Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Thùng Trộn (Kèm File Autocad)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN (ĐỀ SỐ 6, PHƯƠNG ÁN SỐ 9) GVHD: Thầy DƯƠNG ĐĂNG DANH Sinh Viên Thực Hiện: SVTH MSSV LỚP TP HCM 05/2012 Nguyễn Quốc Việt G0904794 GT09OTO1 MỤC LỤC PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.3 Lập bảng đặc tính động PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1 Thiết kế truyền đai 2.2 Thiết kế bánh 2.2.1 Thiết kế truyền cấp nhanh 2.2.2 Thiết kế truyền cấp chậm 2.2.3 Kiểm tra điều kiện bôi trơn 2.3 Thiết kế trục then hộp giảm tốc 2.3.1 Vật liệu chế tạo trục ứng suất cho phép 2.3.2 Thiết kế sơ moment xoắn: 2.2.3 Xác định khoảng cách giữa gỗi đỡ điểm đặt lực 2.3.4 Thiết kế trục 2.3.5 Kiểm tra độ bền trục 2.3.6 Kiểm nghiệm then 2.4 Tính toán chọn ổ nối trục 2.4.1 Tính chọn ổ hộp giảm tốc 2.4.2 Nối trục đàn hồi 2.5 Chọn than máy, bulông chi tiết phụ khác 2.5.1 Vỏ hộp 2.5.2 Bulông chi tiết tiêu chuẩn 2.5.3 Một số chi tiết khác 2.5.3.1 Cửa thăm 2.5.3.2 Nút tháo dầu 2.5.3.3 Kiểm tra mức dầu 2.5.3.4 Chốt định vị 2.5.3.5 Nút thông 2.5.3.6 Vòng chắn dầu PHẦN III: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP Tài liệu tham khảo 11 ĐỀ TÀI Đề số 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Phương án số: • Số liệu thiết kế Công suất trục thùng trộn :P=3,5 kW Số vòng quay trục thùng trộn :n= 30(vòng/phút) Thời gian phục vụ :L= (năm) Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ ( 1năm làm việc 250 ngày, ngày làm ca, ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1 = T t1 = 12 (s) T2 = 0,2T t2 = 60 (s) T3 = 0,2T t3 = 28 (s) PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện • Hiệu suất truyền động: η = ηkn ηd ηbr1 ηbr2 ηol4 Trong đó: (Tra bảng, chọn) ηkn = 0,99 : Hiệu suất khớp nối đàn hồi ηd = 0,95 : Hiệu suất truyền đai thang ηbr1 = 0,96 : Hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng cấp nhanh ηbr2 = 0,97 : Hiệu suất truyền bánh trụ cấp chậm ηol = 0,99 : Hiệu suất cặp ổ lăn  η = ηkn ηd ηbr1 ηbr2 ηol4 = 0,99.0,955.0,96.0,97.0,994 = 0,841 • Công Suất Tương Đương: 2 T   T1  T  T   t1 +   t +   t ∑ ( Ti ) t i T  T  T  Pt = Ptd = P = p t + t + t t ∑i 2 T   0,2T   0,2T    12 +   60 +   28 T   T   T  = 3,5 = 1,379(kW ) 12 + 60 + 28 • Công suất cần thiết động cơ: pct = pt 1,379 = = 1,64(kW ) η 0,841 Như cần phải chọn động có công suất lớn 1,64 (kW) • Xác định số vòng quay sơ động cơ: Tỷ số truyền hệ: uh = uhgt.ud Trong uhgt = 10,5 : Tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp ud = : Tỷ số truyền truyền đai thang  uh = uhgt.ud = 10,5.3 = 31,5 Số vòng quay sơ động cơ: nsb = nct.uh= 30.31,5 = 945 (vòng/phút) Từ tính toán ta có  pct = 1,64(kW )  n sb = 945 (v/p)  Ta chọn động điện ba pha không đồng bộ: dựa vào bảng P1.3 [1] Tmax Công Vận tốc η% Kiểu động cos ϕ Tnd suất(kW) quay(v/p) 4A132S6Y3 950 0,81 82 2,2 1.2 Phân phối tỉ số truyền Tỷ số truyền thực sự chọn động cơ: uh = ndc 950 = = 31,667 nct 30 Tk Tnd • Phân phối tỷ số truyền hộp giảm tốc Tỷ số truyền chọn sơ uhgt = 10,5 Phân phối tỷ số truyền hộp giảm tốc: Ta xem hộp giảm tốc bánh phân đôi hộp giảm tốc khai