Đồ án ngyên lí chi tiết máy dhspkt đề 03

MỤC LỤC PHẦN 01: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC 1.1 Sơ đồ hệ thống & Sơ đồ tải trọng 1.2 Số liệu đầu vào tính tốn 1.3 Chọn động 1.4 Phân phối tỷ số truyền PHẦN 02 : TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH 2.1 Số liệu đầu vào 2.2 Thiết kế truyền xích 2.3 Xác định lực tác dụng lên trục PHẦN 03: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HỘP GIẢM TỐC 11 3.1 Bộ truyền cấp nhanh (bánh trụ thẳng) 11 3.1.1 Chọn vật liệu 11 3.1.2 Xác định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép .11 3.1.3 Xác định thông số 13 3.1.4 Xác định thông số truyền 13 3.1.5 Các thông số truyền 14 3.1.6 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc .15 3.1.7 Kiểm nghiệm độ bền uốn 16 3.1.8 Kiểm nghiệm tải .17 3.2 Bộ truyền cấp chậm (bánh trụ nghiêng) 19 3.2.1 Chọn vật liệu 19 3.2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép 19 3.2.3 Xác định thông số 21 3.2.4 Xác định thông số ăn khớp 22 3.2.5 Các thông số truyền 22 3.2.7 Kiểm nghiệm độ bền uốn 24 Thoả mãn điều kiện độ bền uốn 24 3.2.8 Kiểm nghiệm tải .24 3.3 Kiểm tra điều kiện bôi trơn 26 3.4 Kiểm tra điều kiện chạm trục 26 PHẦN 04: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN Ổ LĂN .27 4.1 Tính tốn chọn khớp nối .27 4.2 Lực tác dụng lên trục 28 4.3 Các thông số vòng đàn hồi 28 4.4 Tính sơ trục 28 3.8 Tính tốn chọn ổ lăn 45 PHẦN 05: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC 48 5.1 Tính kết cấu vỏ hộp 48 5.2 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc 48 5.3 Một số kết cấu khác 49 5.3.1 Bulong vòng 49 5.3.2 Chốt định vị 50 5.3.3 Cửa thăm 50 5.3.4 Nút thông 50 5.3.5 Nút tháo dầu 51 5.3.6 Que thăm dầu 51 5.3.7 Vòng chắn dầu 51 PHẦN 06: DUNG SAI LẮP GHÉP 53 6.1 Dung sai lắp ghép bánh 53 6.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn 53 6.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu 53 6.4 Dung sai lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trục tuỳ động 53 6.5 Dung sai lắp ghép then lên trục 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHẦN 01: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC 1.1 Sơ đồ hệ thống & Sơ đồ tải trọng H01: Sơ đồ dẫn động Gồm Động điện Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc cấp Bộ truyền xích Bộ phận cơng tác - Thùng trộn H02: Sơ đồ tải trọng 1.2 Số liệu đầu vào tính tốn • Cơng suất trục cơng tác (P) : • Số vòng quay trục cơng tác (n) : • Số năm làm việc : 4,3 42 (kW) (vòng/phút) (năm) • Đặc điểm tải trọng: Tải trọng va đập nhẹ quay chiều • Ghi chú: Một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc ca, ca Sai số cho phép tỉ số truyền Δu = (2÷3)% 1.3 Chọn động • Cơng suất truyền trục công tác: P t= P  T   iTt t i • Hiệu suất hệ thống η = η01 η12 η23 η34 = ηk η = 4,06kW i = 4,3√ η ηx 01 br Trong đó: η =η ol η =η ol η =η ol η =η ol 01 12 23 34 k = 0,99.1=0,99 br br x : hiệu suất từ trục động qua trục = 0,99.0,97=0.9603 : hiệu suất từ trục qua trục = 0,99.0,97=0.9603 : hiệu suất từ trục qua trục = 0,99.0,92=0,9108 : hiệu suất từ trục qua trục máy cơng tác Từ tài liệu [1, trang 19], ta có ηbr = 0,97 ; ηx = 0,93; ηol = 0,99; ηk = Vậy hiệu suất hệ thống η = 0,86 • Cơng suất trục động Pct Pctđc = = 4,72kW η = • Tính số vòng quay sơ • Số vòng quay trục cơng tác (xích tải) nlv = 42v/ph • Chọn