn Hữu Lộc; Cơ sở thiết kế máy; NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh; 2004 [4] Ninh Đức Tốn; Dung sai lắp ghép; NXB Giáo dục; 2008 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 51 [...]... MSSV: 20602156 11 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG • Ft = 1631,43 N b Xác định lực tác dụng lên trục - Lực căng trên nhánh chủ động và bị động: F1 = Ft + F2 F2 = F0 + Fv - Lực tác dụng lên trục: Fr = k x Ft = 1876,15 N Trong đó • k x = 1,15 hệ số kể đến trọng lượng xích • Ft = 1631,43 N SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 12 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC... My 2 + 0, 75T 2 = 86325 Nmm d14 ≥ 3 Mtd = 23, 44mm 0,1.[σ ] • Chọn d14 = 24 mm SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 26 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Hình 6.4 Biểu đồ momen trên trục I SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 27 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG o Với đường kính đã chọn như trên thì vai trục giữa phần tiết diện để gắn khớp nối và phần tiết... 619937 Nmm SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 28 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI d 23 ≥ 3 Mtd = 48,31mm 0,1.[σ ] GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Chọn d23 = 50mm o Tại điểm số 4 (bánh răng): M td = Mx 2 + My 2 + 0, 75T 2 = 294369 Nmm d 24 ≥ • 3 Mtd = 37, 7mm 0,1.[σ ] Chọn d24 = 40mm SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 29 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Hình 6.5 biểu đồ momen trên... kính cho các tiết kiện như sau: d33 = 60mm d30 = d31 = 55mm d32 = 50mm SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 31 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG Hình 6.6 Biểu đồ momen trên trục III SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 32 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG 6.3 Tính mối ghép then: - Chọn loại then bằng - Chiều dài then l1= (0.8… 0.9)lm - Điều kiện... trang 96, công thức 6.14] 17 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG CHƯƠNG V TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ CẤP CHẬM 5.1 + + + + + 5.2 - Thông số ban đầu Công suất P= 9,974 KW ( chủ động) ; 9,726 (bị động) Số vòng quay bánh dẫn n=318 v/ph Mômen xoắn T=299534 (chủ động) 758975 (bị động) Tỉ số truyền u= 2,6 Điều kiện làm việc quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ Xác định thông... bảng 6.13] với π d w1.n1 = 3,8m / s 60000 K H α = 1,16 hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng v= o đồng thời ăn khớp K Hv = 1, 05 hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp [1, trang 250, bảng P2.3] bw = ϕba aw = 30mm chiều rộng vành răng SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 15 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG 4.7 Kiểm nghiệm răng về độ... 28.9 149767 58.39 12.5 149767 58.39 12.5 299534 48.9 16 758975 96.4 34.5 33 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI (dùng then bằng cao) (đĩa xích) Số 3 (bánh răng) 60 18 16 10 6.4 GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG 0.25 0.4 63 758975 66.93 27.4 6.4 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi - Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn các điều kiện sau: sσ j sτ... MSSV: 20602156 13 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG • K a = 49,5MPa1/3 • răng và loại răng T1 = 49840 Nmm mômen xoắn trên trục bánh chủ động • [ σ H ] = 518 MPa Ứng suất tiếp xúc cho phép • ϕba = 0, 24 (cấp nhanh lấy nhỏ hơn 20% so với cấp chậm) ϕbd = • K d = 77 MPa1/3 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh bw = 1, 4 [1, trang 97, bảng 6.6] d w1 K H β = 1, 28 hệ số kể đến sự... 7(v / ph) 60000 K Hv = 1,1 hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp [1, trang 250, bảng P2.3] o bw = ϕba aw = 74mm chiều rộng vành răng v= 5.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: - Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép: SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 19 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI σ F1 = σF2 = 2T1 K F Yε... 12.57 13 10.67 7.51 sj 11.34 9.4 6.45 327 189.66 [ s] 2.5 - Vậy trục thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi đồng thời đảm bảo độ cứng SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 35 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TRẦN QUỐC HÙNG 6.5 Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh - Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột (chẳng hạn khi mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục về