Đồ án thiết kế máy nón trụ tời kéo

Đây là đồ án thiết kế máy dưới sự tham khảo và hướng dẫn của thầy Lê Hoài Nam trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng. 1. Lực Kéo cáp : P= 4000N; 2. Vận tốc kép cáp V= 1,2ms; 3. Đường kính tang : D = 340 mm 4. Đặc tính tải trọng: Tải trọng thay đổi, rung động nhẹ 5. Thời gian phục vụ: T = 5,5 năm Một năm làm việc 310 ngày, một ngày làm việc 18 giờ. 6. Làm việc 2 chiều

Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM LỜI NĨI ĐẦU Trong sống bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trò định sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp củng cố lại kiến thức học môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Cơng việc thiết kế hộp giảm tốc giúp hiểu kỹ có nhìn cụ thể cấu tạo chức chi tiết bánh ,ổ lăn,… Thêm vào q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ hình chiếu với công cụ AutoCad, điều cần thiết với kỹ sư khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hồi Nam bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Sinh viên thực Hồ Văn Phước SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM MỤC LỤC 1.Tại phải phân đôi cấp: để tăng công suất ổn định lúc vận hành vận tốc lớn momen xoắn nhỏ ngược lại bánh trụ bánh nghiêng vào khớp làm việc êm hơn, chịu tải trọng lớn vận tốc lớn Ổ trượt chịu tải trọng lớn vận tốc lớn Số liệu thiết kế: Lực kéo cáp: P = 4000 N Vận tốc kéo cáp : V = 1,2 m/s Đường kính tang : D = 340 mm Đặc tính tải trọng: Tải trọng thay đổi, rung động nhẹ Thời gian phục vụ, T= 5,5 năm Một năm làm việc 310 ngày, ngày làm việc 18 Làm việc hai chiều SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM PHẦN I TÍNH CHỌN CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động cơ: Ta có số liệu ban đầu : P = 4000 N V = 1,2 m/s D = 340 mm 1.1.1 Cơng suất trục cơng tác: • Do động làm việc chế độ dài hạn với phụ tải thay đổi nên công suất tải ta cần xác định công suất đẳng trị: Ntang=Nđt = (kW) Với • Mđt : momen đẳng trị (N.m) ntang: số vòng quay trục tang trục cơng tác Tính Mđt : Mdt = = M momen tang: M= P.R= 4000.170 10-3= 680 N.m => Mđt ≈ 90,54 N.m 1.1.2 Tốc độ quay trục công tác: ntang = = => Ndt = 0,64 kW 1.1.3 Hiệu suất chung : • η = η1.η2.η3.η4.η5 Với : η1 = 0,95 η =0,95 Hiệu suất truyền bánh nón η =0,95 Hiệu suất truyền bánh trụ thẳng che kín Hiệu suất truyền đai dẹt để hở η =0,99 • Hiệu suất cặp ổ lăn η5 = Hiệu suất khớp nối η = η1.η2.η3.η44.η5 = 0,95.0,95.0,95.0,994.1 ≈ 0,824 Công suất cần thiết trục động : SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM Nct = Ntang/η = 0,64 / 0,824 ≈ 0,78 (kW) 1.1.4 Chọn tỉ số truyền sơ : usb = ungoai uhop = udaiubr = 2.10= 20 1.1.5 Số vòng quay đồng động cơ: nsb = n.usb= 67,44.20= 1348,8 vg/ph 1.1.6 Động chọn phải thõa mãn: Tra phụ lục sách:”Thiết kế chi tiết máy” ta chọn động điện che kín có quạt gió loại AO2(ẠOJI2)12-4 có : 1.2 Phân phối tỉ số truyền: Ta phân phối tỉ số truyền theo điều kiện bôi trơn ngâm dầu: 1.2.1 Tỉ số truyền chung: u= 1.2.2 Tỉ số truyền uh: uh= un.uc= 1,3.uc2 = 1.2.3 Tỉ số truyền uc= 2,77 => un= 3,61 1.2.4 Kiểm tra sai số cho phép tỉ số truyền: ut= ud.un.uc = 2.2,77 3,61= 19,9994 ∆u = thỏa mãn điều kiện sai số cho phép 1.3 Cơng suất số vòng quay trục 1.3.1 Công suất trục: N3 = N2 = N1 = Nm 1.3.2 Momen xoắn: T i= Tdc = 5518 N.mm T1 = 10328 N.mm SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM T2 = 35238 N.mm T3 = 91963 N.mm 1.3.3 Bảng phân phối tỉ số truyền: Trục Thông số Động u Trục1 ud = Trục2 un = 3,61 Trục uc = 2,77 n (v/ph) 1350 675 187 67,5 N(kW) 0,78 0,73 0,69 0,65 T (Nmm) 5518 10328 35238 91963 PHẦN II.THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Thông số đầu vào: 2.1 Công suất Pm = 0,78 kW Số vòng quay n1 = 1350 vg/ph Tỉ số truyền u = Bộ truyền đai dẹt 2.1.1 Chọn loại đai: Chọn đai vải cao su loại A 2.1.2 Chọn đường kính bánh đai • Đường kính bánh dẫn tính theo cơng thứ Xavêrin: D1= (1100÷1300) Với : N1: cơng suất trục dẫn , kW; n1 : số vòng quay phút trục dẫn  Ta có: D1 = (1100.