Đồ án thiết kế Hôp giảm tốc 2 cấp nón trụ dẫn động cơ cấu nâng

Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng.Người hướng dẫn Nguyễn Hoài Nam. Đặng Phước Vinh.LỜI NÓI ĐẦUTrong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp những hệ thống truyền động ở khắp nơi và có thể nói nó đóng vai trò nhất định trong cuộc sống cũng như trong sản xuất. Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì có thể nói hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Công việc thiết kế hộp giảm tốc giúp chúng ta hiểu kỹ hơn và có cái nhìn cụ thể hơn về cấu tạo cũng như chức năng của các chi tiết cơ bản như bánh răng ,ổ lăn,… Thêm vào đó trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ hình chiếu với công cụ AutoCad, điều rất cần thiết với một kỹ sư cơ khí.Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoài Nam và các bạn trong khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.Với kiến thức còn hạn hẹp, do đó thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em mong nhận được ý kiến từ thầy cô và bạn bè để đồ án này được hoàn thiện hơn.Sinh viên thực hiện. Hồ Văn PhướcMỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU1PHẦN 1. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN41.1.Chọn động cơ:41.2.Phân phối tỉ số truyền:51.3.Công suất và số vòng quay trên các trục.6PHẦN 2.THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN62.1.Bộ truyền đai dẹt.72.2.Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng92.3.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng:12PHẦN 3. THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN153.1. Tính trục:153.1.1.Chọn vật liệu:153.1.2.Chọn sơ bộ đường kính trục:163.1.3.Tính gần đúng trục :16TRỤC 117TRỤC 220TRỤC 3243.1.4.Kiểm tra hệ số an toàn :25TRỤC 126TRỤC 227TRỤC 3283.2. Tính then :29TRỤC 129TRỤC 230TRỤC 330PHẦN 4. THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC314.1.Tính chọn ổ lăn31TRỤC 131TRỤC 233TRỤC 3344.2.Chọn kiểu lắp ổ lăn :354.3.Cố định trục theo phương dọc trục:354.4.Bôi trơn ổ lăn:354.5.Che kín ổ lăn:36PHẦN 5. TÍNH CHỌN NỐI TRỤC36PHẦN 6. CẤU TẠO VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC37PHẦN 7. BÔI TRƠN, CHE KÍN HỘP GIẢM TỐC387.1.Bôi trơn hộp giảm tốc :387.2. Che kín hộp giảm tốc:38PHẦN 8. LỰA CHỌN KIỂU LẮP CHO CÁC MỐI GHÉP39Tài Liệu Tham Khảo :40THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ CẤU NÂNGThiêt kế hộp giảm tốc 2 cấp nón trụ dẫn động cơ cấu nâng với sơ đồ động như hình 1 Số liệu thiết kế:Lực kéo cáp: P = 4000 NVận tốc kéo cáp : V = 1,2 msĐường kính tang : D = 340 mmĐặc tính tải trọng: Tải trọng thay đổi, rung động nhẹ.Thời gian phục vụ, T= 5,5 năm Một năm làm việc 310 ngày, 1 ngày làm việc 18 giờ.Làm việc hai chiều.PHẦN 1. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀNChọn động cơ:Ta có số liệu ban đầu :P = 4000 NV = 1,2 msD = 340 mm Công suất trên trục công tác: Do động cơ làm việc ở chế độ dài hạn với phụ tải thay đổi nên công suất trên tải ta cần xác định công suất đẳng trị:Ntang=Nđt = (M_đt.n_tang)9550 (kW)Với Mđt : là momen đẳng trị (N.m)ntang: số vòng quay của trục tang trên trục công tác.Tính Mđt :Mdt = √(∑_(k=1 )n▒〖M_k2 t_k 〗)(∑_(k=1)n▒t_k ) = √((1,3M)2.130+M2.15+〖(0,3M)〗2.10)30 M là momen trên tang: M= P.R= 4000.170 .103= 680 N.m => Mđt ≈ 90,54 N.mTốc độ quay trên trục công tác:ntang = (60.1000.V)(π.D) = (60.1000.1,2)(3,14.340) = 67,44 vòng phút=> Ndt = 1,47 kWHiệu suất chung :η = η1.