Trong cuoäc soáng chuùng ta coù theå baét gaëp nhöõng heä thoáng truyeàn ñoäng ôû khaép nôi vaø coù theå noùi noù ñoùng vai troø nhaát ñònh trong cuoäc soáng cuõng nhö trong saûn xuaát. Ñoái vôùi caùc heä thoáng truyeàn ñoäng thöôøng gaëp thì coù theå noùi hoäp giaûm toác laø moät boä phaän khoâng theå thieáu. Ñoà aùn thieát keá heä thoáng truyeàn ñoäng cô khí nhaèm cuûng coá laïi caùc kieán thöùc ñaõ hoïc trong caùc moân Nguyeân Lyù Maùy, Chi Tieát Maùy, Veõ Kyõ thuaät Cô khí,… vaø giuùp sinh vieân coù caùi nhìn toång quan veà vieäc thieát keá cô khí. Hoäp giaûm toác laø moät trong nhöõng boä phaän ñieån hình maø coâng vieäc thieát keá giuùp chuùng ta laøm quen vôùi caùc chi tieát cô baûn nhö baùnh raêng ,oå laên,… Theâm vaøo ñoù trong quaù trình thöïc hieän caùc sinh vieân coù theå boå sung vaø hoaøn thieän kyõ naêng veõ AutoCad, ñieàu raát caàn thieát vôùi moät kyõ sö cô khí. Em xin chaân thaønh caûm ôn thaày Phan Đình Huấn, cuõng nhö caùc thaày coâ vaø caùc baïn trong khoa cô khí ñaõ giuùp ñôõ em raát nhieàu trong quaù trình thöïc hieän ñoà aùn. Vôùi kieán thöùc coøn haïn heïp, do ñoù thieáu xoùt laø ñieàu khoâng theå traùnh khoûi, em mong nhaän ñöôïc yù kieán töø thaày coâ vaø baïn beø ñeå ñoà aùn naøy ñöôïc hoaøn thieän hôn.
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN MỤC LỤC Lời nói đầu .2 PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỷ số truyền PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 Thiết kế truyền Xích 2.2 Thiết kế bánh 2.3 Thiết kế trục 21 2.4 Tính toán chọn ổ .34 2.5 Thiết kế vỏ hộp 40 2.6Các chi tiết phụ 41 2.7 Bảng dung sai lắp ghép 43 Tài liệu tham khảo 45 SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN LỜI NÓI ĐẦU Trong sống bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trò đònh sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí nhằm củng cố lại kiến thức học môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… 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 ,ổ lăn,… Thêm vào trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với kỹ sư khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Đình Huấn, thầy cô bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu xót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Sinh viên thực hiẹân Trần Đình Phúc SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Số liệu thiết kế: Công suất trục công tác:P=7.5 (KW) Sô vòng quay trục công tác:n=49 (vg/phút) Thời gian phục vụ: L = năm tương đương 33600 Chế độ làm việc: Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ, năm làm việc 300 ngày, ca làm việc Chế độ tải: T1 = T :T2 = 0,87T t1 = 37 :t2 =38 ĐỘNG CƠ T1 MÁY SÀN T2 Chú thích : nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc bánh trụ cấp phân đôi Sơ đồ tải trọng Bộ truyền xích ống lăn Sơ đồ động hệ thống truyền động máy sàn SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Số liệu thiết kế: Công suất trục công tác: Pct = 7.5KW Số vòng quay trục công tác: nct= 49 vg/ phút CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Công suất cần thiết động cơ: Pdc = Pct K A η đó: Pct.KA=7.5*0,932= 6,99KW công suất tính toán trục công tác Ti với K = A ∑(T ) ∑ ti ti T 0,87T ( ) 37 + ( ) 38 T = T = 0,932 37 + 38 Hiệu suất chung truyền: η = η X η br η OL η NT = 0,8406 Trong đó:hiệu suất bộtruyền xích η X = 0,93 hiệu suất bộtruyền bánh η br = 0,97 hiệu suất bộtruyền lăn η OL = 0,99 hiệu suất nối trục đàn hồi η OL = 0,99 ⇒ Pdc = Pct K A = 8,26( KW ) η Với công suất cần thiết động Pdc = 8,26 KW Tra bảng P1.3 tài liệu tham khảo [1] ta chọn công suất động P =11KW với số vòng quay phân bố tỷ số truyền chung hệ thống bảng sau: Loại động Số vòng quay Tỷ số truyền chung n dongco động cơ(vg/phút) u ch = 4A160S6Y3 970 ncongtac 19,8 1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Từ bảng số liệu để thõa mãn số vòng quay truyền hợp lý ta chọn loại động 4A160S6Y3 Với tỷ số truyền chung uch= 19,4 , tra bảng 3.1 trang 43 tài liệu tham khảo[1] ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp bánh sau: Uhộp giảm tốc= vơí ubr1 = 3,08 Ubr2 = 2,6 u 19,4 chung = = 2,425 Từ ta có tỷ số truyền truyền xích : u X = u hopgiamtoc Với thông số vừa chọn, ta thiết lập bảng đặc tính kỹ thuật sau: Trục Thông số Công suất(KW) Tỷ số truyền Moment xoắn(Nmm) Số vòng quay(vg/phút) I(Động cơ) II III 8,26 8.09 7,77 3,08 81322 970 2,6 242907 315,25 611887 121,27 IV(Công tác) 6,99 2,475 1374031 49 PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Số liệu ban đầu: Công suất P =7,77 KW Số vòng quay bánh dẫn: n = 121,27 vg/phút Moment xoắn: T = 611887 Nmm Tỷ số truyền: u= 2,475 Điều kiện làm việc: quay chiều, làm việc ca ,tải va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giọt, trục đóa xích điều chỉnh I TÍNH TOÁN: Chọn loại xích ống lăn dãy Số đóa xích dẫn: Theo bảng 5.4 tài liệu [1] trang 80 ứng với tỷ số truyền u= 2,475 chọn Z1=25 ⇒ Z2 =u.Z1 = 2,425 25 = 60,625 ⇒ Chọn Z2 = 61 < Zmax= 130 Khi tỷ số truyền xác tuyền xích : u= Z 61 = = 2,44 Z 25 Ta có hệ số điều kiện sử dụng xích: K = Kr Ka Ko Kdc Kb Klv Với: Kr =1,2 hệ số tải trọng động ứng với tải va đập nhẹ Ka =1 hệ số ảnh hưởng khoảng cách trục với a =(30 ÷50 ) pc K0 =1 hệ số ảnh hưởng bố trí truyền ứng với truyền nằm ngang Kdc =1 hệ số ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích Kb =1 hệ số điều kiện bôi trơn Klv =1,12 hệ số làm việc ứng với làm việc ca ⇒ K = Kr Ka Ko Kdc Kb Klv =1,344 n 01 Ta có hệ số vòng quay K n = n = 1, 649 Với n01 =200 tra từ bảng 5.4 tài liệu tham khảo[3] 25 25 Và hệ số đóa xích : K z = Z = 25 = 1 Và hệ số xét đến dãy xích ứng với xích dãy: Kx = Từ ta có công suất tính toán: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Pt = GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN K K n K z P = 16,378 Kx Theo bảng 5.4 tài liệu [3] ứng với công suất cho phép [P]> Pt số vòng quay thực nghiệm n01=200 ta có bứơc xích pc =31,75mm Kiểm tra số vòng quay tới hạn ứng với bước xích pc=31,75mm tra từ bảng 5.2 [3] ta có ntới hạn =630 > nbộ truyền=121,25 (vg/phút) Ta thấy bước xích vừa chọn thoã Tiếp tục ta kiểm mghiệm bước xích theo công thức sau : p c ≥ 600.3 P.K Z n1 [ Po].K x Với [Po] =29MPa tra từ bảng 5.3 tài liệu [3] Thế vào biểu thức ta có p c ≥ 600.3 P.K = 29,006mm Z n1 [ Po].K x Bước xích chọn thoã mãn điều kiện Tính toán thông số truyền xích vừa chọn : + Vận tốc trung bình xích: v = + Lực vòng có ích : Ft = n p c Z = 1,604(m / s ) 60000 1000.P = 4607( N ) v + Chọn khoảng cách trục sơ từ a=40pc =1270mm từ a =(30÷50)pc + Số mắt xích : X = 2a Z1 + Z Z − Z1) p c + + = 123,82 pc 2π a Ta chọn X=124 mắt xích + Chiều dài xích: L=X.pc=3937mm Từ ta tính khoảng cách trục xác: 2 Z1 + Z Z1 + Z Z − Z1 a = p c 0,25 