= 92 mm • Theo bảng 5-1 Chọn D1= 100 mm theo tiêu chuẩn Kiểm nghiệm: Vận tốc quay bánh đai dẫn: V1 = => V1= m/s Ta thấy v1 thỏa mãn 2.1.4 Tính chiều dài đai L: • L = 2A + 2110 mm 2.1.5 Góc ơm bánh đai: • α1= 180º - = 180º - = 173º • Kiểm tra điều kiện: α1 = 173º º 2.1.6 Xác định tiết diện đai: • Đề hạn chế ứng suất uốn tăng ứng suất có ích cho phép đai, chiều dày đai δ chọn theo tỷ số (==> = 100 = 2,5 mm cho: • Dựa theo bảng 5-3 ta chọn trị số = mm SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM Xác định chiều rộng đai để tránh xảy trượt trơn đai bánh đai: b = 33 mm Dựa vào bảng 5-4 chọn b = 30 mm 2.1.7 Định chiều rộng B bánh đai: • Chiều rộng B bánh đai chọn theo chiều rộng b đai, tra bảng -10 tính theo cơng thức: B = 1,1b + (10 Ta chọn B = 40 mm • Điều kiện chọn B phải thỏa mãn: BD1 612 2.1.8 Tính lực căng lực tác dụng lên trục: • Lực căng S0 tính theo cơng thức: • S0 = = 1,8 30 = 162 N Lực tác dụng lên trục : R = S0 sin = 162 Sin485 N Thiết kế truyền bánh nón thẳng 2.2 2.2.1 Chọn vật liệu chế độ nhiệt luyện • • Bánh nhỏ Do khơng có u cầu đặc biệt nên ta chọn thép 50 thường hóa ,tơi cải thiện độ rắn đạt từ 210 HB 620 N/; Bánh lớn Cơ tính thép 45 thường hóa, độ cứng HB = 200 MPa 600 N/; 2.2.2 Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép • Ứng suất tiếp xúc cho phép Số chu kỳ làm việc bánh lớn theo công thức (3-4): N2 = 60.u.1 30,4 >=> chọn kN = Trong n2 = = = 187 vg/ph o Đương nhiên số chu kỳ làm việc bánh nhỏ N1 = i N2 = 3.61 30,4 = 110.> Do hai bánh kN = o Ứng suất tiếp xúc cho phép ( bảng 3-9) : SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM • Bánh nhỏ : 2,6 210 = 546 N/mm Bánh lớn : 2,6 200 = 520 N/mm2 Lấy trị số nhỏ : 520 để tính toán Ứng suất uốn cho phép: • Vì truyền làm việc chiều nên : = Lấy hệ số an toàn bánh nhỏ bánh lớn ( thép rèn) n = 1,5 ; hệ số tập trung ứng suất K = 1,8 Giới hạn mỏi thép 50 : 0,43 620 =266,6 N/mm2 Giới hạn mỏi thép 45 : 0,43 600 =258 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép bánh nhỏ : =98,74 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép bánh lớn : =96 N/mm2 2.2.3 Sơ lấy hệ số tải trọng K = 1,4 2.2.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh : 2.2.5 Chiều dài nón : L 2.2.6 Tính vận tốc vòng chọn cấp xác chế tạo bánh • Vận tốc vòng [ cơng thức (3-18)] v= Vận tốc chọn cấp xác 2.2.7 Định xác hệ số tải trọng K chiều dài nón L • Vì các bánh có độ rắn HB chọn Z2 = 83 Tính xác chiều dài nón ( cơng thức tỏng bảng 3-5) : • L = 0,5 chọn L = 87 mm Chiều rộng bánh : b = 0,3 86 = 25,8 mm Chọn b = 26 mm Mơđun trung bình bánh : mtb1 = = 12,5 mm • Mơđun trung bình bánh : mtb2 = = 7,86 mm 2.2.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn • Góc mặt non lăn bánh nhỏ tính theo ơng thức bảng 3-5: SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM • tg =0,277 => Số tương đương bánh nhỏ : Ztd1 = 29 • Góc mặt nón lăn bánh lớn : tag => • Số tương đương bánh lớn : Ztd1 = 367 • Theo bảng 3-18 số tương đương tìm hệ số dạng răng: o Bánh nhỏ : y1 = 0,451 o Bánh lớn : y2 = 0,517 • Ứng suất uốn chân bánh nhỏ : o • = 1,2 N/mm2 =98,74 N/mm2 Ứng suất uốn chân bánh lớn : o 2.2.10 Kiểm nghiệm sức bền chịu tải thời gian ngắn • Ứng suất tiếp xúc cho phép • Bánh nhỏ : 2,5 546 = 1365 N/mm2 Bánh lớn : 2,5 520 = 1300 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép: Bánh nhỏ : 0,8 320 = 256 N/mm2 Bánh lớn : 0,8 300 = 240 N/mm2 • Cần kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc bánh lớn, có nhỏ hơn: = • Kiểm nghiệm sức bền uốn Bánh nhỏ: = 2,2 = 2,2 N/mm2 Bánh lớn : = 2,2 = 1,914 N/mm2 2.2.11 Thơng số hình học chủ yếu truyền: • Mơđun mặt mút lớn ms = mm • Số Z1 = 23 ; Z2 = 83 • Chiều dài b = 26 mm • Góc ăn khớp = 20º • Góc mặt nón chia : ; • Đường kính vòng chia ( vòng lăn ): • d1 = 1,72 23 = 39,56 mm d2 = 1,72 83 = 142,76 mm Đường kính vòng đỉnh: De1 = 1,72 (23 + 2.cos 15º29’) = 43 mm SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM De2 = 1,72 (83 + 2.cos 74º31’) = 144 mm 2.2.12 Tính lực tác dụng • Đối với bánh nhỏ : • Lực vòng : P= Lực hướng tâm: Pr1 = = 27 N Lực dọc trục: Pa1 = 77 tg 20º Sin = 27 N Đối với bánh lớn : Lực vòng: Lực hướng tâm Lực dọc trục: 2.3 P2 = P1 = 77 N Pr2 = 27 N Pa2 = 27 N Thiết kế truyền bánh trụ thẳng: 2.3.1 Chọn vật liệu chế độ nhiệt luyện • Bánh nhỏ • Do khơng có u cầu đặc biệt nên ta chọn thép 50 thường hóa ,tơi cải thiện độ rắn đạt từ 210 HB 620 N/; Bánh lớn Cơ tính thép 45 thường hóa, độ cứng HB = 200 MPa 600 N/; 2.3.2 Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép • Ứng suất tiếp xúc cho phép o Số chu kỳ làm việc bánh lớn theo công thức (3-4): N2 = 60.u.1 11 >=> chọn kN = Trong n2 = = = 67,5 vg/ph o Đương nhiên số chu kỳ làm việc bánh nhỏ N1 = i N2 = 2,77 11 = 30,47 > Do hai bánh kN = o Ứng suất tiếp xúc cho phép ( bảng 3-9) : • Bánh nhỏ : 2,6 210 = 546 N/mm2 Bánh lớn : 2,6 200 = 520 N/mm2 Lấy trị số nhỏ : 520 để tính toán Ứng suất uốn cho phép: Vì truyền làm việc chiều nên : = 10 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 10 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM  Tính chiều dài trục : • Khoảng cách từ bánh trụ lớn đến ổ lăn : • l = mm Khoảng cách các gối đỡ trục bánh lớn l’ = 50 mm  Chiều dài trục III L(III) = 150 mm  Các lực tác dụng lên trục : • Lực hướng tâm : Fr4 = 446,3 N • Lực vòng : Ft4 = 1084,69 N  Phản lực gối trục : •   N •  RAx = 361,56 N  RBx = 723,13 N  Momen uốn tiết diện nguy hiểm ( bánh trụ lớn) : o  Trong : Mux Muy momen uốn theo trục x trục y Muy = RCy l’ = 14876,67 Nmm Mux = RCx l’ = 36156,33 Nmm Đường kính trục các tiết diện m-m n-n : Tại tiết diện m-m : d= (Cơng thức 7-3_Trang 117_[1]) Trong β = = trục khơng kht lỗ Mtđ = = = 88721,3 Nmm d = = = 26 mm Ứng suất cho phép [�]= 50 N/mm2 (bảng 7- với vật liệu trục thép 45 có giới hạn bền �b = 600N/mm2 ) Có rãnh then nên chọn d = 40 mm 21 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 21 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM Biểu đờ mơmen: • 3.1.4 Kiểm tra hệ số an toàn : n = ≥ [n] ( Công thức 7-5_trang152_[1]) với [n] thường nằm khoảng 1,5 ÷2,5 Với : hệ số an toàn ứng suất pháp : hệ số an tồn ứng suất tiếp • Vì truyền làm việc chiều nên chu kỳ ứng suất uốn ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng: 22 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 22 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM = = = =0 = = = • Giới hạn mỏi uốn xoắn: = 0,45 = 0,45.600 = 270 N/mm2 ( trục théo 45 có = 600 N/mm2 ) = 0,25 = 0,25.600 = 150 N/mm2 TRỤC I  Tại tiết diện m-m : • Ở tiết diện nguy hiểm : W = 785 mm3, W0= 1570 mm3, Mu = Nmm, Mx= 10328 Nmm = = = 28,66 N/mm2 = = = = 7,16N/mm2 • Chọn hệ số theo vật liệu, thép các bon trung bình ≈0,1 ≈ 0,05 Hệ số tăng bền β = Chọn các hệ số ,, : • Theo bảng 7-4 lấy = 0,89 = 0,8 • Theo bảng 7-8 tập trung ứng suất rãnh then = 1,71 , = 1,3 • Tỉ số = 1,92 , = 1,625 • Tập trung ứng suất lắp căng, với kiểu lắp T3, áp suất bề mặt lấy ≈ 30N/mm 2, tra bảng 7-10 ta có = 2,35 = + 0,6( -1) = + 0,6.