Đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CHI TIẾT MÁY Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số:05 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN MINH TIẾN MSSV:21203515 Ngành đào tạo: CƠ ĐIỆN TỬ Giáo viên hướng dẫn: THÂN TRỌNG KHÁNH ĐẠT Ngày hoàn thành: Ngày bảo vệ: TPHCM 22-05-2015 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỀU ĐỀ TÀI PHẦN 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2.1 Các loại động 2.2 Chọn động 2.2.1 Xác định công suất động 2.2.2 Xác địng sơ số vòng quay động 2.2.3 Chọn quy cách động 2.3 Phân phối tỉ số truyền .6 2.3.1 Tỉ số truyền chung 2.3.2 Phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc 2.4 Xác định cơng suất, mơment số vòng quay trục PHẦN 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 3.1 Chọn loại xích 3.2 Xác định thơng số xích truyền xích 3.2.1 Chọn số đĩa xích .8 3.2.2 Xác định bước xích P 3.2.3 Khoảng cách trục số mắt xích 3.3 Kiểm nghiệm xích độ bền 10 3.4 Xác định thơng số đĩa xích lực tác dụng lên trục 11 PHẦN 4: TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 13 4.1 Chọn vật liệu 13 4.2 Phân phối tỉ số truyền xác định ứng suất cho phép 13 4.2.1 Phân phối tỉ số truyền 13 4.2.2 Xác định ứng suất cho phép 13 4.3 Tính tốn cấp nhanh : truyền bánh trụ nghiêng 15 4.3.1 Xác định sơ khoảng cách trục 15 4.3.2 Xác định thông số ăn khớp 16 4.3.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 17 4.3.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn 19 4.4 Tính toán cấp chậm : Bộ truyền bánh trụ thẳng 21 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt 4.4.1 Xác sơ khoảng cách trục .21 4.4.2 Xác định thông số ăn khớp 21 4.4.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 22 4.4.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn 24 4.5 Điều kiện bôi trơn hộp giảm tốc bánh trụ cấp 26 PHẦN 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 27 5.1 Chọn vật liệu 27 5.2 Tính thiết kế trục 27 5.2.1 Xác định sơ đường kính trục 27 5.2.2 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 27 5.2.3 Xác định đường kính chiều dài đoạn trục 29 5.3 Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi 38 5.4 Tính kiểm nghiệm độ bền then 43 PHẦN 6: TÍNH TỐN Ổ LĂN 45 6.1 Chọn ổ lăn 45 6.2 Chọn ổ theo khả tải động 45 6.3 Tính tốn nối trục vòng đàn hồi .49 PHẦN 7: THIẾT KẾ THÂN MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT 51 7.1 Thiết kế vỏ hộp 51 7.1.1 Chọn vật liệu 51 7.1.2 Kết cấu hộp giảm tốc 51 7.2 Một số chi tiết khác 53 7.2.1 Cửa thăm dầu 53 7.2.2 Nút thông 53 7.2.3 Nút tháo dầu 54 7.2.4 Chốt định vị 54 PHẦN 8: CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP .55 8.1 Bôi trơn hộp giảm tốc 55 8.1.1 Bôi trơn hộp giảm tốc 55 8.1.2 Bơi trơn ngồi hộp .55 8.2 Dung sai lắp ghép 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt PHẦN I ĐỀ TÀI Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: Sơ đồ tải trọng Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Xích tải (Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc giờ) Lực vòng xích tải F, N Vận tốc xích tải v, m/s Số đĩa xích dẫn z, Bước xích p , mm Thời gian phục vụ L, năm Số ngày làm/năm Kng , ngày Số ca làm ngày, ca t1, giây t2, giây t3, giây T1 T2 T3 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 2500 1,2 110 160 60 12 28 T 0,6T 0,2T ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt PHẦN 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG 2.1 Các loại động điện  Động pha không đồng roto ngắn mạch có  Ưu điểm: kết cấu đơn giản, giá thành tương đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha khơng cần biến đổi dòng điện  Nhược điểm: hiệu suất thấp hệ số công suất thấp (so với động ba pha đồng bộ), không điều chỉnh vận tốc (so với động chiều động ba pha không đồng roto dây quấn)  nhờ có nhiều ưu điểm bản, động xoay chiều ba pha không đồng roto ngắn mạch sử dụng 2.2 Chọn động Trường hợp tải trọng thay đổi: trường hợp nhiệt độ động tăng giảm tùy theo thay đổi tải trọng, cần chọn động cho trình làm việc, lúc chạy tải, lúc chạy non tải nhiệt độ động đạt trị số ổn định Muốn ta coi động làm việc với công suất tương đương không đổi mà mát lượng sinh tương đương với mát lượng công suất thay đổi gây nên thời gian 2.2.1 Xác định công suất động  Cơng suất cực đại trục xích tải: 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝐹 × 𝑣 2500 × 1,2 = = (𝑘𝑤) 1000 1000 Trong đó: F: Lực kéo xích tải (kN) V: vận tốc xích tải (m/s)  Cơng suất đẳng trị xích tải: 𝑃𝑑𝑡 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 √ ∑ 𝑃𝑖2 𝑡𝑖 12 × 60 + 0,62 × 12 + 0,22 × 28 = 3√ = 2,4268 (𝑘𝑤) ∑ 𝑡𝑖 60 + 12 + 28 Trong đó: Pmax: công suất lớn (kw) Nguyễn Minh Tiến: 21203825 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt Pi: công suất tác dụng thời gian ti (kw)  Hiệu suất toàn hệ thống: 𝜂𝛴 = 𝜂𝑘 𝜂𝑥 𝜂𝑏𝑟 𝑛𝑜𝑙 = × 0,93 × 0,972 × 0,994 = 0,84 Trong đó: Hiệu suất truyền bánh trụ: 𝜂𝑏𝑟 = 0,97 Hiệu suất truyền xích: 𝜂𝑥 = 0,93 Hiệu suất cặp ổ lăn: 𝜂𝑜𝑙 = 0,99 Hiệu suất khớp nối: 𝜂𝑘 =  Công suất cần thiết trục động cơ: 𝑃𝒄𝒕 = 𝑃𝒅𝒕 2,4268 = = 2,889 (𝑘𝑤) 𝜂𝜮 0,84 2.2.2 Xác định sơ số vòng quay động Chú ý số vòng quay đồng động tang khn khổ, khối lượng giá thành động giảm (vì số đôi cực p giảm), hiệu suất hệ số công suất (cos𝜑) tăng Tuy nhiên dùng động với số vòng quay cao lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, với tỷ số truyền lớn làm kích thước giá thành truyền tang lên Vì nên phối hợp hai yếu tố  Tỷ số truyền toàn hệ thống dẫn động: 𝑢𝛴 = 𝑢ℎ 𝑢𝑥 = × 2,5 = 20 Trong đó: 𝑢ℎ = 8: Tỉ số truyền động bánh rang trụ - hộp giảm tốc cấp 𝑢𝑥 = 2,5: Tỉ số truyền động xích  Số vòng quay trục máy cơng tác: 𝑛𝑙𝑣 = 60000 × 𝑣 60000 × 1,2 𝑚 = = 72,73 ( ) 𝑧 × 𝑝𝑐 × 110 𝑠 Trong đó: v = 1,2: vận tốc xích tải, m/s z = 9: số đĩa xích dẫn, 𝑝𝑐 = 110: bước xích, mm  Số vòng quay sơ động cơ: Nguyễn Minh Tiến: 21203825 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt nsb = nlv uΣ = 72,73 × 20 = 1454,6 ( vg ) ph 2.2.3 Chọn quy cách động cơ: - Dựa vào cơng suất cần thiết tính số vòng quay sơ động - Động chọn phải thỏa điều kiện: 𝑃đ𝑐 ≥ 