X − + X − − 8 2 2π = 1272,88mm Và để truyền xích làm việc bình thường ta giảm khoảng cách trục xuống đoạn (0,002÷0,004)a Do ta có khoảng cách trục tính toán a=1269,06mm + Lực tác dụng lên trục: Fr= Km Ft = 1,15.4607=5298(N) Với Km=1,12 hệ số trọng lượng xích ứng với truyền xích nằm ngang SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN + Đường kính đóa xích : Bánh dẫn: p c Z = 252,66mm π = d1 + 0,7 p c = 274,885mm d1 = d a1 Bánh bò dẫn: p c Z = 616,49mm π = d + 0,7 p c = 638,72mm d2 = d a2 Kiểm nghiệm số lần xích va đập giây: i= Z n1 25.121,25 = = 1,63 < [i ] = 16 15 X 15.124 Với [i] =16 tra bảng 5.6 tài liệu[3] 10 Kiểm tra xích theo hệ số an toàn: s= Q F1 + Fv + Fo Với Q =88,5 (KN) tra bảng 5.2 tài liệu[1] F1=Ft=4607 (N) Fv=qm.v2=9,777 (N) Với qm=3,8 (kg/m) tra bảng 5.2 tài liệu [1] Fo=Kf a qm g = 1269,06 3,8 9,81 =283,85 Với Kf=6 hệ số phụ thuộc độ võng xích xích nằm ngang ⇒s= Q = 18,06 > [ s ] F1 + Fv + Fo Với [s] =(7,8÷9,4) bảng 5.7 tài liệu [3] 2.2 THIẾT KẾ BÁNH RĂNG SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN ĐỘNG CƠ T1 MÁY SÀN T2 Chú thích : nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc bánh trụ cấp phân đôi Sơ đồ tải trọng Bộ truyền xích ống lăn Chế độ làm việc: Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ, năm làm việc 300 ngày, ca làm việc Chế độ tải: T1 = T :T2 = 0,87T t1 = 37 :t2 =38 Chọn vật liệu chế tạo bánh : Chọn thép 45 Cr đựơc cải thiện Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn độ rắn trung bình: Bánh dẫn: HB1=240 HB Bánh bò dẫn: HB2=230 HB A TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP CHẬM SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Số liệu ban đầu: Công suất P =8.09 KW Số vòng quay bánh dẫn: n = 315,31 vg/phút Moment xoắn: T = 242907 Nmm Tỷ số truyền: u= 2,6 Tuổi thọ Lh= năm tương đương 33600 Số chu kỳ làm việc sở N HO1 = 30 HB3 2, N HO = 30 HB4 = 30.240 2, = 1,547.10 chu kỳ 2, = 30.230 2, = 1,397.10 chu kỳ Và: NFO1=NFO2=5.106 chu kỳ Số chu kỳ làm việc tương đương: Ti N HE1 = 60.c.∑ n.i t i = 57,35.10 chu kỳ T max Ti N HE = 60.c.∑ n.i t i = 22,06.10 chu kỳ T max Ti N FE1 = 60.c.∑ n.i t i = 54,17.10 chu kỳ T max Ti N FE = 60.c.∑ n.i t i = 20,83.10 chu kỳ T max N HE1 > N HO1 ; N HE > N HO ; N FE1 > N FO1 ; N FE > N FO Vì: K HL1 = K HL = K FL1 = K FL = Nên ta có hệ số tuổi thọ: Theo 6.13 tài liệu [3], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc: δ OH lim = 2.HB + 70 Bánh dẫn : δ OH lim1 = 2.HB + 70 = 550 MPa Bánh bò dẫn: Ta có giới hạn mỏi uốn: δ OF lim = 1,8.HB δ OH lim = 2.HB + 70 = 530 MPa Bánh dẫn : Bánh bò dẫn: Ứng suất tiếp xúc cho phép: [δ H ] = δ OH lim 0,9 K HL δ OF lim = 1,8 HB = 432 MPa δ OF lim = 1,8 HB = 414MPa sH SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC Với sH=1,1 tra bảng 6.13 [3] 10 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Then Moment Moment chống cản uốn W xoắnW0 bxh t1 19 (E) 6x6 3,5 540,6 1214 Trục I 25 (B) 1562,5 3125 28 (D) 6x6 3,5 1930 4085 Riêng d=25mm lắp có độ dôi, ta có:Kσ/εσ=2,44 Kτ/ετ=1,86 34 (C) 10x8 3240 7099 Trục II 40 (D) 10x8 5517,6 11800,7 42 (C) 12x11 5,5 6226,8 13500 Trục III 50 (A) 12500 25000 55 (D) 12x11 5,5 14864 31198 Riêng d=50mm lắp có độ dôi, ta có:Kσ/εσ=2,97 Kτ/ετ=2,28 Bảng kiểm nghiệm hệ số an toàn s : (trong đó, [s] hệ số an toàn cho phép nằm khoảng 1,5÷2,5 ; [s] =2,5÷3 ta không cần kiểm