Đồ án môn học Chi tiết máy - Thiết kế hộp giảm tốc

Đồ án môn học thiết kế chi tiết máy hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng khai triển 2 cấpBản thuyết minh và hình vẽ đồ án môn học thiết kế chi tiết máy hộp giảm tốc khai triển 2 cấp với các nội dung về tính toán chọn động cơ và tỉ số truyền, tính toán bộ truyền đai, thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc, kiểm tra bôi trơn ngâm dầu, kiểm nghiệm then, chọn ổ lăn và nối trục, thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ, chọn dầu bôi trơn và dung sai lắp ghép.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Lời nói đầu Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu công nghiệp đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại hóa đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ dẫn động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hệ hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn Chi tiết máy, Nguyên lý máy, vẽ kỹ thuật…và giúp sinh viên có nhìn tổng quát việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp ta làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn…thêm vào đó, trình thực sinh viên hoàn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Tùng, thầy môn bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình làm đồ án Với kiến thức hạn hẹp, sai sót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy bạn! Sinh viên thực Ngô Đình Phong Trang 1 P ØD t Ghi chú: Động điện Bộ truyền đai thang Ổ trục Hộp giảm tốc Khớp nối Băng tải Số liệu trạm dẫn động băng tải: Phương Án Số liệu Lực kéo băng tải P Vận tốc băng tải V Đường kính tang quay D Thời hạn sử dụng Số ngày làm việc năm Số ca làm việc ngày Số làm việc ca Góc nghiêng Đặc tính tải trọng KN m/s mm Năm Ngày Ca Giờ Độ 8,0 0,25 350 295 60 Êm Trang PHẦN I: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ a) Xác định động cần thiết động Gọi: N công suất tính toán máy công tác, KW công suất cần thiết, KW η hiệu suất chung hệ dẫn động Ta có: • Trong đó: P = 8000 N lực kéo băng tải V = 0,25 m/s vận tốc băng tải Như công suất tính toán máy công tác N = KW Áp dụng công thức: • Với m = số cặp bánh răng, k = số cặp ổ lăn Trong đó: tra bảng 2.3[1] bảng trị số hiệu suất loại truyền ổ Suy ra: b) Tính số vòng quay trục tang Chọn sơ tỉ số truyền toàn hệ thống Theo bảng 2.4[1] bảng tỉ số truyền nên dùng cho truyền hệ, ta chọn: Trang - Tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp bánh trụ: Chọn Tỉ số truyền truyền đai thang: Chọn Theo công thức tỉ số truyền sơ hệ dẫn động là: Hay: Số vòng quay trục máy công tác theo công thức: Trong đó: V vận tốc băng tải xích tải, m/s; D đường kính tang quay, mm; số vòng quay trục máy công tác, vg/ph; (vg/ph) Số vòng quay sơ động theo công thức: (vg/ph) Chọn số vòng quay đồng động vg/ph Theo bảng P1.2, Phụ lục với vg/ph dùng động DK51-6 với vg/ph c) Phân phối tỉ số truyền • Xác định tỉ số truyền hệ dẫn động: Trong đó: vg/ph ; vg/ph ; • Phân tỉ số truyền hệ dẫn động: Trang Trong đó: tỉ số truyền truyền đai; tỉ số truyền hộp giảm tốc Chọn sơ Khi phân phối tỉ số truyền cho hộp giảm tốc theo yêu cầu bôi trơn tính theo công thức kinh nghiệm: Trong đó: tỉ số truyền cấp nhanh hộp giảm tốc tỉ số truyền cấp chậm hộp giảm tốc Vậy phân phối tỉ số truyền sau: Tỉ số truyền cấp nhanh hộp giảm tốc: Tỉ số truyền cấp chậm hộp giảm tốc: Tỉ số truyền truyền đai: d) Công suất động trục: Công suất làm việc N = KW ( Công suất bang tải ) • Công suất trục - Công suất trục III là: - Công suất trục II là: - Công suất trục I là: - Trục động cơ: • Tốc độ vòng quay trục Trang • - Trục I: vg/ph Trục II: vg/ph Trục III: vg/ph Momen xoắn trục: Momen xoắn trục động cơ: - Momen xoắn trục I: - Momen xoắn trục II: - Momen xoắn trục III: Trục Động I II III Công suất N, kW 2,3 2,19 2,1 2,02 Tỉ số truyền u 3,4 Số vòng quay n, vg/ph 950 273 54,6 13,65 Mômen xoắn T, Nmm 23121 76610 367307,7 1413260 Thông số PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI Trang • Tóm tắt Công suất cần truyền: Tốc độ quay bánh đai nhỏ: vg/ph Tỉ số truyền: Đặc tính làm việc: êm Chọn loại đai Xác định đường kính bánh đai nhỏ Áp dụng công thức: Trong đó: công suất cần thiết, vg/p tốc độ quay bánh đai nhỏ Vận tốc vòng: • Xác định đường kính bánh đai to Chọn ξ = 0,02 ( ξ hệ số trượt truyền đai thang) Ta có • Số vòng quay thực trục bị dẫn: vg/ph Kiểm nghiệm: Sai số nằm phạm vi cho phép • Xác định thông số đai: - Với đường kính đai nhỏ =160 mm, vận tốc đai ta chọn loại đai có kí hiệu УA có thông số sau: Sơ đồ tiết diện đai Kí hiệu Kích thước 11 13 2,8 Trang Tiết diện A, 81 b bt y0 h 40° • Chọn sơ khoảng cách trục A Theo điều kiện: • • Với h chiều cao đai Với ; chọn (mm) Tính chiều dài đai L khoảng cách sơ A Theo công thức 4.4 ta có Vậy chọn L = 2360 mm Kiểm nghiệm số vòng chạy đai giây: (m/s) (m/s) Ta có khoảng cách trục A Kiểm tra điều kiện: Khoảng cách nhỏ mắc đai: Khoảng cách lớn để tạo lực căng: • Tính góc ôm: - Góc ôm đai bánh đai nhỏ: - Góc ôm đai bánh đai lớn: Trang Thỏa mãn • Xác định số đai cần thiết: Trong đó: - =2,3 kW công suất trục bánh đai chủ động, kW - =1,5 công suất cho phép, kW - hệ số tải trọng động - hệ số ảnh hưởng góc ôm - hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai - hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền - hệ số kể đến ảnh hưởng phân booa không tải trọng cho dây đai Lấy đai • Chiều rộng bánh đai: Theo 4.17 bảng 4.21 ta có: • Đường kính bánh đai: • Lực ban đầu lực tác dụng lên trục: Theo công thức 4.19 ta có: Trong đó: (định kì điều chỉnh lực căng), với (bảng 4.22) , đó: Theo (4.21) lực tác dụng lên trục: Bảng 2: Các thông số truyền đai Trang Thông số Đường kính bánh đai Chiều rộng bánh đai Số đai Chiều dài đai Khoảng cách trục Góc ôm Đường kính bánh đai Lực tác dụng lên trục Giá trị A= 570 mm PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 1- Chọn vật liệu Do yêu cầu đặc biệt, theo quan điểm thống hóa thiết kế, chọn vật liệu hai cấp bánh nhau: Trang 10 Theo (11.4), ta có: ; Tổng lực chiều dọc trục: Vậy lực hướng bên trái Ta có: Vậy Trang 35 Ta chọn ổ có kí hiệu 46305 (bảng P2.12) Với ; C = 21,1 kN; đường kính chiều rộng • Kiểm tra khả tải tĩnh ổ: Tra bảng 11.6 ta có Theo (11.19), với Vậy ổ thỏa mãn khả tải tĩnh • Sơ đồ chọn ổ trục II B A RA SA Fa2 Fa3 RB SB lớn so với lực hướng tâm, nên ta chọn ổ bi đỡ chặn Khả tải động tính theo công thức (11.1) Trong đó: tuổi thọ tính triệu vòng quay; công thức (11.2) Q – Tải trọng động quy ước, kN; Theo (11.4), ta có: Trang 36 ; Tổng lực chiều dọc trục: Vậy lực hướng bên trái Ta có: Vậy Ta chọn ổ có kí hiệu 46307 (bảng P2.12) Với d ; C = 33,4 kN; đường kính chiều rộng Trang 37 • Kiểm tra khả tải tĩnh ổ: Tra bảng 11.6 ta có Theo (11.19), với Vậy ổ thỏa mãn khả tải tĩnh • Sơ đồ trục III B A RA SA Fa4 Khả tải động tính theo công thức (11.1) Trong đó: tuổi thọ tính triệu vòng quay; công thức (11.2) Q – Tải trọng động quy ước, kN; Theo (11.4), ta có: Trang 38 RB SB ; Tổng lực chiều dọc trục: Vậy lực hướng bên phải Ta có: Vậy Ta chọn ổ có kí hiệu 46213 (bảng P2.12) Với ; C = 54,4 kN; đường kính chiều rộng Trang 39 • Kiểm tra khả tải tĩnh ổ: Tra bảng 11.6 ta có Theo (11.19), với Vậy ổ thỏa mãn khả tải tĩnh – CHỌN KIỂU LẮP • Phương án chọn kiểu lắp: - Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ vỏ hộp theo hệ trục - Chọn kiểu lắp độ dôi để vòng ổ không trượt theo bề mặt trục - Sai lệch cho phép vòng ổ âm, sai lệch cho phép lỗ theo hệ lỗ dương • Cố định theo phương dọc trục: - Để cố định theo phương dọc trục ta dùng nắp ổ điều chỉnh khe hở ổ đệm kim loại nắp ổ thân hộp giảm tốc nắp ổ với lắp hộp giảm tốc vít, • loại dễ chế tạo dễ lắp ghép Che kín ổ lăn: - Để che kín đầu trục nhô tránh xâm nhập môi trường vào ổ, ngăn mỡ chảy ta dùng loại vòng phớt Trang 40 PHẦN VI: KHỚP NỐI • Chọn khớp nối Nối trục đĩa bao gồm hai đĩa có mayơ, đĩa lắp đoạn cuối trục mối ghép then Hai nửa đĩa nối với mối ghép bulông Trong trường hợp ta chọn dùng lắp bulông lắp không khe hở Vì vận tốc vòng đĩa , nên chọn vật liệu đĩa thép Momen xoắn khớp nối Trong đó: - momen xoắn danh nghĩa - momen xoắn tính toán - hệ số tải trọng động (bảng 16.1) Theo bảng 16.4[2] ta có kích thước khớp nối sau d 65 D 180 145 L 170 • Kiểm tra điều kiện bền cho khớp nối Dùng bulong không khe hở, lực xiết cần thiết bulông Trong đó: Kiểm tra điều kiện bền cắt Trang 41 13 Z (N 2,17 Trong đó: – ứng suất cho phép, Vậy bulông thỏa mãn độ bền cắt PHẦN VII: CẤU TAO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC  VỎ HỘP GIẢM TỐC Trang 42 Chọn vỏ hộp đúc vật liệu gang, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường làm trục để lắp ghép dễ dàng Theo bảng 18.1 ( sách “Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí T.2”) cho phép ta xác định kích thước phần tử sau đây: Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, Giá trị Nắp hộp, Gân tăng cứng: Chiều dày e Chiều cao h Độ dốc Đường kính: Bulông nền, Bulông cạnh ổ, Bulông ghép bích nắp thân, Vít ghép nắp ổ, Vít ghép cạnh nắp cửa thăm, Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, Chiều dày mặt bích hộp, Bề rộng mặt bích thân, Kích thước gối trục: Đường kính tâm lỗ vít: Khoảng Tâm lỗ bulông cạnh ổ: Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, Chiều cao h h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thước mặt tựa Khoảng cách từ bulông tới mép lỗ, k Mặt đế hộp: Chiều dày: phần lồi Khi có phần lồi xác định theo đường kính dao khoét Trang 43 Bề rộng mặt đế hộp, Khe hở chi tiết Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với Số lượng bulông Z  CÁC CHI TIẾT KHÁC  Nắp quan sát: Để kiểm tra chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp đỉnh hộp, ta làm cửa thăm có nắp quan sát, theo bảng 15.2[2] ta tra số kích thước nắp quan sát:  Nút tháo dầu: Theo bảng 18.7[2] ta có thông số hình dạng kích thước nút tháo dầu trụ M22x2 Các thông số : b=15; m=10; f=3; L=29; c=2,5; q=19,8; D=32; S=22; D0=25,4  Bulông vòng: Kích thước bu lông vòng tra bảng 18.3a[2] Trang 44 d1 d3 d2 x h1 h b r2 r1 60 d d4 c 45° l f r 120° d5 h2 60 60 60 d Ren (d) M16, d1=63; d2=35; d3=14; d4=35; d5=22; h1=12; h2=8; h=30; l≥32; f=2; b=16; c=2; x=4; r=2; r1=6=r2; Trọng lượng nâng : 550(a); 500(b); 250(c)  Chốt định vị: Tra bảng 18.4b[2] ta có hình dạng kích thước chốt định vị hình côn Trang 45  Que thăm dầu: Để tránh sóng dàu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt máy làm việc liên tục, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên Trang 46 PHẦN VIII: BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP - Bôi trơn truyền hộp Để giảm mát công suất ma sát, giảm mài mòn, đảm bảo thoát nhiệt tốt đề phòng chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn cho trục truyền bên hộp giảm tốc - Vì vận tốc bánh nhỏ theo bảng 18.13 nên ta chọn cách bôi trơn cho bánh - dầu công nghiệp 45 để bôi trơn hộp giảm tốc Khi vận tốc vòng , vận tốc nhỏ lấy chiều sâu ngâm 1/6 bán kính bánh cấp nhanh, cấp chậm 1/4 bán kính 0,4 – 0,8 lít cho kW Chọn độ nhớt dầu với bánh thép N/mm 2 - Bôi trơn ổ lăn - Bộ phận ổ bôi trơn mỡ, vận tốc truyền bánh thấp, dùng phương pháp bắn tóe để dẫn dầu vào hộp bôi trơn phận ổ Có thể - dùng mỡ loại T ứng với vân tốc 1500 vg/ph Lượng mỡ chưa 2/3 chỗ rỗng phận ổ để mỡ không chảy ngăn không cho mỡ rơi vào phận ổ, nên làm vòng chắn dầu – Điều chỉnh ăn khớp - Sai số chế tạo chi tiết theo kích thước chiều dài sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh trục không xác Để bù vào sai số ta lấy chiều rộng bánh nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh lớn PHẦN IX – BẢNG KÊ CÁC KIỂU LẮP TRỊ SỐ SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 1- Kiểu lắp ghép Trang 47 Ta chọn kiểu lắp ghép chung H7/k6 (dùng cho mối ghép không yêu cầu tháo lắp thường xuyên, tháo không thuận tiện gây hư hại chi tiết ghép; khả định tâm mối ghép cao đảm bảo chiều dài mayơ l ≥ (1,2 1,5)d (d - đường kính trục), chẳng hạn lắp bánh răng, vòng ổ lăn, đĩa xích lên trục, lắp cốc lót, tang quay; chi tiết cần đề phòng quay di trượt.2- Bảng kê kiểu lắp dung sai lắp ghép Thứ tự Tên mối ghép Kiểu lắp Dung sai Trục Ghi Lỗ Trục bạc Trục vòng ổ lăn Trục vòng ổ lăn Trục vòng ổ lăn Vòng ổ lăn vỏ hộp ổ lăn trục Vòng ổ lăn vỏ hộp ổ lăn trục Vòng ổ lăn vỏ hộp ổ lăn trục Bánh trục Trên trục Bánh trục Trên trục 10 Bánh trục Trên trục 11 Bánh trục Trên trục 12 Bạc lót trục Trên trục +18 +2 LỜI KẾT Em mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy bạn để đề tài em hoàn thiện hơn!! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 16 tháng 03 năm 2017 Sinh viên thực Ngô Đình Phong Trang 48 Trang 49 ... c SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG HỆ DẪN ĐỘNG Trang 20 SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC BÁNH RĂNG Fr4 Fa4 Ft3 Ft4 Fr2 Rd Fa3 Fr3 Ft2 Fa2 Fa1 Ft1 Fr1 – Tính toán vẽ biểu đồ momen • Tính toán vẽ biểu đồ momen... sau: – khoảng cach từ mặt mút chi tiết quay đến thành hộp khe hở chi tiết máy – khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành hộp – khoảng cách từ chi tiết quay đến nắp ổ – chi u cao nắp ổ bulông Khoảng cách... số Đường kính bánh đai Chi u rộng bánh đai Số đai Chi u dài đai Khoảng cách trục Góc ôm Đường kính bánh đai Lực tác dụng lên trục Giá trị A= 570 mm PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 1- Chọn