triển với cấp nhanh cặp bánh răn chữ V, cấp chậm bánh trụ thẳng Ta có : u nh = 1,2.uch u hgt 10,5 = 2,958 1,2 1,2 u nh = 1,2.uch = 1,2.2,958 = 3,5496 uch = = Tỷ số truyền cuối hộp giảm tốc u hgt = u nh u ch = 3,5496.2,958 = 10,4997 Sai số tỷ số truyền hộp giảm tốc: ∆= 10,5 − 10,4997 100% = 0,0028% 10,5 • Tỷ số truyền truyền đai: ud = uh 31,667 = = 3,016 u hgt 10,4997 1.3 Lập bảng đặc tính động • Tính Toán Công Suất Trên Các Trục pct 3,5 = = 3,607(kW ) η η kn 0,99 2.0,99 p3 3,607 p2 = = = 3,756( kW ) η ol η br 0,99.0,97 p2 3,756 p1 = = = 3,952(kW ) η ol η br1 0,99.0,96 p 3,952 p dc = = = 4,162(kW ) ηd 0,95 p3 = ol • Tính Toán Số vòng Quay Của Các Trục ndc 950 = = 315(v / p ) u d 3,016 n 315 n2 = = = 89(v / p) u nh 3,5496 n 89 n3 = = = 30(v / p ) u ch 2,958 n1 = n3 = nlv = 30( v / p ) • Tính Toán Moment Xoắn Cho Các Trục pdc 4,162 = 9,55.10 = 41839,05( N mm) ndc 950 p 3,952 T1 = 9,55.10 = 9,55.10 = 119814,603( N mm) n1 315 p 3,756 T2 = 9,55.10 = 9,55.10 = 403031,461( N mm) n2 89 p 3,607 T3 = 9,55.10 = 9,55.10 = 1148228,333( N mm) n3 30 p 3,5 Tct = 9,55.10 ct = 9,55.10 = 1114166,667( N mm) nct 30 Tdc = 9,55.10 • Bảng đặc tính động Trục Động Công tác Thông số Công 4,162 3,952 3,756 3,607 3,5 suất (kW) Tỷ số 3,016 3,5496 2,958 truyền Số vòng 950 315 89 30 30 quay (v/p) Moment 41839,05 119814,603 403031,461 1148228,333 1114166,667 xoắn (Nmm) PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1 Thiết kế truyền đai Thông số kĩ thuật để thiết kế: • Công suất truyền: P1 = 4,162kW Số vòng quay bánh dẫn n1 = 950 vòng/phút Tỷ số truyền ud = 3,016 2.1.1 Chọn dạng đai: Dựa vào hình 4.22 tài liệu [3]  ta chọn đai dạng B: Loại đai Ký hiệ u bp(m m) bo(m m) h(mm ) yp(m m) A(m m) Đai thang B 14 17 10,5 4,0 138 2.1.2.Tính đường kính bánh đai nhỏ d1: Tính sơ bộ: d1 = 1,2.d = 1,2.140 = 168(mm) Chiều T1(N.m d1(mm) dài đai ) 8006300 40140-280 190 Theo tiêu chuẩn chọn: d1 = 180 mm Tính vận tốc đai v1 : π d1.n1 π 180.950 v1 = 60000 = 60000 = 8,954(m / s ) 2.1.3.Chọn hệ số trượt tương đối tính d2 : Chọn hệ số trượt tương đối ξ = 0,01 Tính sơ d2 : d = ud d1 (1 − ξ ) = 3,016.180(1 − 0,01) = 537,451( mm ) Chọn d2 theo tiêu chuẩn: d2 = 560 mm Tỉ số truyền: ud = d2 560 = = 3,14 d1 (1 − ξ ) 180(1 − 0,01) Sai lệch so với thông số kĩ thuật: 3,14 − 3,016 = 0,0411 = 4,11% 3,016 2.1.4.Tính khoảng cách trục a chiều dài đai L: Chọn sơ khoảng cách trục a theo đường kính d2, với ud = 3,14 Ta chọn : a = d = 560mm Chiều dài sơ đai L: π ( d1 + d ) ( d − d1 ) + 4a π (180 + 560 ) ( 560 − 180) = 2.560 + + 4.560 = 2346,85( mm ) Lsb = 2a + Chọn L = 2500 (mm) Khoảng cách trục a theo L tiêu chuẩn: a= với k + k − 8∆2 π ( d1 + d ) π (180 + 560 ) = 2500 − = 1337,61 2 d −d 560 − 180 ∆= = = 190 2 k = L− Vậy : a= k + k − 8∆2 1337,61 + 1337,612 − 8.190 = 640,63( mm ) = Kiểm nghiệm điều kiện: 0,55.( d1 + d ) + h ≤ a ≤ 2( d1 + d ) ⇔ 0,55.