nghiệm trục theo độ cứng.) Thông số Đường kính(mm) Đường kính εσ ετ σa τa sσ sτ d(mm) 0,91 0,89 32,52 _ 4,64 TrụcI 19(E) 25(B) _ _ 25,27 12,63 9,02 13,72 28(D) 0,91 0,89 47,6 9,66 5,18 15,63 0,88 0,81 53,39 8,21 4,47 16,74 TrụcII 34(C) 40(D) 0,88 0,81 61 9,88 3,91 13,91 TrụcII 42(C) 0,84 0,78 21,56 _ 6,14 I 50(A) _ _ 30,09 11,64 6,22 12,15 55(D) 0,81 0,76 23,85 9,33 9,21 13,83 o Trong đó: εσ , ετ hệ số kích thước tra bảng 10.3 tài liệu [3] σa , τa biên độ ứng suất tính theo: σ a = σ max = SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC s 4,64 7,53 4,92 4,32 3,76 6,14 5,54 7,67 M W 33 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ τa = GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN τ max T = 2W0 sσ , sτ hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất uốn ứng suất xoắn: σ −1 sσ = K σ σ a +ψ σ σ m ε σ β τ −1 sτ = K τ τ a +ψ ττ m ε υ β o Khi số an toàn kiểm nghiệm cho trục : s= sσ sτ sσ2 + sτ2 Kết kiểm ngiệm hệ số an toàn cho thấy đoạn trục thoã mãn hệ số an toàn kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi Ngoài trục đảm bảo độ cứng C KIỂM NGHIỆM THEN Kiểm ngiệm điều kiện bền dập bền cắt then bằng: Với tiết dòên trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép độ bền dập độ bền că’t theo: σd = 2.T d l t (h − t1 ) 2.T τc = ≤ [τ c ] d l t b ≤ [σ d ] Trong [σd] =100 MPa ứng suất dập cho phép tra bảng 9.5 tài liệu [1]và cho phép lớn giá trò cho phép 5% Và [τd ]=40÷60MPa ứng suất cắt cho phép Bảng kiểm nghiệm then: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 34 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Đường_kín h (mm) Then Chiều_dài_the Chiều_dài_là Moment σd τd (mm) n l (mm) m T (Nm) (MPa) (MPa) việc then bxh t1 19 6x6 3,5 36 33 78960 100,7 42 28 6x6 3,5 28 22 78960 102,5 42,73 34 10x8 32 22 116629,5 103,95 31,18 40 10x8 70 60 233259 64,8 19,4 12x1 42 5,5 56 50 582057 100,8 42,6 TrụcIII 12x1 55 5,5 70 58 582057 66,35 30,4 Trong chiều dài then l (mm) chọn theo tiêu chuẩn bảng 9.1 a tài liệu [1] SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 35 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN 2.4 TÍNH TOÁN CHỌN Ổ A TRỤC CẤP NHANH ĐẦU VÀO: Đường kính ngõng trục: d=25mm ta tiến hành chọn ổ bi đỡ dãy Số vòng quay n=970 vg/phút Tính toán kiểm nghiệm ổ : Vì đầu vào trục có lắp nối trục đàn hồi nên cần chọn chiều lực nối trục Fr3 ngược với chiều chọn tính trục Khi phản lực ổ là: A z x B D C Ft1 Fr1 Rax Fr3 Fa1 Fa1 y E Ft2 Ft1 Fr2 Ft1 Rbx Fr3 xy Ta có: ∑ M / B = ⇒ Ft1.178 + Ft 2.48 − Fr 3.60 = 834,3 N 226 Rbx = ( Ft1 + Ft + Fr 3) − Rax = 1841,7 N Rax = Khi tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: FRA = Rax + Ray = 834,3 + 435 = 941N Khi tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: FRB = Rbx + Rby = 1841,7 + 435 = 1892,4 N Vì FRB> FRA nên ta tính toán chọn ổ theo ổ B ổ chòu lực lớn Ta có: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 36 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Tải trọng quy ước: Q= V FRB Kt Kσ Với: V=1 ứng với vòng quay Kt =1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ Kσ=1,3 hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ ⇒ Q= V FRB Kt Kσ =2460N Do thời gian làm việc truyền hộp giảm tốc lớn nên ta phải chọn tuổi thọ ổ phù hợp cách chia thời gian làm việc ổ Lh xuống lần Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: L= Lh 33600 60.970 = = 325,92 (triệu vòng quay) 6 10 10 60.n Khả tải động tính toán: C tt = Q.3 L = 16,93kN Theo tài liệu [1] ta tiến hành chọn ổ lăn theo Ctt< C với C giá trò tải trọng động ổ tra phụ lục P2.7 [1] ng với Ctt =16,93KN ta chọn ổ 305 với thông số sau: Kí hiệu ô’ d,mm D,mm B,mm r,mm 305 25 62 17 2,0 Đưởng kính bi, mm 11,51 C,KN C0, KN 17,6 11,6 Khi tuổi thọ xác ổ là: 3 C 17600 L = = = 366,2 (triệu vòng) 2460 Q Tuổi thọ ổ tính giờ: Lh = L.10 = 6292 (giờ) 60.n Kiểm tra khả tải tónh ổ: Chọn hai giá trò lớn Q0=X0.FRB +Y0.Fa =0,6x1892,4=1135,44N với:X0=0,6 Y0=0,5 (bảng 11.6 tài liệu[3] ) Q0=FRB=1892,4N SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 37 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Ta thấy Q0=1892,4N n=970 (vòng/phút) Do ổ chọn thoả số vòng quay tới hạn B TRỤC TRUNG GIAN: Đường kính ngõng trục: d=30mm ta tiến hành chọn Ổ đũa trụ ngắn dãy Số vòng quay n=315,25 vg/phút Tính toán kiểm nghiệm ổ : Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A B: FRA = FRB = Rax + Ray = 3066,5 + 347 = 3086 N Vì FRB= FRA nên ta tính toán chọn ổ theo ổ A B : Ta có: Tải trọng quy ước: Q= V FRA Kt Kσ Với: V=1 ứng với vòng quay Kt =1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ Kσ=1,3 hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ ⇒ Q= V FRB Kt Kσ =4011,8N Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: L= 60.n.Lh 60.315,25.33600 = = 635,544 (triệu vòng quay) 10 10 Khả tải động tính toán: C tt = Q.10 / L = 27,815kN SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 38 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Theo tài liệu [1] ta tiến hành chọn ổ lăn theo Ctt< C với C giá trò tải trọng động ổ tra phụ lục P2.8 [1] ng với Ctt =27,815KN ta chọn ổ 102306 với thông số sau: Kí hiệu ô’ d,mm D,mm B,mm r,mm 102306 30 72 19 2,0 Con lăn Đườn Chiề g kính u dài 10 10 C,KN C0, KN 30,2 20,6 Khi tuổi thọ xác ổ là: C L = Q 10 / 30200 = 4011,8 10 / = 836,04 (triệu vòng) Tuổi thọ ổ tính giờ: Lh = L.10 ≈ 44200 (giờ) 60.n Kiểm tra khả tải tónh ổ: Do ổ đũa trụ ngắn lực dọc trục nên: Q0=FRB=3086N Ta thấy Q0=3086 n=315,25 (vòng/phút) Do ổ chọn thoả số vòng quay tới hạn C TRỤC CẤP CHẬM ĐẦU RA: Đường kính ngõng trục: d=50mm ta tiến hành chọn ổ bi đỡ dãy SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 39 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Số vòng quay n= 121,27 vg/phút Tính toán kiểm nghiệm ổ : Khi phản lực ổ là: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: FRA = Rax + Ray = 20212 + 6227 = 6547 N Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: FRB = Rbx + Rby = 20212 + 2400 = 3138 N Vì FRA> FRB nên ta tính toán chọn ổ theo ổ A ổ chòu lực lớn Ta có: Tải trọng quy ước: Q= V FRA Kt Kσ Với: V=1 ứng với vòng quay Kt =1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ Kσ=1,3 hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ ⇒ Q= V FRB Kt Kσ =8511N Do thời gian làm việc truyền hộp giảm tốc lớn nên ta phải chọn tuổi thọ ổ phù hợp cách chia thời gian làm việc ổ Lh xuống lần Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: L= Lh 33600 60.121,25 = = 122,22 (triệu vòng quay) 6 10 10 60.n Khả tải động tính toán: C tt = Q.3 L = 42,237kN Theo tài liệu [1] ta tiến hành chọn ổ lăn theo Ctt< C với C giá trò tải trọng động ổ tra phụ lục P2.7 [1] ng với Ctt =42,237KN ta chọn ổ 