Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí (Full File Autocad)

MỤC LỤC Lời nói đầu .2 PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1) Tính toán chọn động .3 2) Phân phối tỷ số truyền 3) Lập bảng đặc tính PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY A) Tính toán truyền đai .7 B) Tính toán thiết kế bánh 12 1- Tính toán cấp nhanh truyền bánh trụ nghiêng .12 2- Tính toán cấp chậm truyền bánh trụ thẳng 18 C) Tính toán thiết kế trục then 24 D) Tính toán chọn ổ lăn nối trục đàn hồi 39 E) Thiết kế vỏ hộp chi tiết phụ khác .45 PHẦN III: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP 49 PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 LỜI NÓI ĐẦU Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí yêu cầu thiếu kỹ sư ngành khí, nhằm cung cấp kiến thức sở máy kết cấu máy Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo tiêu chủ yếu khả làm việc ,thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung bệ máy ,chọn cấp xác, lắp ghép phương pháp trình bày vẽ, cung cấp nhiều số liệu phương pháp tính, dung sai lắp ghép số liệu tra cứu khác Do thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo giáo trình Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, Dung sai lắp ghép, Nguyên lý máy bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế nghề nghiệp sau Lần làm quen với công việc thiết kế, với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, có nhiều phần em chưa nắm vững, dù tham khảo tài liệu song thực đồ án, tính toán tránh thiếu sót.Em mong góp ý giúp đỡ thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy, đặc biệt thầy Dương Đăng Danh hướng dẫn tận tình cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học TPHCM, 15/05/2012 Sinh viên thực Huỳnh Quang Hiếu Hệ thống dẫn động xích tải gồm : 1- Động điện pha không đồng ; 2- Bộ truyền đai thang ; 3-Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp khai triển; 4-Nối trục đàn hồi ; 5- xích tải Số liệu thiết kế : Lực vòng xích tải F,N : 7500 N Vận tốc xích tải : v= 1,25m/s Số đĩa xích dẫn, z : Bước xích p=110 mm Thời gian phục vụ L, năm : Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ ( năm làm việc 300 ngày, ca làm việc ) t1= 60; t2=22; t3=12 T1= T; T2= 0,5T; T3= 0,2T PHẦN I:CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I- TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ a) Chọn Hiệu Suất Của Hệ Thống • Hiệu suất truyền động * Trong đó: = 0,96 : Hiệu suất truyền đai = 0,97 : Hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng = 0,97 : Hiệu suất truyền bánh trụ thẳng = 0,99 : Hiệu suất truyền nối trục đàn hồi = 0,99 : Hiệu suất ổ lăn ( có cặp ổ lăn )  = 0,96.0,97.0,97.0,99.0,994 = 0,86 b) Tính Công Suất động • Công suất tính toán • Công suất cần thiết trục động c) Xác Định Số Vòng Quay Sơ Bộ Của Động Cơ • Số vòng quay trục công tác (vòng/phút) • Chọn tỉ số truyền Trong đó: = : Tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp khai triển = 2,5 : Tỉ số truyền truyền đai thang • Số vòng quay sơ động (v/ph) d) Chọn Động Cơ Điện, Bảng Thông Số Động Cơ Điện Điều kiện chọn động : Pđc ≥ Pct nđc ≈ nsb Tra phụ lục bảng 1.3 sách “ Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Tập “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển “ ta chọn động 4A132M4Y3 Kiểu động Công suất (kW) Vận tốc quay (v/ph) Cos φ η% 4A132M4Y3 11 1458 0,87 87,5 2,2 2,0 II- PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Tỉ Số Truyền chung hệ Ta chọn => Tỉ số truyền truyền đai thang là: Hộp giảm tốc bánh trụ cấp khai triển: u1 = 1,5 u2 u2= = 2,31 u1 = 1,5 2,31 = 3,47 III- LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH a) Tính Toán Công Suất Trên Trục b) Tính Toán Số Vòng Quay Các Trục (v/ph) (v/ph) (v/ph) (v/ph) (v/ph) c) Tính Monen Xoắn Trên Các Trục  Bảng đặc tính Công suất (kw) Tỷ số truyền Số vòng quay(v/p) Moment xoắn Nmm Trục động Trục Trục Trục Trục 10,6 10,18 9,78 9,39 9,2 2,4 1458 3,47 607,5 2,31 175,1 75,8 75,8 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY A/ TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI  Thông số đầu vào để thiết kế truyền đai : P = 10,6 kW n =1458v/ph T = 69430,7 Nmm Uđ = 2,4 Quay chiều làm việc ca,tải va đập nhẹ 11Equation Section (Next)Chọn loại đai thông số kĩ thuật đai -Theo hình 4.22 trang 153 sách Nguyễn Hữu Lộc,ta thấy công suất P=10,6 kW, n=1458v/ph ta nên chọn đai loại B -Theo bảng tra 4.3 trang 128 sách Nguyễn Hữu Lộc,ta có bp= 14mm , b0 = 17mm , h = 10,5mm , y0 = 4mm , L = 800÷6300mm , d1 = 140÷280mm , A = 138mm2 Chọn đường kính bánh đai nhỏ Tính toán sơ : d1= 1,2dmin = 1,2 140 = 168mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d1 = 160 mm Vận tốc đai : π d1n1 π 160.1458 v= = = 12, 21m / s < 25m / s 60000 60000 Chọn hệ số trượt tính d2 Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối ξ Đường kính bánh đai lớn : d2=u.d1.(1Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 400 u= ξ =0,01 )=2,4.160.(1-0,01)=380,2mm d2 400 = = 2,5 d1.(1 − ξ ) 160.(1 − 0, 01) Tính khoảng cách trục a chiều dài đai Khoảng cách trục nhỏ xác định theo công thức : Ta chọn sơ - 2.(d1 + d ) ≥ a ≥ 0,55( d1 + d ) + h 2.(160 + 400) ≥ a ≥ 0,55.(160 + 400) + 10,5 1120 ≥ a ≥ 318, Ta chọn sơ a = 1,1 d2 = 1,1 400 = 440 mm Chiều dài tính toán đai : π (d + d1 ) (d − d1 ) + 4a π (400 + 160) (400 − 160) L = 2.440 + + = 1792mm 4.440 L = 2a + Ta chọn đai có chiều dài : L=1800mm Số vòng chạy đai giây i= v 12, 21 = = 6, 78s −1 < [ i ] = 10 s −1 L 1,8 Thỏa điều kiện cho phép  Tính toán lại khoảng cách trục a ( d1 + d ) (160 + 400) = 1800 − π = 920, 4mm 2 ( d − d ) (400 − 160) ∆= = = 120 2 k = L −π a= k + k − 8∆ 920, + 920, 42 − 8.1202 = = 444mm 4 Giá trị a thỏa mản khoảng cho phép Tính góc ôm đai Góc ôm đai bánh nhỏ : α1 = 180 − 57 (d − d1 ) (400 − 160) = 180 − 57 = 1490 = 2, 6rad a 444 Thỏa điều kiện cho phép Tính số đai - Các hệ số sử dụng : Theo hình 4.21a trang 151 sách thầy Nguyễn Hữu Lộc ta có d1 = 160mm , v = 12,21m/s từ suy [P0] = 4kW , L0 = 2240mm -Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm đai : −α1 −149 Cα = 1, 24(1 − e 110 ) = 1, 24(1 − e 110 ) = 0,92 -Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc : Cv = − 0, 05(0, 01v − 1) = − 0, 05(0, 01.12, 212 − 1) = 0, 98 -Hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền : Cu=1,14 u=2,5(bảng 4.9 trang 152 sách thầy Nguyễn Hữu Lộc) -Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng : Cr=0,85 ( bảng 4.8 trang 148 sách thầy Nguyễn Hữu