(180 + 560 ) + 10,5 ≤ a ≤ 2(180 + 560 ) ⇔ 417,5 ≤ a ≤ 1480 Ta thấy a = 640,63mm thỏa điều kiện  Vậy chọn a = 640,63mm 2.1.5 Số vòng quay đai 1s : i= v 8,954 = = 3,5816 s −1 < [ i ] = 10s −1 L 2,5  Điều kiện thỏa 2.1.6 Tính góc ôm đai: d − d1 a 560 − 180 = 180 − 57 = 146,20 > 1200 640,63 α1 = 180 − 57 2.1.6 Tính số đai: Công thức tính số đai: z≥ P1 [ P0 ]Cα Cu CLC z Cr Cv Tra biểu đồ hình 4.21 [3] với thông số d1 = 180 mm; v = 8,954 m/s ; đai loại B ta có: P0 = 3,7 kW L0 = 2240 mm Tính hệ số sử dụng: Hệ số xét đến ảnh hưởng gốc ôm đai: −α Cα = 1,24(1 − e 110 ) = 1,24(1 − e −146, 110 ) = 0,912 Hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền u: Cu = 1,14 Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai: CL = L 2500 = =1,018 L0 2240 Hệ số xét đến ảnh hưởng sự phân bố không đồng tải trọng dây đai: C z = 0,95 (giả sử chọn từ → đai) Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ trọng tải: tải va đập nhẹ Cr = 0,86 Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc: ( ) ( ) Cv = − 0,05 0,01.v − = − 0,05 0,01.8,954 − = 1,01 Ta có: P1 [ P0 ]Cα Cu CLC z Cr Cv 4,162 z≥ = 1,288 [ 3,7].0,912.1,14.1,018.0,95.0,86.1,01 z≥  Chọn z =2 Vậy hệ số xét đến ảnh hưởng sự phân bố không đồng tải trọng dây đai: C z = 0,95 hợp lý 2.1.7.Tính chiều rộng bánh đai đường kính d bánh đai: Áp dụng công thức 4.17 4.18 tài liệu [1] z=2 t = 19 (tra sách ) e = 12,5 h0 = 4,2 Chiều rộng bánh đai: B = (z - 1)t + 2e = (2 - 1)19 + 2.12,5 = 44 mm Đường kính bánh đai nhỏ: d a1 = d1 + 2h = 180 + 2.4,2 = 188,4 mm Đường kính bánh đai lớn: d a2 = d + 2h = 560 + 2.4,2 = 568,4 mm 2.1.8.Tính lực tác dụng lên trục lực căng đai ban đầu F0 : Lực căng đai ban đầu: F0 = Aσ = zA1σ = 2.138.1,5 = 414 N Lực căng mỗi dây đai: F0 414 = = 207 N 2 Lực vòng có ích: 1000 P1 1000.4,162 Ft = = = 464,82 N v1 8,954 Lực vòng mỗi dây đai: Ft 464,82 = = 232,41N 2 Từ công thức: F e fα + F0 = t fα e −1 ⇔ F0e fα = Ft e fα + F ⇔ e fα = F0 + Ft F0 − Ft F0 + Ft 2.414 + 464,82 ln = ln = 0,498 α F0 − Ft 2,55 2.414 − 464,82 Hệ số ma sát nhỏ để truyền không bị trượt trơn (giả sử biên dạng bánh đai γ = 38 ) ⇔ f'= γ   38  f = f ' sin   = 0,498 sin   = 0,162 2  2 Lực tác dụng lên trục:  α1   146,2  Fr ≈ F0 sin   = 2.414.sin   = 792,24 N  2   2.1.9.Tính ứng suất max cho phép: Ta có: Then (mm) Đường kính (mm) Trục I Trục II Trục III bxh t1 28 8x7 32 10x8 48 14x9 5.5 50 14x9 5.5 65 20x12 7.5 70 20x12 7.5 Chiều dài mayơ lm (mm) 36.4 41.6 62.4 65 84.5 91 Chiều dài làm việc Moment T then (Nm) lt (mm) 32 119816.6 40 119816.6 63 403031.5 63 403031.5 80 1148228.3 80 1187882.64 σd τd (MPa) (MPa) 89.15 62.40 76.16 73.11 98.14 94.28 33.43 18.72 19.04 18.28 22.08 21.21 Ta nhận thấy số then thỏa điều kiện bền dập độ bền cắt II chọn ổ 2.4 Tính toán chọn ổ nối trục 2.4.1 Tính chọn ôr hộp giảm tốc 2.4.1.1 Chọn ổ cho trục Do tổng lực dọc trục tác dụng lên trục nên ta chọn ổ bi đỡ cho trục Theo tính toán ta tính đường kính trục vị trí lắp ổ 30mm, tra bảng (P 2.7) tài liệu [1] ta chọn ổ cỡ nhẹ có ký hiệu ổ: 206 Thông số Trục Kí hiệu ổ Trục 206 d(mm) D(mm) B (mm) r(mm) C(KN) C0(KN ) 30 62 16 1,5 15,3 10,2 Ta có phản lực gối tựa B Fr1 = F Bx1 + F By1 = 1716,052 + 257,652 = 1735,28 N Ta có phản lực gối tựa E Fr = F Ex + F Ey = 1716,052 + 981,952 = 1977,13 N Ta tính cho gối tựa E lực Fr2 lớn Theo công thức 11.3 tài liệu [1] với lực dọc trục bên Fa=0 tải trọng quy ước : Q = XVFr kt k d Trong đó: ổ đỡ chịu lực