405với thông số sau: Kí hiệu ô’ d,mm D,mm B,mm r,mm 405 50 110 27 3,0 SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC Đưởng kính bi, mm 19,05 C,KN C0, KN 48,5 36,6 40 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Khi tuổi thọ xác ổ là: 3 C 48500 L = = = 185,05 (triệu vòng) 8511 Q Tuổi thọ ổ tính giờ: Lh = L.10 = 25436 (giờ) 60.n Kiểm tra khả tải tónh ổ: Chọn hai giá trò lớn Q0=X0.FRA +Y0.Fa =0,6x6547=39282N với:X0=0,6 Y0=0,5 (bảng 11.6 tài liệu[3] ) Q0=FRA=6547N Ta thấy Q0=6547N n=121,25 (vòng/phút) Do ổ chọn thoả số vòng quay tới hạn SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 41 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 2.5 GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN THIẾT KẾ VỎ HỘP: Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vò trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đế, đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết tránh bụi Vật liệu gang xám GX15-32 Chọn bề mặt lắp ghép nắp hộp thân hộp qua trục để lắp chi tiết thuận tiện dễ dàng Bề mặt lắp nắp thân cạo mài, để lắp sít, lắp có lớp sơn lỏng sơn đặt biệt Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng phía lỗ tháo dầu với độ dốc từ 10 Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với kích thước sau: Tên gọi Chiều dày: Thân hộp Nắp hộp Gân tăng cứng: chiều dày e Số liệu δ =8mm δ1 =8mm e =8mm Đường kính: Bulông d1 Bulông cạnh ổ d2 Bulông ghép bích nắp thân d3 Vít ghép nắp ổ d4 Vít ghép nắp cửa thăm d5 d1 =18mm d2 =12mm d3 =12mm d4 =8mm d5 =8mm Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp S3 Chiều dày bích nắp hộp S4 Bề rộng bích nắp thân K3 Mặt đế hộp: Khi đế phần lồi S1 Số lượng bulông nền: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC S3=17mm S4 =17mm K3 =45mm S1=24mm Z=4 42 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 2.6 GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN CÁC CHI TIẾT PHỤ: Vòng chắn dầu: tác dụng ngăn không cho dầu mỡ tiếp xúc Chốt đònh vò hình côn d =8 mm chiều dài l =44mm Nắp quan sát (tra bảng 18 –5 ) tài liệu [2] ta lấy : A (mm) B (mm) A1 (mm) B1 (mm) C (mm) K (mm) R (mm) 150 100 190 140 175 120 12 Số Vít lượng vít M8x22 Nút thông hơi:Chọn M27x2 với thông số: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 43 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ A B C D E G H M27 15 30 15 45 36 32 GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN I K L M N O P Q R S 10 22 32 18 36 32 Nút tháo dầu:Chọn M20x2 Các thông số tra bảng 18-7 [2] d b m f L c q D S Do M20x2 15 39 28 2.5 17.8 30 22 25.4 Que thăm dầu: kích thước tra tài liệu [2] trang 96: Kích thước vòng lò xo dùng trục tuỳ động tra bảng 15-7 15-8 tài liệu [2] trang 34 35 2.7 BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 44 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Dựa vào kết cấu yêu cầu làm việc , chế độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai va ølắp ghép bánh răng: Chòu tải vừa, thay đổi, va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung H7/k6 Dung sai lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ghép ổ lăn ta lưu ý: - Lắp vòng lên trục theo hệ thống lỗ,lắp vòng vào vỏ theo hệ thống trục - Để vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, cần chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho vòng quay - Đối với vòng