Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Đồ án môn học Thiết kế sản phẩm với cad mà trước đây là đồ án môn học Chi tiết máy giúp cho sinh viên có thể hệ thống hóa lại kiến thức của các môn học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kĩ thuật và đặc biệt là môn học Thiết kế sản phẩm với cad. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về phương pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán các chi tiết máy, làm cơ sở vận dụng vào thiết kế máy, vì vậy thiết kế đồ án môn học Thiết kế sản phẩm với cad là một công việc quan trọng và rất cần thiết.
LỜI NĨI ĐẦU Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí nội dung khơng thể thiếu chương trình đào tạo kỹ sư khí Đồ án mơn học Thiết kế sản phẩm với cad mà trước đồ án môn học Chi tiết máy giúp cho sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức môn học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kĩ thuật đặc biệt môn học Thiết kế sản phẩm với cad Môn học Chi tiết máy môn khoa học sở nghiên cứu phương pháp tính tốn thiết kế chi tiết máy có cơng dụng chung từ giúp sinh viên có kiến thức cấu tạo, nguyên lý hoạt động phương pháp tính tốn chi tiết máy, làm sở vận dụng vào thiết kế máy, thiết kế đồ án môn học Thiết kế sản phẩm với cad công việc quan trọng cần thiết Hộp giảm tốc cấu truyền động ăn khớp trực tiếp có tỷ số truyền khơng đổi, dùng để giảm vận tốc góc, tăng mômen xoắn Với chức vậy, ngày hộp giảm tốc sử dụng rộng rộng rãi ngành khí, hóa chất, luyện kim, cơng nghiệp đóng tàu…Trong giới hạn môn học chúng em giao nhiệm vụ thiết kế hộp giảm tốc côn – trụ hai cấp Trong trình làm đồ án, giúp đỡ nhiệt tình thầy mơn, đặc biệt thầy ThS.Nguyễn Hoàng Nghị thầy KS.Lê Văn Nhất, chúng em hoàn thành xong đồ án mơn học Do đồ án khóa học, với trình độ thời gian có hạn nên q trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót xảy nên chúng em mong góp ý thầy môn để chúng em hiểu biết hộp giảm tốc côn – trụ kiến thức thiết kế hộp giảm tốc khác Em xin chân thành cảm ơn ! Nhóm sinh viên thiết kế Nguyễn Văn Hưởng Dương Văn Lâm Đinh Văn Lợi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 MỤC LỤC Phần I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ .5 Chọn động điện 1.1 Chọn kiểu, loại động 1.2 Chọn công suất động 1.3 Chọn số vòng quay đồng động 1.4 Chọn động thực tế 1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động Phân phối tỉ số truyền 2.1 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc 2.2 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc Tính tốn thơng số trục .9 3.1 Tính cơng suất trục .9 3.2 Tính số vòng quay trục 10 3.3 Tính mơmen xoắn trục .10 3.4 Bảng kết 10 Phần II 11 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 11 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 11 1.Chọn vật liệu .11 1.1.Bánh nhỏ .11 1.2 Bánh lớn .11 Xác định ứng suất cho phép .11 Tính truyền bánh răng thẳng : 13 3.1 Xác định chiều dài ngồi theo cơng thức sau : 13 3.2 Xác định thông số ăn khớp 13 3.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 14 3.