hướng tâm X=V=1 ( vòng quay) Kt=1 (nhiệt độ ≤ 1000C) k d =1,1 (tải va đập nhẹ) Vậy ta có: ⇒ Q = 1.1.1977,13.1.1,1 = 2174,84 (N) Theo công thức (11.1) tài liệu [1] khả tải động: C d = Q.m L Trong đó: ổ bi m = 10 L 60n L 60n 18.103.60.315 ⇒L= h = = 340,2 (triệu vòng) 10 106 Lh = ⇒ Cd = 2,17484.3 340,2 = 15,18( KN ) Nhận thấy C =15,18< Cbảng = 15,3 kN Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Vì đặc tính truyền làm việc êm nên khả tải trọng tĩnh ổ luôn đảm bảo khả 2.4.1.2 Chọn ổ cho trục Do tổng lực dọc trục tác dụng lên trục nên ta chọn ổ bi đỡ cho trục Theo tính toán ta tính đường kính trục vị trí lắp ổ 40mm, tra bảng (P 2.7)[1] ta chọn ổ cỡ nhẹ có ký hiệu ổ: 208 Trục Kí hiệu ổ Trục 308 d(mm) D(mm) 40 90 Thông số B (mm) r(mm) 23 2,5 C(KN) C0(KN) 31,9 21,7 Ta có phản lực gối tựa A Fr1 = F Ax1 + F Ay1 = 5251,4 + 678,6952 = 5295,07 N Ta có phản lực gối tựa E Fr = F Ex + F Ey = 5251,4 + 678,6952 = 5295,07 N Ta tính cho gối tựa A E lực F r1=Fr2 Theo công thức 11.3 tài liệu [1] với lực dọc trục bên Fa=0 tải trọng quy ước : Q = XVFr kt k d Trong đó: ổ đỡ chịu lực hướng tâm X=V=1 ( vòng quay) Kt=1 (nhiệt độ ≤ 1000C) k d =1,1 (tải va đập nhẹ) Vậy ta có: ⇒ Q = 1.1.5295,07.1.1,1 = 5824,577 (N) Theo công thức (11.1) tài liệu [1] khả tải động: C d = Q.m L Trong đó: ổ bi m = 10 L 60n L 60n 20.103.60.89 ⇒L= h = = 106,8 (triệu vòng) 10 106 Lh = ⇒ Cd = 5,824577.3 106,8 = 27,63( KN ) Nhận tháy C =27,63< Cbảng = 31,9 kN Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Vì đặc tính truyền làm việc êm nên khả tải trọng tĩnh ổ luôn đảm bảo khả 2.4.1.3 Chọn ổ cho trục Do tổng lực dọc trục tác dụng lên trục nên ta chọn ổ bi đỡ cho trục Theo tính toán ta tính đường kính trục vị trí lắp ổ 65mm, tra bảng (P 2.7) tài liệu [1] ta chọn ổ cỡ nhẹ có ký hiệu ổ: 213 Thông số Trục Kí hiệu ổ Trục 213 d(mm) D(mm) B (mm) r(mm) C(KN) C0(KN ) 65 120 23 2,5 44,9 34,7 Ta có phản lực gối tựa A Fr1 = F Ax1 + F Ay1 = 4146,252 + 1405,4652 = 4377,98 N Ta có phản lực gối tựa C Fr = F Cx1 + F Cy1 = 190,332 + 1405,4652 = 1418,29 N Ta tính cho gối tựa A lực Fr1 lớn Theo công thức 11.3 tài liệu [1] với lực dọc trục bên Fa=0 tải trọng quy ước Q = XVFr kt k d Trong đó: ổ đỡ chịu lực hướng tâm X=V=1 ( vòng quay) Kt=1 (nhiệt độ ≤ 1000C) k d =1,1 (tải va đập nhẹ) Vậy ta có: ⇒ Q = 1.1.4377,98.1.1,1 = 4815,778 (N) Theo công thức (11.1) tài liệu [1] khả tải động: C d = Q.m L Trong đó: ổ bi m = 10 L 60n L 60n 20.103.60.30 ⇒L= h = = 36 (triệu vòng) 10 106 Lh = ⇒ Cd = 4,815778.3 36 = 15,9( KN ) Nhận tháy C =15,9< Cbảng = 44,9 kN Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Vì đặc tính truyền làm việc êm nên khả tải trọng tĩnh ổ luôn đảm bảo khả • Kết chọn ổ Thông số Trục Kí hiệu ổ Trục d(mm) D(mm) B (mm) r(mm) C(KN) C0(KN ) 206 30 62 16 1,5 15,3 10,2 Trục 308 40 90 23 2,5 31,9 21,7 Trục 213 65 120 23 2,5 44,9 34,7 2.4.2 Nối trục đàn hồi Trong nối trục đàn hồi , hai nửa nối trục nối với phận đàn hồi Nhờ có phận đàn hồi nối trục đàn hồi có khả giảm va đập chấn động Đề phòng cộng hưởng dao động xoắn gây nên bù lại độ lệch trục Theo trên: Mô men xoắn trục T1 = 119814,603( Nmm ) = 119,815( Nm ) Đường