Đồ án chi tiết máy đai bánh răng côn trụ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ  ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC CÔN TRỤ HAI CẤP GVHD: SVTH: Châu Văn Phát MSSV: 2003140298 LỚP: 05ĐHCK3 TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2016 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Cán hướng dẫn :……………………………………………………………………… ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký ) Cán hướng dẫn :……………………………………………………………………… ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký ) Cán hướng dẫn :……………………………………………………………………… ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký ) Cán chấm nhận xét :………………………………………………………………… ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký ) Cán chấm nhận xét :………………………………………………………………… ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký ) Cán chấm nhận xét :………………………………………………………………… ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký ) Thực tập tốt nghiệp bảo vệ : HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH Ngày tháng năm ĐỀ TÀI MÔN HỌC SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Tính toán thiết kế hộp giảm tốc truyền Thời gian làm việc Lh = 16000h, làm việc ca, công suất P = 19.5 (kW) n = 113 (vg/ph) Hệ số tải trọng sơ đồ hệ thống hình vẽ: Hình Sơ đồ tải trọng Chú thích: Động 2.Bộ truyền đai 3.Trục I 4.Trục II Trục III 6.Cặp bánh trụ Cặp bánh côn 8.Ổ lăn Hình Hệ dẫn động hộp giảm tốc bánh côn – trụ Nhận xét GVHD ………………………………………………………………………………………… SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Đồ án chi tiết môn học “ Thiết kế chi tiết máy” đồ án môn học sở thiết kế máy Đồ án phần quan trọng cần thiết chương trình đào tạo ngành khí Nó giúp cho sinh viên bước đầu làm quen với công việc thiết kế máy chi tiết máy mà giúp củng cố kiến thức học, nâng cao khẳ thiết kế người kĩ sư lĩnh vực khác Hiện nay, yêu cầu kinh tế nói chung nghành khí nói riêng đòi hỏi người kĩ sư khí cần phải có kiến thức sâu rộng, phải biết vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế thường gặp phải trình sản xuất Ngoài đồ án môn học tạo điều kiện cho sinh viên nắm vững vận dụng có hiệu phương pháp thiết kế nhằm đạt tiêu kinh tế kĩ thuật theo yêu cầu điều kiện qui mô cụ thể Ở đồ án thiết kế “ Hộp giảm tốc côn trụ hai cấp” thời gian làm việc 16000 h, làm việc ca Do lần thực đồ án môn học nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến bảo quí Thầy, Cô Em xin chân thành cảm ơn thầy … Thầy, Cô khoa Cơ Khí tận tình bảo hướng dẫn em hoàn thành đồ án Sinh viên Châu Văn Phát MỤC LỤC SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Chương CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Xác định công suất cần thiết, số vòng quay sơ động điện, chọn quy cách động 1.1.1 Chọn kiểu loại động Hiện có hai loại động điện động điện chiều động xoay chiều Để thuận tiện phù hợp với lưới điện ta chọn động điện xoay chiều Trong loại động điện xoay chiều ta chọn loại động ba pha không đồng rôto lồng sóc (ngắn mạch) Với ưu điểm :kết cấu đơn giản ,giá thành tương đối hạ ,dễ bảo quản ,làm việc tin cậy ,có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện 1.1.2 Xác định công suất động Công suất cần thiết trục động Pct = Pt η (công thức 2.8 trang 19 [TL1]) Trong đó: Pct: công suất cần thiết trục động Pt: công suất tính toán trục máy công tác η: hiệu suất truyền động dựa vào yêu cầu gia công P lv= 19.5 kW, nlv=113 vg/ph Theo công thức 2.9 tr19 [TL1] ta có: η = η1.