Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp tốc độ

LỜI NÓI ĐẦU Đồ án chi tiết máy môn học cần thiết cho sinh viên ngành khí nói chung để giải vấn đề tổng hợp cơng nghệ khí, chế tạo máy Đồ án thể kiến thức sinh viên vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép, nguyên lí máy chi tiết máy, giúp cho sinh viên làm quen với cách thực đồ án cách khoa học tạo sở cho đồ án Hộp giảm tốc cấu sử dụng rộng rãi ngành khí nói riêng cơng nghiệp nói chung, việc thiết kế hộp giảm tốc cho tiết kiệm mà đáp ứng độ bền quan trọng Và nhà trường tạo điều kiện cho chúng em tiếp xúc làm quen với việc nghiên cứu: “Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp tốc độ” Do lần làm quen với khối lượng kiến thức tổng hợp, có mảng chưa nắm vững nên dù cố gắng, song làm nhóm em khơng thể tránh khỏi sai xót Nhóm em mong đóng góp ý kiến q báu thầy cơ, giúp nhóm em có kiến thức cần thiết để sau trường ứng dụng cơng việc cụ thể sản xuất Cuối nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa khí đặc biệt thầy Đặng Văn Ánh tận tình giúp đỡ nhóm em hồn thành đồ án nhóm NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU NHẬN XÉT ĐỀ MỤC LỤC .4 CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I Phân phối tỉ số truyền II Chọn động III Sơ đồ bố trí máy 11 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP SỐ 13 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG .17 I Thiết kế truyền bánh trụ nghiêng cấp nhanh 18 Chọn thép cho bánh nhỏ bánh lớn 18 Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép .18 Chọn sơ hệ số tải trọng .21 Chọn hệ số chiều rộng bánh tải trọng trung bình .21 Tính khoảng cách trục 21 Tính vận tốc vòng bánh chọn cấp xác 21 Định xác hệ số tải trọng K 22 Xác định môđun, số .22 Kiểm nghiệm sức bền uốn 24 10 Kiểm nghiệm sức bền chịu tải đột ngột thời gian ngắn 25 11 Các thơng số hình học truyền bánh nghiêng 26 12 Tính lực tác dụng lên trục 27 II Thiết kế truyền bánh trụ thẳng cấp chậm .28 Chọn thép cho bánh nhỏ bánh lớn 28 Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép .28 Chọn sơ hệ số tải trọng .31 Chọn hệ số chiều rộng bánh tải trọng trung bình .31 Tính khoảng cách trục 31 Tính vận tốc vòng bánh chọn cấp xác 32 Định xác hệ số tải trọng K 32 Xác định môđun, số .33 Kiểm nghiệm sức bền uốn 34 10 Kiểm nghiệm sức bền chịu tải đột ngột thời gian ngắn 34 11 Các thơng số hình họ chủ yếu truyền 36 12 Tính lực tác dụng lên trục 37 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 38 A Tính đường kính sơ trục 39 B Tính gần trục .40 I Trục I 43 II Trục II .47 III Trục III 51 C Tính xác trục 53 I Tính trục I 54 Tại tiết diện n – n .54 Tại tiết diện m - m 55 II Tính trục II .56 Tại tiết diện e - e 56 Tại tiết diện i - i .57 III Tính trục III 58 D.Tính then 59 I Tính then trục I 59 II Tính then trục II .61 III Tính then trục III 62 CHƯƠNG V: CHỌN Ổ LĂN 63 I Trục I 64 II Trục II .65 III Trục III 66 IV Chọn kiểu lắp ổ lăn 67 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT TIÊU CHUẨN KHÁC 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 CHƯƠNG I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I Sơ đồ bố trí máy (hình 1) Hình II Chọn động Vì động làm việc chế độ phụ tải thay đổi ta tìm Mơmen đẳng trị cơng suất đẳng trị Ta tìm Mơmen xoắn trục đầu ra: Vậy = 656,5625 Nm = 0,5T = 328,28125 Nm = 0,6T = 393,9375 Nm Thời gian thực chu kì: Vậy = 0,3 = 0,225s = 0,3 = 0,225s = 0,4 = 0,3s Mômen đẳng trị: Công suất đẳng trị: Hiệu suất truyền động η: = (0,95 ÷ 0,96) = = (0,96 ÷ 0,98 = = (0,99 ÷ 0,995 chọn 0,96 chọn chọn => = 0,8764 Vì cơng suất đẳng trị phụ tải đặt máy nên phải chia cho hiệu suất truyền động Ta phải chọn công suất lớn cơng suất định mức Xác định sơ số vòng quay động Theo đề = 80 (V/ph) 10 Lắp cố định, vật liệu làm mayơ thép, chịu va đập nhẹ, vật liệu làm then thép 45 Kiểm nghiệm sức bền cắt (chịu va đập nhẹ, vật liệu làm then thép 45) Đường kính trục tiết diện e - e de - e = 45 mm; ta chọn loại then với tiết diện i – i: b = 12 mm; h = mm; t = 4,5 mm; t = 3,6 mm; K = 4,4 mm; l = 0,8 lm = 0,8 68 = 54,4 mm (: chiều dài mayơ) Chiều dài then ta chọn theo dãy số chọn: l = 50 mm Mx = 238751,51 Nmm Lắp cố định, vật liệu làm mayơ thép, chịu va đập nhẹ, vật liệu làm then thép 45 Kiểm nghiệm sức bền cắt (chịu va đập nhẹ, vật liệu làm then thép 45) Vậy tiết diện e – e i – i chọn loại then b = 12 mm; h = mm; t = 4,5 mm; t1 = 3,6 mm; K = 4,4 mm III.Tính then trục III Đường kính trục tiết diện nguy hiểm: d = 52 mm; tra bảng chọn then b = 16 mm; h = 10 mm; t = mm; t1 = 5,1 mm; K = 6,2 mm; l = 0,8 lm = 0,8 68 = 54,4 mm (: chiều dài mayơ) 58 Chiều dài then ta chọn theo dãy số chọn: l = 56 mm Mx = 604280,25 Nmm Lắp cố định, vật liệu làm mayơ thép, chịu va đập nhẹ, vật liệu làm then thép 45 Kiểm nghiệm sức bền cắt (chịu va đập nhẹ, vật liệu làm then thép 45) Vậy chọn then có b = 16 mm; h = 10 mm; t = mm; t = 5,1 mm; K = 6,2mm CHƯƠNG V CHỌN Ổ LĂN 59 Trục I trục II có bánh nghiêng nên có lực dọc trục, ta chọn ổ bi đỡ chặn, trục III ta chọn ổ bi đỡ I Trục I Sơ đồ chọn ổ cho trục I (hình 7) Hình Chọn ổ bi đỡ chặn dãy kiểu 36000 ổ lăn loại có hệ số khả làm việc C lớn loại 46000 tải trọng tĩnh cho phép cao hơn, chọn trước góc (góc nghiêng tính tốn ổ lăn) Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức Trong đó: n: 725 V/ph h: 7000 Kiểu 36000 tra bảng m = 1,5 Kt = 1,2 (va đập nhẹ, tải ngắn hạn) Kn = (chịu nhiệt độ 100 Kv = (vòng ổ lăn quay) Tổng lực chiều trục: Trong đó: Như lực At hướng phía bên trái Ta tính lực Q gối A chọn ổ lăn, gối B lấy ổ lăn loại 60 Tra bảng ta chọn ổ bi đỡ chặn kí hiệu 36307; d = 35mm; D = 80mm; B = 21mm II Trục II Sơ đồ chọn ổ cho trục II (hình 8) Hình Chọn ổ bi đỡ chặn dãy kiểu 36000 ổ lăn loại có hệ số khả làm việc C lớn loại 46000 tải trọng tĩnh cho phép cao hơn, góc (góc nghiêng tính tốn ổ lăn) Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức Trong đó: n: 211,4 V/ph h: 7000 Kiểu 36000 tra bảng m = 1,5 Kt = 1,2 (va đập nhẹ, tải ngắn hạn) Kn = (chịu nhiệt độ 100 Kv = (vòng ổ lăn quay) Tổng lực chiều trục: Trong đó: 61 Như lực At hướng phía bên phải Ta tính lực Q gối D chọn ổ lăn, gối C lấy ổ lăn loại Tra bảng ta chọn ổ bi đỡ chặn giống trục I kí hiệu 36307; d = 35mm; D = 80mm; B = 21mm III.Trục III Sơ đồ chọn ổ cho trục III (hình 9) Hình Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức Trong đó: n: 80,015 V/ph h: 7000 62 Kiểu 36000 tra bảng m = 1,5 Kt = 1,2 (va đập nhẹ, tải ngắn hạn) A = (vì khơng có lực dọc trục) Kn = (chịu nhiệt độ 100 Kv = (vòng ổ lăn quay) Tra bảng ta chọn ổ bi đỡ kí hiệu 110; d = 50mm; D = 80mm; B = 16 mm IV Chọn kiểu lắp ổ lăn Dạng chịu tải ổ lăn Với đặc tính tải trọng khơng đổi chiều vòng quay ta có dạng chiều tải vòng Vòng trong: tuần hồn Vòng ngồi: cục Trục I, trục II, trục III lắp ổ bi trục theo hệ trục; dạng chịu tải tuần hoàn ổ bi đỡ chặn, chọn kiểu lắp N6, lắp ổ bi vào vỏ dạng chịu tải cục chọn kiểu H7 Cố định trục theo phương dọc trục Dùng phương pháp cố định trục đầu, đặt ổ vào vai trục mặt bích Bôi trơn ổ lăn Ổ lăn bôi trơn mỡ, khơng thể dùng phương pháp bắn tóe dầu vào ổ lăn vận tốc bánh thấp Để ngăn cho mỡ ổ khơng chảy ngồi người ta dùng chắn mỡ Che kín ổ lăn Để che kín đầu trục khơng cho bụ bẩn, tạp chất vào ổ lăn ngăn không cho mỡ chảy ngồi ta dùng vòng phớt đơn giản 63 CHƯƠNG VI THIẾT KẾ VỎ HỘP CÁC CHI TIẾT TIÊU CHUẨN KHÁC 64 Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường làm trục để làm việc lắp ghép dễ dàng Kích thước phần tử cấu tạo hộp: Chiều dày thân hộp Chọn Chiều dày thành nắp hộp Chọn Chiều dày mặt bích thân Chiều dày mặt bích thân Chiều dày đế hộp khơng có phần lồi Chiều dày gân thân hộp Chiều dày gân nắp hộp Đường kính bulơng Lậy Đường kính bulơng khác: Ở cạnh ổ d1=0,7dn = 0,7 20 = 14 mm Lấy d1 = 16 mm; chiều dài l = 105 mm; số lượng Ghép nắp vào thân Chiều dài l =45mm; số lượng Ghép nắp ổ nắp nắp Tra bảng chọn bulông M10; chiều dài l = 35 mm Nắp cửa thăm có chiều dài A1 = 150; rộng B1 = 100 (phần nắp); phần cửa thân A = 100; B = 75 Khoảng cách hai bulông 125 87; R = 12; bulơng M8x22 số lượng ( hình 10) 65 Hình 10 Lấy chiều dài sơ hộp giảm tốc L = 545,5 mm Lấy chiều rộng sơ hộp giảm tốc B = 268 mm Chiều cao thân hộp H = 180 mm Số lượng bulơng nền: hộp giảm tốc cấp có tổng khoảng cách trục Chọn bulông d = 16 mm; số lượng cái; chiều dài l = 50mm Nút tháo dầu chọn nút M16; chiều dài l = 16 mm.(hình 11) 66 Hình 11 Khoảng cách trục cấp nhanh Anhanh = 127 mm; Achậm = 180 mm Ta chọn sơ trọng lượng hộp giảm tốc khoảng 300kg Chọn bulông vòng M12; cái; d1 = 54 mm; d2 = 30 mm; l = 25 mm (hình 12) 67 Hình 12 Chốt định vị hình d = mm; c = 1,2 mm; l = 45 mm (hình 13) Hình 13 68 CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP Chọn mối ghép để cố định then: then lắp có độ dơi lớn với trục chọn N9 với mayơ có độ dôi nhỏ chọn Js9 để dễ tháo lắp Chọn mối ghép bánh với trục mối ghép trung gian theo hệ thống lỗ Chọn mối ghép bánh trụ nghiêng: Cấp nhanh Cấp chậm Chọn mối ghép bánh trụ thẳng: Cấp nhanh Cấp chậm Vì kiểu lắp trung gian sử dụng phổ biến nhất, có độ dơi lớn độ hở nên lắp ta không cảm nhận độ hở Chọn mối ghép bạc chắn dầu trục mối ghép trung gian theo hệ thống lỗ , mối ghép có độ dơi tương đối lớn, để ngăn cho bánh ổ lăn khỏi bị trượt lực dọc trục Lắp chốt định vị: chọn kiểu lắp chặt, đảm bảo độ đồng tâm không bị suốt Chọn kiểu lắp then trục D10 Chọn kiểu lắp then mayơ Js9 Bảng dung sai: 69 Chi tiết Mối lắp Sai lệch ES es ( ( Sai lệch EI ei ( ( 70 Độ dôi lớn ( Độ dôi nhỏ ( Lắp bánh vào trục +25 +18 +2 18 23 12 14 +25 +18 +2 18 23 12 22 +25 +18 +2 18 23 18 23 +39 +21 +2 21 28 Ổ bi lắp trục (theo ГOCT 831-62) 35 n6 _ +17 _ +2 17 _ 12 35 n6 _ +17 _ +2 17 _ 16 18 50 n6 _ +20 _ +2 20 _ Ổ bi lắp vào vỏ hộp 80 H7 +30 _ _ 30 _ 80 H7 +30 _ _ 30 _ 16 80 H7 +30 _ _ 30 _ Then lắp trục D10 _ +98 _ +40 _ +98 10 D10 _ +120 _ +50 _ +120 17 D10 _ +120 _ 50 _ +120 Then lắp mayơ Js9 +29 _ -29 _ 29 29 10 Js9 +35 _ -35 _ 35 35 17 Js9 +35 _ -35 _ 35 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2011 PGS.TS Ninh Đức Tôn – GVC Nguyễn Thị Xuân Bảy, Giáo trình dung sai lắp ghép kĩ thuật đo lường, Nhà xuất giáo dục, 2005 72 ... quay động Theo đề = 80 (V/ph) 10 Ta chọn đai thang: =(2÷6) Hộp giảm tốc cấp có: = ( ÷ 40 ) => = 80 = ( 1280 ÷ 19200) (V/ph) Chọn động Cơng suất Kw Số vòng quay trục động 1450 (V/ph) Hiệu suất động... ổn định, không ồn, kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, thiết kế tải, truyền động hai trục có khoảng cách xa Động có cơng suất 5,5 Kw, số vòng quay động = 1450 (V/ph) Chọn sơ vận tốc đai v > m/s dùng... CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I Phân phối tỉ số truyền II Chọn động III Sơ đồ bố trí máy 11 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP SỐ 13 CHƯƠNG III: THIẾT