kính trục d1 = 28( mm ) Tra bảng 16-10a , 16-10b tài liệu [1] ta nmax NỐI TRỤC ĐÀN HỒI d=38 mm B=5mm B1 = 42mm D=125mm D0 = 90mm nmax =4600v/ph d1 = 45mm L=145mm l1 = 30mm l = 32mm d m = 50mm Z=6 D3 = 28mm l=60mm VÒNG ĐÀN HỒI d c = 14mm l=62mm d1 = 71mm l = 15mm l = 28mm h=1,5mm D2 = 20mm l1 = 34mm Kiểm nghiệm điều kiện bền vòng đàn hồi chốt • + Điều kiện bền dập vòng đàn hồi : σd = 2k T ≤ [σ ] d Z D0 d c l Với loại máy công tác theo bảng 16-1 tài liệu [1] lấy k= 2,1 T – momen xoắn danh nghĩa trục, T = 119814,603 [N.mm] Theo bảng 16-10b[1] tra dc= 14 mm, l3 = 28mm σd = 2k T 2.2,1.119814,603 = = 3,56 < [σ ]d = [Mpa] Z D0 d c l 4.90.14.28 + Điều kiện sức bền chốt 15 l2 = 34+ = 41,5 mm 2 k T l 2,1.119814,603.41,5 = = 63,67 ≤ [σ ]u = 80( Mpa ) su = σ u 0,1.d c D0 Z 0,1.14 3.90.6 Với l0= l1+ Vậy nối trục chọn thỏa mãn điều kiện bền dập bền uốn 2.5 Chọn than máy, bulông chi tiết phụ khác 2.5.1 Vỏ hộp Nhiệm vụ vỏ hộp giảm tốc bảo đảm vị trí tơng đối giữa chi tiết phận máy , tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến , đựng dầu bôi trơn , bảo vệ chi tiết tránh bụi bặm Vật liệu phổ biến dùng để đúc hộp giảm tốc gang xám GX 15-32 2.5.1.1 Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp thân Bề mặt ghép vỏ hộp (phần vỏ nắp , phần dới thân ) thường qua đường tâm trục , nhờ việc lắp ghép chi tiết thuận tiện Bề mặt ghép thờng chọn song song với mặt đế 2.5.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp • Chiều dày thân nắp - Chiều dầy thân hộp d : Xác định theo công thức sau d = 0,03.aw +3 =0,03.225+3=9,75 mm Lấy d = 10 mm - Chiều dầy nắp hộp d1: d1 = 0,9 d = 0,9.10 =9 mm Lấy d1 = mm • Gân tăng cứng - Chiều dầy gân e : e= (0,8 1).d = (0,8 1).10 =8…10 mm Lấy e = mm - Chiều cao h : h = 55 mm - Độ dốc lấy 20 • Các đường kính bulông vít - Đường kính bulông d1 : d1 > 0,04.aw + 10 = 0,04.225 + 10 = 19 mm Lấy d1 = 18 mm, chọn bulông M18 ( theo TCVN) - Đường kính bulông cạnh ổ d2 : d2 = (0,7 0,8).d1 = (0,7 0,8).18 = 12,6 14,4 mm Lấy d2 = 14 mm, chọn bulông M14 ( theo TCVN) - Đường kính bulông ghép bích nắp thân d3 = (0,8 0,9).d2= (0,8 0,9).14 = 11,2 12,6 mm Lấy d3= 12 mm, chọn bulông theo TCVN : M12 - Đường kính vít ghép nắp ổ d4: d4 = (0,6 0,7).d2 = (0,6 0,7).14 = 8,4…9,8 mm Lấy d4=9 mm, chọn vít M9.( theo TCVN) - Đường kính vít nắp cửa thăm d5 : d5 = (0,5 0,6).d2 = (0,5 0,6).14 =7 8,4 mm Lấy d5= mm, chọn vít M8 (theo TCVN) • Mặt bích ghép nắp thân - Chiều dầy bích thân hộp s3: s3= (1,4 1,8).d3= (1,4 1,8).12 =16,8 21,6 [mm] Lấy s3 = 20 mm - Chiều dầy bích nắp hộp S4: s4= (0,9 1).s3 =18…20 lấy s4=18 mm - Bề rộng bích nắp thân K3 = k2- (3 ->5)mm K2 = E2 + R2+(3 á5)mm E2= 1,6.d2 = 1,6.14 =22,4 mm lấy E2 = 22mm R2 = 1,3.d2= 1,3.14 =18,2 mm , lấy R2= 18 mm K2 = E2 + R2+(3…5)mm.