ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY HỘP GIẢM TỐC CÔN TRỤ

Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ LỜI NĨI ĐẦU Đồ án mơn học thiết kế chi tiết máy môn chuyên nghành cần thiết cho ngành khí chế tạo nói chung,ngành Máy Thiết bị mỏ nói riêng ; nhằm cung cấp kiến thức giải vấn đề tổng hợp cơng nghệ chế tạo máy Mục đích giúp sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức,cũng làm quen với cách sử dụng tài liệu tìm hiểu tiêu chuẩn thiết kế thơng số kỹ thuật đưa rút sai số thực tế lý thuyết,nâng cao khả tự lập ,tìm tòi,phát huy tính sáng tạo thiết kế giải vấn đề công nghệ chế tạo Với phát triển khí chế tạo yêu cầu ngày cao chuyên môn chế tạo máy.Để nắm bắt phát huy tiềm mạnh thân với chương trình đào tạo nhà trường tạo điều kiện cho chúng em tiếp xúc làm quen nghiên cứu môn “ thiết kế hệ dẫn động băng tải” Do lần đầu làm quen thiết kế yêu cầu lượng kiến thức tổng hợp,khả nắm vững lượng kiến thức lớn trình thiết kế em cố gắng đọc tham khảo tài liệu song sai sót khơng thể khơng xảy Vậy em mong đóng góp ý kiến thầy cơ,để em kịp thời sữa chữa sai sót thiết kế để rút kinh nghiệm cho thiết kế lần sau kiến thức có ích cho ứng dụng thực tế thiết kế chế tạo máy sau em trường Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy,các Bộ mơn Cơ khí đặc biệt thầy Phạm Tuấn để em sớm hoàn thành đồ án thiết kế giao Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội , ngày 23/05/2015 Sinh viên thực Chu Văn Thông GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc –trụ PHẦN TÍNH CHỌN ĐÔNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Tính chọn động điện phân phối tỉ số truyền 1.1.1 Tính Vì đơng làm việc chế độ phụ tải thay đổi nên công suất định mức động tính theo cơng thức : = (1.1) Với = (1.2) Thay số liệu vào đầu ,ta có: = = =2 = 0,7 = 0,7 = 0,7 = 1,4 = = 3,6 = (1.3) Trong : : hiệu suất khớp nối trục đàn hồi , theo bảng 2.1[1/11] ta có : = : hiệu suất cặp ổ lăn ,theo bảng 2.1[1/11] ta có: = 0,993 hiệu suất truyền bánh nón,theo bảng 2.1[11] ta có : = 0,96 : hiệu suất truyền bánh trụ ,theo bảng 2.1[1/11] ta có: = 0,97 : hiệu suất truyền xích ,theo bảng 2.1[1/11] ta có: GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ = 0,915 Thay giá trị vào (1.3),ta có : = 0,96 0,97 = 0,753 Thay giá trị vừa tính vào (1.1) ,ta có : = = 4,78 1.1.2 Chọn động Với yêu cầu kỹ thuật động làm việc điều kiện thực tế = Theo bảng 4P[23] ta chon động điện không đồng ba pha có = 2,2 với thơng số kỹ thuật : Kiểu động AOC2-32-2 Cơng suất Số vòng quay Hiệu suất 4,8 [Kw] 2800 (vòng/phút) 0,81 Kiểm tra lại ,ta có : = 4,8 0,81 = 7,78 [Kw] = 4,78 [Kw] Vậy động chọn thỏa mãn yêu cầu 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.1 Tỉ số chung trạm dẫn động () = = = = = = 54,6 = Vậy 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền Ta có : (vòng /phút) = 51,28 = Để đảm bảo điều kiện khuôn khổ trọng lượng hộp giẩm tốc nhỏ điều kiện bôi trơn tốt nhất;ta chọn trước theo bảng 2.2[15] với hộp giảm tốc cấp nón trụ ta : GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc –trụ = 12 = Ta chọn == (0,22÷0,28) = 2,64 ÷ 3,36 Ta lấy = Suy = = = = 4,27 = = 4,27 1.3 Tính tốn cơng suất ,số vòng quay,momen xoắn trục Ta quy ước gọi : Trục động trục động điện mà ta chọn Trục I trục lắp bánh ( bánh nón chủ động) với khớp nối trục Trục II trục lắp bánh ( bánh nón bị động ) với bánh ( bánh trụ chủ động ) Trục III trục lắp bánh ( bánh trụ bị động ) với đĩa xích chủ động truyền xích Trục IV trục lắp đĩa bị động truyền xích 1với truyền băng tải Trục IV’ trục lắp đĩa bị đng truyền xích với truyền băng tải Vì trục IV , IV’ chịu tải hồn tồn giống nên q trình tính tốn ta tính cho truc IV ,còn kết tính tốn trục IV’ lấy giống trục IV Chó ý: Các thơng số ký hiệu với số ví dụ : Cơng suất trục I ký hiệu NI Công suất trục II ký hiệu NII ……… Tất thông số khác ký hiệu 1.3.1 Công suất N = /2 = 1,8 = = = 4,39 [Kw] = = = 4,56 [Kw] = = = 4,78 [Kw] 1.3.2 Tốc độ quay n GVHD : Phạm Tuấn [Kw] SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ = = 2800 [vòng/phút] = = = 933,33 [vòng/phút] = = = 233,33[vòng/phút] = = = 54,64[vòng/phút] 1.3.3 = = = = = Momen trục M = =16303,21 [Nm] = =46658,74 [Nm] = =179679 [Nm] = =314604,68 [Nm] Bảng kết tính tốn Trục Thơng số Số vòng quay n (vòng/phút ) I 2800 Tỷ số truyền i Cơng suất N (Kw) II III IV 933,33 233,33 54,64 4,78 4,56 4,39 Momen xoắn M (Nm) 16303,21 GVHD : Phạm Tuấn 4,27 46658,74 179679 1,8 314604,68 SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ PHẦN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền ngồi (bộ truyền xích ) 2.1.1 Chọn loại xích Vận tốc làm việc thấp nên ta chọn xích ống lăn có độ bền mòn cao,giá hợp lý,chế tạo lại khơng phức tạp xích răng,hiện sử dụng rộng rãi 2.1.2 Chọn số đĩa xích Theo kết tính tốn phần 1.1.2 với tỉ số truyền xích =4,27 Tra bảng 6.3 [1/97] ta chọn số đĩa xích nhỏ = 23 (răng) Vậy số đĩa xích lớn : = =23 4,27 = 98,21(răng) Vậy ta chọn = 98(răng) Vậy tỉ số truyền thực truyền xích : = = = 4,26 2.1.3 Xác định bước xích t Chọn bước xích t cho thỏa mãn điều kiện độ bền mòn : = K ≤ [N] (2.1) Trong : K : Hệ số điều kiện sử dụng K = Ka Kb Kc Kd Kdc Ko (2.2 ) : Ka : Hệ số xét đến chiều dài xích , Với A = (30 ÷ 50)t Ka = Kb : Hệ số làm việc truyền, Kb = 1,5 Kc : Hệ số chế độ làm việc truyền, làm viêc ca,có Kc =1,45 Kd : Hệ số tính chất tải trọng ngồi, Kd = 1,3 Kdc : Hệ số khả điều chỉnh được, Kdc = có đĩa căng xích Ko : Hệ số bố trí truyền,đường nối tâm đĩa xích làm với đường nằm ngang góc < 600 ,Ko = N : công suất danh nghĩa, Kw tra bảng (2.3),ta có N = 4,39 [Kw] : Hệ số đĩa dẫn Kz = = = 1,09 Kn : Hệ số vòng quay đĩa dẫn Kn = = = 0,21 Thay giá trị vào công thức (2.2) ,ta có : GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ K = 1,5 1,45 1,3 1 = 2,83 Thay vào (2.1),ta có : = 4,39 1,09 0,21 2,83 = 2,84 [Kw] Tra bảng 6.4[1/98] ta chon xích ống lăn dãy với = 50 (vòng/phút) : Bước xích t = 25,4 (mm) Cơng suất cho phép [N] = 3,3 [Kw] ≥ Nt Diện tích lề xích F = 179,7(mm2) 2.1.4 Kiểm nghiệm số vòng quay đĩa dẫn theo điều kiện < (2.3) Với Z1 = 23 (răng) bước xích t = 25,4 (mm) ,tra bảng 6.5[99] ta có : = 1020 (vòng/phút) > = 233,33(vòng/phút) Vậy thỏa mãn điều kiện (2.3) 2.1.5 Các thông số truyền xích Với lọa xích chọn theo bảng 6.5[1/95] ta tìm kích thước xích sau : C= 15,88 ; D = 15,88; =38,5 ; b = 24,13; d =7,95 ; l =22,61 Diện tích lề F = d.l = 179,7 (mm 2) Tải trọng phá hủy Q = 50000(N) Khối lượng m xích : q =2,57(kg) 2.1.6 khoảng cách trục (A) số mắt xích (X) Khoảng cách trục A tính sơ : A = (30 ÷ 50) t A = (30 ÷ 50).25,4 =762 ÷ 1270(mm) Ta lấy A =900(mm) Theo cơng thức 6.4[94] ta có số mắt xích : GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ X= X= = 135,4(mắt xích) Để tiện cho việc gắn kết đảm bảo độ tối ưu,hiệu cao truyền động truyền xích,ta chọn X= 136 (mắt xích) Kiểm nghiệm số lần va đập U cho phép giây : U= ≤ [U] = (2.4) Trong : V : vận tốc xích (m/s) L : chiều dài xích (m) Ta có số lần va đập : U = = = 2,63(lần) Tra bảng 6.6[1/100] ta có số lần va đập cho phép giây là: [U] =30(lần) Với U = 2,63(lần) < [U] = 30 lần Vậy xích thỏa mãn số lần va đập giây Tính xác lại khoảng cách trục A theo công thức 6.3[1/94] : A = ] A = 136 - +] A = 908 (mm) Để xích khơng q căng ta giảm bớt khoảng cách trục A lượng : A = (0,002 ÷ 0,004)A = (0,002÷ 0,004) 908 A = 1,816 ÷ 3,632 (mm) ta lấy A = [mm] Vậy khoảng cách trục A = 908 -3 =905 [mm] 2.1.7 Tính đường kính vòng chia đĩa xích GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ Đối với đĩa dẫn : = = = 186,5 mm Đối với đĩa bị dẫn = = 2.1.8 = 792,5 mm Tính lực căng tác dụng lên trục R=P= Trong : : Hệ số ảnh hưởng trọng lượng xích với góc nghiêng truyền : nên ta chọn ổ cho gối I Còn ổ gối II lấy kích thước với ổ gối đỡ I để tiện cho chế tạo lắp ghép Thay giá trị vào (4.1) ta có: C = ( = 253,053 Trị số tra bảng 8-7[1/140] ta =149 C= 253,053 149= 37704,897>35000.Vậy ta chọn lại ổ Tra bảng 18P[1/169] ta chọn ổ cỡ trung = 38000 Ký hiệu ổ 7304 thuộc cỡ trung 4.3 Trục GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông 55 Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ Chọn loại ổ Do làm việc trục chịu lực dọc trục lực hướng tâm nên ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn Để rút ngắn thời gian bước nguyên