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn .16 3.5 Kiểm nghiệm tải 17 3.6 Các thơng số kích thước truyền bánh 17 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 18 2.1 Xác định sơ khoảng cách trục: 18 2.2 Xác định thông số ăn khớp: .18 2.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: 19 2.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn: 20 2.5 Kiểm nghiệm tải: 21 2.6 Các thơng số kích thước truyền: 22 2.7 Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp giảm tốc .22 2.8 Kiểm tra điều kiện trạm trục 24 PHẦN III 25 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT NỐI ĐỠ 25 Thiết kế trục 25 1.1 Sơ đồ đặt lực hình vẽ 25 1.2 Tính sơ đường kính trục 26 1.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 26 27 1.4 Tải trọng tác dụng lên trục 28 1.5 Tính toán trục I .29 1.5.1 Tính phản lực .29 1.5.2 Mômen trục 29 1.5.3 Biểu đồ mômen sơ đồ kêt cấu trục .30 1.5.4 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 31 1.5.5 Tính kiểm nghiệm độ bền tĩnh 33 1.6 Tính tốn trục II .34 1.6.1 Tính phản lực .34 1.6.2.Mômen trục 35 1.6.3 Biểu đồ mômen sơ đồ kêt cấu trục .35 1.6.4 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: .37 1.6.5 Tính kiểm nghiệm độ bền tĩnh 39 1.7 Tính tốn trục III 39 1.7.1 Tính phản lực .39 1.7.2.Mômen trục 40 1.7.3 Biểu đồ mômen sơ đồ kêt cấu trục: 41 1.7.4 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 42 1.7.5 Tính kiểm nghiệm độ bền tĩnh 45 Tính chọn ổ lăn 45 2.1 Tính chọn ổ trục đầu vào hộp giảm tốc 45 2.1.1 Tính lực tác dụng lên ổ trục 45 2.1.2 Chọn loại ổ 46 2.1.3 Chọn cấp xác ổ lăn 47 2.1.4 Tính ổ theo khả tải động 47 2.1.5 Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh 48 2.2 Tính chọn ổ trục trung gian hộp giảm tốc 49 2.2.1 Tính lực tác dụng lên ổ .49 2.2.2 Chọn loại ổ lăn 49 2.2.3 Chọn cấp xác ổ lăn 50 2.2.4 Tính kiểm nghiệm khả tải động ổ 50 2.2.5 Tính kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ 51 2.3 Tính chọn ổ trục hộp giảm tốc 51 2.3.1 Tính lực tác dụng lên ổ .51 2.3.2 Chọn loại ổ 53 2.3.3 Chọn cấp xác ổ lăn 53 2.3.4 Tính chọn ổ theo khả tải động 53 2.3.5 Kiểm nghiệm ổ theo khả tải tĩnh 55 Chọn khớp nối .55 3.1 Chọn khớp nối trục vào hộp giảm tốc 56 3.2 Chọn khớp nối trục hộp giảm tốc 56 Tính chọn then 57 4.1 Tính chọn then trục đầu vào hộp giảm tốc 57 4.1.1 Then lắp ghép trục với bánh côn 57 4.1.2 Then lắp ghép trục với khớp nối .58 4.2 Tính chọn then trục trung gian hộp giảm tốc 59 4.2.1 Kiểm tra điều kiện liền trục .59 4.2.2 Chọn then 60 4.2.3 Kiểm nghiệm then 60 4.3.Tính chọn then trục hộp giảm tốc .62 4.3.1 Then lắp ghép trục với bánh trụ nghiêng 62 4.3.2 Then lắp ghép trục với khớp nối .62 PHẦN IV 64 CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 64 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc đúc 64 Bảng kích thước gối trục .66 Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 66 3.1 Bulơng vòng 66 3.2 Chốt định vị: .67 3.3 Cửa thăm 67 3.4 Nút thông 68 3.5 Nút tháo dầu .69 3.6 Kiểm tra mức dầu .70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Phần I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Chọn động điện 1.1 Chọn kiểu, loại động Với hệ dẫn động băng tải dùng với hộp giảm tốc ta nên sử dụng loại động điện xoay chiều ba pha rơto lồng sóc.vì có ưu điểm sau: Kết cấu đơn giản, giá