Đồ án Chi tiết máy Bảng thuyết minh đồ án chi tết máy hộp giảm tốc hai tốc độ

BẢNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY HỘP GIẢM TỐC ??ℎ tỷ số truyền chung của HGT... Vì N1 và N2 lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng s

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Về nội dung đồ án:

Về trình bày hình thức

Về thái độ

Điểm đánh giá: Sinh viên thực hiện : Giáo viên hướng dẫn:

Lời nói đầu:

Thiết kế và phát triển hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong ngành cơ khí Mặt khác một nền công nghiệp phát triển mạnh mẽ không thể thiếu một nền cơ khí phát triển vì vậy việc thiết kế và cải tiến tối ưu các hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng và thường xuyên

Đồ án thiết kế hộp giảm tốc giúp chúng ta tìm hiểu và thiết kế được một hộp giảm tốc qua đó ta có thể củng cố lại kiến thức với một số môn học cơ sở nghành như: nguyên lý máy, chi tiết máy, dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường, sức bền vật liệu, cơ lý thuyết và vẽ kỹ thuật giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về vệc thiết

chúng ta là quen bước đầu với việc thiết kế bánh răng, trục , và chọn được ổ lăn thích hợp thêm vào đó là giúp sinh viên hoàn thiện khả năng vẽ auto cad

Đồ án thiết kế nay chỉ mới dừng lại ở dai đoạn thiết kế, chưa thực sự tối ưu về thiết

kế cơ khí chưa mang tính kinh tế và công nghệ cao vì trình độ giới hạn của người thiết kế

Em xin trân thành cảm ơn thầy :Hoàng Văn Vinh đã hướng dẫn em hoàn thành

đồ án này, cùng các bạn và thầy cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt cho em thực hện

đồ án này,

Với kiến thức còn hạn hẹp của một sinh viên kèm theo việc đây là đồ án đầu tiên nên không thể tránh khỏi những sai sót Em mong nhận được những ý kiến đóng góp của quýthầy cô và các bạn

Sinh viên thực hiện:

Võ Văn Tuấn

BẢNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY HỘP GIẢM TỐC

𝑖𝑐ℎ tỷ số truyền chung của HGT

Tỷ số truyền của HGT cũng được tính theo công thức :

1.2 Công suất, số vòng quay và momen xoăn trên các trục :

Công suất truyền động: P = 4,0kw

Tra bảng 2-1 sách thiết kế chi tiết máy ta có :

98 , 0



ol 0 , 99: hiệu suất truyền động của ổ lăn

kn  1 :hiệu suất khớp nối

1.2.1: Trục I:

Ta có: n1=1450 v/ph

kn br ol

Công suất

Momen

PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Chương: I.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp nhanh

Ta có số liệu sau:

Công suất:P1=3,8808(kw)

Số vòng quay trong một phút của trục dẫn n1=1450(v/p) và trục bị dẫn

n2=372(v/p)

Yêu cầu làm việc trong 5 năm Mỗi năm làm việc 250 ngày và mỗi ngày làm

8 giờ Tải trọng rung động nhẹ

+ độ cứng: HB=160, phôi rèn

2.1.2) Xác định ứng suất cho phép:

+Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

N2 = 60.u.n2.T=60.1.372.8.250.5=223200000 (N) trong đó: u là số lần ăn khớp của bánh răng quay 1 vòng Lấy u=1

T tổng thời gian làm việc

𝑛2 = 372 𝑣/𝑝ℎlà số răng quay trong 1 phút

.Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ;

N1= ibn.N2=3,875.223200000 = 864900000 (N) Theo bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM ta chọn số chu kì cơ sở No=107

Vì N1 và N2 lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và

đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy:

- giới hạn mỏi của thép là: 1 (0,40,45)bk

+ giới hạn mỏi của thép 45 là: 1 0,43.600 258(N/mm2)

+ giới hạn mỏi của thép 35 là: 1 0,43.480206,4(N/mm2)







k n



8 , 1 5 , 1

1 258 5 , 1

5 ,

k n

1 4 , 206 5 , 1

5 ,

k n

2.1.3)Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: k=1,4

2.1.4 Chọn sơ bộ chiều rộng bánh răng 𝝋𝑨 =𝒃

2.1.6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

𝑉 = 2𝜋.𝐴.𝑛1

60.1000.(𝑖𝑏𝑛+1)= 2𝜋.125.1450

60.1000.(3,875+1) = 3,89(𝑚/𝑠) Với v = 3,89 m/s

Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 8

2.1.7.Định chính xác tải trọng K

Hệ số tải trọng k được tính theo công thức : k = ktt.kđ

Trong đó: ktt là hệ số tập trung tải trọng:

𝑘𝑡𝑡 = 𝑘𝑡𝑡𝑏+1

2

Vì tải trọng không đối độ rắn của bánh rảng HB < 350 nên lấy ktt=1

Kđ là hệ số tải trọng động.Theo bảng (3-14) trang 48 sách TKCTM chọn kđ = 1,4

2.1.8.xác định modum ,số răng và chiều rộng bánh răng:

Số răng bánh lớn:𝑍2 = 𝑍1 𝑖𝑏𝑛 = 25.3,875 = 96,875 𝑟ă𝑛𝑔

Lấy Z2 = 97 răng

Chiều rộng bánh răng 𝑏 = 𝜑𝐴 𝐴 = 0,3.125 = 37.7(𝑚𝑚)

Lấy b = 40mm

2.1.9.Kiểm nghiệm độ bền uốn của răng

𝑌2 = 96,38.0,429

0,517 = 92,28(𝑁/𝑚𝑚2)

2.1.10.Các thông số hình học

Modum m = 2

Số răng Z1 =25, Z2 =97

T tổng thời gian làm việc

𝑛2 = 372 𝑣/𝑝ℎlà số răng quay trong 1 phút

.Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ;

N1= ibn.N2=3,875.72000000 = 279000000 (N) Theo bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM ta chọn số chu kì cơ sở No=107

Vì N1 và N2 lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và

đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy:

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

- giới hạn mỏi của thép là: 1 (0,40,45)bk

+ giới hạn mỏi của thép 45 là: 1 0,43.600 258(N/mm2)

+ giới hạn mỏi của thép 35 là: 1 0,43.480206,4(N/mm2)







k n



8 , 1 5 , 1

1 258 5 , 1

5 ,

k n

1 4 , 206 5 , 1

5 ,

k n

2.2.3)Sơ bộ lấy hệ số tải trọng: k=1,4

2.2.4 Chọn sơ bộ chiều rộng bánh răng 𝝋𝑨 =𝒃

𝑨 = 𝟎, 𝟑

2.2 5 Tính khoảng cách trục A: [ theo công thức ( 3-10 ) sách thiết kế chi

tiết máy lấy: Ѳ=1,25

Theo bảng (3-10) trang 45TKCTM bộ truyền bánh răng nghiêng ta có công thức :

2.2.6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

𝑉 = 2𝜋.𝐴.𝑛3

60.1000.(𝑖𝑏𝑐+1)= 2.𝜋.195.120

60.1000.(3,69+1) = 0,52(𝑚/𝑠) Với v = 0,52m/s

Theo bảng (3-11) trang 46 sách TKCTM ta chọn cấp chính xác là 9

2.2.7.Định chính xác tải trọng K và khoảng cách trục A:

Hệ số tải trọng k được tính theo công thức : k = ktt.kđ

Trong đó: ktt là hệ số tập trung tải trọng:

𝑘𝑡𝑡 = 𝑘𝑡𝑡𝑏+1

2

Vì tải trọng không đối độ rắn của bánh rảng HB < 350 nên lấy ktt=1

Kđ là hệ số tải trọng động.Theo bảng (3-14) trang 48 sách TKCTM chọn kđ = 1,4

2.2.8.xác định modum ,số răng và chiều rộng bánh răng:

P = 3,5 công suất trục dẫn

Tính số răng tương đương bánh nhỏ : ZTD1=Z1=48 răng

Tính số răng tương đương của bánh lớn: ZTD2=Z2=149 răng

𝑌2 = 95,8.0,471

0,517= 87,27(𝑁/𝑚𝑚2)