Lộc) -Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai : CL = L 1800 = = 0,96 L0 2240 -Hệ số ảnh hưởng tới dây đai : Chọn sơ Cz=1  Số đai xác định theo công thức : Z≥ P 10, = = 3, [ P0 ] Cα CLCu Cz Cr Cv 4.0, 92.0,96.1,14.1.0,85.0, 98 Chọn z=4 => Cz=0,9 Thử lại z Z≥ P 10, = = 3, [ P0 ] Cα CLCu Cz Cr Cv 4.0,92.0, 96.1,14.0,9.0,85.0, 98 Vậy z = Tính chiều rộng đai đường kính bánh đai - Tra bảng 4.4 trang 129 sách Nguyễn Hữu Lộc ta có b = 4,2 , e =19 , f = 12,5 Chiều rộng bánh đai : B=(z-1).e+2f=(2,5-1).19+2.12,5=53,5mm Đường kính bánh đai nhỏ: da1=d1+2b=160+2.4,2=168,4mm Đường kính bánh đai lớn : da2=d2+2b=400+2.4,2=408,4mm Xác đính lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục σ ≤ 1, 5Mpa -Theo trang 139 sách Nguyễn Hữu Lộc Lực căng ban đầu : F0 = Aσ = zA1σ = 4.138.1, = 828 N Lực căng dây đai : F0 828 = = 207 N 4 Lực vòng có ích : Ft = 1000 P 1000.10, = = 868 N v1 12, 21 Lực vòng dây đai Ft 868 = = 217 N 4 Lực tác dụng lên trục : α   149  Fr ≈ F0 sin  ÷ = 2.828.sin  ÷ = 1596 N     Tính hệ số ma sát Ft e f α + F0 = → F0 e f α = Ft e f α + Ft fα e −1 F0 + Ft e fα = F0 − Ft → f' = α ln F0 + Ft 2.828 + 868 = ln = 0, 45 F0 − Ft 2, 2.828 − 868 Hệ số ma sát nhỏ để truyền không bị trượt trơn (giả sử góc biên dạng bánh đai γ = 380 ) γ   38  f = f ' sin  ÷ = 0, 45.sin  ÷ = 0,147 2   10 Ứng suất dây đai σ0 = Ứng suất lực căng đai ban đầu : σt = Ứng suất có ích sinh đai : Ứng suất lực căng phụ gây : σ v = pv 10 −6 = F0 207 = = 1, A 138 Ft 217 = = 1, 57 A 138 qm −6 0, v 10 = 12, 21×10 −6 = 0, 027 −6 A 138 × 10 Ứng suất uốn : E modul đàn hồi đai: chọn E=100 N/m2 y0 E d = σ + σ v + σ u1 σu = ε E = σ max = σ + 0, 5σ t + σ v + σ u1 = 1, + 0, 5.1, 57 + 0, 027 + 2.4 100 = 7, 312 Mpa 160 11 Tính tuổi thọ đai Giới hạn mỏi đai : = MPa Số mũ đường cong mỏi đai thang: m= 10 Theo công thức 10.20 trang 195 [I], ta có: σ −1 Sσ = K σ σ a ε σ β = + ψ σ σ m 261, 1, 76.59, 58 0, 85.1, = 3, + 0, 05.0 Theo công thức 10.21 trang 195 [I], ta có: τ −1 151, 73 Sτ = = = 16,17 Kτ τ a 1, 54.8, 08 +0 + ψ τ τ m 0, 78.1, ε τ β Theo công thức 10.19 trang 195 [I], ta có: Sτ Sσ 3, 6.16,17 = = 3,51 ≥ [ S ] = 1,5 2,5 2 2 Sτ + Sσ 3, + 16,17 S=  thỏa điều kiện bền mỏi • Trục 2: Đường kính d vị trí nguy hiểm trục điểm c nên ta có : ε σ = 0,81 Hệ số kích thước ετ = 0, 76 (dựa vào bảng 10.10 trang 198 [I]) Theo công thức 10.22 trang 196 [I], ta có: σa = Mj W M x2 + M y2 = W = 621198,32 = 50,93 ( MPa ) 12196, 26 Theo công thức 10.23 trang 196 [I], ta có: τa = T 2W0 j = 533403, 2.25993, = 10, 26 ( MPa ) Hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất uốn ứng suất xoắn: Theo công thức 10.20 trang 195 [I], ta có: Sσ = σ −1 K σ σ a ε σ β + ψ σ σ m = 261, 1, 76.50, 93 0, 81.1, = 4, 02 + 0, 05.0 Theo công thức 10.21 trang 195 [I], ta có: 35 Sτ = τ −1 Kτ τ a ε τ β = + ψ τ τ m 151, 73 = 12, 1, 54.10, 26 +0 0, 76.1, Theo công thức 10.19 trang 195 [I], ta có: S= Sτ S σ = Sτ + S σ  12, 4.4, 02 12, + 4, 02 = 3, 82 ≥ [ S ] = 1,5 2,5 thỏa điều kiện bền mỏi • Trục Đường kính d vị trí nguy hiểm trục c3 điểm K nên ta có : ε σ = 0, 76 Hệ số kích thước ετ = 0, 73 (dựa vào bảng 10.10 trang 198 [I]) σa = τa = Mj W M +M x = W y = 1802902 + 767096, 72 = 38, 79 ( MPa ) 20312,14 T 1183040,9 = = 13,54 2W 2.43698,1 0j Hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất uốn ứng suất xoắn: Theo công thức 10.20 trang 195 [I], ta có: Sσ = σ −1 K σ σ a ε σ β + ψ σ σ m = 261, 1, 76.38, 79 0, 76.1, = 4, 95 + 0, 05.0 Theo công thức 10.21 trang 195 [I], ta có: τ −1 151, 73 Sτ = = =9 Kτ τ a 1, 54.13, 54 +0 + ψ τ τ m 0, 73.1, ε τ β Theo công thức 10.19 trang 195 [I], ta có: 36 S = S τ S σ 4, 95.9 = Sτ + S σ 2 4, 95 +9 2 = 4, 34 ≥ [ S ] = 1,5 2,5 thỏa điều kiện bền mỏi   KIỂM NGHIỆM THEN - Ta kiểm nghiệm điều kiện bền dập bền cắt đối cới then bằng: Với tiết diện trục dùng mối ghép then ta cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép độ bền dập bền cát theo công thức: 2T σd = ≤ [σ d ] d lt ( h − t1 ) τc = 2T d lt b ≤ [τ c ] [σ d ] - Trong 9.5 trang 178 =100MPa ứng suất dập cho phép ( tải va đập nhẹ ) tra bảng τd - [ ] = 40 ÷ 60 Mpa ứng suất cắt cho phép • Trục 1: T1= 160031,3Nmm d Trục Chọn Then Vị trí (mm) Chi tiết lắp vào b(mm ) h(mm ) t1(mm) lt C 38 Bánh 12 45 D 30 Bánh đai 36 Vậy then tiết diện nguy hiểm C có σd = 2T d lt ( h − t1 ) = 2.160031, = 62, 39 ≤ [σ d ] 38.45.(8 − 5) τc = • Trục : T2= 533403,8Nmm d 2T 2.160031,3 = = 15, ≤ [τ c ] d lt b 38.45.12 Chọn Then 37 Trục Vị trí (mm) Chi tiết lắp vào b(mm ) h(mm ) t1(mm) lt C 52 Bánh 14 5,5 63 D 48 Bánh 14 5,5 63 Vậy then tiết diện nguy hiểm C có σd = 2.T d lt ( h − t1 ) = 2.533403,8 = 93, 04 ≤ [σ d ] 52.63.(9 − 5, 5) τc = • Trục 2T 2.533403,8 = = 23, 26 ≤ [τ c ] d lt b 52.63.14 Trục : T3= 1183040,9Nmm d Chọn Then Vị trí (mm) Chi tiết lắp vào b(mm ) h(mm ) t1(mm) lt C 62 Bánh 18 11 100 D 54 Khớp nối 18 11 100 Vậy then tiết diện nguy hiểm N có σd = 2T d lt ( h − t1 ) = 2.1183040,9 = 95, 41 ≤ [σ d ] 62.100.(11 − 7) τc = 2T 2.1183040,9 = = 21, ≤ [τ c ] d lt b 62.100.18 D) TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC ĐÀN HỒI 1) Xác định phản lực tác dụng lên ổ tính sơ ổ Trục : n1=607,5 vòng/ phút  Lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn :  Lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn : 38  Lực dọc trục hướng vào ổ A nên tính tỷ số:  Ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ 46207 với góc tiếp xúc , với C = 22,7 KN , C0=16,6KN Lực dọc trục phụ: Suy ra: Ta thấy , nên ta có: 2) • • • • • Ổ lăn có số vòng quay nên ta tính toán theo khả tải động  Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ: Với: vòng quay Xét tỷ số: nên ta chọn Xét tỷ số: nên ta chọn Hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ (bảng 11.2) Hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ () đến tải tuổi thọ ổ nhiệt độ (bảng 11.2)  Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ: QA1 = ( X V FrA1 + Y FaA1 ).Kσ K t = (0, 41.1.1540,5 + 0,87.1423,96)1.1 = 1870, 45( N ) QB1 = ( X V FrB1 + Y FaB1 ).Kσ K t = (1.1.3502,89 + 0).1.1 = 3502,89( N ) Vì nên ta tính toán ổ theo thông số Vì tải trọng thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo công thức: 39 3) Thời gian làm việc tương đương tính triệu vòng quay: Vì ổ có tuổi thọ lớn nên ta chia tuổi thọ 4) Khả tải động tính toán ổ: Với Chỉ số mũ ta chọn ổ bi Tải trọng động quy ước Suy ra: Ta thấy , nên ta chọn lại ổ 46307 có thông số sau: d(mm) 35 5) D(mm) 80 B(mm) 21 C(KN) 33,4 Co(KN) 25,2 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Hệ số Xo, Yo theo điều kiện ổ bi đỡ chặn với góc alpha = 26o Xo = 0,5 ; Yo = 0,37 QoC1 = X o FrB1 + Yo FaB1 = 0,5.3502,89 + 0,37.2381,96 = 2632, 77( N ) QoA1 = FrA1 = 1540,5( N ) Vậy QoC1 QoA1 bé giá trị Co = 25200 (N) ổ chọn nên ổ chọn phù hợp Trục : Các thông số đầu vào: Số vòng quay: Thời gian làm việc: Đường kính ngõng trục:  • • • Xác định phản lực tác dụng lên ổ tính sơ ổ  Lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn :  Lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn : 40  Lực dọc trục hướng vào ổ B nên tính tỷ số: Ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ trung 309 có CO= 26,7 (KN) ,C = 37,8(KN) Ổ lăn có số vòng quay nên ta tính toán theo khả tải động  Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ: • • • • • Với: vòng quay Xét tỷ số: nên ta chọn Xét tỷ số: nên ta chọn Hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ Hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ () đến tải tuổi thọ ổ nhiệt độ  Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ: Vì nên ta tính toán ổ theo thông số Vì tải trọng thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo công thức: Ổ bi nên m =3 Thời gian làm việc tương đương tính triệu vòng quay: ta chia tuổi thọ Khả tải động tính toán ổ: Với Chỉ số mũ ta chọn ổ bi Suy ra: 41 Ta thấy , Ổ thỏa điều kiện cho phép 5.Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Tra bảng 11.6 => Xo = 0,6, Yo = 0,5 =0,6.7803,9+0,5.1012,1= 5,19(KN) Chọn QoAmax= 7,8< Co= 26,7(KN) => Ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh Trục : Các thông số đầu vào: Số vòng quay: Thời gian làm việc: Đường kính ngõng trục:  • • • Xác định phản lực tác dụng lên ổ tính sơ ổ  Lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn :  Lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn : Vì ta chọn để tính toán  Ta chọn ổ bi đỡ 312 với C = 64,1 KN , C0=49,5 KN Ổ lăn có số vòng quay nên ta tính toán theo khả tải động  Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ: Vì tải trọng thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo công thức: Ổ bi nên m =3 Thời gian làm việc tương đương tính triệu vòng quay: Khả tải động tính toán ổ: 42 Với Chỉ số mũ ta chọn ổ bi Suy ra: Ta thấy , Ổ thỏa điều kiện cho phép 5.Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Tra bảng 11.6 => Xo = 0,6, Yo = 0,5 =0,6.7803,9+0,5.1012,1= 5,19(KN) Chọn QoAmax= 7,8< Co= 56,2(KN) => Ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh CHỌN VÀ KIỂM TRA NỐI TRỤC ĐÀN HỒI Sử dụng nối trục đàn hồi : moment xoắn trục đầu vào T = 1183040,9Nmm Theo bảng 16.10 a b trang 68 sách Trịnh Chất tập , ta có bảng thông số nối trục sau : T Nmm d mm D mm dm mm L mm l mm d1 mm D0 mm Z nmax v/p dc mm 1183040,9 63 260 120 124 110 110 200 2300 24 Chọn vật liệu chốt nối trục thép C45 với + Ứng suất uốn cho phép [σF]=70MPa , + Ứng suất dập chốt ống [σd]=3MPa Hệ số chế độ làm việc k , ta chọn k=1,45 (tra bảng 14.1 trang 465 [III] ) Từ công thức trang 69 ta có : Kiểm tra sức bền chốt: 43 σu = k T l0 1, 45.1183040,9.72 = = 55,84 < [σ u ] = 60 80( MPa) 0,1.d c D0 Z 0,1.243.200.8 σF] Với lo=l1+l2/2= 48+48/2 =72(mm) Kiểm tra độ bền dập chốt vòng cao su σd = 2.k T 2.1, 45.1183040,9 = = 2,03 < [σ d ] = 