𝑃𝑐𝑡 } 𝑛đ𝑐 ≈ 𝑛𝑠𝑏 - - Ta chọn động 4Avì: Các động 4A chế tạo theo GOST 19523-74 có khối lượng nhẹ so với DK K Mặt khác chúng có phạm vi cơng suất lớn có số vòng quay đồng rộng so với DK K Dựa vào phụ lục P1.3 ta chọn 4A100L4Y3 𝑃đ𝑐 = 𝑘𝑤 ≥ 𝑃𝑐𝑡 = 2,889 𝑘𝑤 𝑣𝑔 𝑣𝑔 𝑛đ𝑐 = 1420 𝑝ℎ ≈ 𝑛𝑠𝑏 = 1454,6 𝑝ℎ} 2.3 Phân phối tỉ số truyền 2.3.1 Tỉ số truyền chung 𝑢𝑐ℎ = 𝑢ℎ 𝑢𝑥 = 𝑛đ𝑐 𝑛𝑙𝑣 1420 = 72,73 = 19,52 Với 𝑢ℎ = → 𝑢𝑥 = 19,52 = 2,438 2.3.2 Phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc Có nhiều phương pháp phân phối tỉ số truyền, xuất phát từ yêu cầu cơng nghệ, kích thước khối lượng gọn nhẹ vấn đề bôi trơn bánh ăn khớp Theo bảng 3.1 ta tỉ số truyền cho cấp bánh hộp giảm tốc hai cấp bánh trụ khai triển phân đôi thõa mãn đồng thời tiêu chí: khối lượng nhỏ nhất, momen quán tính thu gọn nhỏ thể tích bánh lớn nhúng dầu { 𝑢1 = 3,08 𝑢2 = 2,6 2.4 Xác định công suất, momen số vòng quay trục Dựa vào cơng suất sơ đồ hệ dẫn động , tính trị số cơng suất, momen số vòng quay trục, phục vụ bước tính tốn thiết kế truyền , trục ổ 𝑃 𝑃3 = (𝜂 𝑚𝑎𝑥 = (0,99×0,93) = 3,26 (𝑘𝑤) 𝜂 ) 𝑜𝑙 𝑥 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 𝑛 𝑛3 = 𝑢2 = 461,039 2,6 = 177,323 𝑣𝑔/𝑝ℎ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ 𝑃2 = (𝜂 𝑃1 = (𝜂 𝑃3 3,26 𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟 ) 𝑃2 = (0,99×0,97) = 3,39 (𝑘𝑤) 3,39 𝑜𝑙 𝜂𝑥 ) 𝑃𝑑𝑐 = (𝜂 GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt = (0,99×0,97) = 3,53 (𝑘𝑤) 𝑃1 𝑛 𝑛2 = 𝑢1 = 1420 𝑛1 = 𝑛𝑑𝑐 𝑢𝑘 = 3,08 = 461,039 vg/ph 1420 = 1420 𝑣𝑔/𝑝ℎ 3,53 𝑜𝑙 𝜂𝑘 ) = (0,99×1) = 3,57 (𝑘𝑤) 𝑃 𝑇𝑖 = 9,55 × 106 𝑛𝑖 𝑖 𝑇𝑑𝑐 = 24009,507 𝑁𝑚𝑚 𝑇1 = 23740,493 𝑁𝑚𝑚 𝑇2 = 70220,7405 𝑁𝑚𝑚 𝑇3 = 175572,2608 𝑁𝑚𝑚 𝑇4 = 393922,7279 𝑁𝑚𝑚 Kết tính tốn Trục Động 3,57 3,53 3,39 3,26 2,438 72,73 393922,7279 Thông số Công suất P, kW Tỉ số truyền u Số vòng quay n, vg/ph Momen xoắn T, Nmm 1420 24009,507 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 3,08 2,06 1420 461,039 177,323 23740,493 70220,741 175572,261 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt PHẦN TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 3.1 Chọn loại xích Có loại xích: xích ống, xích lăn xích răn Xích ống - lăn gọi tắt xích lăn, kết cấu giống xích ống, khác phía ngồi ống lắp them lăn, nhờ thay ma sát trượt thành ma sát lăn Kết độ bền mòn xích lăn cao xích ống, chế tạo khơng phức tạp xích răng, ta chọn xích lăn cho truyền xích 3.2 Xác định thơng số xích truyền xích Thơng số đầu vào: P1 = 3,26 kW; n1 = 177,323 vg ; T = 175572,2608 Nmm; 𝑢𝑥 = 2,438 ph 3.2.1 Chọn số đĩa xích Số đĩa xích ít, đĩa bị động quay khơng đều, động va đập lớn xích mòn nhanh Vì thiết kế cần đảm bảo cho số nhỏ đĩa xích lớn 𝑧𝑚𝑖𝑛 Trong tính tốn thiết kế, chọn 𝑧1 = 29 − 2𝑢 = 29 − × 2,438 ≈ 24,125 Số xích nên lấy lẻ bánh xích ăn khớp với tất mắt xích, bánh xích mòn Chọn 𝑧1 = 25 Từ số đĩa xích nhỏ z1 tính số đĩa xích lớn z2 𝑧2 = 𝑢 × 𝑧1 = 2,438 × 25 ≈ 60,95 Chọn 𝑧2 = 61 ≤ 𝑧𝑚𝑎𝑥 = 120 (đối với xích lăn) 3.2.2 Xác định bước xích P Điều kiện đảm bảo tiêu độ bền mòn truyền xích: 𝑃𝑡 = P K 𝐾𝑧 𝐾𝑛 ≤ [𝑃] 𝐾𝑥 Trong đó: Nguyễn Minh Tiến: 21203825 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt 𝑃𝑡 , 𝑃, [𝑃] cơng suất tính tốn, cơng suất cần truyền, cơng suất cho phép, kW; 𝐾𝑥 = 1: xích dãy; 𝐾𝑧 = 𝐾𝑛 = 𝑧01 𝑧1 𝑛01 𝑛1 25 = 25 = – hệ số số răng; 200 = 177,323 = 1,13 – hệ số số vòng quay; 𝐾 = 𝑘𝑟 𝑘𝑎 𝑘0 𝑘𝑑𝑐 𝑘𝑏 𝑘𝑙𝑣 = 1,2 × × × × 1,5 × 1,45 = 2,61 Trong theo bảng 5.6: 𝑘𝑟 = 1,2: hệ số tải trọng động, tải trọng va đập nhẹ 𝑘𝑎 = 1: hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục, 𝑎 = (30 ÷ 50)𝑝𝑐 𝑘0 = 1: hế số xét đến ảnh hưởng vị trí truyền, góc nghiêng < 60°; 𝑘𝑑𝑐 = 1: hế số xét đến ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích, trục điều chỉnh được; 𝑘𝑙𝑣 = 1,45: hệ số xét đến chế độ làm việc, làm việc ca; 𝑘𝑏 = 1,5: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, bôi trơn định kỳ; 𝑃𝑡 = P K 𝐾𝑧 𝐾𝑛 3,26 × 2,61 × × 1,13 = = 9,61 𝑘𝑊 𝐾𝑥 Theo bảng 5.5 với n =200vg/ph, chọn truyền xích dãy có bước xích 𝑝𝑐 = 25,4mm thỏa mãn điều kiện bền mòn: 𝑃𝑡 < [𝑃] = 11 𝑘𝑊 Theo bảng 5.8, 𝑝 < 𝑝𝑚𝑎𝑥 3.2.3 Khoảng cách trục số mắt xích Chọn sơ khoảng cách trục 𝑎 = 30𝑝𝑐 = 30 × 25,4 = 762 mm Số mắt xích X: 𝑋= 2𝑎 𝑧2 + 𝑧1 𝑧2 − 𝑧1 𝑝𝑐 + +( ) 𝑝𝑐 2𝜋 𝑎 𝑋 = × 30 + 61 + 25 61 − 25 +( ) × = 104,09 2×𝜋 30 Chọn X = 104 mắt xích Nguyễn Minh Tiến: 21203825 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ 𝐿= GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt 60𝑛𝐿ℎ = 1963 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) 106 Với : 𝐿ℎ = 23040 𝑔𝑖ờ n =1420 vòng / phút Xác định tải trọng quy ước : Dối với ổ bi đỡ : 𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 )𝑘𝑡 𝑘𝑑 Vì đầu trục có lắp nối trục vòng đàn hồi nên cần chọn chiều Fr ngược với chiều dùng tính trục tức chiều với lực Khi phản lực mặt phẳng Cân lực gối A theo phương x: R Dx = 401,7 × 49,5 + 401,7 × 167,3 + 202,9 × 283,3 = 666,84 (𝑁) 216,8 R Ax = 2𝐹𝑡1 − 𝑅𝐷𝑥 + 𝐹𝑟 = 339,46 (𝑁) Trong theo đầu phản lực gối đỡ tính trục : R Dx = 401,7 × 49,5 + 401,7 × 167,3 − 202,9 × 283,3 = 136,56 (𝑁) 216,8 R Ax = 2𝐹𝑡1 − 𝑅𝐷𝑥 − 𝐹𝑟 = 463,94 (𝑁) Lực gối A theo phương y: R Dy = 174,58 (𝑁) R Ay = 174,58 (𝑁) Vậy ta tiến hành tính kiểm nghiệm ổ chịu tải lớn với Fr ngược với chiều dung 𝐹𝑟 = √666,842 + 174,582 = 689,31 (𝑁) Theo công thức với 𝐹𝑎 = 0, tải trọng quy ước: 𝑄 = 𝑋𝑉𝐹𝑟 𝑘𝑡 𝑘𝑑 = × × 689,31 × × 1,2 = 827,172𝑁 Trong ổ đỡ chịu lực hướng tâm X =1 ; V =1 ( vòng quay) ; 𝑘𝑡 = nhiệt độ 𝑡 ≤ 100℃ ; 𝑘𝑑 = 1,2 tải trọng va đập nhẹ Tải trọng động tương đương Nguyễn Minh Tiến: 21203825 46 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt ∑ 𝑄𝑖 𝑚 𝐿𝑖 𝑄𝐸 = √ = 827,172√13 × 0,6 + 0,63 × 0,12 + 0,23 × 0,28 = 708,41 𝑁 ∑ 𝐿𝑖 𝑚 Theo khả tải động ổ : 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄𝐸 √𝐿 = 708,41 × √1963 = 8870 𝑁 Với d = 25 mm ta chọn ổ 205 vơi𝐶𝑑 ≤ [𝐶 ] = 11 𝑘𝑁 Ký hiệu d, mm D, mm B, mm r, mm 205 25 52 15 1,5 D bi, mm 7,94 C, kN Co, kN 11 7,09 Kiểm nghiệm khả tải ổ : Với 𝐹𝑎 = , 𝑄0 = 𝑋0 𝐹𝑟 = 0,6 × 689,31 = 413,586 𝑁 với 𝑋0 = 0,6 bảng 11.6 Như 𝑄0 < 𝐹𝑟0 = 689,31 nên 𝑄0 = 689,31 𝑁 Vậy 𝑄0 = 0,68931 𝑘𝑁 < 𝐶0 = 7,09 𝑘𝑁 Trục II : 𝐿= 60𝑛𝐿ℎ = 637,34 