không quay ta sử dung kiểu lắp có độ hở Chính mà lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 Dung sai lắp vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp Dung sai lắp vòng lò xo ( bạc chắn) trục tuỳ động: Vì bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7 Dung sai lắp then trục: Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trục P9 kiểu lắp bạc D10 Bảng dung sai lắp ghép bánh răng: Mối lắp ∅28H7/k6 ∅34H7/k6 ∅40H7/k6 ∅55H7/k6 Sai lệch giới hạn (µm) ES es +21 +15 +25 +18 +25 +18 +30 +21 Sai lệch giới hạn (µm) EI ei +2 +2 +2 +2 N max (µm) Smax (µm) 15 18 18 21 19 23 23 28 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn; SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 45 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Mối lắp ∅25k6 ∅30k6 ∅50k6 ∅62H7 ∅72H7 ∅110H7 Sai lệch giới hạn (µm) ES es +15 +18 +21 +30 +30 +35 GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Sai lệch giới hạn (µm) EI ei -10 +2 -12 +2 -15 +2 -15 -15 -20 N max (µm) Smax (µm) 25 30 36 - 45 45 55 Bảng dung sai lắp ghép then: Kích thước tiết diện then bxh 6x6 10x8 12x8 Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then Trên trục Trên bạc P9 D10 +0,078 -0,042 +0,030 +0,098 -0,051 +0,040 +0,120 -0,018 0,050 SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC Chiều sâu rãnh then Sai lệch giới hạn trục t1 Sai lệch giới hạn bạc t2 +0,1 +0,1 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 46 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trònh Chất, Lê Văn Uyển- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập [2] Trònh Chất, Lê Văn Uyển- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập [3] Nguyễn Hữu Lộc- CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY [4] Trần Hữu Quế – VẼ KỸ THUẬT CƠ KHÍ - tập 1, tập [5] Ninh Đức Tốn – DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 47 [...]... 23 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Biểu đồ moment: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 24 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN A z x Ft1 Fr1 Fr3 Ft2 Fr2 Ray=435N Ma1 Ma2 Rby=435N yz Fr1 Fr2 45995 45995 20880 20880 Ft1 Rax=1184 E Fa1 Fa1 y Mx B D C Ft1 Rbx=176N Fr3 xy My 56817 39480 79527 T 39480 78960 1 Tính phản lực tại các gối tựa: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 25 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ... nghiệm hệ số an toàn ) SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 26 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN II Trục II: Ta có: Lực trên bánh răng nghiêng: Ft1 = Ft 3 = 965 N Fr1 = Fr 3 = 418 N Fa1 = Fa 3 = 614 N F d M 1 = M 3 = a1 1 = 74242 Nmm 2 Lực trên bánh răng thẳng: Ft 2 = 4203 N Fr 2 = 1530 N Biều đồ moment: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 27 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Ft1 Fr1 Fr3 Ft3 Fa1... ] Theo tiêu chuẩn chọn dD=40mm o Tại A và tại B: tachọn dA=dB=30mm III TrụcIII: Lực trên bánh răng thẳng: Ft1 = 4042 N Fr1 = 1471N Lực trên bộ truyền xích: FX = Fr 2 = 5298 N SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 29 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Biểu đồ moment: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 30 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Fr2 Fr1 Ft1 A C B D z x Ray=6227N y Rby=2400N Fr2 