Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí

MỤC LỤC MỤC LỤC........................................................................................................... 1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ....................................................................... 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................. 5 LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................... 6 CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ ..................................... 7 1.1. Chọn động cơ điện ....................................................................................... 7 1.1.1. Chọn kiểu động cơ .................................................................................... 7 1.1.2. Xác định công suất động cơ ...................................................................... 7 1.1.3. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ ...................................................... 8 1.1.4. Chọn động cơ thực tế ................................................................................ 8 1.1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ ..................... 8 1.2. Phân phối tỷ số truyền.................................................................................. 9 1.2.1. Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc ................................. 9 1.2.2. Tỷ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc ........................................ 9 1.2.3. Tính toán các thông số trên trục................................................................ 9 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG.......................... 11 2.1. Thiết kế bộ truyền xích............................................................................... 11 2.1.1. Chọn loại xích ......................................................................................... 11 2.1.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích.................................. 11 2.1.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền .................................................................. 12 2.1.4. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục .................. 12 2.2. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp nhanh ........................................................ 13 2.2.1. Tính sơ bộ vận tốc trƣợt.......................................................................... 13 2.2.2. Xác định ứng suất cho phép .................................................................... 14 2.2.3. Xác định các thông số cơ bản.................................................................. 15 2.2.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc ................................................................. 16 2.2.5. Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn ............................................. 17 2.2.6. Kiểm nghiêm răng bánh vít về quá tải .................................................... 18 2.2.7. Xác định các kích thƣớc hình học của bộ truyền.................................... 18 2.2.8. Nhiệt truyền động trục vít ....................................................................... 19 2.3. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp chậm.......................................................... 19 2.3.1. Tính sơ bộ vận tốc trƣợt.......................................................................... 