η η3 Với η1, η2, η3 hiệu suất truyền cặp ổ hệ thống dẫn động SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Dựa vào hình ta có truyền động đai, ba cặp ổ lăn, cặp bánh côn trụ, cặp bánh trụ nên ta có: η= Trong ηbr1.ηbr2.ηol3 ηd ηbr1: hiệu suất truyền bánh côn ηbr2: hiệu suất truyền bánh trụ ηol: hiệu suất cặp ổ lăn ηd: hiệu suất truyền đai Dựa vào bảng 2.3 tr19 [TL1] ta chọn hiệu suất truyền: ηbr1 = 0,96; ηbr2 = 0,97; ηol = 0,99; ηd = 0,95 η = 0,96.0,97.0,993.0,95 = 0,86 Trường hợp tải trọng thay đổi ta có Pt = Ptđ = Plv = =16,91 (kW) ⇒ = = 19,66 (kW) 1.2 Xác định số vòng quay sơ nsb= nlv.ut Trong đó: nsb: số vòng quay sơ nlv: số vòng quay trục công tác, nlv= 113 vg/ph ut: tỉ số truyền sơ hệ thống dẫn động ut= uh.ud SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Trong đó: uh: tỉ số truyền hộp giảm tốc côn trụ hai cấp, (dựa vào trang 31[TL1]), ta chọn sơ uh= Uđ: tỉ số truyền truyền đai, (dựa vào bảng 2.4 tr21[TL1]), ta chọn sơ Ud = Vậy: ut= uh.ud = 8.3 = 24 => nsb= nlv.ut = 113.24= 2712 (vg/ph) Chọn số vòng quay đồng động nđb= 3000 (vg/ph) Động chọn phải thỏa mãn điều kiện: Pđc ≥ Pct ; nđc ≈ nsb; ≤ ( công thức 2.19 trang 22 – [TL1]) (công thức 2.6 trang 17 – [TL1]) Theo bảng phụ lục 1.1, trang 234 [TL1], ta chọn động - Kiểu động cơ: K200M2 - Công suất động cơ: 22 (kW), thỏa Pđc= 22 ≥ Pct= 19,66 kW - Vận tốc quay nđc= 2950 (vg/ph), thỏa nđc= 2950 ≈ nsb= 2712 = 2,1 ≥ = 1,4 Bảng 1.1 – Bảng đặc trưng - điện động Kiểu động Công suất Vận tốc quay, vg/ph SVTH: NGUYỄN TẤN CAN cos η% Khối lượng 10 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM D Đường kính bulông - Bulông nền: d1 0,04.a +10 = 0,04.210 + 10 =18,4 (mm) > 12 (mm) Chọn d1 = M18 Bulông cạnh ổ: d2 = (0,7 ÷ 0,8).d1 = (0,7 ÷ 0,8).18 = (12,6 ÷ 14,4) Chọn d2 = M14 Bulông lắp ghép bích thân: d3 = (0,8 ÷ 0,9).d2 = (0,8 ÷ 0,9).14 = (11,2÷12,6) Chọn d3 = M12 Bulông lắp nắp ổ: d4 = (0,6 ÷ 0,7) d2 = (0,6 ÷ 0,7).14 = (8,4÷9,8) Chọn d4 = M10 Bulông ghép lắp cửa thăm: d5 = (0,5 ÷ 0,6).d2 = (0,5 ÷ 0,6).14 = (7÷8,4) Chọn d5 = M8 E Mặt bích ghép nắp thân Chiều dày bích thân hộp: S3 = (1,4 ÷ 1,8).d3 = (1,4 ÷ 1,8).12 = (16,8÷21,6) Chọn S3 = 20 (mm) Chiều dày bích nắp hộp: S4 = ( 0,9 ÷ 1) S3 = ( 0,9 ÷ 1).20 = ( 18÷20) Chọn S4 = 20 (mm) Bề rộng bích nắp thân: k3 k2 - (3÷5 ) mm = 45 - ( 3÷5 ) = (42÷40) Lấy k3 = 42 (mm) F Kích thước gối trục Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: k2=E2+ R2 + (3÷5) =22 +18+ (3÷5) = (43÷45) Lấyk2=45 (mm) Với: E2 = 1,6.d2 = 1,6 14 = 22,4 (mm) Lấy E2 = 22 (mm) R2 1,3 d2 = 1,3 14 = 18,2(mm) Lấy R2 = 18 (mm) Khoảng cánh từ tâm bulông đến mép lỗ: k SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 1,2 d2= 1,2.14 =16,8 (mm) 91 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Lấy k= 17 (mm) G Mặt đế hộp - Chiều dày phần lồi: S1 (1,3 ÷ 1,5) d1 = (1,3 ÷ 1,5).18 = (23,4÷ 27), Chọn S1 = 27(mm) - Chiều dày có phần lồi: S1 = (1,4 ÷ 1,7) d1 = (1,4 ÷ 1,7).18 = (25,2÷30,6) Chọn S1 = 30 (mm) S2 = (1÷ 1,1) d1 = (18÷19,8) Chọn S2 = 19 (mm) - Bề rộng mặt đế: k1 = d1 = 3.18 = 54 (mm) q k1 + 2.δ = 54+ 2.9 = 72 (mm) H Khe hở chi tiết - Giữa bánh với thành hộp: ∆ ≥ (1 ÷ 1,2).δ = (1 ÷ 1,2).9 = (9÷10,8) Lấy ∆ = 11 (mm) - Giữa đỉnh bánh lớn đáy hộp: ∆1≥ (3 ÷ 5).