η2.η3.η4.η5Với :η1 = 0,95 Hiệu suất bộ truyền đai dẹt để hở =0,95 Hiệu suất bộ truyền bánh răng nón =0,95 Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng che kín =0,99 Hiệu suất của một cặp ổ lăn η5 = 1 Hiệu suất khớp nối. η = η1.η2.η3.η44.η5 = 0,95.0,95.0,95.0,994.1 ≈ 0,824Công suất cần thiết trên trục động cơ :Nct = Ntangη = 1,47 0,824 ≈ 1,78 (kW). Chọn tỉ số truyền sơ bộ : usb = ungoai. uhop = udai .ubr = 2.10= 20 Số vòng quay đồng bộ của động cơ: nsb = n.usb= 67,44.20= 1348,8 vgph Động cơ được chọn phải thõa mãn:{█(P_đc≥P_ctn_đc≈n_sb )┤Tra phụ lục trong sách:”Thiết kế chi tiết máy” ta chọn được động cơ điện che kín có quạt gió loại AO2(ẠOJI2)124 có : {█(Pđc = 0,8 kWn = 1350 vgphT_mmT_dm =1,8)┤ Phân phối tỉ số truyền:Ta phân phối tỉ số truyền theo điều kiện bôi trơn ngâm dầu:Tỉ số truyền chung: u= n_dcn_tang = 1350(67,44)= 20Tỉ số truyền uh: uh= un.uc= 1,3.uc2 = uu_d = 202=10Tỉ số truyền uc¬= 2,77 => un= 3,61Kiểm tra sai số cho phép về tỉ số truyền: ut= ud.un.uc = 2.2,77. 3,61= 19,9994∆u =(uu_t)u. 100%= (20 19,9994)20 100%=0,003 V1= (3,14.100.1350)(60.1000)= 7,065msTa thấy v1 thỏa mãn Tính chiều dài đai L: L = 2A + π2.(D_2+D_1 )+(D_2D_1 )24A= 3,142( 2.818+ 200+100)+ (200100)24.818=2110 mm Góc ôm trên bánh đai: α1= 180º (D_2D_1)A. 57º= 180º (200100)818. 57º = 173ºKiểm tra điều kiện: α1 = 173º ≥150º Xác định tiết diện đai: Đề hạn chế ứng suất uốn và tăng ứng suất có ích cho phép của đai, chiều dày đai δ được chọn theo tỷ số δD_1 (=140)=> δ=D_1. 140= 100.140 = 2,5 mmsao cho:δD_1 ≤δD_1 _maxDựa theo bảng 53 ta chọn trị số δ = 3 mm.Xác định chiều rộng của đai để tránh xảy ra trượt trơn giữa đai và bánh đai: b ≥N(v.δ.C_p _0 C_t.C_α.C_v.C_b )=(1000.0,78)(7,065. 3 .2,17 .0,5.1.1,03.1) = 33 mmDựa vào bảng 54 chọn b = 30 mm.Định chiều rộng B của bánh đai:Chiều rộng B của bánh đai được chọn theo chiều rộng b của đai, có thể tra bảng 5 10 hoặc tính theo công thức:B = 1,1b + (10÷15) mmTa chọn B = 40 mm Điều kiện chọn B phải thỏa mãn:B≤ D1 và 6 ≤D_1B=10040≤ 12Tính lực căng và lực tác dụng lên trục: Lực căng S0 tính theo công thức:S0 = σ_0.δ.b = 1,8. 3. 30 = 162 NLực tác dụng lên trục :R = 3 S0 .sinα_12 = 3 . 162. Sin1732= 485 NThiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳngChọn vật liệu và chế độ nhiệt luyệnBánh răng nhỏDo không có yêu cầu đặc biệt nên ta chọn thép 50 thường hóa ,tôi cải thiện độ rắn đạt từ 210 HBδ_b= 620 Nmm2; δ_ch=320 Nmm2Bánh răng lớnCơ tính thép 45 thường hóa, độ cứng HB = 200 MPa δ_b= 600 Nmm2; δ_ch=300 Nmm2Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.Ứng suất tiếp xúc cho phépSố chu kỳ làm việc của bánh răng lớn theo công thức (34):N2 = 60.u.∑▒〖((M¬_i)(Mmax ))2.n_2.T_i=60.〗1. (11032811000)2 .187.5,5.310.18= 30,4.〖10〗7 >〖N_0= 10〗7=> chọn kN = 1.Trong đó n2 = n_1i = 675(3,61) = 187 vgphĐương nhiên là số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ N1 = i. N2 = 3.61 . 30,4.〖10〗7 = 110.〖10〗7>〖N_0= 10〗7Do đó đối với cả hai bánh kN = 1Ứng suất tiếp xúc cho phép ( bảng 39) : Bánh nhỏ : σ_tx1= σ_Notx.k_N= 2,6 . 210 = 546 Nmm2Bánh lớn : σ_tx2= σ_Notx.k_N= 2,6 . 200 = 520 Nmm2Lấy trị số nhỏ : σ_tx= 520 để tính toán.Ứng suất uốn cho phép: Vì bộ truyền làm việc 2 chiều nên : σ_u= σ_(1)(n.K_σ ) k_N Lấy hệ số an toàn của bánh răng nhỏ và của bánh lớn ( thép rèn) n = 1,5 ; hệ số tập trung ứng suất Kσ = 1,8 Giới hạn mỏi của thép 50 : σ_(1)= 0,43. 