19 2.3.2. Xác định ứng suất cho phép .................................................................... 20 2.3.3. Xác định các thông số cơ bản.................................................................. 20 2.3.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc ................................................................. 21 2.3.5. Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn ............................................. 23 2.3.6. Kiểm nghiêm răng bánh vít về quá tải .................................................... 23 2.3.7. Xác định các kích thƣớc hình học của bộ truyền.................................... 24 2.3.8. Nhiệt truyền động trục vít ....................................................................... 24 2.3.9. Kiểm tra sai số vận tốc ............................................................................ 24 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI......................................... 25 3.1. Thiết kế trục ............................................................................................... 25 3.1.1. Các lực tác dụng lên trục......................................................................... 25 3.1.2. Tính sơ bộ đƣờng kính trục..................................................................... 26 3.1.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.......................... 26 3.1.4. Xác định đƣờng kính và chiều dài các đoạn trục.................................... 27 3.1.5. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi............................................................ 32 3.1.6. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh............................................................ 36 3.1.7. Kiểm nghiệm trục về độ cứng................................................................. 37 3.2. Tính chọn ổ lăn........................................................................................... 39 3.2.1. Tính chọn ổ lăn cho trục 1....................................................................... 39 3.2.2. Chọn ổ cho trục 2 .................................................................................... 41 3.2.3. Chọn ổ cho trục 3 .................................................................................... 42 3.3. Tính chọn then............................................................................................ 44 3.3.2. Kiểm tra điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt .................................... 45 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP..................................................................................... 46 4.1. Thiết kế các kích thƣớc của vỏ hộp............................................................ 46 4.1.1. Chọn bề mặt ghép nắp và thân ................................................................ 46 4.1.2. Xác định các kích thƣớc cơ bản của vỏ hộp ........................................... 46 4.1.3. Một số chi tiết phụ................................................................................... 47 4.1.4. Chọn các chế độ lắp trong hộp giảm tốc................................................. 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 50

MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Chọn động điện 1.1.1 Chọn kiểu động 1.1.2 Xác định công suất động 1.1.3 Xác định sơ số vòng quay đồng 1.1.4 Chọn động thực tế 1.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.2.1 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc 1.2.2 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc 1.2.3 Tính toán thông số trục CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 11 2.1 Thiết kế truyền xích 11 2.1.1 Chọn loại xích 11 2.1.2 Xác định thông số xích truyền xích 11 2.1.3 Kiểm nghiệm xích độ bền 12 2.1.4 Xác định thông số đĩa xích lực tác dụng lên trục 12 2.2 Thiết kế truyền trục vít cấp nhanh 13 2.2.1 Tính sơ vận tốc trƣợt 13 2.2.2 Xác định ứng suất cho phép 14 2.2.3 Xác định thông số 15 2.2.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 16 2.2.5 Kiểm nghiệm bánh vít độ bền uốn 17 2.2.6 Kiểm nghiêm bánh vít tải 18 1| Page 2.2.7 Xác định kích thƣớc hình học truyền 18 2.2.8 Nhiệt truyền động trục vít 19 2.3 Thiết kế truyền trục vít cấp chậm 19 2.3.1 Tính sơ vận tốc trƣợt 19 2.3.2 Xác định ứng suất cho phép 20 2.3.3 Xác định thông số 20 2.3.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 21 2.3.5 Kiểm nghiệm bánh vít độ bền uốn 23 2.3.6 Kiểm nghiêm bánh vít tải 23 2.3.7 Xác định kích thƣớc hình học truyền 24 2.3.8 Nhiệt truyền động trục vít 24 2.3.9 Kiểm tra sai số vận tốc 24 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 25 3.1 Thiết kế trục 25 3.1.1 Các lực tác dụng lên trục 25 3.1.2 Tính sơ đƣờng kính trục 26 3.1.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 26 3.1.4 Xác định đƣờng kính chiều dài đoạn trục 27 3.1.5 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 32 3.1.6 Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh 36 3.1.7 Kiểm nghiệm trục độ cứng 37 3.2 Tính chọn ổ lăn 39 3.2.1 Tính chọn ổ lăn cho trục 39 3.2.2 Chọn ổ cho trục 41 3.2.3 Chọn ổ cho trục 42 3.3 Tính chọn then 44 3.3.2 Kiểm tra điều kiện bền dập điều kiện bền cắt 45 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 46 4.1 Thiết kế kích thƣớc vỏ hộp 46 2|Page 4.1.1 Chọn bề mặt ghép nắp thân 46 4.1.2 Xác định kích thƣớc vỏ hộp 46 4.1.3 Một số chi tiết phụ 47 4.1.4 Chọn chế độ lắp hộp giảm tốc 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 3|Page DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Bảng 1.1: Các thông số trục 10 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 11 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 25 Bảng 3.1: Chiều rộng ổ lăn 26 Bảng 3.2: Giá trị momen cản uốn cản xoắn 35 Bảng 3.3: Bảng tính hệ số an toàn 36 Bảng 3.4: Bảng kiểm tra độ bền tĩnh 37 Bảng 3.5: Bảng tính độ cứng xoắn 38 Bảng 3.6: Bảng giá trị then cho trục 44 Bảng 3.7: Bảng kiểm tra điều kiện bền cho then 45 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 46 Bảng 4.1: Kích thƣớc vỏ hộp 46 Bảng 4.2: Thông số bu lông vòng 48 Bảng 4.3: Thông số cửa thăm 48 Bảng 4.4: Thông số nút thông 48 Bảng 4.5: Các kiểu lắp hộp giảm tốc 48 4|Page DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 11 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 25 Hình 3.1: Sơ đồ lực tác dụng lên trục 27 Hình 3.2: Biểu đồ momen trục 28 Hình 3.3: Các lực tác dụng lên trục 29 Hình 3.4: Biểu đồ momen trục 30 Hình 3.5: Các lực tác dụng lên trục 31 Hình 3.6: Biểu đồ momen trục 31 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 46 5|Page LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu khí đại Vì tầm quan trọng hệ thống dẫn động khí lớn Hiểu biết lý thuyết vận dụng thực tiễn yêu cầu cần thiết ngƣời kỹ sƣ Để nắm vững lý thuyết chuẩn bị tốt viểc trở thành