4( MPa) Z D0 dc l3 8.200.24.44 Với l3=15mm tra bảng 16_10b trang 69 [II] Do điều kiện bền uốn bền dập nối trục vừa chọn thỏa E) THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC THIẾT KẾ VỎ HỘP - Chỉ tiêu hộp giảm tốc khối lượng nhỏ độ cứng cao - Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ, … - Vật liệu phổ biến: GX15-32 - Chọn bề mặt ghép nắp thân: song song mặt đế Các kích thước vỏ hộp: Chiều dày: - Thân hộp: δ = mm - Nắp hộp: δ1 = 8,1 mm - Gân tăng cứng: e = 8mm Đường kính bulông : - Bulông nền: d1 = 18 mm - Bulông cạnh ổ: d2 = 14 mm - Bulông ghép bích nắp thân: d3 = 12 mm - Vít ghép nắp ổ: d4 = 8mm - Vít ghép nắp cửa thăm: d5 =8 mm 44 Mặt bích chiều dài nắp thân: - Chiều dày bích thân hộp: S3 =14 mm - Chiều dày bích nắp hộp : S4 = 14 mm - Bề rộng bích nắp thân: K3 = 36mm Kích thước gối trục: - Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 = 39mm - Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 = 22,5mm, C = 90 mm + Trục 1: - Đường kính D3 =123mm - Đường kính tâm lỗ vít D2 = 103mm + Trục 2: - Đường kính D3 = 144mm - Đường kính tâm lỗ vít D2 = 121 mm + Trục 3: - Đường kính D3 = 174mm - Đuờng kính tâm tâm lỗ vít D2 = 153mm Mặt đế hộp: - Bề rộng mặt đế hộp: K1=54 mm Khe hở chi tiết: - Bánh với thành hộp: ∆ = mm - Giữa đỉnh bánh lớn đáy hộp: ∆ = 34 mm Số lượng bulông Z = CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC Vòng phớt : không cho dầu mỡ chảy hộp giảm tốc ngăn không cho bụi từ bên vào hộp giảm tốc 45 Vòng chắn dầu: không cho dầu hộp giảm tốc bắn vào ổ bi có tác dụng ngăn cách cố định ổ bi với bánh Chốt định vị: dùng định vị xác vị trí nắp hộp thân hộp giảm tốc, tạo thuận lợi cho việc cố định lắp chi tiết Nút thông hơi: làm giảm áp suất, điều hoà không khí bên bên hộp giảm tốc, dùng để thay dầu làm việc dầu cũ bị dơ Nút thông lắp nắp cửa thăm Cửa thăm: Có tác dụng để kiểm tra , quan sát chi tiết máy hộp giảm tốc lắp ghép đổ dầu vào hộp , bố trí đỉnh hộp.Cửa thăm đậy nắp.Trên nắp có lắp thêm nút thông Nút tháo dầu : có tác dụng để tháo dầu cũ sau thời gian làm việc,dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn bụi hạt mài bị biến chất Vít tách nắp thân: có tác dụng dùng để tác nắp thân Que thăm dầu: kiểm tra mức dầu hộp giảm tốc 46 Ống lót : nhằm hạn chế bánh trục vai ổ lăn Các phương pháp bôi trơn hộp giảm tốc : + Bôi trơn ngâm dầu + Bôi trơn lưu thông - Đối với truyền hở máy không quan trọng,bôi trơn định kỳ mỡ Dầu bôi trơn HGT: - Dầu công nghiệp dùng rộng rãi nhất.Bôi trơn lưu thông dùng dầu công nghiệp 45 -Dầu tuabin dùng bôi trơn truyền bánh quay nhanh -Dầu ôtô,máy kéo AK10,AK15 dùng bôi trơn loại HGT 10.Thiết kế Bu lông Vòng Trọng lượng hộp giảm tốc : Q = 300kg ( tra bảng 18-3b/89 sách Trịnh Chất-Lê Văn Uyển) Nên ta chọn bu lông vòng M12 11.Bu lông tách nắp : Dùng để tách nắp hộp giảm tốc dễ dàng sữa chữa Chọn bu lông tách nắp M8 PHẦN III:CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP - Chọn dầu bôi trơn : Bôi trơn hộp giảm tốc : Bằng cách ngâm dầu cho bánh nhiệt độ 50 0c ứng với vận tốc truyền v >3 m/s Dầu có độ nhớt 57centipois.Tra bảng ta chọn dầu bôi trơn AK.Dầu AK dùng để bôi trơn loại hộp giảm tốc Vòng ổ lăn lắp lên trục theo hệ lỗ, vòng lắp lên vỏ theo hệ trục Mối lắp theo kiểu