620 =266,6 Nmm2Giới hạn mỏi của thép 45 : σ_(1)= 0,43. 600 =258 Nmm2Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ : σ_u1 =(266,6)(1,5.1,8)=98,74 Nmm2Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn : σ_u2 =258(1,5.1,8)=96 Nmm2Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K = 1,4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng : Ψ_L=bL=0,3Chiều dài nón : L≥√(〖3,61〗2+1) .√(3〖1,05.10〗6((10,5.0,3).3,61.520)2.(1,4.1,73)(0,85.0,3.187) ) ≈78,7mmTính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.Vận tốc vòng công thức (318)v = (2.3,14.78,7 .(10,5.0,3)675)(60.1000.√(〖3,61〗2+1)) ≈1,3 msVận tốc này có thể chọn cấp chính xác 9Định chính xác hệ số tải trọng K và chiều dài nón LVì các bánh răng có độ rắn HB chọn Z_1=23 Bánh lớn : Z2 = 3,61 . 27 = 83,03 => chọn Z2 = 83Tính chính xác chiều dài nón ( công thức tỏng bảng 35) : L = 0,5 . 2√(〖23〗2+〖83〗2 )=86,13 mm chọn L = 87 mm Chiều rộng bánh răng : b = 0,3 . 86 = 25,8 mm. Chọn b = 26 mmMôđun trung bình bánh 1 : mtb1 = √(3(19,1 . 〖10〗6 .1,711 .0,78)(0,85 .0,451 . 23. 1,5. 10. 98,74)) = 12,5 mmMôđun trung bình bánh 2 : mtb2 = √(3(19,1 . 〖10〗6 .1,711 .0,78)(0,85 .0,517 . 83 . 1,5. 10. 96)) = 7,86 mm Kiểm nghiệm sức bền uốn của răngGóc mặt non lăn bánh nhỏ tính theo ông thức trong bảng 35:tgϕ_i=1(3,61) = 0,277 => ϕ_1=15º29 Số răng tương đương của bánh nhỏ : Ztd1 = 28(cos⁡(15º〖29〗)) = 29Góc mặt nón lăn bánh lớn : tagϕ_2=i=3,61 => ϕ_2=74º31Số răng tương đương của bánh lớn : Ztd1 = 98(cos⁡(74º31))= 367 Theo bảng 318 và số răng tương đương tìm được hệ số dạng răng:Bánh nhỏ : y1 = 0,451Bánh lớn : y2 = 0,517Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ :σ_u1 =(〖19,1.10〗6 . 1,711 .0,78)(0,85 .0,451 〖.11,7〗2 .23 .675 . 26) = 1,2 Nmm2 ≤ σ_u1 = 98,74 Nmm2Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn :σ_u2= σ_u1.y_1y_2 =1.(0,451)(0,517)= 1 Nmm2 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắnỨng suất tiếp xúc cho phép Bánh nhỏ : 〖σ〗_txqt1= 2,5 . 546 = 1365 Nmm2Bánh lớn : 〖σ〗_txqt2= 2,5 . 520 = 1300 Nmm2Ứng suất uốn cho phép:Bánh nhỏ : 〖σ〗_uqt1= 0,8 . 320 = 256 Nmm2Bánh lớn : 〖σ〗_uqt2= 0,8 . 300 = 240 Nmm2Cần kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn, có 〖σ〗_txqt nhỏ hơn: σ_txqt = (1,05 . 〖10〗6)((86 0,5 .26).3,61 ).√(((3,61+1 )(32). 1,711. 1,73. 2.2)(0,85 .26 . 187))=323 N(mm2 )〖N_0= 10〗7=> chọn kN = 1. Trong đó n2 = n_1i = 187(2,77) = 67,5 vgphĐương nhiên là số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ N1 = i. N2 = 2,77 . 11.〖10〗7 = 30,47 .〖10〗7>〖N_0= 10〗7Do đó đối với cả hai bánh kN = 1Ứng suất tiếp xúc cho phép ( bảng 39) : Bánh nhỏ : σ_tx1= σ_Notx.k_N= 2,6 . 210 = 546 Nmm2Bánh lớn : σ_tx2= σ_Notx.k_N= 2,6 . 200 = 520 Nmm2Lấy trị số nhỏ : σ_tx= 520 để tính toán.Ứng suất uốn cho phép: Vì bộ truyền làm việc 2 chiều nên : σ_u= σ_(1)(n.K_σ ) k_NLấy hệ số an toàn của bánh răng nhỏ và của bánh lớn ( thép rèn) n = 1,5 ; hệ số tập trung ứng suất Kσ = 1,8 Giới hạn mỏi của thép 50 : σ_(1)= 0,43. 620 = 266,6 Nmm2Giới hạn mỏi của thép 45 : σ_(1)= 0,43. 600 = 258 Nmm2Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ : σ_u1 = (266,6)(1,5.1,8)= 98,74 Nmm2Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn : σ_u2 = 258( 1,5.1,8) = 96 Nmm2Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K = 1,4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng : Ψ_A=bA=0,3Khoảng cách trục : A ≥(2,77+1) .