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) 106 Với : 𝐿ℎ = 23040 𝑔𝑖ờ n =461,04 vòng / phút Xác định tải trọng quy ước : Dối với ổ đũa : 𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 )𝑘𝑡 𝑘𝑑 Lực hướng tâm : R Ey = 173,15 (𝑁) R Ay = 173,15 (𝑁) R Ex = 1357,084(𝑁) R Ax = 1357,084(𝑁) Vậy ta tiến hành tính kiểm nghiệm ổ chịu tải lớn với: 𝐹𝑟 = √173,152 + 1357,0842 = 1364 (𝑁) Theo công thức với 𝐹𝑎 = 0, tải trọng quy ước: 𝑄 = 𝑋𝑉𝐹𝑟 𝑘𝑡 𝑘𝑑 = × × 1364 × × 1,2 = 1636,8𝑁 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 47 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt Trong ổ đỡ chịu lực hướng tâm X =1 ; V =1 ( vòng quay) ; 𝑘𝑡 = nhiệt độ 𝑡 ≤ 100℃ ; 𝑘𝑑 = 1,2 tải trọng va đập nhẹ Tải trọng động tương đương ∑ 𝑄𝑖 𝑚 𝐿𝑖 10/3 𝑄𝐸 = √ = 1636,8 √110/3 × 0,6 + 0,610/3 × 0,12 + 0,210/3 × 0,28 ∑ 𝐿𝑖 𝑚 = 1420,3 𝑁 Theo khả tải động ổ : 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄𝐸 √𝐿 = 1420,3 × 10/3 √637,34 = 9855,8 𝑁 Với d = 30 mm ta chọn ổ 2206 vơi𝐶𝑑 ≤ [𝐶 ] = 17,3 𝑘𝑁 Ký hiệu 2206 d, mm D, mm B, mm 30 62 16 r1, mm r2,mm 1,5 D bi, mm 7,5 C, kN Co, kN 17,3 11,4 Kiểm nghiệm khả tải ổ : Với 𝐹𝑎 = , 𝑄0 = 𝑋0 𝐹𝑟 = 0,6 × 1364 = 818,4 𝑁 với 𝑋0 = 0,6 bảng 11.6 Như 𝑄0 < 𝐹𝑟0 = 818,4 nên 𝑄0 = 818,4 𝑁 Vậy 𝑄0 = 0,8184 𝑘𝑁 < 𝐶0 = 11,4 𝑘𝑁 Trục III : 106 𝐿 𝐿ℎ = 60𝑛 𝐿= 60𝑛𝐿ℎ = 245 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) 106 Với : 𝐿ℎ = 23040 𝑔𝑖ờ n =177,323 vòng / phút Xác định tải trọng quy ước : Dối với ổ bi đỡ : 𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 )𝑘𝑡 𝑘𝑑 Lực gối theo phương y: R Dy = 977,8 (𝑁) R By = 2276,483 (𝑁) Nguyễn Minh Tiến: 21203825 48 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt Lực gối theo phương x: R Dx = 955,384 (𝑁) R Bx = 955,384 (𝑁) Vậy ta tiến hành tính kiểm nghiệm ổ chịu tải lớn với Fr ngược với chiều dung 𝐹𝑟 = √2276,4832 + 955,3842 = 2468,83 (𝑁) Theo công thức với 𝐹𝑎 = 0, tải trọng quy ước: 𝑄 = 𝑋𝑉𝐹𝑟 𝑘𝑡 𝑘𝑑 = × × 2468,83 × × 1,2 = 2962,6𝑁 Trong ổ đỡ chịu lực hướng tâm X =1 ; V =1 ( vòng quay) ; 𝑘𝑡 = nhiệt độ 𝑡 ≤ 100℃ ; 𝑘𝑑 = 1,2 tải trọng va đập nhẹ Tải trọng động tương đương ∑ 𝑄𝑖 𝑚 𝐿𝑖 𝑄𝐸 = √ = 2962,6√13 × 0,6 + 0,63 × 0,12 + 0,23 × 0,28 = 2537,25 𝑁 ∑ 𝐿𝑖 𝑚 Theo khả tải động ổ : 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄𝐸 √𝐿 = 2537,25 × √245 = 15876,4 𝑁 Với d = 35 mm ta chọn ổ 207 vơi𝐶𝑑 ≤ [𝐶 ] = 20,1 𝑘𝑁 Ký hiệu d, mm D, mm B, mm r, mm 207 35 75 17 D bi, mm 11,11 C, kN Co, kN 20,1 13,9 Kiểm nghiệm khả tải ổ : Với 𝐹𝑎 = , 𝑄0 = 𝑋0 𝐹𝑟 = 0,6 × 2468,83 = 1481,3 𝑁 với 𝑋0 = 0,6 bảng 11.6 Như 𝑄0 < 𝐹𝑟0 = 2468,83 nên 𝑄0 = 2468,83 𝑁 Vậy 𝑄0 = 2,46883 𝑘𝑁 < 𝐶0 = 13,9𝑘𝑁 6.3 Tính Tốn Nối Trục Vòng Dàn Hồi - Moment xoắn : T = 23740,493 N.mm - Đường kính trục động : d đc = 28 mm - Đường kính trục đầu: d = 22 mm => Ta chọn nối trục vòng đàn hồi Nguyễn Minh Tiến: 21203825 49 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt -Kích thước nối trục đàn hồi: T, d D dm Nm 63,0 28 100 50 L l 124 60 d1 D0 Z nmax B B1 l1 D3 l2 48 71 5700 28 21 20 20 - Kích thước vòng đàn hồi: T,Nm 63 dc 10 d1 M8 D2 15 l 42 l1 20 l2 10 l3 15 h 1.5 -Kiểm nghiệm sức bền dập vòng đàn hồi: σd = 2𝑘𝑇 × × 23740,493 = = 1,49 < [σ]d = (2 ÷ 4) MPa 𝑍 𝐷0 𝑑𝑐 𝑙3 × 71 × 10 × 15 σu = 𝑘𝑇𝑙0 × 23740,493 × 25 = = 27,86 < [σ]u = (60 ÷ 80) MPa 0,1 𝑑𝑐 𝑍 𝐷0 0,1 × 103 × × 71 Với:l0 = l1 +0,5.l2 = 20+0,5.10 = 25 mm, k = : hệ số chế độ làm việc Vậy vòng đàn hồi chốt thỏa điều kiện bền Nguyễn Minh Tiến: 21203825 50 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt CHƯƠNG : THIẾT KẾ THÂN MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 7.1 Thiết kế vỏ hộp 7.1.1 Chọn vật liệu Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đế, đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết tránh bụi Ta chọn vật liệu gang xám GX-1532 Chọn bề mặt lắp ghép nắp hộp thân hộp qua trục để lắp chi tiết thuận tiện dễ dàng Bề mặt lắp nắp thân cạo mài, để lắp sít, lắp có lớp sơn lỏng sơn đặc biệt Mặt đáy lỗ dốc phía lỗ tháo dầu từ 10…30 chỗ tháo dầu lõm xuống 7.1.2 Kết cấu hộp giảm tốc  Chiều dày hộp : Thân hộp : 𝛿 = 0,03a + = 0,03.132 + = 6,96 mm > mm  Ta chọn 𝛿 = mm Nắp hộp 𝛿1 : 𝛿1 = 0,9𝛿 = 0,9.7 = 6,3 mm   Ta chọn 𝛿1 = 6,5 mm Gân tăng cứng : Chiều dày e : (0,8÷1) 𝛿 = (0,8÷1) = 5,6÷7 mm  Ta chọn e = mm Chiều cao h : h < 5𝛿 = 5.7 = 35 mm  Ta chọn h = 30 mm Độ dốc : khoảng 20  Đường kính : Bulơng 𝑑1 : 𝑑1 > 0,04a + 10 = 0,04.132 + 10 = 15 > 12 mm  Chọn 𝑑1 = 16 mm (M16) Bulông cạnh ổ : 𝑑2 = (0,7÷0,8) 𝑑1 ,ta chọn 𝑑2 = 12 mm (M12) Bulơng ghép bích nắp thân : 𝑑3 = (0,8÷0,9) 𝑑2 ,ta chọn 𝑑3 = 10 mm (M10) Nguyễn Minh Tiến: 21203825 51 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt Vít ghép nắp : 𝑑4 = (0,6÷0,7) 𝑑2 ,ta chọn 𝑑4 = mm (M8) Vít ghép nắp cửa thăm :𝑑5 = (0,5÷0,6) 𝑑2 ,ta chọn 𝑑5 = mm (M6)  Mặt bích ghép nắp thân : Chiều dày bích thân hộp : 𝑆3 = (1,4÷1,8) 𝑑3 ,ta chọn 𝑆3 = 16 mm Chiều dày bích nắp hộp : 𝑆4 = (0,9÷1) 𝑆3 ,ta chọn 𝑆4 = 15 mm Bề rộng nắp bích thân : 𝐾3 = 𝐾2 - (3÷5) = 38 – = 34 mm Với : 𝐾2 = 𝐸2 + 𝑅2 + (3÷5) = 19+15 + = 38 mm 𝐸2 = 1,6𝑑2 = 1,6.12 = 19,2 mm ,ta chọn 𝐸2 = 19 mm 𝑅2 = 1,3𝑑2 = 1,3.12 = 15,6 mm ,ta chọn 𝑅2 = 15 mm  Kích thước gối trục : Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ : 𝐾2 = 38 mm Tâm lỗ bulông cạnh ổ : 𝐸2 = 19 mm C= 𝐷3 k khoảng cách từ tâm bu lông đến nắp lỗ phải đảm bảo k > 1,2𝑑2 = 14,4 mm Chiều cao h : xác định theo kết cấu ,phụ thuộc tâm lỗ bulơng kích thước mặt tựa Trục I : Đường kính ngồi : 𝐷3 = 80 mm Đường kính tâm lỗ vít : 𝐷2 = 65 mm Trục II : Đường kính ngồi : 𝐷3 = 90 mm Đường kính tâm lỗ vít : 𝐷2 = 75 mm Trục III : Đường kính ngồi : 𝐷3 = 115 mm Đường kính tâm lỗ vít : 𝐷2 = 90 mm  Mặt đế hộp : Chiều dày khơng có phần lồi 𝑆1 = (1,3÷1,5) 𝑑1 ,ta chọn 𝑆1 = 24 mm Chiều dày có phần lồi : 𝐷𝑑 : xác định theo đường kính dao kht 𝑆1 = (1,4÷1,7) 𝑑1 ,ta chọn 𝑆1 = 25 mm 𝑆2 = (1÷1,1) 𝑑1 ,ta chọn 𝑆1 = 13 mm Nguyễn Minh Tiến: 21203825 52 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt Bề rộng mặt đế hộp : 𝐾1 = 3𝑑1 = 36 mm q ≥ 𝐾1 + 2𝛿 = 36 + 2.7 = 50 mm  Khe hở chi tiết : Giữa bánh với thành hộp : ∆ ≥ (1÷1,1) 𝛿 ,ta chọn ∆ = mm Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp : ∆1 ≥ (3÷5) 𝛿 ,ta chọn ∆1 = 30 mm Giữa mặt bên bánh với : ∆2 ≥ 𝛿 ,ta chọn ∆2 = mm  Số lượng bulơng : Z = (L + B)/(200÷300) = (483+ 273)/(200÷300) = 3,78 ta chọn Z = 4,ta chọn sơ chiều dài rộng hộp giảm tốc L = 500mm ,B = 300 mm 7.2 Một số chi tiết khác 7.2.1 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có lắp cửa thăm Dựa vào bảng 18.5 trang 92[2] ,ta chọn kích thước cửa thăm hình vẽ: A B 𝑨𝟏 𝑩𝟏 C 𝑪𝟏 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 7.2.2 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ tronghộp tăng lên, để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp Theo bảng 18.6 trang 93 [2] ta chọn A B C D E G H I K L M27x2 15 30 15 45 36 32 M N O P Q R S 22 32 18 36 32 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 10 53 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt 7.2.3 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn bị biến chất, phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ bít kín nút tháo dầu Dựa vào bảng 18.7 trang 93 [2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước hình vẽ: d b m f L c q D S M16x1.5 12 23 13.8 26 17 𝑫𝟎 19,6 7.2.4 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị xiết bulơng khơng làm biến dạng vòng ngồi ổ Nguyễn Minh Tiến: 21203825 54 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt CHƯƠNG : CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 8.1 Bôi trơn hộp giảm tốc 8.1.1 Bôi trơn hộp giảm tốc Do truyền bánh hộp giảm tốc có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bơi trơn ngâm dầu.Với vận tốc vòng bánh nghiêng v = 5,59 m/s bánh trụ v = 2,58 m/s, tra bảng 18-11 trang 100 [2] ta độ nhớt 57) Với tử số độ nhớt Centistoc, mẫu số độ nhớt Engle, ngoặc độ nhớt tương ứng 1000C, bên tương ứng 500C Theo bảng 18-13 trang 103 [2] ta chọn loại dầu bôi trơn tuabin 57 8.1.2 Bôi trơn ngồi hộp Với truyền ngồi hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bơi trơn định kì mỡ 8.2 Dung sai mối lắp 8.2.1 Chọn dung sai lắp ghép Dựa vào kết cấu yêu cầu làm việc, chế đọ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp sau :  Mối lắp bánh : chịu tải vừa, thay đổi ,va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian theo hệ thống lỗ  H7 k6 (Theo bảng 20-4 trang 121[2]) Mối lắp ổ lăn : Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý : Lắp vòng theo hệ thống lỗ, lắp vòng ngồi theo hệ thống trục Để vòng ổ khơng trơn trượt theo bề mặt trục, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vòng quay Đối với vòng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Vậy lắp ổ lăn trục ta chọn kiểu lắp k6 Vòng ổ chịu tải tuần hoàn, va đập nhẹ Để vòng ổ khơng bị trượt bề mặt trục làm việc ,ta chọn chế độ lắp k6, lắp trung gian có độ dơi (Theo bảng 209,10,11 trang 130,131 [2]) Nguyễn Minh Tiến: 21203825 55 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt Vòng ngồi khơng quay nên chịu tải cục Để ổ mòn dịch chuyển làm việc nhiệt độ tăng, ta chọn kiểu lắp H7 (Theo bảng 20-9,10,11 trang 130,131 [2])  Mối lắp vòng chắn đầu trục : chọn kiểu lắp trung gian H7 js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp  Mối lắp bạc chắn trục : bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp trung gian  Lắp nắp ổ, thân : chọn kiểu lắp  Lắp then trục : Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trục  H9 h9 H8 h7 H7 e8 để dễ dàng tháo lắp kiểu lắp bạc Chắn dầu lắp trục : ta chọn kiểu lắp D10 h9 H7 h6 Bảng dung sai lắp ghép : Tra [4]  Tên mối lắp Bảng dung sai lắp bánh răng: Kiểu lắp Sai lệch giới hạn lỗ Sai lệch giới hạn trục 𝑵𝒎𝒂𝒙 𝑺𝒎𝒂𝒙 (𝝁𝒎) (𝝁𝒎) (𝝁𝒎) (𝝁𝒎) ES EI es ei Bánh 𝐻7 𝜙32 nghiêng 𝑘6 trục I 25 18 18 23 Bánh 𝐻7 𝜙38 nghiêng 𝑘6 trục 25 18 18 23 Bánh 𝐻7 trụ 𝜙45 𝑘6 trục 25 18 18 23 Bánh 𝐻7 trụ 𝜙55 𝑘6 trục 30 21 21 28 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 56 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ  Bảng lắp ghép dung sai ổ lăn : Vị trí Trục I (ổ đỡ chặn) Tên mối lắp Kiểu lắp Vòng lắp trục 𝜙25𝑘6 Vòng ngồi lắp lỗ hộp 𝜙52𝐻7 Vòng lắp trục 𝜙30𝑘6 Vòng ngồi lắp lỗ hộp 𝜙62𝐻7 Vòng lắp trục 𝜙35𝑘6 Vòng lắp lỗ hộp 𝜙75𝐻7 Trục II (ổ đũa) Trục II Trục I (ổ đỡ)  GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt es = 15 ei = ES = 30 EI = es = 15 ei = ES = 30 EI = es = 18 ei = ES = 30 EI = Bảng dung sai lắp ghép then Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then Vị trí then Sai lệch giới hạn (𝛍𝐦) Kích thước then Trên trục H9 Trục1bánh răng1 8x7 0,036 Trục1-nối trục 6x6 0,030 Trục2-bánh nghiêng 10 x 0,036 Trục2-bánh trụ 10 x 0,036 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 Trên bạc D10 0,098 0,04 0,078 0,030 0,098 0,04 0,098 0,04 Chiều sâu rãnh then Sai lệch giới hạn trục 𝒕𝟏 Sai lệch giới hạn bạc 𝒕𝟐 0,2 0,2 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 57 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ Trục3-bánh trụ 14 x 0,043 Trục3-xích 8x7 0,036 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt 0,120 0,050 0,098 0,04 0,2 0,2 0,2 0,2 58 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển- Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1,2, nhà xuất giáo dục, 2003 [2] Nguyễn Hữu Lộc- Cơ sở thiết kế máy, nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM,2004 [3] Nguyễn Hữu Lộc- Bài tập chi tiết máy, nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM,2004 [4] Trần Hữu Quế – Vẽ kỹ thuật khí , tập 1, 2, nhà xuất Giáo Dục, 2001 Nguyễn Minh Tiến: 21203825 59 ... ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt PHẦN I ĐỀ TÀI Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: Sơ đồ tải trọng Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động. .. 175572,261 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ GVHD: Thân Trọng Khánh Đạt PHẦN TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 3.1 Chọn loại xích Có loại xích: xích ống, xích lăn xích răn Xích ống - lăn gọi tắt xích. .. i – số thứ tự tiết diện trục lắp chi tiết có tham gia truyền tải trọng: i = : tiết diện trục lắp ổ; i = 2…s, với s số chi tiết quay (bánh đai, bánh răng, bánh vít, trục vít, đĩa xích khớp nối).;