(2,35-1) = 1,81 • Thay các số tìm vào công thức (1) (2) ta : = = = 2,1 = = =5,3 n = = = 1,95 > [n] => Thỏa mãn  Tiết diện n- n : • Ở tiết diện nguy hiểm d = 25 mm W = 881,5 mm3, W0= 1926,3 mm3, Mu = Nmm, Mx= 10328 Nmm = = = 47 N/mm2 = = = = 2,68 N/mm2 • Chọn hệ số theo vật liệu, thép các bon trung bình ≈0,1 ≈ 0,05 Hệ số tăng bền β = Chọn các hệ số ,, : • Theo bảng 7-4 lấy = 0,89 = 0,8 • Theo bảng 7-8 tập trung ứng suất rãnh then = 1,63 , = 1,5 • Tỉ số = 1,83 , = 1,875 • Tập trung ứng suất lắp căng, với kiểu lắp T3, áp suất bề mặt lấy ≈ 30N/mm 2, tra bảng 7-10 ta có = 2,35 = + 0,6( -1) = + 0,6.(2,35-1) = 1,81 • Thay các số tìm vào công thức (1) (2) ta : = = = 6,08 23 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 23 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM = = 6,22 n = = = 4,34 > [n] => Thỏa mãn TRỤC II  Tại tiết diện m-m : • Ở tiết diện nguy hiểm lắp bánh nón: d = 30 mm W = 2684 mm3, W0= 5899 mm3, Mu = Nmm, Mx= 35238 Nmm = = = 7,96 N/mm2 = = = = 1,81N/mm2 Chọn hệ số theo vật liệu, thép các bon trung bình ≈0,1 ≈ 0,05 Hệ số tăng bền β = Chọn các hệ số ,, : • Theo bảng 7-4 lấy = 0,86 = 0,75 • Theo bảng 7-8 tập trung ứng suất rãnh then = 1,75 , = 1,6 • Tỉ số = 2, = 2,13 • Tập trung ứng suất lắp căng, với kiểu lắp T3, áp suất bề mặt lấy ≈ 30N/mm 2, tra bảng 7-10 ta có = 2,8 = + 0,6( -1) = + 0,6.(2,35-1) = 2,08 • Thay các số tìm vào cơng thức (1) (2) ta : = = = 2,1 = = =5,3 n = = = 1,95 > [n] => Thỏa mãn  Tiết diện n- n : • Ở tiết diện nguy hiểm lắp bánh trụ : d = 35 mm W = 3609 mm3, W0= 7816 mm3, Mu = Nmm, Mx= 35238 Nmm = = =11 N/mm2 = = = = 2,54 N/mm2 • Chọn hệ số theo vật liệu, thép các bon trung bình ≈0,1 ` ≈ 0,05 Hệ số tăng bền β = Chọn các hệ số ,, : • Theo bảng 7-4 lấy = 0,85 = 0,73 • Theo bảng 7-8 tập trung ứng suất rãnh then = 1,84 , = 1,7 • Tỉ số = 2,16 , = 2,32 • Tập trung ứng suất lắp căng, với kiểu lắp T3, áp suất bề mặt lấy ≈ 30N/mm 2, tra bảng 7-10 ta có = 3,5 = + 0,6( -1) = + 0,6.(2,35-1) = 2,5 • Thay các số tìm vào cơng thức (1) (2) ta : = = = 6,08 = = 6,22 n = = = 4,34 > [n] => Thỏa mãn 24 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 24 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM TRỤC III  Tại tiết diện m-m : • • • • • • • Ở tiết diện nguy hiểm lắp bánh trụ : d=40 mm W = 6366 mm3, W0= 13636 mm3, Mu = Nmm, Mx= 91963 Nmm = = = 6,15 N/mm2 = = = = 3,37 N/mm2 Chọn hệ số theo vật liệu, thép các bon trung bình ≈0,1 ≈ 0,05 Hệ số tăng bền β = Chọn các hệ số ,, : Theo bảng 7-4 lấy = 0,83 = 0,71 Theo bảng 7-8 tập trung ứng suất rãnh then = 1,84 , = 1,7 Tỉ số = 2,23 , = 2,39 Tập trung ứng suất lắp căng, với kiểu lắp T3, áp suất bề mặt lấy ≈ 30N/mm 2, tra bảng 7-10 ta có = 4,2 = + 0,6( -1) = + 0,6.(2,35-1) = 2,92 Thay các số tìm vào công thức (1) (2) ta : = = = 2,1 = = =5,3 n = = = 3,27 > [n] => Thỏa mãn 3.2 Tính then : TRỤC I • Tại tiết diện lắp bánh nón : o Đường kính trục d = 18 mm o Mômen xoắn :T1 = 10328 Nmm Tra bảng 7-23 ta được: • Chọn then : o Bề rộng then b = mm o Chiều cao then h = mm o Chiều sâu rãnh then trục t= mm o Chiều sâu rãnh then lỗ t1 = 2,1 mm, k = 2,3 mm o Chiều dài then l1 =56 mm • Kiểm tra then : Độ bền dập: = = = 4,54 N/mm2 < [�]d = 150 N/mm2 *Độ bền cắt: 25 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 25 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM = = = N/mm < [�]d = 120 N/mm Vậy then đủ bền TRỤC II • Tại tiết diện lắp bánh nón : o Đường kính trục d = 30 mm o Mômen xoắn :T1 = 