sơ tỉ số truyền usb = ux uh = 2.18=36 Trong ux tỉ số truyền xích [1, trang 21] • Chọn số vòng quay sơ : Nđcsb= usb Nlv= 36.42=1512v/ph • Chọn số vòng quay đồng bộ: Nđb=1500v/ph • Chọn động thỏa mãn điều kiện sau { Tmax /Tdc = 2,2 Kết : - Số hiệu động cơ: 4A112M4Y3 - Công suất danh nghĩa: 5,5 kW - Số vòng quay trục động cơ: nđc = 1425 vg/ph - Đường kính trục động : d1 = 32mm 1.4 Phân phối tỷ số truyền - Tỷ số truyền thực: ndc ut = nl = = 34 v - Chọn trước tỉ số truyền HGT HGT + Chọn ung = ux = + Tỷ số truyền HGT Uhgt = u12 u23 = unh uch = = =17 - Tính TST cấp HGT Theo [1, trang 43], ta có unh = (1,2 1,3)u+ch U12 = unh ; u23= uch Chọn u12 u23 = 17 u12 = 1,2 u23 Suy u12 = 4,5 ; u23 = 3,8 Kiểm tra sai lệch tỷ số truyền - u - - = || = || = 0,6% [s] = 1,5 2,5 (thỏa mãn điều kiện bền mỏi) 3.8 Tính tốn chọn ổ lăn 3.8.1 Trục I 3.8.1.1 Chọn loại ổ - Tại ổ lăn 0( Fr0 0, Fa0 =0) Fr0 = √ = 975,29N - Tại ổ lăn 1( Fr1 0, Fa1 =0) Fr1 = √ = 701,18N Dựa vào sơ đồ lực phân bố trục, ta thấy vị trí ổ trục có lực vòng F t lực hướng tâm Fr Do đó, gối đỡ ta chọn ổ bi đỡ dãy 3.8.1.2 Chọn cấp xác cho ổ Đối với hộp giảm tốc thường dùng ổ lăn có cấp xác bình thường = Chọn kích thước ổ - Chọn ổ theo khả tải động Cd = Q √ (công thức 11.1 [1], trang 213) -Tuổi thọ ổ lăn L = 60n1Lh /106 = 60.1425.2400/106 = 2052 (triệu vòng) Trong đó, hộp giảm tốc Lh = (10 25)103 Chọn Lh = 24000 -Tải trọng quy ước: Q = (XVFr +YFa)ktkđ ( công thức 11.3[1], trang 214) Trong đó: V = 1: hệ số kể đến vòng quay Fr = Fr1 = 701,18N – tải trọng hướng tâm Kt = 1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt làm việc θ = 150 độ C Kđ = 1,1: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tải trọng va đập nhẹ ( tra bảng 11.3) Fa = 0: lực dọc trục Y = 0: hệ số tải trọng dọc trục ( bảng 11.4) X = 1: hệ số tải trọng hướng tâm (bảng 11.4) Chọn sơ ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ kí hiệu 204 có C0 = 6,3kN C = 10kN ( tra phụ lục P2.7 theo GOST 8338-75 [1])  Q = (XVFr +YFa)ktkđ = (1.1 701,18+0.0).1.1,1 = 771,298N = 0,77kN  Khả tải động: Cđ = = 0,77 √ = 9,78kN < C = 10kN Q√ Với m- bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m = ổ bi Vậy ta chọn ổ bi đỡ dãy có kí hiệu 204 cho vị trí lắp ổ 3.8.2 Trục II 3.8.2.1 Chọn loại ổ - Tại ổ lăn ( Fr 0, Fa =0) Fr0 = Fr1 = √ Fa = = 4036,07 N Dựa vào sơ đồ lực phân bố trục, ta thấy vị trí ổ trục có lực vòng F t lực hướng tâm Fr Do đó, gối đỡ ta chọn ổ bi đỡ dãy ( bánh nghiêng) 3.8.2.2 Chọn cấp xác Đối với hộp giảm tốc thường dùng ổ lăn có cấp xác bình thường = 3.8.2.3 Chọn kích thƣớc ổ - Chọn ổ theo khả tải động Cd = Q √ (công thức 11.1 [1], trang 213) - Tuổi thọ ổ lăn L = 60n2Lh /106 = 60.316,67.24000/106 = 456 (triệu vòng) Trong đó, hộp giảm tốc Lh = (10 25)103 Chọn Lh = 24000 -Tải trọng quy ước : Q = (XVFr +YFa)ktkđ ( công thức 11.3[1], trang 214) Trong đó: V = 1: hệ số kể đến vòng quay Fr = Fr1 =Fr0 = 4036,07 N – tải trọng hướng tâm kt = 1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt làm việc θ = 150 độ C kđ = 1,1: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tải trọng va đập nhẹ ( tra bảng 11.3) Fa = 0: lực dọc trục Y = 0: hệ số tải trọng dọc trục ( bảng 11.4) X = 1: hệ số tải trọng hướng tâm (bảng 11.4) Chọn sơ ổ bi đỡ dãy kí hiệu 212 có C0 = 31,5kN C = 41,1kN ( tra phụ lục P2.7 theo GOST 8338-75 [1])  Q = (XVFr +YFa)ktkđ = (1.1 4036,07 +0.0).1.1,1 = 4439,67N =4,44kN  Khả tải động: Cđ = Q = 4,44 √ = 34,17kN < C = 41,1kN √ Với m- bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m = 10/3 ổ đũa Vậy ta chọn ổ bi đỡ dãy kí hiệu 212 cho vị trí lắp ổ 1và 3.8.3 Trục III 3.8.3.1 Chọn loại ổ - Tại ổ lăn ( Fr 0, Fa =0) Fr0 = √ = 3080,48 N - Tại ổ lăn ( Fr 0, Fa =0) Fr1 = √ = 10096,33 N Dựa vào sơ đồ lực phân bố trục, ta thấy vị trí ổ trục có lực vòng F t lực hướng tâm Fr Do đó, gối đỡ ta chọn ổ bi đỡ dãy 3.8.3.2.Chọn cấp xác Đối với hộp giảm tốc thường dùng ổ lăn có cấp xác bình thường = 3.8.3.3 Chọn kích thƣớc ổ - Chọn ổ theo khả tải động Cd = Q √ (công thức 11.1 [1], trang 213) - Tuổi thọ ổ lăn L = 60n3Lh /106 = 60.83,33.24000/106 = 120 (triệu vòng) Trong đó, hộp giảm tốc Lh = (10 25)103 Chọn Lh = 24000 -Tải trọng quy ước : Q = (XVFr +YFa)ktkđ ( cơng thức 11.3[1], trang 214) Trong đó: V = 1: hệ số kể đến vòng quay Fr =Fr0 = 10096,33 N – tải trọng hướng tâm kt = 1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt làm việc θ = 150 độ C kđ = 1,1: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tải trọng va đập nhẹ ( tra bảng 11.3) Fa = 0: lực dọc trục Y = 0: hệ số tải trọng dọc trục ( bảng 11.4) X = 1: hệ số tải trọng hướng tâm (bảng 11.4) Chọn sơ ổ bi đỡ dãy cỡ nặng kí hiệu 216 có C = 57,0kN C0 = 45.4kN ( tra phụ lục P2.7 theo GOST 833875 [1])  Q = (XVFr +YFa)ktkđ = (1.1 10096,33 +0.0).1.1,1 = 11105,96N =11,11kN  Khả tải = 11,11 √ = 54,80kN < C = 57,0kN động: Cđ = Q √ Với m- bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m = ổ bi Vậy ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ nặng kí hiệu 216 cho vị trí lắp ổ 1và PHẦN 05: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC BỘ PHẬN KHÁC 5.1 Tính kết cấu vỏ hộp Vỏ hộp hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền tới , đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ, vật liệu nên dùng hộp giảm tốc GX15-32 5.2 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc (theo bảng 18.1 tài liệu [2]) Các kích thước chủ yếu vỏ hộp  Chiều dày: Thân hộp: δ = 0,03.a + = 0,03.112 + = 6,36 lấy δ = mm Nắp hộp: δ1 = 0,9.δ = 0,9.8 = 7,2 mm lấy δ1 = mm  Gân tăng cứng: Chiều dày: e = (0,8 ÷1)δ = mm Chiều cao: h < 58 mm Độ dốc: 20  Đường kính: Bulơng nền: d1 > 0,04.a + 10 = 0,04.112 + 10 =12,48 mm > 12 mm Lấy d1 = 15 mm Bulông cạnh ổ: d2 = (0,2…0,8)d1 = 10,5…12 mm lấy d2 = 12 mm Bulơng ghép nắp bích thân: d3 = (0,8…0,9)d2 = 9,6…10,8 mm lấy d3 = 10 mm Vít ghép nắp ổ: d4 = (0,6…0,7)d2 = 7,2…9,4 mm lấy d4 = mm Vít ghép nắp cửa quan sát: d5 = (0,5…0,6)d2 = 6…7,2 mm lấy d5 = mm  Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp: S3 = (1,4…1,8)d3 = 14…18 mm lấy S3 = 18 mm Chiều dày bích nắp hộp: S4 = (0,9…1)S3 = 17 mm Bề rộng bích nắp thân: K3 = K2 - (3…5) 36 mm  Đường kính gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D2, D3 tra theo bảng 18.2 tài liệu [2] Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 = E2 + R2 + (3…5) Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 = 1,6d2 = 16 mm => K2 = 19 + 16 + (3…5) = 38…40 mm lấy K2 = 40 mm D3 Khoảng cách từ tâm bulông cạnh ổ đến tâm ổ: C ≈ cho k ≥ 1,2d2; k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ Trục D D2 D3 D4 h d4 z I 62 75 90 52 M6 II 47 60 70 37 M6 III 62 75 90 52 M6  Mặt đế hộp: (khi có phần lồi) S1 = (1,4…1,7)d1 = 21…25,5 mm lấy S1 = 24 mm S2 = (1…1,1)d1 = 15…16,5 mm lấy S2 = 16 mm Bề rộng mặt đế hộp: k1 = 3.d1 = 45mm; q ≥ k1 + 2.