δ = (3 ÷ 5).9 = (27÷45) Lấy ∆1 = 45 (mm) - Giữa hai bánh với nhau: ∆2 ≥ δ = (mm) I Bulông vòng - Bulông vòng dùng để nâng vận chuyển hộp giảm tốc gia công hay lắp ghép Theo bảng 18.3b trang 89 - [TL2] có kết khối lượng gần - hộp giảm tốc Với: a = 210 (mm) ⇒ Q = 300 (kG) Theo bảng 18.3a trang 89 - [TL2]: SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 92 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Hình 5.1 Hình dạng kích thước bulông vòng Bảng 5.4 Bulông vòng Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 M12 54 30 12 30 17 26 10 h2 l ≥ f 25 b c 14 x 1,8 r 3,5 r1 r2 J Chốt định vị Để đảm bảo vị trí nắp thân trước sau gia công lắp ghép ta dùng chốt định vị Để dễ dàng tháo lắp ghép ta dùng chốt hình côn Theo bảng 18.4b trang 91- [TL2] kích thước chốt chọn sau: d = (mm); c = 1,2 (mm); l = 30(mm) SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 93 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM K.Cửa thăm dầu Hình 5.2 Hình dạng kích thước cửa thăm dầu Để kiểm tra quan sát chi tiết hộp lắp ghép đổ dầu vào hộp Do phải làm cửa thăm dầu đỉnh hộp đậy nắp, nắp có nút thông hơi, chọn theo bảng 18.5 trang 92-[TL2]: Bảng 5.5 Cửa thăm dầu A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 94 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM L Nút thông Hình 5.3 Hình dạng kích thước nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên làm tăng áp suất để tránh gây tổn công suất, nút thông lắp nắp thăm, theo bảng 18.6 trang 93-[TL2] ta có: Bảng 5.6 Nút thông A B C D E G H I M27x 15 30 15 45 36 32 K L M N O P Q R S 10 22 32 18 36 32 SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 95 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM M Nút tháo dầu Hình 5.4 Hình dạng kích thước nút tháo dầu Theo bảng 18.7 trang 93-[TL2] chọn nút tháo dầu hình trụ: Bảng 5.7 Nút tháo dầu d b m f L c q D S Do M16x1,5 12 23 13,8 26 17 19,6 SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 96 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM N Vòng phớt Hình 5.5 Hình dạng kích thước vòng phớt Trên trục vào trục phải dùng vòng phớt để với nắp ổ che kín ổ lăn Các kích thước tra theo bảng 15-17 trang 50 - [TL2] sau: Bảng 5.7 Vòng phớt Vị trí d(mm) d1(mm) d2(mm) D(mm) a(mm) b(mm) S0(m m) Trục I 40 41 39 59 6,5 12 Trục II 50 51,5 49 69 6,5 12 Trục III 70 71,5 69 89 6,5 12 SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 97 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM O Nắp ổ Hình 5.6 Hình dạng kích thước nắp ổ Bảng 18.2 trang 88 - [TL2] ta có: Bảng 5.8 Bảng kích thước nắp ổ Vị trí D(mm) D2(mm) D3(mm) D4(mm) d4(mm) Số lượng Trục I 90 110 135 85 M8 Trục II 110 130 160 100 M10 Trục III 125 150 180 115 M10 SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 98 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM P Kết cấu cốc lót Hình 5.7 Kết cấu kích thước cốc lót nắp Cốc lót dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận lợi cho việc lắp ghép điều chỉnh phận ổ điều chỉnh ăn khớp cặp bánh côn, cốc lót làm gang GX15-32 Q Que thăm dầu 12 18 12 6 30 Hình 5.8 Hình dáng kích thước que thăm dầu 5.3.3 Bôi trơn điều chỉnh ăn khớp A Bôi trơn bánh hộp giảm tốc: Trong phần thiết kế bánh răng, điều kiện bôi d22/d21 = 1,1 1,3 thỏa mãn ta chọn phương pháp bôi trơn dầu Lấy mức cao hộp giảm tốc ngập hết chiều rộng bánh lớn, mức thấp ngập đỉnh bánh nhỏ Để kiểm tra mức dầu hộp, đảm bảo tốt điều kiện bôi trơn cho truyền hộp giảm tốc với vận tốc 2,5…5(m/s) Theo bảng 18.11 trang 100 [TL2] dùng dầu nhớt = C có độ nhớt 186 Theo bảng 18.13 trang 101 [TL2] với dầu AK-20 Độ nhớt 70 Khối lượng riêng C 0,886…0,926 (g/) SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 99 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM B Bôi trơn ổ lăn Ta bôi trơn ổ mỡ, theo bảng 15.15a-[TL2] trang 45 ta chọn loại mỡ LGMT3, với nhiệt độ làm việc -300C +1200C; độ nhớt động học 120mm2/s (400C); độ đậm đặc C Lắp bánh lên trục điều chỉnh ăn khớp Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then