công gia công ổ,cũng công nghệ chế tạo gối đỡ trục,lắp ráp,thay ổ nên ta chọn hai ổ hai gối đỡ hoàn toàn giống Với đường kính ổ d=35 [mm],theo bảng 18P[1/168] ta chọn ổ đũa đỡ chặn cỡ nhẹ có thơng số sau : kí hiệu d D 7207 35 72 2.Sơ đồ bố trí ổ B 17 c 15 r SG 52,7 59 Pa4 G  0,8 C 13 50’ 50000 K RK RG SK 3.Tính kiểm nghiệm khả tải ổ Ta có : C = Q ≤ (4.1) Với : C : hệ số khả làm việc n: số vòng quay ổ phút, n= 233,33[vòng/phút] h: thời gian làm việc ổ,giờ h = 5.250.15 =18750 [giờ] (với h thời gian phục vụ máy) GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông 2850 56 Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc –trụ Tính tải trọng tương đương Q,[daN] Q= (.R + m) (daN) (4.2) Trong : :hệ số xét đến vòng ổ vòng quay,theo bảng 8-5[1/139] ta có =1 vòng quay R: tổng phản lực ổ gối đỡ (tải trọng hướng tâm) = = = 2439,15[N] =243,915[daN] = = =1835,99[N] = 183,599[daN] =1,3 tg= 1,3.243,915.tg13050’ = 78,08[daN] =1,3 tg= 1,3.183,599.tg13050’ = 58,77[daN] m: hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hướng tâm,tra bảng 8-2[1/138] ta có : Tên ổ Ký hiệu Đường kính ổ ổ đũa nón đặc biệt nhẹ 7100,7200,7500 Bất kỳ nhẹ : tổng đại số lực dọc trục, [daN] m 1,5 Ổ I K := = 58,77-643,39 -78,08 = -662,7[daN] Ổ II G:=+- = 78,08+643,39- 58,77= 662,7[daN] Như có ổ II chịu lực dọc trục : hệ số nhiệt độ,tra bảng 8-4[1/139] ta có =1 nhiệt độ làm việc 1000C : hệ số tải trọng,tra bảng 8-3[1/139] ta có =1,6 với va đập vừa rung động;quá tải ngắn hạn đến 150% so với tải trọng tính tốn;ứng dụng ổ trục toa xe dầu máy điện, Thay giá trị vào (4.2) ta có tải trọng tương đương : =(1 243,915 + 1,5 662,7).1.1,6 = 1980,744[daN] GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông Đồ án chi tiết máy 57 Hộp giảm tốc côn –trụ =(1 183,599 +1,5.0).1.1,6 = 293,758[daN] > : nên ta chọn ổ cho gối I Còn ổ gối II lấy kích thước với ổ gối đỡ I để tiện cho chế tạo lắp ghép Thay giá trị vào (4.1) tính cho ổ gối G ta có: C = ( = 1980,744 Trị số tra bảng 8-7[140] ta =97,71 C= 1980,744 97,71=193553,35>>50000.vậy ta chọn lại ổ Tra bảng 18P[1/169] ta chọn ổ cỡ nhẹ = 200000 Ký hiệu ổ 7217 thuộc cỡ nhẹ PHẦN THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU CHI TIẾT KHÁC 5.1 Kết cấu truyền hộp giảm tốc 5.1.1 Bộ truyền bánh côn 1.Bánh nhỏ(bánh chủ động) Khoảng cách từ chân (ở mặt mút nhỏ) tới đường tâm bánh răng: GVHD : Phạm Tuấn SVTH : Chu Văn Thông 58 Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc côn –trụ =-h.cos-b.sin= 54,74-2,5.cos16,62 -25,28.sin16,160=59,38[mm] (h= ) Khoảng cách từ cạnh rãnh then(ở bánh răng) tới đường tâm bánh là: = += 18/2 +2,6 = 11,6[mm] Y= - =59,8 – 11,6 =48,2[mm]>1.6 = 4[mm] Vậy bánh ta chọn phương án chế tạo rời trục a.Chọn phơi Vì quy mơ sản xuất đơn loạt nhỏ =54,74