ngƣời kỹ sƣ tƣơng lai Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động khí ngành khí môn học giúp cho sinh viên ngành khí làm quen với kỹ thiết kế, tra cứu sử dụng tài liệu đƣợc tốt hơn, vận dụng kiến thức học vào việc thiết kế hệ thống cụ thể Ngoài môn học giúp sinh viên cố kiến thức môn học liên quan, vận dụng khả sáng tạo phát huy khả làm việc theo nhóm Trong trình trình thực đồ án môn học này, chúng em đƣợc hƣớng dẫn tận tình thầy Trần Ngọc Hiền thầy môn khoa Cơ Khí Em xin chân thành cảm ơn thầy giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án môn học Ngày 20/12/2016 Sinh viên thực Nguyễn Văn Dũng 6|Page CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Chọn động điện 1.1.1 Chọn kiểu động Chọn loại động xoay chiều không đồng ba pha rôto lồng sóc Loại dùng phổ biến ngành công nghiệp, với hệ dẫn động khí (hệ dẫn động băng tải, xích tải, vít tải, dùng với hộp giảm tốc) 1.1.2 Xác định công suất động Công suất trục động đƣợc xác định theo công thức: Pct = Pt /η đó: Pct – công suất cần thiết trục động cơ, kW Pt – công suất trục máy công tác, kW Pt  Plv  Ft v / 103  6000.0,1/ 103  0,6 (kW ) η – hiệu suât phận hệ dẫn động   1.2 3.4 đó: 1,2 ,3 ,4 , : hiệu suất truyền cặp ổ hệ thống dẫn động Theo sơ đồ đề :    tv2 ol3  x k tv : hiệu suất truyền trục vít: tv = 0,4 ol : hiệu suất cặp ổ lăn: ol = 0,995 x : hiệu suất truyền xích: x = 0,97 k : hiệu suất khớp nối: k =    0,42.0,9953.0,97.1  0,153 7|Page  Pct  0,6 / 0,153  3,92 (kW ) Hệ số xét đến thay đổi tải không β: 2 2 T  t T  t T  t T  t T  t    i  i              T1  tck  T1  tck  T1  tck  T1  tck  T1  tck 8,3.104 2 2  1,5  1  (0,7)   0,5   0,83 8 8  Pct  3,92.0,83  3,2536 (kW ) 1.1.3 Xác định sơ số vòng quay đồng Số vòng quay trục máy công tác: 60.103.v 60.103.0,1 nlv    4,364 (v / ph) zt 11.125 Tỷ số truyền toàn hệ thống ut ut = uh.ux với: uh – tỷ số truyền hộp giảm tốc trục vít hai cấp ux – tỷ số truyền tuyền xích tra bảng 2.4 [1] ta chọn nhƣ sau: uh = 300 ux = ut = 600 Số vòng quay sơ động cơ: nsb = nlv.ut = 4,364.600 = 2618,4 (vg/ph) 1.1.4 Chọn động thực tế Tra bảng P1.3 [1] ta chọn động 4A100S2Y3 với thông số: Công suất: 4,0 kW, Số vòng quay: n = 2880 (vg/ph) Tk / Tdn = 2,0 Tmax / Tdn = 2,2 1.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động 8|Page Kiểm ta điều kiện mở máy điều kiện tải động vừa chọn: Pdc  4.0  Pct  3,2536 ndc  2880  nsb  2618,4 Tmm Tk  T Tdn  thỏa mãn điều kiện mở máy điều kiện tải động 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung toàn hệ thống: u  ndc 2880   660 nlv 4,364 1.2.1 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc Ký hiệu: uh tỷ số truyền hộp giảm tốc ung tỷ số truyền hộp giảm tốc Tỷ số truyền truyền ngoài: Ta chọn u x  2; ung  u x  ung  1.2.2 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc u  uh ung  uh  u 660   330 ung u1  17,5 uh  330   u2  18,86 với u1: tỷ số truyền cấp nhanh u2: tỷ số truyền cấp chậm 1.2.3 Tính toán thông số trục 9|Page Bảng 1.1: Các thông số trục Trục Thông số Công suất (kW) Đ/cơ Trục vít Trục vít Trục Công tác 3,98 1,584 0,63 0,6 Tỷ số truyền (-) 17,5 18,86 Số vòng quay (v/ph) 2880 2880 164,57 8,73 Momen (Nmm) 13197,6 91919,55 689175,26 1312714,78 10 | P a g e 13263,9 4,365 tiết diện trục đến giới hạn mỏi là: ԑσ10 = 0,8; ԑτ10 = 0,85; ԑσ12 = 0,77; ԑτ12 = 0,81; ԑσ22 = 0,75; ԑτ22 = 0,795 ԑσ23 = 0,73; ԑτ23 = 0,78; ԑσ31 = 0,69; ԑτ31 = 0,75; ԑσ32 = 0,68; ԑτ32 = 0,745 ԑσ33 = 0,7; ԑτ33 = 0,76 Bảng 3.3: Bảng tính hệ số an toàn Tiết diện d (mm) Kσd Kτd Sσ Sτ S 10 30 2,26 1,87 53,2 76,9 43,8 12 38 2,34 1,96 23 150,4 22,7 22 34 2,4 2,0 8,2 16 7,3 23 40 2,47 2,03 12,8 27,9 11,6 31 50 2,6 2,11 2,65 8,4 2,5 32 55 2,65 2,13 18,1 10,2 8,9 33 45 5,57 2,1 - 5,4 5,4 Hệ số an toàn cho phép thông thƣờng [s] = 1,5…2,5, từ bảng ta thấy giá trị hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thoả mãn điều kiện độ bền mỏi 3.1.6 Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Để đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột (nhƣ mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Điều kiện kiểm tra độ bền tĩnh:  td    3  [ ] đó:   M max / (0,1d3 ) 36 | P a g e   Tmax / (0,2d ) [ ]  0,8 ch  0,8.100  80 (MPa) với σch – giới hạn chảy vật liệu chế tạo trục nhỏ σch = 100 (MPa) Mmax Tmax – momen uốn lớn momen xoắn lớn tiết diện nguy hiểm lúc tải Ta có bảng giá trị kết tính toán: Bảng 3.4: Bảng kiểm tra độ bền tĩnh 10 12 22 Đƣờng kính d 30 38 34 23 40 47730 79970 7,46 6,25 13,15 31 50 552000 498963 44,16 19,96 56,08 32 55 84813,75 498963 5,1 15 26,48 33 45 0 27,38 47,42 Tiết diện σ τ σtd 6840 13917,6 25035 13917,6 50721,45 79970 2,53 5,56 12,9 2,58 1,27 10,17 5,14 5,98 21,83 Mmax Tmax 498963 Từ bảng ta thấy tiết diện có giá trị nhỏ giá trị cho phép, đảm bảo điều kiện độ bền tĩnh 3.1.7 Kiểm nghiệm trục độ cứng Vì kích thƣớc trục đƣợc xác định theo độ bền đảm bảo độ cứng cần thiết cho làm việc bình thƣờng truyền ổ, nhƣ độ xác cấu a) Độ cứng võng Khi độ võng f lớn làm cho bánh ăn khớp bị nghiêng, làm tăng phân bố không tải trọng chiều rộng vành răng, góc xoay θ lớn làm kẹt lăn ổ, điều kiện đảm bảo độ cứng uốn là: f ≤ [f] θ ≤ [θ] đó: [f] – độ võng cho phép 37 | P a g e [θ] – góc xoay cho phép, [θ] = 0,005 rad ( θ nhỏ [θ] l.3 Ft12  Fr21 ta có: f  48 EJ với trục 1: [f] = 0,0315…0,063 mà f = 0,0256 với trục 2: [f] = 0,04…0,08 mà f = 0,326 với trục 3: [f] = 0,08 mà f = 0,0427 nên trục đảm bảo độ cứng võng b) Độ cứng xoắn Độ cứng xoắn có ý nghĩa quan trọng cấu phân độ, máy phay răng, chuyển vị góc làm giảm độ xác chế tạo nhiều tác hại khác, cần hạn chế biến dạng xoắn   Tlk / (GJ o )  [ ] đó: G – môđun đàn hồi trƣợt, G = 8.104 MPa Jo – momen quán tính độc cực, Jo = ᴨd4/32 (mm4) l – chiều dài đoạn trục tính k = 1/[1 - 4γh/d] dùng cho trục có rãnh then [υ] – góc xoắn cho phép Bảng 3.5: Bảng tính độ cứng xoắn Tiết diện Đƣờng kính d Jo k υ [υ] 10 30 79522 2,24’ 10,71’ 12 38 204708 0,87’ 10,71’ 22 34 131195 1,89 1,55’ 9’ 23 40 251327 4,3’ 9’ 31 50 613592 1,09’ 11,4’ 32 55 898361 1,57 1,17’ 11,4’ 33 45 402578 1,8 3,01’ 11,4’ 38 | P a g e Kết luận: tiết diện trục đảm bảo độ cứng xoắn Vậy trục hộp giảm tốc đảm bảo đủ độ cứng 3.2 Tính chọn ổ lăn 3.2.1 Tính chọn ổ lăn cho trục Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n = 2880 (v/ph) Thời gian sử dụng 23360 Phản lực gối: Fr01 = 172,34 (N), Fr11 = 207,12 (N) Đƣờng kính ngõng trục: d = 30 (mm) Lực dọc trục: Fa1 = 913,9 (N) Ta có: Fa1 / Fr1  913,9 / 207,12  4,4  0,3 nên   36o Vì có lực dọc trục lớn tải trọng tác dụng lên ổ nhỏ nên ta dùng ổ bi đỡ chặn dãy cho gối đỡ Với kết cấu trục đƣờng kính ngõng trục d = 30 (mm) ta chọn ổ bi đỡ - chặn dãy cỡ đặc biệt nhẹ có kí hiệu 46106 với thông số nhƣ sau: Đƣờng kính ổ: d = 30 (mm) Đƣờng kính ổ: D = 55 (mm) Khả tải động: C = 11,2 (kN) Khả tải tĩnh ổ: Co = 8,3 (kN) a) Chọn ổ theo khả tải động Khả tải động Cd đƣợc tính theo công thức: Cd  Q.m L đó: Q – tải trọng quy ƣớc, kN L – tuổi thọ tính triệu