Fr1 yz Mx... 6,75 25,6 85 80 20 0 20 0 32,48 0 00 19 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Kiểmnghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu: Điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc là: Mức dầu thấp nhất ngập (0,7 ÷2) chiều cao răng (h2=2,25m) của bánh răng 2, nhưng ít nhất là 10mm Khoảng cách giữa mức dấu thấp nhất và cao nhất là: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 20 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN hmax–hmin=10... 0,16.160 = 25,6 mm Bánh bò dẫn: b1 = b2 + 5 = 25,6 + 5 = 30,6 mm Bánh dẫn: o Vận tốc vòng bánh răng: π d1 n1 v= = 3,97(m / s ) < vth = 6(m / s ) (tra từ bảng 6.3 [3]) 60000 Theo bảng 6.3 [3] chọn cấp chính xác là 9 o Xác đònh giá trò các lực : Bánh dẫn: Lực vòng : SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC Ft1 = 2T1 = 1009 N d1 16 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Lực hướng tâm: Lực dọc trục: Bánh dẫn: Lực vòng... bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 18 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Bánh răng Thông số Khoảng cách trục (aw) Đường kính vòng chia (d) Đường kính vòng đỉnh (da) Chiều cao răng (h) Chiều rộng vành răng (bw) Góc profin gốc ( α ) Góc nghiêng răng β GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN Cấp nhanh Bánh Bánh dẫn bò dẫn Cấp chậm Bánh Bánh dẫn bò dẫn 160 200 78,24 241.83 111 288 84,24 247,83 117 294... số răng bánh răng bò dẫn :z2=z1.u=22 3,07=67,54 Ta chọn z2=68 răng 11 Khi đó tỷ số truyền chính xác của bộ truyền là: SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 15 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ u= z2 = 3,09 z1 GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN sai lệch so với u (tỷ số truyền ban đầu)=3,07 là 0,65% 12 Góc nghiêng răng: mn (u + 1).Z 1 2.a w 3.(3,09 + 1).22 = arccos = 32,48 0 2.160 β = arccos 13 Các thông số hình học của bộ truyền: o... chọn hệ số tải trọng động : SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 12 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN K HV = 1,107 K FV = 1,206 δH = Z M Z H Z ε d1 2.T1 K H (u + 1) = 329,85MPa < [δ H ] = 433,64 MPa bw u Do đó bánh răng thoã điều kiện Ứng suất tiếp xúc 13 Tiếp tục kiểm nghiệm theo độ bền uốn: o Hệ số dạng răng: 13,2 13,2 Bánh dẫn: YF 1 = 3,47 + Z = 3,47 + 37 = 3,83 1 13,2 13,2 Bánh bò dẫn: YF 2 = 3,47... z 2 = 2a w 2.200 = = 133 răng m 3 SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 11 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Với z1 = GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN z1 + z 2 133 = = 36,9 1+ u 1 + 2,6 Chọn z1=37 răng ⇒z2= 133-37=96 răng 10 Khi đó tỷ số truyền chính xác của bộ truyền là: u= z2 = 2,59 z1 sai lệch so với u (tỷ số truyền ban đầu)=2,6 là 1,15% 11 Các thông số hình học của bộ truyền: o Đường kính vòng chia: d1= z1 m=37.3= 111 mm d2... SVTH: TRẦN ĐÌNH PHÚC 17 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD:PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN KH=KHα KHβ KHv =1,266 ⇒ δ H = 268,6 MPa < [δ ] H = 441,82 MPa Do đó bánh răng thoã điều kiện Ứng suất tiếp xúc 15 Tiếp tục kiểm nghiệm theo độ bền uốn: o Xác đònh số răng tương đương Z1 = 36,65 (cos β ) 3 Z2 = = 113,27 (cos β ) 3 Z v1 = Z v2 o Hệ số dạng răng: YF 1 = 3,47 + Bánh dẫn: 13,2 = 3,83 Z v1 13,2 Bánh bò dẫn: YF 2 = 3,47