thành tương đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện 1.2 Chọn cơng suất động Công suất động chọn theo điều kiện nhiệt độ nhằm đảm bảo cho nhiệt độ động làm việc không lớn trị số cho phép Để đảm bảo điều kiện cần thoả mãn yêu cầu sau [1]: dc pdm �pdtdc (kW) (1) (1) dc Trong đó: pdm : - Cơng suất định mức động pdtdc : - Công suất đẳng trị trục động Trong trường hợp tải trọng khơng đổi: pdtdc �plvdc (kW) (2) Trong đó: plvdc - Công suất làm việc danh nghĩa trục động plvdv Với: plvct � (kW) (3) plvct : - Công suất làm việc danh nghĩa trục công tác �: - Hiệu suất chung toàn hệ thống Trong hộp giảm tốc gồm truyền mắc nối tiếp nên: (4) Tra bảng 1.1 [1] ta có: kn = - Trị số hiệu suất khớp nối η�=η2kn ηol4 ηbrcηbrt brt = 0,97 - Trị số hiệu suất truyền bánh trụ brc = 0,97 - Trị số hiệu suất truyền bánh côn ol = 0,99 - Trị số hiệu suất ổ lăn Hiệu suất chung toàn hệ thống: � 12.0,994.0,95.0,96 �0,876 Công suất làm việc danh nghĩa trục công tác xác định theo công thức sau: Plvct Trong đó: Ft V 1500.1, 2,55 (kW) 103 103 Ft : - Lực vòng xích tải (N) v : - Vận tốc xích tải (m/s) Thay vào (3) ta có: plvdv 2,55 �2,911 0,876 (kW) (5) Như vậy, động cần chọn phải có cơng suất lớn 2,911 (kW) Chọn pdtdc = (kW) 1.3 Chọn số vòng quay đồng động Số vòng quay đồng động xác định theo công thức: n db = Trong đó: 60.f p ndb : - Số vòng quay đồng động điện f : - Tần số dòng điện xoay chiều (Hz) (f = 50Hz) p : - Số đôi cực từ; p = 1;2;3;4;5;6 Trên thực tế, số vòng quay đồng thấp kích thước khn khổ giá thành động tăng (vì số đơi cực từ lớn) Tuy nhiên dùng động có số vòng cao lại u cầu giảm tốc nhiều hơn, tức tỉ số truyền toàn hệ thống tăng, dẫn tới kích thước giá thành truyền tăng lên Do trạm dẫn động băng tải khơng có u cầu đặc biệt nên ta chọn động có p = tương ứng với số vòng quay đồng 1500 (vòng/phút) (tương ứng số vòng quay có kể đến trượt 3% 1450 vòng/phút) Số vòng quay trục cơng tác là: n ct = 60.103 v 60.103 1,7 = »79,2 (vòng/phút) π.D 3,14.410 Trong đó: nct: Số vòng quay trục cơng tác (vòng/phút) D : đường kính tang dẫn băng tải (mm) V : vận tốc vòng băng tải (m/s) Xác định số vòng quay đồng nên dùng cho động cơ: u sb = n db 1450 = »18,31 n ct 79,2 Theo bảng 1.2 [1] ta có : Với hộp giảm tốc cặp bánh côn – trụ, tỷ số truyền nên dùng là: �31,5 Vậy tỷ số truyền sơ hợp lý, ta chọn : ndb = 1500 (vòng/phút) 1.4 Chọn động thực tế Từ (1), (2), (3) (5), Tra bảng P1.1[1] ta chọn động K112M4 với thông số sau: Kiểu K112M4 Công Vận tốc Cos suất quay φ (kW) (vòng/phút) 1445 0,83 Ik Idn Tk Tdn 5,9 Khối Tần Điện áp lượng số lưới (V) (kg) (Hz) 41 50 Số đôi cực từ 220/380 P=4 1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động 1.5.1 Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ: Khi khởi động, động cần sinh công suất đủ lớn để thắng sức ỳ hệ thống Vì cần kiểm tra điều kiện mở máy cho động Điều kiện mở máy động thoả mãn công thức sau đảm bảo: dc dc pmm �pdm Trong đó: (6) dc pmm : - Công suất mở máy động (kW) dc pmm Với: (kW) Tk dc p 2.3 Tdn dm (kW) (7) Tk : - Mômen khởi động động Tdn : - Mômen danh nghĩa động : - Công suất cản ban đầu trục động (kW) dc pbd kbd plvdc 1, 4.2,911 �4, 0754 (kW) (8) Từ (7) (8) ta có