35238 Nmm Tra bảng 7-23 ta được: • Chọn then : o Bề rộng then b = mm o Chiều cao then h = mm o Chiều sâu rãnh then trục t= mm o Chiều sâu rãnh then lỗ t1 = 3,1 mm, k = 3,5 mm o Chiều dài then l1 =56 mm • Kiểm tra then : Độ bền dập: = = = 11,9 N/mm2 < [�]d = 150 N/mm2 *Độ bền cắt: = = = 2,54 N/mm2 < [�]d = 120 N/mm2 Vậy then đủ bền • Tại tiết diện lắp bánh trụ : o Đường kính trục d = 35 mm o Mơmen xoắn :T2 = 35238 Nmm Tra bảng 7-23 ta được: • Chọn then : o Bề rộng then b = 10 mm o Chiều cao then h = mm o Chiều sâu rãnh then trục t= 4,5 mm o Chiều sâu rãnh then lỗ t1 = 3,6 mm, k = 4,2 mm o Chiều dài then l1 =56 mm • Kiểm tra then : Độ bền dập: = = = 8.6 N/mm2 < [�]d = 150 N/mm2 *Độ bền cắt: = = = 3,59 N/mm2 < [�]d = 120 N/mm2 Vậy then đủ bền TRỤC III • Tại tiết diện lắp bánh trụ : o Đường kính trục d = 40 mm 26 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 26 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM o Mơmen xoắn :T1 = 91963 Nmm Tra bảng 7-23 ta được: • Chọn then : o Bề rộng then b = 12 mm o Chiều cao then h = mm o Chiều sâu rãnh then trục t= 4,5 mm o Chiều sâu rãnh then lỗ t1 = 3,6 mm, k = 4,4 mm o Chiều dài then l1 =56 mm • Kiểm tra then : Độ bền dập: = = = 18,25 N/mm2 < [�]d = 150 N/mm2 *Độ bền cắt: = = = 6,84 N/mm2 < [�]d = 120 N/mm2 Vậy then đủ bền PHẦN IV THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 4.1 Tính chọn ổ lăn Vì trục trục có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ chặn Trục khơng có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ kkk TRỤC I *Sơ đờ tính toán : 27 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 27 Đờ án thiết kế máy • GVHD: LÊ HOÀI NAM Chọn ổ lăn cho trục I hộp giảm tốc bánh nón- bánh trụ Các số liệu cho trước (lấy từ ví dụ tính trục) : số vòng quay trục n I = 675 vòng/phút, đường kính ngõng trục d = 20 mm d = 25 mm thời gian phục vụ h = 30690 Phản lực các gối đỡ Rby = 860,85 N Rcy = 383,85 N Lực dọc trục : Fa1 = 27 N Lực vòng : Ft1 = 77 N Lực hướng tâm : Fr1 = 27 N Tải trọng tĩnh, nhiệt độ làm việc 1000C Dự kiến chọn loại ổ bi đũa nón đỡ chặn, ký hiệu 7100 có góc β = 200 • C = Q.(n.h)0,3 ≤ Cbảng 8-1_trang 158_[1] Trong : n = 675 v/p Tốc độ trục h = 18 310 5.5 = 30690, thời gian phục vụ hộp giảm tốc Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt, tải trọng tương đương ổ, theo công thức 8-6_trang 159_[1] Hệ số m = 1,5 theo bảng 8-2 Kv = vòng ổ quay (bảng 8-5) Kt = tải trọng tĩnh ( bảng 8-3) Kn = nhiệt độ làm việc 1000c (bảng 8-4) • Lực hướng tâm B : = = = 872,56N Lực dọc trục sinh B : = 1,3RB.tgα = 1,3.872,56.tg200 = 412, 86N Lực hướng tâm C: = = = 442 N Lực dọc trục B: = 1,3Rc.tgα = 1,3.442.tg200 = 210 N Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ A: S1 = + Fa1 = 210 + 27 = 237 N Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ B: S2 = - Fa1 = 412,86 – 27 = 385,86 N • • • • • Ta thấy : S1 < S2 nên ta chọn S2= ∑ a *Tải trọng tương đương : Q = (1.4151+1,5.3848).1.1= 9923 N *Khả tải động : C = Q.(n.h)0,3 = 992.(675 30690 )0,3 = 105638N Đường kính trục d = 20 mm.Tra bảng phụ lục ta chọn ổ cỡ trung có kí hiệu 7304 với bề rộng ổ T = 16,5 mm Đường kính ngồi D = 52 mm, Cbảng = 38000 F TRỤC II *Sơ đồ tính toán : 28 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 28 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM Fa2 ò ò S1 S2 Chn ln cho trục I hộp giảm tốc bánh nón- bánh trụ Các số liệu cho trước (lấy từ ví dụ tính trục) : số vòng quay trục nII = 187 vòng/phút, đường kính ngõng trục d = 22 mm thời gian phục vụ h = 30690 Phản lực các gối đỡ RAy = 860,85 N RDy = 383,85 N Lực dọc trục : Fa1 = 27 N Tải trọng tĩnh, nhiệt độ làm việc 1000C Dự kiến chọn loại ổ bi đũa nón đỡ chặn, ký hiệu 7100 có góc β = 200 • C = Q.