vòng quay 39 | P a g e m – bậc đƣờng cong mỏi thử ổ lăn, ta chọn ổ bị nên m = gọi Lh tuổi thọ ổ tính giờ: Lh  106.L / (60n)  L  Lh 60n / 106  23360.60.2880 / 106  4036,6 Xác định tải trọng động quy ước Ta có: Q  ( XVFr 01  YFa1).kt kd đó: Fr01 Fa1 - tải trọng hƣớng tâm tải trọng dọc trục, kN V – hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V=1 kt - hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, kt = kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta đƣợc kd =1 X Y - hệ số tải trọng hƣớng tâm hệ số tải trọng dọc trục, ta có: emax = 1,14 Fa / VFr1  0,9139 / (1.0,20712)  4,4  emax tra bảng 11.4 ta đƣợc X = 0,3; Y = 0,66  Q  (0,37.1.0,20712  0,66.0,9139).1.1  0,68 (kN)  Cd  0,68.3 4036,6  10,83 (kN) < 11,2 (kN) Nhƣ ổ ta chọn ban đầu thoả mãn khả tải động b) Chọn ổ theo khă tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh ổ: Qt  Co đó: Qt  X o Fr1  Yo Fa tra bảng 11.6 ta đƣợc X o  0,5 Yo  0,28  Qt  0,5.0,20712  0,28.0,9139  0,36 mà Qt  0,36 < 8,3  Co (kN) 40 | P a g e Nên điều kiện khả tải tĩnh ổ đƣợc đảm bảo 3.2.2 Chọn ổ cho trục Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n = 164,57 (v/ph) Thời gian sử dụng 23360 Phản lực gối: Fr01 = 1106,95 (N), Fr11 = 866,94 (N) Đƣờng kính ngõng trục: d = 30 (mm) Lực dọc trục: Fa1 = 3082,95 (N) Ta có: Fa1 / Fr1  3082,95 / 1106,95  2,785  0,3 nên   36o Với kết cấu trục đƣờng kính ngõng trục d = 30 (mm) ta chọn ổ bi đỡ chặn dãy cỡ nhẹ hẹp có kí hiệu 36206 với thông số nhƣ sau: Đƣờng kính ổ: d = 30 (mm) Đƣờng kính ổ: D = 62 (mm) Khả tải động: C = 18,2 (kN) Khả tải tĩnh ổ: Co = 13,3 (kN) a) Chọn ổ theo khả tải động Khả tải động Cd đƣợc tính theo công thức: Cd  Q.m L đó: Q – tải trọng quy ƣớc, kN L – tuổi thọ tính triệu vòng quay m – bậc đƣờng cong mỏi thử ổ lăn, ta chọn ổ bị nên m = gọi Lh tuổi thọ ổ tính giờ: 41 | P a g e Lh  106.L / (60n)  L  Lh 60n / 106  23360.60.164,57 / 106  230,66 Xác định tải trọng động quy ước Ta có: Q  ( XVFr 01  YFa1).kt kd đó: Fr01 Fa1 - tải trọng hƣớng tâm tải trọng dọc trục, kN V – hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V=1 kt - hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, kt = kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta đƣợc kd = X Y - hệ số tải trọng hƣớng tâm hệ số tải trọng dọc trục, Tƣơng tự mục 3.2.1 tra bảng 11.4 ta đƣợc X = 0,37; Y = 0,66  Q  (0,37.1.1,107  0.66.3,083).1.1  2,44 (kN)  Cd  2,44.3 230,66  14,96 (kN) < 18,2 = C (kN) Nhƣ ổ ta chọn ban đầu thoả mãn khả tải động b) Chọn ổ theo khă tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh ổ: Qt  Co đó: Qt  X o Fr1  Yo Fa tra bảng 11.6 ta đƣợc X o  0,5 Yo  0,28  Qt  0,5.1,107  0,28.3,083  1,42 mà Qt  1,42 < 13,3  Co (kN) nên điều kiện khả tải tĩnh ổ đƣợc đảm bảo 3.2.3 Chọn ổ cho trục Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n = 8,83(v/ph) 42 | P a g e Thời gian sử dụng 23360 Phản lực gối: Fr01 = 599,3 (N), Fr11 = 10396,7 (N) Đƣờng kính ngõng trục: d = 50 (mm) Lực dọc trục: Fa = 644,7 (N) Ta có: Fa1 / Fr1  644,7 / 10396,7  0,062  0,3 nên   0o Với kết cấu trục đƣờng kính ngõng trục d = 50 (mm) ta chọn ổ bi đỡ chặn dãy cỡ nhẹ hẹp có kí hiệu 46210 với thông số nhƣ sau: Đƣờng kính ổ: d = 50 (mm) Đƣờng kính ổ: D = 90 (mm) Khả tải động: C = 31,8 (kN) Khả tải tĩnh ổ: Co = 25,4 (kN) a) Chọn ổ theo khả tải động Khả tải động Cd đƣợc tính theo công thức: Cd  Q.m L đó:Q – tải trọng quy ƣớc, kN L – tuổi thọ tính triệu vòng quay m – bậc đƣờng cong mỏi thử ổ lăn, ta