δ = 53 mm chọn q = 62 mm  Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp: ∆ = 10 mm Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp: ∆1 = 30 mm Giữa mặt bên bánh với nhau: ∆ = 10 mm  Số lượng bulông nền: Z = 5.3 Một số kết cấu khác 5.3.1 Bulong vòng Được tra theo bảng 18.3a 18.3b tài liệu [2] Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 M8 36 20 20 13 18 l≥ f B c X R r1 r2 Q 18 10 1,2 2,5 4 160 5.3.2 Chốt định vị Chốt định vị hình d = mm; chiều dài l = 36 mm; c = 1,2 mm; ∆ = 1:50 5.3.3 Cửa thăm A K B1 A1 A B A1 B1 C K R Vít s.lượng 100 75 150 100 125 87 12 M8×22 5.3.4 Nút thơng A B C D E G H I K M27×2 15 30 15 45 36 32 L M N O P Q R S 10 22 32 18 36 32 5.3.5 Nút tháo dầu d b m f L c q D S D0 M20× 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 5.3.6 Que thăm dầu 5.3.7 Vòng chắn dầu PHẦN 06: DUNG SAI LẮP GHÉP Dựa vào kết cấu làm việc, chế độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: 6.1 Dung sai lắp ghép bánh Chịu tải vừa , thay đổi va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 6.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý: - Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vòng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục - Để vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vòng quay - Đối với vòng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Chính mà lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 6.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp 6.4 Dung sai lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trục tuỳ động Vì bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7 6.5 Dung sai lắp ghép then lên trục Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trục P9 kiểu lắp bạc D10 Mối lắp Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) (μm) Nmax (μm) Smax(μm) ES es EI ei ∅21H7/k6 +21 +15 +2 15 23 ∅28H7/k6 +21 +15 +2 15 23 ∅30H7/k6 +21 +15 +2 15 23 ∅34H7/k6 +25 +18 +2 18 27 Nmax (μm) Smax(μm) Bảng dung sai lắp ghép bánh Mối lắp Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) (μm) ES es EI ei ∅17k6 +6 +12 -12 +1 24 - ∅20k6 +6 +15 -15 +2 30 - ∅30k6 +6 +15 -15 +2 30 - Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - Tập1 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập2- Nxb Giáo dục Hà Nội [3] Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy- Tập1,2- Nxb Giáo dục Hà nội 1994 [4] Ninh Đức Tốn – Dung sai lắp ghép- Nxb Giáo dục Hà nội 2004 [5] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm – Thiết kế chi tiết máy- Nxb Giáo dục ... TỐN ĐỘNG HỌC 1.1 Sơ đồ hệ thống & Sơ đồ tải trọng H01: Sơ đồ dẫn động Gồm Động điện Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc cấp Bộ truyền xích Bộ phận cơng tác - Thùng trộn H02: Sơ đồ tải trọng 1.2 Số... thiện - Để tăng khả chạy mòn răng, nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp độ rắn bánh nhỏ từ 10 ÷ 15 đơn vị:  Chọn: Bánh nhỏ: HB1 = 250HB có: ; Bánh lớn: HB2 = 235HB có: ; 3.1.2 Xác định ứng suất... thiện - Để tăng khả chạy mòn răng, nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp độ rắn bánh nhỏ từ 10 ÷ 15 đơn vị:  Chọn: Bánh nhỏ: HB3 = 225HB có: Bánh lớn: HB4 = 210HB có: 3.2.2 Xác định ứng suất