(n.h)0,3 ≤ Cbảng 8-1_trang 158_[1] Trong : n = 187 v/p Tốc độ trục h = 18 310 5.5 = 30690, thời gian phục vụ hộp giảm tốc Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt, tải trọng tương đương ổ, theo công thức 8-6_trang 159_[1] Hệ số m = 1,5 theo bảng 8-2 Kv = vòng ổ quay (bảng 8-5) Kt = tải trọng tĩnh ( bảng 8-3) Kn = nhiệt độ làm việc 1000c (bảng 8-4) • • • • • • Lực hướng tâm A : = = = 428 N Lực dọc trục sinh A : = 1,3 RA.tgα = 1,3.428 tg200 = 203 Lực hướng tâm D: = = = 792 N Lực dọc trục B: = 1,3RD.tgα = 1,3.792 tg200 = 375 N Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ A: S1 = + Fa2 = 375 + 27 = 402 N Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ B: S2 = - Fa1 = 203 – 27 = 176 N 29 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 29 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM Ta thấy : S1 > S2 nên ta chọn S1= ∑ a • Tải trọng tương đương : Q = (1.4151+1,5.3848).1.1= 9923 N • Khả tải động : C = Q.(n.h)0,3 = 992.(675 30690 )0,3 = 105638N F Đường kính trục d = 30 mm.Tra bảng phụ lục ta chọn ổ cỡ trung có kí hiệu 7306 với bề rộng ổ T = 14 mm Đường kính ngồi D = 62 mm, Cbảng = 38000 TRỤC III Sơ đờ tính toán : Rc Ra • Chọn ổ lăn cho trục I hộp giảm tốc bánh nón- bánh trụ Các số liệu cho trước (lấy từ ví dụ tính trục) : số vòng quay trục nIII = 67,5 vòng/phút, đường kính ngõng trục d = 30 mm thời gian phục vụ h = 30690 Tải trọng tĩnh, nhiệt độ làm việc 1000C Dự kiến chọn loại ổ bi đũa nón đỡ chặn, ký hiệu 7100 có góc β = 20 • C = Q.(n.h)0,3 ≤ Cbảng 8-1_trang 158_[1] Trong : n = 67,5 v/p Tốc độ trục h = 18 310 5.5 = 30690, thời gian phục vụ hộp giảm tốc Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt, tải trọng tương đương ổ, theo công thức 8-6_trang 159_[1] Hệ số m = 1,5 theo bảng 8-2 Kv = vòng ổ quay (bảng 8-5) Kt = tải trọng tĩnh ( bảng 8-3) Kn = nhiệt độ làm việc 1000c (bảng 8-4) • Lực hướng tâm A : 30 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 30 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM = = = 391 N • Lực hướng tâm C: = = = 442 N *Tải trọng tương đương : Q = (1.4151+1,5.3848).1.1= 9923 N *Khả tải động : C = Q.(n.h)0,3 = 992.(675 30690 )0,3 = 105638N Đường kính trục d = 40 mm.Tra bảng phụ lục ta chọn ổ cỡ trung có kí hiệu 7304 với bề rộng ổ T = 17 mm Đường kính ngồi D = 72 mm, Cbảng = 38000 4.2 Chọn kiểu lắp ổ lăn : • Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ vào vỏ hộp the hệ trục • Sai lệch cho phép vòng ổ âm sai lệch cho phép lỗ theo hệ lỗ • • • • • dương Điều đảm bảo mối ghép theo kiểu lắp trung gian Vì trục quay đặc tính tải trọng tải cục nên ta chọn kiểu lắp ổ bi vào trục vào vỏ hộp T2ô Điều chỉnh khe hở các đệm kim loại mỏng để đề phòng nở dài trục nhiệt nên làm khe hở nắp ổ Nắp ổ lắp với vỏ hộp giảm tốc vít Sai lệch cho phép hình dạng hình học bề mặt lắp ổ lăn Bán kính cung lượng vòng trục vỏ hộp, tùy theo kích thước đoạn vát ổ (mm) o Đối với vỏ: r = (mm), h = (mm) o Đối với trục: r = 0.5 (mm), h = 0.5 (mm) Kích thước giới hạn trục vỏ, dùng lắp ổ bi ổ đũa đỡ chặn Kích thước quy định trục vỏ dùng lắp ổ đũa nón chặn 4.3 Cố định trục theo phương dọc trục: Để cố định trục theo phương dọc trục dùng nắp ổ gờ vỏ hộp điều chỉnh khe hở ổ các đệm kim loại nắp ổ thân hộp giảm tốc Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc vít, loại nắp dễ chế tạo lắp ghép 4.4 Bôi trơn ổ lăn: Bộ phận ổ bơi trơn mỡ, vận tốc truyền bánh thấp khơng thể dùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu hộp vào bôi trơn phận ổ Có thể dùng