= 22+18+4=44 mm K3 = k2 - (3…5)mm = k2- = 44 – =40 mm • Gối vỏ hộp Gối trục cần phải đủ độ cứng vững để không ảnh hởng đến sự làm việc ổ , để dễ gia công mặt tất gối đỡ nằm mặt phẳng Đường kính gối trục đợc chọn theo đờng kính nắp ổ, theo bảng 18-2 tài liệu [1] ta tra đợc kích thớc gối nh sau Kích thớc (mm) TrụcI Trục II Trục III D 80 120 135 D2 100 140 160 D3 125 170 190 • Đế hộp - Chiều dầy đế hộp phần lồi s1 S1 = (1,3…1,5).d1 = (1,3…1,5).18 = 23,4…27 mm Chọn S1 = 25mm - Bề rộng mặt đế hộp: K1 = 3.d1 = 3.18 =54 mm • Khe hở giữa chi tiết - Khe hở giữa bánh với thành hộp D = ( 1,2).d = (1 1,2)10 = 10…12 mm Chọn D = 12 mm - Khe hở giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp D1 = (3…5) d = (3…5).10 = 30…50 mm Chọn D1 = 40 [mm] - Khe hở giữa bánh với D> d =10, lấy D = 13 mm • Số lợng bulông Z= L+B 740 + 415 = = 4,62 Lấy Z= 200 ÷ 300 250 Sơ chọn L =740 mm, B= 415 mm 2.5.2 Bulông chi tiết tiêu chuẩn • Bảng thông kê chi tiết tiêu chuẩn TT Ký hiệu M6 M12 M14 M9 M5 2204 405 208 Tên gọi Bulông Bulông Bulông Bulông Bulông ổ đũa trụ ngắn ổ bi đỡ ổ bi đỡ Số lượng 6 12 2 Ghi Bulông nắp cửa thăm Bulông cạnh ổ Ghép thân đáy hộp Bulông ghép bích nắp thân Bulông ghép nắp ổ Lắp trục I Lắp trục II Lắp trục III 2.5.3 Một số chi tiết khác 2.5.3.1 Cửa thăm Dựa theo bảng 18-5 [1] chọn vít M8x22 có thông số A B A1 B1 C C1 K R Số lượng 150 100 190 140 175 - 120 12 50 70 60 150 R 12 Để kiểm tra quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có lắp cửa thăm, cửa thăm đậy nắp, cửa thăm có kết cấu kích thước hình vẽ , theo bảng 18-5 tài liệu [1] tra kích thước cửa thăm 2.5.3.2 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc , dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn, bị biến chất , cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ tháo dầu đợc bịt kín bàng nút tháo dầu, kết cấu kích thước nh hình vẽ (các kích thước tra bảng 18-7 tài liệu [1]]) d M22x2 b 15 m 10 f L 29 c 2,5 a 19,8 D 32 S 22 D0 25,4 2.5.3.3 Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kích thớc kết cấu nh hình vẽ 2.5.3.4 Chốt định vị Mặt ghép giữa nắp thân nằm mặt phẳng chứa đờng tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp đợc gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tơng đối nắp thân trớc sau gia công nh lắp ghép, ta dùng chốt định vị , nhờ có chốt định vị , xiết bulông không bị biến dạng vòng ổ 1:50 48 ϕ 2.5.3.5 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ nắp tăng nên, để giảm áp xuất điều hoà không khí bên bên hộp ta dùng nút thông hơi, theo bảng 18-6 tài liệu [1] tra đợc kích thớc nh hình vẽ A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 2.5.3.6 Vòng chắn dầu Nhằm để bảo vệ ổ khỏi bị bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhạp vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mòn han rỉ Ngoài đề phòng dầu chảy ra dùng vòng phớt Theo bảng 15.17 tài liệu [2] ta có: Vòng gồm rãnh tiết diện tam giác có góc đỉnh 60 Khoảng cách giữa đỉnh mm Vòng cách mép thành hộp mm Khe hở giữa vỏ với mặt vòng ren 0.4 mm PHẦN III: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP Thứ tự Tên mối ghép Bánh trục I Kiểu lắp ϕ32 H7 k6 Sai lệch giới hạn lỗ trục + 25 mm mm +18mm Ghi Bánh nghiêng trục II ϕ48 H7 k6 Bánh thẳng trục II Φ50 H7 k6 Bánh thẳng trục III ϕ 70 H7 k6 Bánh đai trục I ϕ 28 H7 k6 Khớp nối trục III ϕ 63 H7 k6 Bạc chặn trục I H8 ϕ 30 k7 Bạc chặn trục II ϕ 40 10 Bạc chặn trục III H8 ϕ 65 k7 11 Vòng ổ lăn trục I ϕ 30k6 12 Vòng ổ lăn trục II ϕ 40k6 Vòng ổ lăn trục III ϕ 65k6 13 Then trục I 14 Then trục II 10 H8 k7 N9 h9 +2mm + 25 mm mm +18mm +2mm + 25 mm mm +18mm +2mm + 30 mm mm + 21 mm + mm + 21 mm mm +15mm +2mm + 30 mm mm + 21 mm + mm + 33 mm mm + 23 mm + mm + 39 mm mm + 27 mm + mm + 46 mm mm + 32mm + mm + 15 mm + mm + 18 mm + mm + 21 mm + mm mm -36mm mm -36 mm mm -43mm Dùng khống chế bánh Dùng khống chế bánh Dùng khống chế bánh bxh=10x8 bxh=14x9 15 16 17 18 Then trục III Lỗ hộp vòng ổ trục Lỗ hộp vòng ổ trục Lỗ hộp vòng ổ trục 14 N9 h9 20 N9 h9 ϕ 62H7 ϕ 86H7 ϕ 111H7 20 Lỗ hộp trục I nắp ổ ϕ 62 H7 d11 21 Lỗ hộp trục II nắp ổ ϕ 86 H7 d11 22 Lỗ hộp trục III nắp ổ ϕ 111 H7 d11 mm -43mm mm -52mm mm -52mm +30 mm mm +35 mm mm +35 mm mm +30 mm mm -100 mm -290mm +35 mm mm -120 mm -340 mm +35 mm 0mm -120 mm -340 mm bxh=20x12 gối trục I Hai ổ trục II gối trục III gối trục I Hai ổ trục II gối trục III Mối ghép giữa bánh trục với yêu cầu không tháo lắp thờng xuyên, khả định tâm đảm bảo, không di trợt dọc trục nên ta dùng kiểu lắp H7 Còn mối ghép bạc trục độ đồng tâm yêu cầu không cao nên ta k6 H8 dùng k`iểu lắp k6 N9 Mối ghép then trục ta dùng mối ghép trung gian , mối h9 H7 ghép gi`ữa lỗ hộp nắp ta dùng mối ghép lỏng chẳng hạn d11 Mối ghép giữa ổ trục lắp theo hệ thống lỗ ta chọn kiểu lắp K6, mối ghép giữa vòng ổ lỗ hộp ta dùng mối ghép H7 Tài liệu tham khảo [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển : Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí, Tập I Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam [2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển : Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí, Tập II Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam [3] Nguyễn Hưu Lộc – Nguyễn Trọng Hiệp : Cơ Sở Thiết Kế Máy, Nhà xuất đại học quốc gia TP HCM [4] Trần Thiên Phúc : Thiết Kế Chi Tiết Máy Công Dụng Chung, Tâp 1, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP HCM Năm 2011 [5] Ninh Đức Tốn: Dung Sai Lắp Ghép, Nhà xuất giáo dục Việt Nam [6] Trần Hữu Quế – Đặng Văn Cừ : Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí, Tập Nhà Xuất Bản Giáo Dục [...]... 2.3600.3,5816 2.2 Thiết kế bánh răng Đây là bộ truyền bối trơn ( bộ truyền kín) ta tính toán theo độ bền mỏi tiếp xúc để tránh hiện tượng tróc rỗ bề mặt và kiểm nghiệm lại điều kiện bền uốn 2.2.1 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 2.2.1.1 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng: Chọn thép C45 thường hóa Theo bảng 6.13 tài liệu [3] ta có: - Độ rắn bánh dẫn ( bánh nhỏ): HB1 = 250HB - Độ rắn bánh bị dẫn ( bánh lớn):... 1716,05.tg (30,75 0 ) = 1020,94 N 2.2.1.9 Hệ số tải trọng động Với vận tốc v = 1,152m/s và cấp chính xác là 9 tra bảng 6.6 ta xác dịnh được hệ số tải trọng động: K Hv = 1,02342 K Fv = 1,04684 2.2.1.10 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc tính toán được xác định bởi công thức 6.63 tài liệu [3]: σH = Z M Z H Z ε 2T1 K H ( u + 1) d w1 bw u Trong đó: Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc... w = 7070,73.tg (21,68) = 2810,92 N 2.2.1.9 Hệ số tải trọng động Với vận tốc v = 0,53 m/s và cấp chính xác là 9 tra bảng 6.6 ta xác dịnh được hệ số tải trọng động: K Hv = 1,06 K Fv = 1,11 2.2.1.10 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc tính toán được xác định bởi công thức 6.63 tài liệu [3]: σH = Z M Z H Z ε 2T1 K H ( u + 1) d w1 bw u Trong đó: Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo... phép theo theo công thức 6.52 tài liệu [3] [σ F ] = σ OF lim K FLYR R X Yδ K FC SF Trong đó: Hệ số khi xét đến ảnh hưởng khi quay hai chiều đến độ bền mỏi KFC=1 khi quay 1 chiều Hệ số khi xét đến ảnh hưởng của độ nhám YR = 1 khi phay và mài răng Hệ số kích thước Yx = 1,05 - 0,005m = 1,05 - 0,005.2,5 = 1,03754 Hệ số độ nhạy bánh răng đến sự tập trung úng suất Yδ = 1,082 − 0,172 lg( m ) = 1,082 − 0,172... xúc cho phép theo công thức 6.39 tài liệu [3]: [σ H ] = σ 0 H lim K HL Z R ZV K l K xH sH Hệ số ảnh hưởng của độ nhám bề mặt: ZR = 0,95 Hệ số ảnh hưởng vận tốc vòng Do HB ≤ 350 Theo công thức 6.39 ta có: Z v = 0,85v 0,1 = 0,85.1,152 0.1 = 0,862 Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn Thông thường chon Kl=1 Hệ số ảnh hưởng của kích thướng răng Theo công thức 6.39 ta có: d 69,82 K xH = 1,05 − 4... xúc cho phép theo công thức 6.39 tài liệu [3]: [σ H ] = σ 0 H lim K HL Z R ZV K l K xH sH Hệ số ảnh hưởng của độ nhám bề mặt: ZR = 0,95 Hệ số ảnh hưởng vận tốc vòng Do HB ≤ 350 Theo công thức 6.39 ta có: Z v = 0,85v 0,1 = 0,85.0,530.1 = 0,798 Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn Thông thường chon Kl=1 Hệ số ảnh hưởng của kích thướng răng Theo công thức 6.39 tài liệu [3] ta có: d 114 = 1,05... phép theo theo công thức 6.52 tài liệu [3] [σ F ] = σ OF lim K FLYR R X Yδ K FC SF Trong đó: Hệ số khi xét đến ảnh hưởng khi quay hai chiều đến độ bền mỏi KFC=1 khi quay 1 chiều Hệ số khi xét đến ảnh hưởng của độ nhám YR = 1 khi phay và mài răng Hệ số kích thước Yx = 1,05 - 0,005m = 1,05 - 0,005.3 = 1,035 Hệ số độ nhạy bánh răng đến sự tập trung úng suất Yδ = 1,082 − 0,172 lg( m ) = 1,082 − 0,172... 2,25m) của bánh răng bị động của cấp nhanh, nhưng ít nhất là 10mm h2 = 2,25m = 2,25.2,5=5,625mm Khoảng cách mức dầu thấp nhất và cao nhất là: hmax – hmin = 10 ÷ 15mm mức dầu cao nhất không ngập quá 1/3 đường kính bánh răng bị động của cấp chậm ta có d a2 d 'a2 − 10 > 2 3 255,17 342 H= − 10 > 2 3 H = 117,585 > 114 H= Với da2 = 255,17 bánh bị động cấp nhanh d’a2 = 342 bánh bị động cấp chậm vậy hộp giảm... trơn ngâm dầu 2.3 Thiết kế trục và then hộp giảm tốc 2.3.1 Vật liệu chế tạo trục và ứng suất cho phép: Chọn thép 45 có các ứng suất theo bảng 10.1: σb = 785 Mpa σch = 540 Mpa τch = 324 MPa σ-1 = 383 MPa τ-1 = 226 MPa [σ] = 85, 70 hoặc 65 MPa ứng với trục có đường kính lần lượt 30,50, hoặc 100 mm Chọn: [τ] 20MPa đối với trục vào và ra; [τ] 15MPa đối với trục trung gian 2.3.2 Thiết kế sơ bộ moment xoắn:... l21=2l23 =2.156,65=313,3 mm - Trục 3 l32=l23=156,65 mm; l31=l21=313,3mm; l33=2l32 +lc33 =2.156,65 =383,3mm 2.3.4 Thiết kế trục Ngoài moment xoắn trục còn chịu tác dụng của moment uốn, lực cắt, lực kéo và lực nén Do đó sau khi tính toán sơ bộ các kích thước chiều dài trục ta tiến hành thiết kế trục dưới dạng tác đồng thời moment uốn và moment xoắn 2.3.4.1Trục 1 Dựa vào các công thức ở các chương trước