√(3〖1,05.10〗6(520 .2,77)2.(1,4.1,69)(0,3. 67,5) )≈110,75 mm Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.Vận tốc vòng công thức (317)v = (2 . 3,14 .120 .187 )(60.100.( 2,77+1)) ≈6,23 msVận tốc này có thể chọn cấp chính xác 8Định chính xác hệ số tải trọng KVì các bánh răng có độ rắn HB chọn A = 200 mmXác định môđun và số răng.Môđun mn = 0,02. 130 = 2,6 mm theo tiêu chuẩn chọn môđun pháp mn = 2,5 mm Số răng : Bánh nhỏ: Z1 = (2 . 120)(2,5 (2,77+1))=25,5=>chọn Z_1=26 Bánh lớn : Z2 = 2,77 . 26 = 72,02 => chọn Z2 = 72Chiều rông bánh răng : b = 0,3 . 130 = 39 mm. Chọn b = 40 mmMôđun trung bình bánh 1 : mtb1 = √(3(19,1 . 〖10〗6 .1,711 .1,69)(0,85 .0,451 . 28. 1,5. 10. 98,74)) = 11,2 mm Môđun trung bình bánh 2 : mtb2 = √(3(19,1 . 〖10〗6 .1,711 .0,69)(0,85 .0,517 . 98. 1,5. 10. 96)) = 7,14 mmKiểm nghiệm sức bền uốn của răngSố răng tương đương của bánh nhỏ : Ztd1 = Z = 26Số răng tương đương của bánh lớn : Ztd2 = Z = 72Theo bảng 318 và số răng tương đương tìm được hệ số dạng răng:Bánh nhỏ : y1 = 0,429Bánh lớn: y2 = 0,511Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ :σ_u1=(〖19,1.10〗6 . 1,829 .0,69)(0,429 .2,52 .26 .187 .40 ) = 46 Nmm2 ≤ σ_u1 =98,74 Nmm2Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn :σ_u2= σ_u1.y_1y_2 =46 .(0,429)(0,511) =38,6 Nmm2Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắnỨng suất tiếp xúc cho phép Bánh nhỏ : 〖σ〗_txqt1= 2,5 . 546 = 1365 Nmm2Bánh lớn : 〖σ〗_txqt2= 2,5 . 520 = 1300 Nmm2Ứng suất uốn cho phép:Bánh nhỏ : 〖σ〗_uqt1= 0,8 . 320 = 256 Nmm2Bánh lớn : 〖σ〗_uqt2= 0,8 . 300 = 240 Nmm2Cần kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn, có 〖σ〗_txqt nhỏ hơn: σ_txqt = (1,05 . 〖10〗6)(130 .2,77 ).√(((2,77+1 )3. 1,829. 1,69 .2,2)(40. 67,5)) =684,5 N(mm2 )d_a43Do bánh răng thứu 2 có h2 = 2,25.m = và mức dầu cao nhất không ngập quá 13 bánh răng h2 để giảm lực cản do dầu bôi trơn gây nên. Nên điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc là:(d_4d_2 )d_4 ≤16Do đó hộp giảm tốc thõa yêu cầu về điều kiện bôi trơn.PHẦN 3. THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN3.1. Tính trục: Chọn vật liệu:Vì đây là trục của hộp giảm tốc nên ta chọn vật liệu làm trục là thép C45,chế độ nhiệt luyện là tôi cải thiện. Chọn sơ bộ đường kính trục:d_k= √(3(M_x )(0,2.τ_x )) ( Trang 114_1) Giá trị của phụ thuộc vào từng vị trí của trục : trục vào ,trục ra hay trục trung gian d_1= √(3(M_x )(0,2.τ_x ))= √(3110328(0,2.20))= 14 mm Ta chọn d1=18 mmd_2= √(3(M_x )(0,2.τ_x ))= √(3135238(0,2.20 )) = 20,65 mm Ta chọn d2 =30 mmd_3= √(3(M_x )(0,2.τ_x ))= √(3391963(0,2.20 ))= 28 mmTa chọn d3 = 35 mm.Tính gần đúng trục :Xác định các kích thước chiều dài của trục :Khe hở giữa các bánh răng c = 10 mm Khe hở giữa các bánh răng và thành trong của hộp ∆ = 10 mm.Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp l2 = 10 mm.Chiều rộng ổ lăn Bổbi = 19 mm.Khoảng các từ mặt bên của bánh răng đến thành trong của hộp a = 10 mm.Chiều rộng bánh đai Bbđ = 30 mm.Chiều rộng bánh răng cấp nhanh bbrn = 26 mm, cấp chậm bbrc = 40 mm.Chiều dày nắp ổ l3 = 15 mm.Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của bánh đai l4 = 10 mm.Mô hình hóa hộp giảm tốc : TRỤC 1Tính chiều dài trục : Khoảng cách từ bánh đai đến ổ lăn : l = B_bđ2+l_4+l_3+B_obi2=302+10+15+192= 50 mmKhoảng cách giữa các gối đỡ trục bánh răng nón nhỏ. l’ = (2,5÷3)d = 45÷54 mm. Chọn l’ = 50 mm.Khoảng cách từ BR1 tới ổ lăn còn lại : a + b = B_br22+c+B_br3+a+l_2+B_obi2=262+10+40+10+10+192 = 92,5 mm.Chiều dài trục I : L (I) = l + l’ + a + b = 50 + 50 + 92,5 = 192,5 mm. Các lực tác dụng lên trục : Lực hướng tâm : Frđ = 450 NLực vòng : Ft1 = 77 NLực dọc trục : Fa1 = 27 NLực hướng tâm : Fr1 = 27 N Phản lực ở gối trục :∑▒〖mB_y= F_rđ.lR_cy.l F_r1 (a +b+l)〗+F_a1.d12 =0. R_Cy=383,85 NR_By=F_rđ+R_cy+F_r1=860,85 N∑▒〖m_Bx=R_cx.lF_t1 (a+b+l )=0 〗RCx = 219,45 NRBx = R_cx+F_t1 = 142,45 NMomen uốn ở những tiết diện nguy hiểm :Tiết diện mm :Mu mm = Frđ . l = 450. 50 = 22500 Nmm.Tiết diện n – n :M_(umm)=√(M_uy2+M_ux2 )=√(〖36046,125〗2+〖20299,125〗2 )=41368 Nmm Trong đó : Mux và Muy là momen uốn theo trục x và trục yMuy = Fa1.d_12 + R_Cy.(a +b) = 27. 402 + 383,85. 92,5 = 36046,125 NmmMux = RCx (a +b) = 219,45 . 92,5 = 20299,125 NmmĐường kính trục tại các tiết diện mm và nn : Tại tiết diện mm :d =√(3Mtđ(0,1.(1 β4)σ)) (Công thức 73_Trang 117_1)Trong đó β = d_0d = 0 vì trục không khoét lỗ.Mtđ =√(M_u2+ 〖0,75T〗_12 ) = √(〖22500〗2+〖0,75.110328〗2 ) = 24213 Nmm.d = ∛(Mtđ(0,1.σ)) = ∛(242130,1.50 )= 17 mm.Ứng suất cho phép

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 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ CẤU NÂNG Thiêt kế hộp giảm tốc cấp nón trụ dẫn động cấu nâng với sơ đờ động hình SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM 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 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM Thời gian phục vụ, T= 5,5 năm Một năm làm việc 310 ngày, ngày làm việc 18 Làm việc hai chiều PHẦN 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 Công suất trục công tác: SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM • 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 cơng tác: ntang = = = 67,44 vòng/ phút=> Ndt = 1,47 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 : Nct = Ntang/η = 1,47 / 0,824 ≈ 1,78 (kW) 1.1.4 Chọn tỉ số truyền sơ : usb = ungoai uhop = udai ubr = 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: SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM 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= 20 1.2.2 Tỉ số truyền uh: uh= un.uc= 1,3.uc2 = 10 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: Tdc = Ti = = 15518 N.mm = 110328 N.mm T2 = =135238 N.mm T1 = T3 = = 391963 N.mm 1.3.3 Bảng phân phối tỉ số truyền: SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM Trục Động Trục1 Trục Trục Thông số u ud = un = 3,61 uc = 2,77 n (v/ph) 1350 675 187 67,5 N(kW) 1,78 1,73 1,69 1,65 T (Nmm) 15518 110328 135238 391963 PHẦN 2.THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Thông số đầu vào: 2.1 Cơng suất Pm = 1,78 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 = (11001300).= 92 108 mm • Theo bảng 5-1 Chọn D1= 100 mm theo tiêu chuẩn Kiểm nghiệm: Vận tốc quay bánh đai dẫn: • V1 = => V1= 7,065m/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: SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đờ án thiết kế máy • GVHD: LÊ HỒI NAM Dựa theo bảng 5-3 ta chọn trị số = mm 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 + (1015) mm 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 yêu 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.> SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM 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 : = • Lấy hệ số an tồn 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 Môđun trung bình bánh : mtb1 = = 12,5 mm • 10 Mơđun trung bình bánh : mtb2 = = 7,86 mm SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 10 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM Biểu đờ mơmen: • 3.1.4 Kiểm tra hệ số an tồn : 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: 25 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 25 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI 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  Tại tiết diện m-m : • Ở tiết diện nguy hiểm : W = 785 mm3, W0= 1570 mm3, Mu = Nmm, Mx= 110328 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 cơng 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= 110328 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 cơng thức (1) (2) ta : 26 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 26 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM = = = 6,08 = = 6,22 n = = = 4,34 > [n] => Thỏa mãn TRỤC  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= 135238 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= 135238 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 = 1,73 • 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 27 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 27 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM n = = = 4,34 > [n] => Thỏa mãn TRỤC  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= 391963 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 cơng thức (1) (2) ta : = = = 2,1 = = =5,3 n = = = 3,27 > [n] => Thỏa mãn 3.2 Tính then : TRỤC • Tại tiết diện lắp bánh nón : o Đường kính trục d = 18 mm o Mơmen xoắn :T1 = 110328 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 =25 mm • Kiểm tra then : Độ bền dập: = = = 4,54 N/mm2 < [�]d = 150 N/mm2 28 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 28 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM *Độ bền cắt: = = = N/mm2 < [�]d = 120 N/mm2 Vậy then đủ bền TRỤC • Tại tiết diện lắp bánh nón : o Đường kính trục d = 30 mm o Mômen xoắn :T1 = 135238 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= mm o Chiều sâu rãnh then lỗ t1 = 3,1 mm, k = 3,5 mm o Chiều dài then l1 =40 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 Mômen xoắn :T2 = 135238 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 =45 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 • Tại tiết diện lắp bánh trụ : 29 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 29 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM o Đường kính trục d = 40 mm o Mơmen xoắn :T1 = 391963 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 =40 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 30 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 30 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM PHẦN 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 *Sơ đờ tính toán : • • 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 31 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 31 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM 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 *Sơ đờ tính toán : Fa2 ß ß S1 S2 32 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 32 Đồ án thiết kế máy • GVHD: LÊ HỒI 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 