mỡ loại T tương ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 ÷ 100 0C vận tốc 1460 v/p Lượng mỡ chứa 2/3 khoảng trống phận ổ Để mỡ khơng chảy ngồi ngăn không cho dầu rơi vào phận ổ nên làm vòng chắn dầu 4.5 Che kín ổ lăn: Để che kín các đầu trục ra, ránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ, ngăn mỡ chảy ngồi, dùng loại vòng phớt đơn giản Kích thước các vòng phớt; • d1 = 35: a=9, b=6,5, D = 48 , S0 = 12 • d2 = 45: a=9, b=6,5, D = 64 , S0 = 12 31 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 31 Đồ án thiết kế máy • GVHD: LÊ HOÀI NAM d3 = 60: a=9, b=6,5, D = 79 , S0 = 12 PHẦN V TÍNH CHỌN NỐI TRỤC Tính nối trục vòng đàn hời để nối trục hộp giảm tốc với trục tời kéo theo các số liệu sau : công suất cần truyền N = 0,65 , vòng quay phút nối trục n = 67,5, đường kính trục hộp giảm tốc trục tang d = 30 mm Momen xoắn truyền qua nối trục : Mx = 9,55 106 N/n = 9,55 106 0,65/67,5 = 91963 Nmm Momen tính : Mt = K Mx = 1,5 91963 =137944,5 Nmm Trong K = 1,5 - hệ số tải trọng động, tra bảng 9-1_235_[1] Theo trị số mômen tính đường kính trục chọn kích thước nối trục (bảng 9-11), kí hiệu xem hình 9-13 : d = 45 mm ; D = 170 mm ; d0 = 36 mm ; l = 112 mm ; c = mm ; D0 = D – d0 – 14 = 120 mm Kích thước chốt : dc = 18 mm ; lc = 42 mm, ren M12 Số chốt Z=6 Kích thước vòng đàn hời : đường kính ngồi 35 mm , chiều dài tồn các vòng lv = mm Chọn vật liệu : Nối trục làm gang C21-40 ; chốt thép 45 thường hóa, vòng đàn hời cao su Ứng suất dập cho phép vòng cao su [σ]d = N/mm2 Ứng suất uốn cho phép chốt [σ]u = 60 N/mm2 Kiểm nghiệm sức bền dập vòng cao su σd = N/mm2 = [σ]d (9-22)_trang 245_[1] Kiểm nghiệm sức bền uốn chốt σu = N/mm2 < [σ]u (9-23)_trang 245_[1] PHẦN VI CẤU TẠO VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC Chọn vỏ hộp đúc gang, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường tâm các trục cho việc lắp ghép dễ dàng Cấu trúc vỏ hộp : 32 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 32 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM • Bất kì loại vỏ máy gồm yếu tố cấu tạo : thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ ổ…, liên hệ với thành khối • Hình dạng nắp thân xác định chủ yếu số lượng kích thước các bánh ,vị trí mặt ghép sư phân bố trục hộp • Trước thiết kế vỏ hộp biết kích thước các bánh trục.Sau định vị trí tương đối các trục khơng gian ,trên hình vẽ biểu diễn các cặp bánh ăn khớp với • Dựa vào bảng 10-9 cho phép ta tính kích thước các phân tử cấu tạo vỏ hộp sau : o Chiều dày thành thân hộp : δ = 0,025A + mm Với A = 266 mm khoảng cách trục o δ = 0,025.266 + = 9,65mm ta chọn δ = 10mm o Chiều dày thành nắp hộp : δ1 = 0,02A + = 0,02.266 + = 8,32mm ta chọn δ1 = 9mm o Chiều dày mặt bích thân hộp : b = 1,5 δ = 1,5.10 = 15 mm o Chiều dày mặt bích nắp hộp : b1 = 1,5 δ1 = 1,5.9 = 13,5 mm o Chiều dày mặt đế hộp khơng có phần lời : p= 2,35 δ = 2,35.10 = 23,5 mm o Chiều dày gân thân hộp :m = (0,85 ÷ 1) δ = 0,9.10 = mm o Chiều dày gân nắp hộp : m1 = (0,85 ÷ 1) δ1 = 0,9.9 = mm o Đường kính bulơng : dn = 0,036A + 12 = 0,036.266 + 12 ≈ 22 mm • Đường kính các bulơng : o Bulơng cạnh ổ d1 = 0,7 dn=0,7.22 = 15,4mm o Ta chọn d1 = 16 mm o Ghép nắp thân : d2 =(0,5 ÷ 0,6)dn = 0,5.20 = 10 mm o Vít ghép nắp ổ: d3 = (0,4 ÷ 0,5)dn = 0,4.20 =8 mm o Ghép nắp cửa thăm: d4 =(0,3 ữ 0,4)dn = 0,3.20 = 6mm ng kính bulơng vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, với chiều dài nón L = 183 mm khoảng cách trục A = 266mm trọng lượng hộp giảm tốc mức từ 500 ÷ 550 kg Tra bảng ta chọn bulông M16 o Số lượng bu lơng : n = Trong đó: L – chiều dài hộp, sơ ta tính 900mm B – chiều rộng