điều kiện (6) thỏa mãn 1.5.2 Kiểm tra điều kiện tải cho động cơ: Với sơ đồ tải trọng có tính chất khơng đổi quay chiều, nên khơng cần kiểm tra điều kiện tải cho động Vậy, Động K112M4 thỏa mãn điều kiện đầu Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền chung toàn hệ thống (u) xác định theo: U� ndc nct 1445 �18, 25 79, Trong đó: ndc: - Số vòng quay động chọn (vòng/phút) nct: - Số vòng quay trục cơng tác (vòng/phút) Với hệ dẫn động gồm truyền mắc nối tiếp nên ta có: với : u1, u2 tỉ số truyền truyền hệ thống 2.1 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc Ký hiệu: U h : - tỷ số truyền hộp giảm tốc; U ng : - tỷ số truyền truyền hộp; Trong sơ đồ khai triển trạm dẫn động cho đề bài, có hai truyền hộp khớp nối, ta có: U ng U kn2 12 Ta có: Uh U� U� U � 18, 25 U ng 2.2 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc Với hộp giảm tốc bánh côn – trụ cấp, để nhận chiều cao hộp giảm tốc nhỏ tính tỉ số truyền truyền bánh cấp chậm U theo công thức sau [1]: U �1, 073 ba 2U h 0, 4.18, 25 1, 073 3,61 K be (1 0,5 K be ) 0, 25(1 0,5.0, 25) Trong đó: K be (0, 25 �0,3) : - hệ số chiều rộng vành bánh côn ba (0,3 �0, 4) : - hệ số chiều rộng bánh trụ Tỉ số truyền cho truyền bánh côn trụ cấp nhanh: U1 U h 18, 25 �5, 06 U2 3, 61 Kết luận: Tỉ số truyền cho hộp giảm tốc : U h 18, 25 Tỉ số truyền cho truyền bánh côn trụ cấp nhanh: U1 5, 06 Tỉ số truyền truyền bánh khớp chậm: U 3, 61 Tính tốn thông số trục Ký hiệu số tính tốn sau: Chỉ số "dc" ký hiệu trục động cơ, số “I”, “II”, “III”, “ct” ký hiệu trục 1, 2, trục cơng tác 3.1 Tính cơng suất trục Với sơ đồ tải trọng khơng đổi ta có: - Cơng suất danh nghĩa trục động tính theo công thức: (kW) - Công suất danh nghĩa trục I, II, III trục công tác (ct) xác định theo công thức sau: p1 pdc dc �I ol 2,91.1.0,99 2,88 (kW) p2 p1. I �II ol 2,88.0,95.0,99 2, 71 (kW) p3 p2 II �III ol 2,71.0,96.0,99 2,58 (kW) pct p3 III �ct ol 2,58.1.0,99 2,55 (kW) 3.2 Tính số vòng quay trục - Tốc độ quay trục I: n1 ndc 1445 (vòng/phút) - Tốc độ quay trục II: nII - Tốc độ quay trục III: nIII - Tốc độ quay trục cơng tác: ndc 1445 285, (vòng/phút) u I �II 5, 06 nII uII �III 285,57 79,1 (vòng/phút) 3, 61 nct n III 79,1 (vòng/phút) 3.3 Tính mơmen xoắn trục Mơ men xoắn trục động xác định theo công thức sau: Tdc 9,55.106 p dc 9,55.106.2,91 19232 (Nmm) ndc 1445 Mô men xoắn trục I: TI 9,55.106 p I 9,55.106.2,88 19034 (Nmm) nI 1445 Mô men xoắn trục II: Mô men xoắn trục III: (Nmm) Mô men xoắn trục công tác: (Nmm) 3.4 Bảng kết Các kết tính số liệu đầu vào cho phần tính tốn sau này, ta có bảng thống kê kết sau: Bảng kết tính Trục Thơng số Cơng suất (kw) Tỷ số truyền Số vòng quay(v/ph) Mô men (Nmm) Động I II III Công tác 2.91 2.88 2.71 2.58 2.55 1445 19232 5.06 1445 19034 3.61 285.6 90618 79.1 311492 79.1 307870 Phần II THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 1.Chọn vật liệu 1.1.Bánh nhỏ Theo (6.1) [1] khơng có u cầu đặc biệt nên ta chọn bánh nhỏ chế tạo thép 45 cải thiện đạt độ rắn: HB 241…285 b1 850 MPa ch1 580MPa 1.2 Bánh lớn Chọn thép 45 cải thiện chế tạo bánh có: HB 192…240 b1 750 MPa ch1 450 MPa l1 D3 dc d1 l2 l1 B L dc l d1 D2 dm d D0 D l2 B1 l l3 h Nối trục vòng đàn hồi 3.1 Chọn khớp nối trục vào hộp giảm tốc Tại trục I có mơmen xoắn TI = 19034 (Nmm) - Tra bảng 16.10a[2] kích thước nối trục vòng đàn hồi tra theo mômen xoắn : T = 16 (Nm) d = 16 (mm) D = 71 (mm) dm = 28 (mm) L = 83 (mm) l = 40 (mm) d1 = 30 (mm) Do = 50 (mm) Z=4 nmax = 7600 B= B1 =20 l1 = 16(mm) D3 =17 (mm) l2 = 12(mm) - Tra bảng 16-10b[2], kích thước vòng đàn hồi; dc d1 D2 l1 l2 l3 T, Nm l H 16 M6 12 28 Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi : d 14 10 2.k T 2.1,5.19034 3, �[ d ]=(2 �4)MPa Z D0 d c l3 4.50.8.10 Điều kiên sức bền chốt: 10 1,5.19034.(14 ) K T l0 53 �[ ]=(60 �80)MPa ; u u 0,1.d c3 D0 Z 0,1.83.50.4 Vậy khớp nối trục vòng đàn hồi thỏa mãn 3.2 Chọn khớp nối trục hộp giảm tốc - Tại trục III có mơmen xoắn TIII = 311492 (Nmm) - Tra bảng 16.10a[2] kích thước nối trục vòng đàn hồi tra theo mômen xoắn : T = 250(Nm) d = 40 (mm) D = 140 (mm) dm = 80 (mm) L = 175 (mm) l = 110 (mm) d1 = 71 (mm) Do = 105 (mm) Z=6 nmax = 3800 B= B1 =42 l1 = 30(mm) D3 =28 (mm) l2 = 32(mm) - Tra bảng 16-10b[2], kích thước vòng đàn hồi; dc d1 D2 l1 l2 l3 T, Nm l 250 14 M10 20 62 Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi : d 34 15 H 28 1.5 2.k T 2.1, 2.311492 �[ d ]=(2 �4)MPa Z D0 d c l3 6.105.14.28 Điều kiện sức bền chốt: 15 1, 2.311492.(34 ) K T l0 72 �[ ]=(60 �80)MPa ; u u 3 0,1.d D0 Z 0,1.14 105.6 c b h t1 t2 Tính chọn then 4.1 Tính chọn then trục đầu vào hộp giảm tốc 4.1.1 Then lắp ghép trục với bánh Với đường kính trục d = 15 (mm), tra bảng 9.1a[1] ta có: Theo TCVN 2261-77 ; kích thước : mm Đường kính trục d, mm 12 �17 Kích thước tiết diện then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn rãnh r b h Trên trục t1 Trên lỗ t Nhỏ Lớn 5 2,3 0,16 0,25 Chiều dài mayơ lm13 28(mm) , Chiều dài then: l (0,8 �0,9)lm13 0,8.28 22, 4( mm) ; Quy chuẩn l 22(mm) ; Điều kiện bền dập điều kiên bên cắt có dạng sau đây: theo 9.1[1] 9.2[1] ta có: d 2T � d ; d lt h t1 c 2T � c ; d lt b Trong đó: d ; c - ứng suất dập ứng suất cắt tính tốn, MPa; d – đường kính trục, mm, xác định tính trục; T – mômen xoắn trục, Nmm; lt ,b, h, t ,– kích thước then, mm; [ d ]=150MPa - ứng suất dập cho phép; [ c ]=(60 �90)MPa , ứng suất cắt cho phép; Ta có: d 2T 2.19034 38,5 � d ; d lt h t1 15.22 3 c 2T 2.19034 19, � c d lt b 15.22.6 Vậy thỏa mãn điều kiện bền dập điều kiện bền cắt; Kiểm tra bánh lắp liền trục Với báng cơn: X �1,8.mte ; Trong đó: mte = 2,5: mơđun mút ngồi d m1 d 41, 61 15 (h t1 ) (5 3) 11,3 ; 2 2 1,8.mte 1,8.2,5 4,5 X Vậy bánh lắp không liền trục 4.1.2 Then lắp ghép trục với khớp nối Với đường kính trục d = 10 (mm), tra bảng 9.1a[1] ta có: Theo TCVN 2261-77 ; kích thước : mm Kích thước tiết diện Đường kính trục d, mm b h �10 3 then Bán kính góc lượn Chiều sâu rãnh then Trên trục t1 rãnh r Trên lỗ t Nhỏ Lớn 1.4 0,1 0,19 1.8 Chiều dài mayơ lm12 40(mm) , Chiều dài then: l (0,8 �0,9)lm13 0,8.40 32( mm) ; Quy chuẩn l 32(mm) ; Điều kiện bền dập điều kiên bên cắt có dạng sau đây: theo 9.1[1] 9.2[1] ta có: d 2T � d ; d lt h t1 c 2T � c ; d lt b Trong đó: d ; c - ứng suất dập ứng suất cắt tính tốn, MPa; d – đường kính trục, mm, xác định tính trục; T – mơmen xoắn trục, Nmm; lt ,b, h, t – kích thước, mm; [ d ]=150MPa - ứng