chọn ổ bị nên m = gọi Lh tuổi thọ ổ tính giờ: Lh  106.L / (60n)  L  Lh 60n / 106  23360.60.8,73 / 106  12,24 Xác định tải trọng động quy ước Ta có: Q  ( XVFr 01  YFa1).kt kd đó: Fr01 Fa1 - tải trọng hƣớng tâm tải trọng dọc trục, kN 43 | P a g e V – hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V=1 kt - hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, kt = kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta đƣợc kd =1 X Y - hệ số tải trọng hƣớng tâm hệ số tải trọng dọc trục, Tƣơng tự mục 3.2.1 tra bảng 11.4 ta đƣợc X = 1, Y =  Q  (1.1.10,3967  0.0,6447).1.1  10,3967 (kN)  Cd  10,3967.3 12,24  23,96 (kN) < 31,8 = C (kN) Nhƣ ổ ta chọn ban đầu thoả mãn khả tải động b) Chọn ổ theo khă tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh ổ: Qt  Co Qt  X o Fr1  Yo Fa đó: tra bảng 11.6 ta đƣợc X o  0,5 Yo  0,47  Qt  0,5.10,3967  0,47.0,6447  5,5 mà Qt  5,5 < 25,4  Co (kN) Nên điều kiện khả tải tĩnh ổ đƣợc đảm bảo 3.3 Tính chọn then Ta chọn then với thông số: Bảng 3.6: Bảng giá trị then cho trục Kích thƣớc tiết Chiều Đƣờng diện then then Tiết kính d, diện Trên mm b h trục t1 sâu rãnh Bán kính góc lƣợn rãnh r Trên lỗ Nhỏ Lớn t2 22 34 10 3,3 0,25 0,4 32 55 16 10 4,3 0,25 0,4 33 45 14 5,5 3,8 0,25 0,4 44 | P a g e 3.3.2 Kiểm tra điều kiện bền dập điều kiện bền cắt d  c  2T  [ d ] dlt (h  t1 ) 2T  [ c ] dlt b đó:  d  c - ứng suất dập ứng suất cắt ta cần tính, MPa d – đƣờng kính trục, d22 = 34 (mm), d32 = 55 (mm) d33 = 45 (mm) T – momen xoắn trục, Nmm b, h, t1 – kích thƣớc, mm lt = (0,8…0,9)lm , lt22 = 40 (mm) ; lt32 = 70 (mm) ; lt33 = 70 (mm) [ d ] - ứng suất dập cho phép, [ d ] = 100 (MPa) [ c ] - ứng suất cắt cho phép, [ c ] = 30 (MPa) Bảng 3.7: Bảng kiểm tra điều kiện bền cho then Tiết diện 22 32 33 Đƣờng kính 34 55 45 Ứng suất dập  d 38,08 64,8 90,5 Ứng suất căt  c 11,76 16,2 22,63 Theo bảng ta thấy tất giá trị ứng suất dập ứng suất cắt nhỏ giá trị cho phép Vậy then đảm bảo điều kiện bền dập bền cắt 45 | P a g e CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 4.1 Thiết kế kích thƣớc vỏ hộp Vỏ hộp giảm tốc chi tiết máy quan trọng hộp giảm tốc, đảm bảo vị trí tƣơng đối chi tiết máy, phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy khỏi bụi bặm Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao, khối lƣợng nhỏ, nên ta chọn vật liệu chế tạo vỏ hộp giảm tốc gang xám có ký hiệu GX15-32 chế tạo phƣơng pháp đúc Vỏ hộp giảm tốc gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ, … 4.1.1 Chọn bề mặt ghép nắp thân Bề mặt ghép vỏ hộp đƣờng thẳng qua tâm trục, nhƣ việc lắp ghép chi tiết thuận tiện Bề mặt ghép ta chọn không song song với mặt đế, nhờ giảm đƣợc trọng lƣợng kích thƣớc hộp tạo điều kiện bôi trơn tốt cho cặp bánh 4.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp Bảng 4.1: Kích thước vỏ hộp Chiều dày Gân tăng cƣờng Đƣờng kính 46 | P a g e Tên gọi Thân hộp,  Nắp hộp, 1 Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Bulông nền, d1 Bulông cạnh ổ, d2 Bulông ghép bích nắp thân, d3 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm, Biểu thức tính toán   0,03.a   1  0,9. e  (0,8  1). h  58 20 d1  0,04.a  10  12mm d2  (0,7  0,8).d1 Giá trị 50 20 16 (M16) 12 (M12) d3  (0,8  0,9).d2 10 (M10) d4  (0,6  0,7).d2 d5  (0,5  0,6).d2 (M8) (M7) d5 Chiều dày bích thân S3  (1,4 1,8)d3 Mặt hộp, S3 bích Chiều dày bích nắp hộp, S4  (0,9 1).S3 ghép S4 nắp Bề rộng bích nắp K3  K2  (3  5) mm thân thân, K3 Đƣờng kính Xác định theo kích thƣớc nắp tâm lỗ vít: D3, D2 ổ tra bảng 18.2 Bề rộng mặt ghép K2  E2  R2  (3  5)mm bulông cạnh ổ: K2 E2  1,6.d2 (không kể chiều Kích Tâm lỗ bulông cạnh ổ: dày thành hộp) R2  1,3d2 thƣớc E2 C (k khoảng gối trục cách từ tâm bulông đến C  D3 \ nhƣng phải đảm mép lỗ) bảo k  1,2d2 Xác định theo kết cấu, phụ Chiều cao, h thuộc tâm lỗ bulông kích thƣớc mặt tựa Chiều dày: S1=(1,41,7)d1 phần lồi S1 Dd xác định theo đƣờng kính Mặt đế Chiều dày: có phần dao khoét hộp lồi Dd, S1 S2 S1 = (1,4  1,7)d1 S2 = (1  1,1)d1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 K1 = 3d1 q q  K1 + 2   (1  1,2) Giữa bánh với thành hộp Khe hở   (3  5) phụ thuộc Giữa đỉnh lớn loại hộp giảm tốc, lƣợng dầu chi đáy hộp bôi trơn hộp tiết Giữa mặt bên bánh   với Z  ( L  B) / (200  300) L Số lƣợng bulông Z B: chiều dài chiều rộng hộp 4.1.3 Một số chi tiết phụ a) Bulông vòng móc vòng Ta chọn bulông vòng với thông số sau: 47 | P a g e 16 15 36 40 E2 = 19 R2 =16 h=30 (mm) 25 S1 = 25 S2 = 17 K1 = 48 q = 64 10 38 10 Z=6 Bảng 4.2: Thông số bu lông vòng Ren, d1 d2 d3 d4 d5 h d h1 h2 l≥ f b M10 45 25 10 25 15 22 c x r r1 r2 Trọng lƣợng nâng đƣợc 21 12 1,5 250(kG) b) Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp ta thiết kế cửa thăm, đƣợc đậy nắp, nắp ta lắp thêm nút thông Ta chọn cửa thăm có kích thƣớc nhƣ sau: Bảng 4.3: Thông số cửa thăm A B A1 B1 C C1 K R 100 75 150 100 125 - 87 12 Số lƣợng M8x22 Vít c) Nút thông Để giảm áp suất điều hoà không khí bên bên hộp Đƣợc lắp nắp cửa thăm Ta chọn nút thông với thông số kích thƣớc nhƣ sau: Bảng 4.4: Thông số nút thông A B C D E G H I M27x2 15 30 15 45 36 32 K L M N 10 O P 22 Q R 32 18 36 32 4.1.4 Chọn chế độ lắp hộp giảm tốc Bảng thống kê kiểu lắp hộp giảm tốc: Bảng 4.5: Các kiểu lắp hộp giảm tốc Stt Tên chi tiết – phận 48 | P a g e Bánh vít lắp trục Sai lệch giới hạn (µm) Kiểu lắp  34 H7 js S Hệ lỗ Hệ trục +20 +15 +2  55 Trục lắp với ổ lăn H7 js +30 +30 -100 -290 +35 -120 -340 +61 +25 +75 +32 +81 +32 +119 +80 +119 +80 -27 -27 -27 +18 +2 +18 +2 +15 +2 +18 +2 +15 +2 +18 +2  50 k H7 f7 H7  62 ổ lăn lắp với vỏ hộp f7 H7  90 f7 E9 10 h8 E9 14 Then lắp trục h8 E9 16 h8 D8  30 k6 Vòng chắn dầu lắp trục D8  50 k6 Nối trục vòng đàn hồi  28 k Trục lắp đĩa xích Bạc lót trục H7 n6 F8  30 h6 F8  50 h6 +20 +53 +20 +64 +25 49 | P a g e  45 +18 +2 +15 +2 +10 +2 -100 -290  30 k  55 +30 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục, 2006 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập hai Nhà xuất giáo dục, 2006 [3] Ninh Đức Tốn, Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Thị Cẩm Tú - Bài tập Kĩ thuật đo Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, 2006 [4] Ninh Đức Tốn - Dung sai lắp ghép Nhà xuất giáo dục, 2004 [5] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú - Kĩ thuật đo lƣờng kiểm tra Chế tạo khí Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 2001 50 | P a g e ... thiết kế hệ thống truyền động khí ngành khí môn học giúp cho sinh viên ngành khí làm quen với kỹ thiết kế, tra cứu sử dụng tài liệu đƣợc tốt hơn, vận dụng kiến thức học vào việc thiết kế hệ thống. .. 48 4|Page DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 11 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 25 Hình 3.1: Sơ đồ lực... BẢNG BIỂU CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Bảng 1.1: Các thông số trục 10 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 11 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 25