Bảng thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

hiệu

Cách xác định

Phần III Thiết kế trục và then ChươngI Thiết kế trục 3.1.1.:Chọn vật liệu chế tạo

[τ]=15÷50.lấy trị số nhỏ đối với truc vào của hộp giảm tốc,trị số lớn trục ra

theo kết quả:

3.1.3 Tính dường kính sơ bộ của các trục

Theo công thức (7-2) sách thiết kế chi tiết máy trang 114 ta có:

d≥C.√𝑃

𝑛

3 trong đó: d: đường kính trục

n:số vòng quay trong một phút của trục

P:công suất

C:hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép,C=120

3.1.3.1.: đối với trục 1

P1=3,8808(kw), C=120, n1=1450(v/ph)

+ để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong 3 trị số trên ta có thể lấy trị số

d2=26mm để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình theo bảng 14P trang 337 ta được chiều rộng của ổ bi là: B=19 (mm)

Chương II Tính gần đúng trục:

- Để tính kích thước chiều dài của trục ta có thể tham khảo, bảng 7-1 sách thiết kế chi tiết máytrang 118 và hình 3-1ta chọn kích thước:

+Khe hở giữa các bánh răng là c= 10mm

+Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp là ∆=10mm

+Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên ổ lăn là:a= 10mm

-Sở dĩ lấy như vậy là vì sau này ta còn thiết kế bạc chắn dầu mỡ, vì không thể dùng phương pháp bôi trơn bằng cách bắn toé dầu mỡ do vận tốc

bộ truyền nhỏ

+chiều rộng ổ: B=19(mm)

Chiều rộng bánh răng cấp nhanh bn= 40mm

khoảng cách giữa các gối đỡ (hình 3-1)

Vì trục có làm rãnh then nên đường kính trục tăng lên so với tính toán , lấy

P1 Pa1 Pr1 Rax

Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm e-e:

𝑑2 ≥ √3 0,1.[𝜎]𝑀𝑡đ theo công thức 7-4 trang 117 TKCTM ta có

Vì trục có làm rãnh then nên đường kính trục tăng lên so với tính toán , lấy

Rdx

Rdy

Pr3 Pa3 P3

145586 6744

480807 18528

94729

Pr3 P2 Pa2

Tính momen uốn tại tiết diện n-n:

Vì trục có rãnh then nên ta lấy đường kính trục lớn hơn so với tính toán

O Pr4

a c+b

Pa4 P4

736466

268049

278541

Vì bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động

Trong đó 𝜎𝑏 là giới hạn bền của vật liệu thép 45

theo bảng (7-3b) trang 122 và bảng 7-23 trang 143 sách thiết kế chi tiết máy ứng với đường kính trục d1=21mm ta có

Chiều rộng then b=6, chiều cao then h=6

4.2 Kiểm nghiệm sức bền trục II

a) Tại tiết diện e-e:

Theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

𝑛 = 𝑛0 𝑛𝜏

√𝑛𝜎2 + 𝑛𝜏2 ≥ [𝑛]

Vì trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng

b) tại tiết diện i-i:

Theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

𝑘𝜎 = 1,63

𝑘𝜏 = 1,5

Các tỉ số 𝑘𝜎

𝜀𝜎 = 1,630,82 = 2

4.3 Kiểm nghiệm sức bền trục III:

theo công thức 7-5 trang 120 TKCTM

Để lắp then đường kính trục I là là 22 mm theo bảng (7-23)trang 143 sách TKCTM ta chọn loại then bằng có các kích thước:

b = 6; h = ; t=3,5 ; t1=2,6; k = 2,9

- Chiều dài của then : l =17 mm

Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) trang 139 sách thiết kế chi

x d

l k d

.2

Tra bảng (7-20) trang 142 sách thiết kế chi tiết máy với ứng suất mối ghép

cố định tải trọng rung động nhẹ vật liệu thép ta chọn

[σ]d=100 N/𝑚𝑚2)