suất dập cho phép; [ c ]=(60 �90)MPa , ứng suất cắt cho phép; Ta có: d 2T 2.19034 99 � d ; d lt h t1 10.32 1,8 c 2T 2.19034 40 � c d lt b 10.32.3 Vậy thỏa mãn điều kiện bền dập điều kiện bền cắt 4.2 Tính chọn then trục trung gian hộp giảm tốc 4.2.1 Kiểm tra điều kiện liền trục Theo mục 13.1.2 [2], với bánh trụ, điều kiện chế tạo bánh liền trục là: X �2,5 m X �2,5m hay Trong đó: X - khoảng cách từ chân đến rãnh then (mm); m - module (mm), bánh trụ m = 2,5mm; Ta có: X df d t2 Trong đó: d f 58,75 mm; d f - đường kính vòng chân bánh trụ số (mm), d - đường kính trục lắp bánh trụ số (mm), d = 30mm; t - chiều sâu rãnh then bánh (mm), t 2,88 mm; 58,75 30 2,88 11, 495 (mm); X 11, 495 4,598 2,5 m 2,5 X Suy ra: � Vậy không cần chế tạo bánh trụ nghiêng nhỏ liền trục 4.2.2 Chọn then Chọn then lắp bánh số số trục II then bằng, theo bảng 9.1a [1] với đường kính bậc trục lắp bánh trục II chọn d = 30mm, ta có: Bán kính góc lượn Chiều sâu rãnh then Đường Kích thước tiết diện rãnh then r then (mm) (mm) kính (mm) trục Trên trục (mm) b h Trên lỗ t Nhỏ Lớn t 30 4.2.3 Kiểm nghiệm then ) Kiểm nghiệm điều kiện bền dập: Theo công thức (9.1) [1], ta có: d Trong đó: 2,8 0,16 2T � d d.lt h t1 d - ứng suất dập tính tốn (MPa); T - mômen xoắn trục II (N.mm), TII 90618 N.mm; d - đường kính bậc trục lắp bánh (mm), d = 40mm; l t - chiều dài tiếp xúc then, theo mục 9.1 [1] ta có: l t 0,8 �0,9 lm � l t 0,8.l m22 0,8.45 36(mm) , chọn l t 36 mm; l t3 0,8.l m 23 0,8.42 33,6(mm) , chọn l t3 32 mm; h - chiều cao then (mm), h = 7(mm); t1 - chiều sâu rãnh then trục (mm), t1 = 4(mm); d - ứng suất dập cho phép (MPa), theo bảng 9.5 [1], ta có: d 150(MPa) � d 2 2.90618 56(MPa) ; 30.36 d3 2.90618 63(MPa) ; 30.32 0,25 Ta thấy: d 56(MPa) = 150(MPa) d d3 63(MPa) = 150(MPa) d , Nên ta chọn chiều dài tiếp xúc then tiêu chuẩn giảm xuống, cụ thể ta chọn: l t 25mm ; l t3 22mm Tiến hành kiểm nghiệm lại điều kiện bền dập cho l t tiêu chuẩn mới: d 2.90618 80,55(MPa) ; 30.25. d3 2.90618 91,53(MPa) ; 30.22 Ta được: d 80,55(MPa) = 150(MPa) d d3 91,53(MPa) = 150(MPa) d , Vậy điều kiện bền dập thỏa mãn ) Kiểm nghiệm điều kiện bền cắt: Theo công thức (9.2) [1], ta có: c Trong đó: 2T � c d.l t b c - ứng suất cắt tính tốn (MPa); T - mômen xoắn trục II (N.mm), TII 90618 N.mm; d - đường kính bậc trục lắp bánh (mm), d = 40mm; l t - chiều dài tiếp xúc then lấy tiêu chuẩn, theo ý kiểm nghiệm điều kiện bền dập ta chọn l t tiêu chuẩn giảm xuống còn: l t 25 mm; l t3 22 mm; b - chiều rộng then (mm), b = 12 mm; c - ứng suất cắt cho phép (MPa), theo mục 9.1 [1], với then thép 45 chịu tải trọng tĩnh ta có: c (60 90)MPa , chọn c 60MPa ; 2.90618 30, 21(MPa) ; 30.25.8 2.90618 c3 34,33(MPa) ; 30.22.8 Ta thấy: c2 30, 21(MPa) = 60(MPa) c c3 34,33(MPa) = 60(MPa) c , � c2 Vậy điều kiện bền cắt thỏa mãn Chọn then tiêu chuẩn có: b 8mm ; h 7mm ; l t 25mm ; Chọn then tiêu chuẩn có: b3 8mm ; h 7mm ; l t3 22mm 4.3.Tính chọn then trục hộp giảm tốc 4.3.1 Then lắp ghép trục với bánh trụ nghiêng Với đường kính trục d = 45 (mm), tra bảng 9.1a[1] ta có: Kết luận: Theo TCVN 2261-77 ; kích thước : mm Kích thước tiết diện Đường kính trục d, mm b h 44 �50 14 then Bán kính góc lượn Chiều sâu rãnh then