chọn kiểu lắp H7/k6 chịu tải vừa va đập nhẹ D Điều chỉnh ăn khớp Trong hộp giảm tốc bánh côn trụ, để bù vào sai số thường lấy chiều rộng bánh nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh lớn 5.3.4 Thống kê kiểu lắp dung sai  Dung sai lắp ghép bánh : - Do bánh lắp cố định tháo lắp, hộp giảm tốc chịu tải nhẹ, không va đập nên ta chọn mối ghép trung gian H7/k6  Dung sai lắp ghép ổ lăn : - Vòng quay chịu tải tác động tuần hoàn, ta chọn kiều lắp trung gian k6 để ổ không bị trượt - Để mòn đều, vòng ta chọn lắp theo hệ thống lỗ, trình làm việc, nhiệt sinh nhiều nên ta chọn chế độ lắp H7  Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu trục : - Để dể dàng tháo lắp theo hệ thống lỗ, ta chọn kiểu lắp H7/t6  Lắp chốt định vị : - Chọn kiểu lắp H7/n8  Lắp ghép nắp ỗ thân hộp : - Chọn lắp theo hệ thống lỗ, chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 để dể dàng tháo lắp điều chỉnh  Dung sai lắp ghép mối ghép then : SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 100 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Tra bảng 20.6,trang 125,[2], ta có bảng thông số : Bảng 6.6 Sai lệch giới hạn chiều rộng chiều sâu rãnh then Trục I II III Tiết diện then bxh Chiều sâu rảnh then Sai lệch giới hạn chiều rộng rảnh then Ghép trung gian Js9 Trên trục t1 Trên bạc t2 t1 Sai lệch giới hạn t2 Sai lệch giới hạn 14x9 5,8 +0,2 3,8 +0,2 10x8 +0,2 3,3 +0,2 18x11 +0,2 4,4 +0,2 18x11 22x14 +0,2 +0,2 4,4 5,4 +0,2 +0,2 SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 101 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Bảng 5.9 Thống kê kiểu lắp dung sai Sai lệch giới hạn, m STT Mối ghép Trục chi tiết Vòng ổ KTD Lỗ Kiểu lắp N Trục ES EI es Ei 40 40k6 - - +18 +2 50 50k6 - - +18 +2 70 70k6 - - +21 +2 100 100H7 +35 - - 125 125H7 +35 - - 175 175H7 +40 - - 36 36H7/k6 +25 +18 +2 60 60H7/k6 +30 +21 +2 60 60H7/k6 +30 +21 +2 75 75H7/k6 +30 +21 +2 trục với trục Vòng ổ với vỏ hộp Bánh với trục SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 102 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 103 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM 5.3.5 Các đặc tính kỹ thuật hộp giảm tốc A.Mô men xoắn trục vào: 217819,5(Nmm) ; 217,8195 (Nm) B Mô men xoắn trục ra: 1608855,2 (Nmm); 1608,8552 (Nm) C Tốc độ trục vào: 2950 (v/p) D.Trọng lượng: 300 (kG) SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 104 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất Lê Văn Uyển, TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN DỘNG CƠ KHÍ (TẬP 1), Nhà xuất Giáo dục – năm 2011 [2] Trịnh Chất Lê Văn Uyển, TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN DỘNG CƠ KHÍ (TẬP 2), Nhà xuất Giáo dục – năm 2011 [3] Nguyễn Hữu Lộc, CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY, Nhà xuất đại học quốc gia TP.HCM – năm 2004 [4] Lê Hoàng Tuấn, Bùi Công Thành , SỨC BỀN VẬT LIỆU, Nhà xuất đại học quốc gia TP.HCM – năm 2004 [5] Võ Tuyển Lý Thanh Hùng, DUNG SAI LẮP GHÉP [6] Võ Tuyển, VẼ CƠ KHÍ SVTH: NGUYỄN TẤN CAN 105 ... ………………………………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM Đồ án chi tiết môn học “ Thiết kế chi tiết máy đồ án môn học sở thiết kế máy Đồ án phần quan trọng cần thiết chương... trọng sơ đồ hệ thống hình vẽ: Hình Sơ đồ tải trọng Chú thích: Động 2.Bộ truyền đai 3.Trục I 4.Trục II Trục III 6.Cặp bánh trụ Cặp bánh côn 8.Ổ lăn Hình Hệ dẫn động hộp giảm tốc bánh côn – trụ Nhận... thành đồ án Sinh viên Châu Văn Phát MỤC LỤC SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: HUỲNH VĂN NAM SVTH: NGUYỄN TẤN CAN ĐỒ ÁN CHI TIẾT