hộp, sơ ta tính 350mm  n = = , ta lấy n = PHẦN VII BƠI TRƠN, CHE KÍN HỘP GIẢM TỐC • Lắp ghép nắp thân hộp: Nắp thân hộp lắp bulơng Trên mặt bích nắp hộp thân hộp ta dùng hai chốt định vị • Cửa thăm: để quan sát chi tiết máy vỏ hộp rót dầu vào vỏ hộp đỉnh nắp hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy lại nắp, nắp có gắn lưới lọc dầu Kích thước nắp cửa thăm tra theo bảng 10-12 sách Thiết kế chi tiết máy: ;; 33 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 33 Đồ án thiết kế máy • • GVHD: LÊ HỒI NAM Kích thước vít: M8×22, số lượng vít Nút tháo dầu: sau thời gian làm việc dầu bị bẩn bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ ta lắp nút tháo dầu Ngay vị trí lắp nút tháo dầu đáy hộp làm lõm xuống Kích thước nút tháo dầu tra bảng 10-14 sách Thiết kế chi tiết máy ta có: d: M30×2; b 7.1 Bơi trơn hộp giảm tốc : • Để giảm mát cơng suất ma sát,giảm mài mòn ,đảm bảo thoát nhiệt tốt đề phòng các chi tiết bị han gỉ ta cần phải bôi trơn liên tục các truyền hộp giảm tốc • Do vận tốc nhỏ) nên chọn phương án ngâm các bánh dầu Sự chênh lệch bán kính bánh bị dẫn thứ hai thứ tư 35(mm) Vì mức dầu thấp phải ngập chiều cao bánh thứ hai, đối vơi bánh thứ tư chiều sâu ngâm dầu khá lớn (ít , song vận tốc thấp ) nên công suất tổn hao để khuấy dầu không đáng kể Theo bảng 10-17, chọn độ nhớt dầu bôi trơn bánh 50 116 centistốc 16 độ Engle theo bảng 10-20 chọn loại dầu AK20 7.2 Che kín hộp giảm tốc: • Che kín hộp giảm tốc nhằm mục đích ngăn ngừa bụi bám vào bên hộp giảm tốc gây giảm cơng suất ngăn ngừa dầu bắn ngồi • Để che kín hộp giảm tốc cần sử dụng các loại nắp phù hợp kết hợp các vòng đệm để hiệu tối ưu PHẦN VIII LỰA CHỌN KIỂU LẮP CHO CÁC MỐI GHÉP • Do khơng u cầu dung sai kích thước dọc trục, ta quan tâm đến dung sai kích thước ngang trục: • Kiểu lắp ghép: Ta chọn kiểu lắp ghép chung H7/k6 (dùng cho mối ghép không yêu cầu tháo lắp thường xun, tháo khơng thuận tiện gây hư hại các 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; các chi tiết cần đề phòng quay di trượt), số kiểu lắp khác phải dùng kiểu lắp lỏng D8/k6 (ví dụ bạc lót với trục) *Bảng kê các kiểu lắp ghép : Trục Kiểu lắp Trục Dung sai Kiểu lắp Dung sai Trục Kiểu lắp Dung sai 34 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 34 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM Kiểu lắp Nối trục đàn hồi – trục Φ30 Ổ lăn – trục Φ20k6 Vỏ hộp – ổ lăn Φ52H7 Bánh – trục Φ35 Vòng chắn mỡ – trục Φ30 Nắp ổ – vỏ hộp Φ72 Cốc lót – Vỏ hộp Φ92 (µm) +30 +21 +2 +18 +2 +30 +21 +15 +2 +98 +65 +15 +2 +30 -100 -290 +35 +25 +3 (µm) Φ30k6 Φ62H7 Φ52 Φ45 Φ85 +18 +2 +35 +30 +21 +2 +119 +80 +18 +2 +35 -120 -340 (µm) Φ40k6 Φ80H7 Φ66 Φ60 Φ110 Φ65 Bạc lót – Trục Tài Liệu Tham Khảo : [1] Thiết kế CHI TIẾT MÁY – Nguyễn Trọng Hiệp + Nguyễn Văn Lâm 35 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 35 +21 +2 +35 +30 +21 +2 +146 +100 +21 +2 +35 -120 -340 +146 +100 +21 +2 ... Vậy then đủ bền PHẦN IV THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 4.1 Tính chọn ổ lăn Vì trục trục có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ chặn Trục khơng có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ kkk TRỤC I *Sơ đờ tính toán... trơn PHẦN III THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN 3.1 Tính trục: Chọn vật liệu: 3.1.1 Vì trục hộp giảm tốc nên ta chọn vật liệu làm trục thép C45,chế độ nhiệt luyện cải thiện Chọn sơ đường kính trục: 3.1.2... Trang | 27 Đờ án thiết kế máy • GVHD: LÊ HOÀI NAM Chọn ổ lăn cho trục I hộp giảm tốc bánh nón- bánh trụ Các số liệu cho trước (lấy từ ví dụ tính trục) : số vòng quay trục n I = 675 vòng/phút,