σd<[σ]d

vậy thỏa mãn diều kiện dập khi truyền tải

-kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách thiết kế chi

tiết máy

 c

x c

l b d

.2

Suy ra 𝜏𝑐 = 2.25559,75

22.6.17 = 22,78 (N/𝑚𝑚2) Tra bảng (7-21) trang 142 sách thiết kế chi tiết máy , ta có

a Tính then tại đường kính trục d i-i = 47 mm

- Theo bảng (7-23)trang 143 sách TKCTM ta chọn

mm N l

k d

M

d x

5 47

83 , 94729 2

mm N

Vậy []d > d thoả điều kiện dập khi truyền tải

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách TKCTM :

2 / 57 , 8 34 14 47

83 , 94729 2

2

mm N l

b d

Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt []c > c

- Theo bảng (7-23)trang 143 sách TKCTM ta chọn:

b = 14 ; h = 9; t = 5,0 ; t1=4,1 ; k = 5,0

- Chiều dài của then : l = 43 mm

* Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) trang 139 sách TKCTM :

2 / ] [

2

mm N l

k d

M

d x

5 47

83 , 94729 2

mm N

Vậy []d > d thoả điều kiện dập khi truyền tải

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách TKCTM :

2 / 58 , 6 43 14 47

83 , 94729 2

2

mm N l

b d

Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt []c > c

3.4.3 Tính then tại trục III

Then tại đường kính d = 55 mm

2

mm N l

k d

M

d x

67 , 278541 2

mm N

* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) trang 139 sách

TKCTM :

2

/ 27 , 12 45 16 55

67 , 278541

2

2

mm N l

b d

Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt []c > 

PHẦN VI: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

h = 250.8.5=10000 giờ: thời gian làm việc của máy

- Theo công thức 8-2 trang 159 sách TKCTM

Q=(Kv R+mA)Kn Kt

Tải trọng tương đương (daN) theo công thức (8-2) trang 159 TKCTM

Trong đó

-R: Là tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) daN

-A : Tải trọng dọc trục, daN ở đây A=0

-m=1,5 : Hệ số chuyển tải trọng dọc về tải trọng hướng tâm theo

(bảng 8-2)_TKCTM trang 161

-Kt=1: Hệ số tải trọng động theo bảng (8-3)_TKCTM trang 162

-Kn=1: Nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng (8-4)_TKCTM trang 162 -Kv=1: Hệ số xét đến vòng trong của ổ là vòng quay, theo

bảng (8-5)_TKCTM trang 162

R A R Ay R Ax 131,02 299,46 326,86N

2 2

Có đường kính ngoài D = 47 mm , chiều rộng B = 14 mm

Ổ lăn ở gối B lấy cùng cỡ như trên

Vậy ổ bi đỡ thoả mãn điều kiện : C  Cbảng nên ta không cần chọn lại ổ bi

- Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1)trang 158 sách TKCTM.

C = Q(n.h)0,3 Cbảng

n = 372 v/p : số vòng quay

h=10000 giờ : thời gian làm việc của máy

-Tải trọng tương đương của ổ đỡ chặn được tính theo công thức (8-6)trang

159 sách TKCTM :

QK V.Rm.A .K n K t

Trong đó :

-R: Là tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) daN

-A : Tải trọng dọc trục, daN ở đây A=0

-m=1,5 : Hệ số chuyển tải trọng dọc về tải trọng hướng tâm theo

(bảng 8-2)_TKCTM trang 161

-Kt=1: Hệ số tải trọng động theo bảng (8-3)_TKCTM trang 162

-Kn=1: Nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng (8-4)_TKCTM trang 162

-Kv=1: Hệ số xét đến vòng trong của ổ là vòng quay, theo

bảng (8-5)_TKCTM trang 162

Ta có:

R C R Cy R Cx 2941,15 8080,8 8599,2N

2 2

Ổ lăn ở gối C lấy cùng cỡ như trên

Vậy ổ bi đỡ thoả mãn điều kiện : C  Cbảng

6.3.Ố lăn trục III

Sơ đồ chọn ổ cho trục

:Hệ số khả năng làm việc được tính theo công thức (8-1) trang158 TKCTM

bang

C h

n Q

C 0 , 3 

) (

-R: Là tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) daN

-A : Tải trọng dọc trục, daN ở đây A=0

-m=1,5 : Hệ số chuyển tải trọng dọc về tải trọng hướng tâm theo

(bảng 8-2)_TKCTM trang 161

-Kt=1: Hệ số tải trọng động theo bảng (8-3)_TKCTM trang 162

-Kn=1: Nhiệt độ làm việc dưới 1000C theo bảng (8-4)_TKCTM trang 162 -Kv=1: Hệ số xét đến vòng trong của ổ là vòng quay, theo

bảng (8-5)_TKCTM trang 162

Ta có:

 N R

R

R E  Ey2  Ex2  14878 , 122  5415 , 152  15832 , 94

 N R

Ổ lăn ở gối E lấy cùng cỡ như trên

Vậy ổ bi đỡ thoả mãn điều kiện : C  Cbảng

6.4: Cố định và bôi trơn ổ lăn

6.4.1 Cố định trục:

Để cố định trục cố thể dung nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc.Nắp ổ lăn với hộp giảm tốc bằng vít, loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp ráp

6.4.2 Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc truyền bánh răng nên không thể dung phương pháp tóe để hắt dầu trong hộp và bôi trơn của bộ phận ổ có thể dùng loại mỡ T tương ứng nhiệt độ làm việc từ 600-1000 và vận tốc dưới 1500v/phút.Bảng 8-28 TKCTM trang 198

6.4.3.Độ phận che chắn :

Để che kín các phần trục,tránh xa sự xâm nhập của bụi và tạp chất vào

ổ ,cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt 1 đơn giản nhất,bảng 8-29 TKCTM trang 203 cho kích thước vòng phớt

6.4.4.Chọn kiểu lắp ổ lăn :

Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ vào hộp theo hệ trục

Lắp theo TC TCT OCT520-55 sai lệch cho phép của vòng trong của ổ là âm( KT nhỏ hơn KT danh nghĩa và sai lệch cho phép trên lỗ theo hệ lỗ là dương )

Chiều dày gân ở thân hộp:𝑚 = (0,85 ÷ 1) 𝛿 = 1.10 = 10𝑚𝑚

Chiều dày gân ở nắp hộp:

Tra bảng 10-11b-TKCTM trang 176 ta chọn M20 với số lượng 12 cái

200÷300

Trong đó L là chiều dày hộp, lấy sơ bộ bằng 900 mm

B chiều rộng hộp, lấy sơ bộ bằng 350 mm

𝑛 = 900 + 350

250 = 5

Chiều dày thành nắp hộp

Chiều dày mặt trước bích dưới của thân

Chiều dày mặt trên của nắp

Chiều dày đế hộp

không

có phần lồi Chiều dày gân

ở thân hộp

Chiều dày gân

ở nắp hộp

Đường kính bu lông nền

Đường kính các

bu lông khác :ở cạnh ổ

Ghép nắp vào thân

Ghép

nắp ổ cửa thăm

Số lượng

bu lông nền

Do vậy lắp ghép hộp giảm tốc dễ dàng hơn.Chốt định vị dùng chốt côn theo ISO.2339.làm bằng thép CT3

7.2.3.Nắp quan sát ( cửa thăm )

Có tác dụng để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp giảm tốc khi lắp ghép và khi đổ dầu vào trong hộp, quan sát sự ăn khớp giữa các bánh răng , cửa thăm được đậy bằng nắp

Nắp cửa thăm chế tạo kết hợp với bộ phận thông hơi ở tay cầm.kích thước nắp lấy theo tiêu chuẩn bảng 10-12 trang 277 sách thiết kế chi tiết máy

Bảng thông số nắp cửa thăm

thước vít

Số lượng vít

7.2.4 Nút thông hơi:

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên, để điều hòa không khí trong và ngoài người ta dùng nút thông hơi bảng ( 10-16 sách thiết kế chi tiết máy trang 279

Bảng các thông số của nút thông hơi