Trên trục t1 rãnh r Trên lỗ t Nhỏ Lớn 3,8 0,25 0,4 5,5 Chiều dài mayơ lm 31 58,5(mm) , Chiều dài then: l (0,8 �0,9)lm13 0,82.58,5 47,97( mm) ; Quy chuẩn l 45(mm) ; Điều kiện bền dập điều kiên bên cắt có dạng sau đây: theo 9.1[1] 9.2[1] ta có: 2T 2T d � d ; c � c ; d lt h t1 d lt b Trong đó: d ; c - ứng suất dập ứng suất cắt tính tốn, MPa; d – đường kính trục, mm, xác định tính trục; T – momen xoắn trục, Nmm; lt , b, h, t – kích thước, mm; [ d ]=150MPa - ứng suất dập cho phép; [ c ]=(60 �90)MPa , ứng suất cắt cho phép; Ta có: d 2T 2.311492 88 � d ; d lt h t1 45.45 5,5 2T 2.311492 22 � c d lt b 45.45.14 Vậy thỏa mãn điều kiện bền dập điều kiện bền cắt 4.3.2 Then lắp ghép trục với khớp nối Với đường kính trục d = 38 (mm), tra bảng 9.1a[1] ta có: Theo TCVN 2261-77 ; kích thước : mm c Kích thước tiết diện then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn rãnh r Đường kính trục d, mm b h 30 �38 10 Trên trục t1 Trên lỗ t Nhỏ Lớn 3,3 0,25 0,4 Chiều dài mayơ lm 32 90( mm) , Chiều dài then: l (0,8 �0,9)lm13 0,8.90 72( mm) ; Quy chuẩn l 70 (mm) Điều kiện bền dập điều kiên bên cắt có dạng sau đây: theo 9.1[1] 9.2[1] ta có: 2T 2T d � d ; c � c ; d lt h t1 d lt b Trong đó: d ; c - ứng suất dập ứng suất cắt tính tốn, MPa; d – đường kính trục, mm, xác định tính trục; T – mơmen xoắn trục, Nmm; lt , b, h, t – kích thước, mm; [ d ]=150MPa - ứng suất dập cho phép; [ c ]=(60 �90)MPa , ứng suất cắt cho phép; Ta có: d 2T 2.311492 78 � d ; d lt h t1 38.70 2T 2.311492 23,4 � c d lt b 38.70.10 Vậy thỏa mãn điều kiện bền dập điều kiện bền cắt c PHẦN IV CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP Kết cấu vỏ hộp giảm tốc đúc Vỏ hộp giảm tốc đúc có nhiều hình dạng khác song chúng có chung nhiệm vụ:đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy ,tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân,mặt bích ,gối đỡ… Vật liệu phổ biến dùng để đúc vỏ hộp giảm tốc gang xám GX15-32 (chỉ dùng thép chịu tải lớn đặc biệt chịu va đập) s s1 k3 R3 Tên gọi Biểu thức tính tốn 1,2 T Chiều dày: Thân hộp, Nắp hộp, 1 Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h 1,2 311,492 5,04 mm Chọn 7mm 1 0,9. 0,9.7 6,3 mm Chọn 1 6,5mm e 0,8 �1 5,6 �7 mm , chọn e 6,5mm h �5. 5.7 35 mm , chọn h 35mm Độ dốc Khoảng 2o Đường kính bu lơng: - Bu lông nền, d1 d1 1,60 T 12 d1 1,60 311,492 10,85 - Bu lông cạnh ổ, d Chọn d1 14mm M14 d 0,8.d1 0,8.14 11,2 - Bu lơng ghép bích nắp thân, d Chọn d 12mm M12 d 0,8 �0,9 d 9,6 �10,8 mm - Bu lông ghép nắp ổ, d Chọn d 10mm M10 d 0,6 �0,7 d 7,2 �8,4 mm - Bu lông ghép nắp cửa thăm, d Chọn d 8mm M8 d 0,5 �0,6 d �7,2 mm Chọn d 8mm M8 Mặt bích ghép nắp thân: - Chiều dày bích thân, S S � 1,3 �1,5 d 13 �15 mm - Chiều dày bích nắp, S1 Chọn S 14mm S1 1,2 �1,3 d 12 �13 mm - Bề rộng, K1 Chọn S1 12,5mm K1 �3.d 36 mm Chọn K1 35 mm Mặt đế hộp: - Chiều dày, S2 S2 � 1,3 �1,5 d1 18,2 �21 mm - Bề rộng, K Chọn S2 20mm K 4.d1 56 mm q �K 56 63 mm Chọn q 65mm Khe hở: - Giữa bánh thành �0,6. 0,6.7 4,2 mm , 4,5mm hộp - Giữa bánh với đáy hộp 1 �2,5. 2,5.7 17,5 mm , Chọn Chọn 1 18mm - Giữa bánh với �0,4. 