H7/k6 mối lắp trung gian dùng để cố định chi tiết ghép với chi tiết thiết phải cố định thêm then, bulông, vít, chốt, vòng hãm … µ ei ( µ ES µ Chi tiết Mối lắp es ( EI ( (1) (2) m) m) m) m) (3) (4) (5) (6) µ 47 Bánh – trục I Bánh răng(d=48mm) H7/k6 H7/k6 Bánh răng(d=52mm) Trục II Bánh – trục III (1) Ổ bi đỡ chặn trục I với trục Ổ bi đỡ trục II với trục Ổ bi đỡ trục III với trục Nối trục đàn hồi – trục III Vòng chắn dầu – trục I Vòng chắn dầu – trục II Vòng chắn dầu – trục III Nắp ổ lăn –Vỏ Hộp(Trục I) H7/k6 (2) k6 k6 k6 H7/k6 H7/k6 H7/k6 H7/k6 H7/h6 Nắp ổ lăn –Vỏ Hộp(TrụcII) H7/h6 Nắp ổ lăn–Vỏ H7/h6 +18 +18 +2 +2 +25 +25 0 +21 +2 +30 +21 (3) +18 +18 +21 +21 +18 +18 +21 +2 +30 (5) +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 -22 +30 +25 +25 +30 +30 0 0 0 -22 -25 +35 +40 0 0 0 0 +28 -120 -62 -62 -74 -62 -62 -74 -74 +19 -340 0 +200 +180 +220 +220 +15 +220 -62 -62 -74 +80 +80 +100 +100 0 (4) (6) Hộp(TrụcIII) Then – trục I Then – trục II Then – trục III Then – bánh I Then – bánh II Then – bánh III Then – bánh IV Chốt định vị – vỏ hộp Nắp ổ – vỏ hộp N9/h9 N9/h9 N9/h9 D10/h9 D10/h9 D10/h9 D10/h9 H7/r6 H11/d11 PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển , Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập , NXB Giáo Dục , [I] [2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển , Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập , NXB Giáo Dục , [II] 48 Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, [3] 2009 , [III] Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập chi tiết máy, NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, [4] 2008 [5] Vũ Tiến Đạt, Vẽ khí, Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, 1993 [6] Trịnh Chất, Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1994 [7] Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cừ, Nguyễn Văn Tuấn, Vẽ kỹ thuật khí, Tập 2, NXB Giáo Dục, 2003 [8] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, NXB Giáo Dục, 2000 [9] Nguyễn Hữu Lộc, Sử dụng AutoCAD 2000, Tập 2, NXB TP Hồ Chí Minh, 1999 [10] Nguyễn Hữu Lộc, Thiết kế khí với AutoCAD Mechanical, NXB TP Hồ Chí Minh, 2003 49 [...]... nghiệm trục theo hệ số an tồn Vật liệu làm trục là C45: σb=600Mpa σ-1=0,436*σb=0,436*600 = 261.6 MPa τ-1=0,58*σ-1=0,58*261.6 = 151.73 MPa Cơng thức kiểm nghiệm: s = ≥ [s] Trong đó: = = Chọn hệ số an tồn [s]=2.5 để kiểm nghiệm trục theo hệ số an tồn và theo độ cứng σα = τα = Tra bảng 10.12 sách Tính Tốn Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí 1 củaTrịnh Chất, ta có : Kσ=1,76 Kτ=1,54 Chọn hệ số gia cơng bề mặt: β =... 2.3600.i 2.3600.6, 78 B/ TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ BÁNH RĂNG CỦA HỘP GIẢM TỐC Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn: Chọn thép 40Cr được tơi cải thiện bảng 6.13 trang 220 sách Nguyễn Hữu Lộc Đối với bánh răng dẫn ,ta chọn độ rắn trung bình HB3=HB1=300 ; đối với bánh răng bị dẫn ,ta chọn độ rắn trung bình HB4 =HB2 =280 Vật liệu này có khà năng chạy rà tốt !  Số chu kì làm việc cơ sở: NHO1 = NHO3= 30 =... 3, 6 Ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh dẫn là bánh có độ bề thấp hơn: -Ứng suất uốn được tính theo cơng thức (6.78): Y F K σF = F t F bw m Hệ số tải trọng tính: K F = K F β K Fv K Fα = 1, 03.1,1.1 = 1,133 Với KFα = 1 Ứng suất uốn tính tốn: 3,91.4470, 9.1,133 σ F1 = = 206, 31( MPa) 48.2 σ F 1 = 206,31( MPa) < [ σ F 1 ] = 308, 57( MPa) Vậy độ bền uốn được thoả TÍNH TỐN CẤP CHẬM BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ... : Kσ=1,76 Kτ=1,54 Chọn hệ số gia cơng bề mặt: β = 1.7 Theo bảng 10.7 sách Tính Tốn Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí 1 của Trịnh Chất, ta có : ψσ ψτ = 0,05 =0 Các trục hộp giảm tốc đều quay,ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, nên: σ mj = 0 σ aj = σ max aj = Mj Wj Khi trục quay một chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, do đó 33 τ mj = τ aj = τ max aj = 2 Tj 2.W0 j Lập bảng kích thước của... được thoả mãn -Hệ số dạng răng theo cơng thức thực nghiệm (6.80) YF 3 = 3, 47 + 13, 2 Z3 YF 4 = 3, 47 + 13, 2 Z4 13, 2 = 3,8 40 13, 2 = 3, 47 + = 3, 61 93 YF 3 = 3, 47 + YF 4  -Đặc tính so sánh độ bền uốn các bánh răng: [ σ F 3 ] = 308,57 = 81, 2 YF 3 [σF4] = YF 4 3,8 288 = 79, 78 3,58 21 -Ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh dẫn là bánh có độ bền thấp hơn: Ứng suất uốn được tính theo cơng thức (6.78):... Bánh bị dẫn :bw= b2 = ψba aω = 0,3.160 = 48 mm Bánh dẫn : b1 = b2 + 5 =48 + 5 = 53 mm Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác bộ truyền: v = = = 2,28 m/s Tra bảng 6.3 ta chọn cấp chính xác bộ truyền là: 9 9 Xác định lực tác dụng lên bộ truyền: -Lực vòng : Ft1 = = = 4470,9 N -Lực dọc trục: Fa1 = Ft1 tanβ = 4470,9.tan(12,09) = 957,66 N -Lực hướng tâm : Fr1 = = = 1664,19 N 8 Chọn hệ số tải trọng động KHV... Bánh bị dẫn : : bw =b4 = ψba aω = 0,5.200 = 100 mm Bánh dẫn : b3 = b4 + 5 =100 + 5 = 105 mm 8) Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác bộ truyền: v = = = 1,1m/s Tra bảng 6.3 ta chọn cấp chính xác bộ truyền là: 9 9) Xác định lực tác dụng lên bộ truyền: -Lực vòng : Ft 3 = Ft 4 = 2.T 2.533403,8 = = 8890, 06 ( N ) d w1 120 -Lực hướng tâm : Fr3 = = 8890,06.tan(20) = 3235,72 N 10) Chọn hệ số tải trọng động. .. tiếp xúc tính tốn được xác định bởi cơng thức (6.86): σH = Z M Z H Z ε d w3 2.T K H (u + 1) bw u Trong đó: Vật liệu chế tạo cặp bánh răng bằng thép thì ZM = 275 Mpa, Tương tự ZH = 1,76 khi α = 200 , Zε = 0,88(ε α = 1,7) σ H = 275 1, 76.0,88 2.533403,8.1, 031.(2,31 + 1) = 445,58Mpa 120 100.2,31 -Tính lại ứng suất cho phép theo cơng thức (6.39): [ σ H ] = σ 0 H lim K HL Z R Z V K l K xH sH 20 -Hệ số ảnh... -Hệ số ảnh hưởng tới vận tốc vòng, do HB ≤ 350 thì : Z v = 0, 85.v 0,1 = 0, 85.1,10,1 = 0, 86 -Hệ số xét đén ảnh hưởng của điều kiện bơi trơn, thơng thường chọn: Kl = 1 -Hệ số an tồn: SH = 1,1 ( tra bảng 6.13) -Hệ số ảnh hưởng của kích thước răng: K xH = 1, 05 − → [ σ H ] = [ σ 0 H min ] d 120 = 1,05 − 4 = 1, 02 4 10 10 K HL Z R Z V Kl K xH 1.0,95.0,86.1.1, 02 = 630 = 477, 28( MPa) sH 1,1 Từ các kết... suất tiếp xúc tính tốn Được xác định bởi cơng thức (6.86): σH = Z M Z H Z ε d w1 2.T K H (u + 1) bw u Trong đó: -Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo cơng thức (6.87): ZH = Với 2cosβ sin 2α tw :  tan α nw α tw = arctan   cosβ  tan(20)   o ÷ = 20, 42 ÷ = arctan    cos(12, 09)  14 → ZH = 2.cos(12, 09) = 1, 73 sin(2.20, 42) -Cặp bánh răng bằng thép : ZM = 275 (Mpa1/2) -Hệ số ảnh hưởng