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 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 33 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 33 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM TRỤC 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 : = = = 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 : 34 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 34 Đồ án thiết kế máy • • • • • • • GVHD: LÊ HOÀI NAM 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 dùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu hộp vào bơi 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 không chảy ngồi ngăn khơng 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 ngoài, 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 • d3 = 60: a=9, b=6,5, D = 79 , S0 = 12 35 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 35 Đờ án thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM PHẦN TÍNH CHỌN NỐI TRỤC Tính nối trục vòng đàn hồi để nối trục hộp giảm tốc với trục tời kéo theo các số liệu sau : cơng 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 = 391963 Nmm Momen tính : Mt = K Mx = 1,5 391963 =137944,5 Nmm Trong K = 1,5 - hệ số tải trọng động, tra bảng 9-1_235_[1] Theo trị số mơmen 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 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 : 36 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 36 Đồ 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 = 200 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 lồi : 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 bulông : o Bulông 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 ÷ 0,4)dn = 0,3.20 = 6mm • Đường kính bulơng vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, với chiều dài nón L = 183 mm khoảng cách trục A = 200mm trọng lượng hộp giảm tốc mức từ 500 ÷ 550 kg Tra bảng ta chọn bulơng M16 o Số lượng bu lông : n = Trong đó: L – chiều dài hộp, sơ ta tính 900mm B – chiều rộng hộp, sơ ta tính 350mm  n = = , ta lấy n = PHẦN BÔI TRƠN, CHE KÍN HỘP GIẢM TỐC • Lắp ghép nắp thân hộp: Nắp thân hộp lắp bulông 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: ;; 37 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 37 Đờ 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 cơng 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 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 xuyên, tháo không 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 Kiểu lắp Trục Dung sai Kiểu lắp Dung sai Trục Kiểu lắp Dung sai 38 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 38 Đồ án thiết kế máy GVHD: LÊ HOÀI NAM 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 Cốc lót – Vỏ hộp Φ72 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 Bạc lót – Trục (µm) Φ40k6 Φ80H7 Φ66 Φ60 Φ110 Φ65 Tài Liệu Tham Khảo : [1] Thiết kế CHI TIẾT MÁY – Nguyễn Trọng Hiệp + Nguyễn Văn Lẫm 39 SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | 39 +21 +2 +35 +30 +21 +2 +146 +100 +21 +2 +35 -120 -340 +146 +100 +21 +2 ... 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. .. thiết kế máy GVHD: LÊ HỒI NAM MỤC LỤC THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ CẤU NÂNG Thiêt kế hộp giảm tốc cấp nón trụ dẫn động cấu nâng với sơ đờ động hình SVTH : HỒ VĂN PHƯỚC Trang | Đờ án thiết kế... 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 = 20 º •