0,4.7 2,8 mm , 3mm Chọn Bảng kích thước gối trục Trục I II III D 64,48 47 90 D2 D3 D4 75 60 110 90 78 135 52 37 85 h 8 12 Z 4 d4 M6 M6 M8 Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 3.1 Bulơng vòng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép, …), nắp thân thường lắp thêm bulơng vòng Kích thước bulơng vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, tra theo bảng 18-3a[II], trọng lượng hộp giảm tốc tra theo bảng 18-3b m = 180 (kG), chọn kết cấu kích thước bulơng vòng sau: 120° d5 d d1 d2 h1 h d3 l c r2 d d4 120° Bulơng vòng Lỗ ren Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l≥ M10 45 25 10 25 15 22 21 Trọng lượng nâng f b c x r r1 r2 12 1,5 Kích thước bulơng vòng (b.19) a b c 200 250 125 3.2 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, dùng chốt định vị Nhờ có chốt định vị , xiết bulông không làm biến dạng vòng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ mơt số ngun nhân làm cho ổ chóng bị hỏng Ta dùng chốt định vị hình có ren dễ tháo lắp chốt tra bảng 18-4c, [II] ta chọn :d=8 ;do=M5 ;l1=9 ;l2=12 ;c=1,2 c1=0,7 ;l=25 65 lấy l=40 Hình dạng kích thước chốt định vị hình ren : 50 d d1 3, c x 45 l1 l l 3.3 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có nút thơng Kích thước cửa thăm tra theo bảng 18-5[II] B K B1 R A C1 A1 A B 100 A1 15 B1 100 C 12 C1 K R Vít Số lượng - 87 12 M8x22 Bảng kích thước nắp quan sát (b.16) 3.4 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hồ khơng khí bên bên ngồi hộp, ta dùng nút thông Nút thông thường nắp lắp cửa thăm vị trí cao hộp, tra theo bảng 18-6[II] ØG P ØA E L N C Q H I B ØA R Hình dạng kích thước nút thơng A B C D M27x2 30 5 E G H I K M N L O P Q R S 36 32 22 10 32 18 36 32 Bảng thơng số hình học nút thông (b.17) 3.5 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi bặm hạt mài), bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thước nút tháo dầu trụ tra theo bảng 18.7[II] Hình dạng kích thước nút tháo dầu trụ D d Do m b S L d M27x2 b 18 m 14 f L 36 c q 27 D 45 S 32 D0 36,9 lỗ M ỉ3 K O ỉQ Bảng thơng số hình học nút tháo dầu (b.18) 3.6 Kiểm tra mức dầu Chiều cao mức dầu hộp kiểm tra qua thiết bị dầu Thiết bị dầu có nhiều loại khác ta sử dụng thiết bị dầu que thăm dầu 30 L 3 Ø6 1X45° 1X45° 0,5X45° R3 M12 Ø12 Ø5 Ø18 R Que thăm dầu (h.21) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1: PGS.TS Trịnh Chất –TS.Lê Văn Uyển [2].Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2: PGS.TS Trịnh Chất –TS.Lê Văn Uyển [3] Hướng dẫn đồ án Chi tiết máy: TS.Vũ Ngọc Pi, TS.Nguyễn Văn Dự [4].Tập vẽ Chi tiết máy [5].Chi tiết máy, tập I II: Nguyễn Trọng Hiệp [6].Hướng dẫn làm tập dung sai: PGS.TS.Ninh Đức Tốn – TS.Đỗ Trọng Hùng ... 25 U ng 2.2 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc Với hộp giảm tốc bánh côn – trụ cấp, để nhận chiều cao hộp giảm tốc nhỏ tính tỉ số truyền truyền bánh cấp chậm U theo công thức sau [1]: U �1, 073 ... nối trục vào hộp giảm tốc 56 3.2 Chọn khớp nối trục hộp giảm tốc 56 Tính chọn then 57 4.1 Tính chọn then trục đầu vào hộp giảm tốc 57 4.1.1 Then lắp ghép trục với bánh côn. .. 4.3.Tính chọn then trục hộp giảm tốc .62 4.3.1 Then lắp ghép trục với bánh trụ nghiêng 62 4.3.2 Then lắp ghép trục với khớp nối .62 PHẦN IV 64 CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT