Phần II :THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNGI BỘ GIẢM TỐC 1 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG:Thông số kỹ thuật: Thời gian phục vụ L = 5 nămQuay 1 chiều va đập nhẹ, 300 ngày năm, 2 cangày, 8 giờcaDo bộ truyền có tải trọng trung bình và không có yêu cầu gì đặc biệt. Theo bảng 6.1 tài liệu 1 ta chọn thép C45 tôi cải thiện: Bánh dẫn :thép tôi 45 cải thiện HB1 = 250 HB, δ_b=750 (Mpa), δ_ch=450 (Mpa), Bánh bị dẫn :thép tôi 45 thường hóa HB2 = 235 HB, δ_b=600 (Mpa), δ_ch=340 (Mpa),
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM6 KHOA CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ:Phương án: IB.6 THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN LỢI MSSV:1511040260 LỚP:15DCK02 Ngành đào tạo: Cơ Khí Giảng viên hướng dẫn: DƯƠNG ĐĂNG DANH I-Thiết kế trạm dẫn động cho băng tải theo thứ tự sơ đồ truyền động sau: Động điện Khớp nối Hộp giảm tốc bánh nghiêng Cặp bánh hở hình trụ Tang băng tải II – Các số liệu ban đầu: - Lực kéo băng tải P (N): 6500 - Vận tốc băng tải V (m/s): 0.7 - Đường kính tang D (mm): 200 - Thời hạn phục vụ năm 1 v - Sai số cho phép tỉ số truyền i = (2 ÷3)% - Băng tải làm việc chiều, Số ca làm việc ca, tải trọng thai đổi không đáng kể, năm làm việc 300 ngày III Nhiệm vụ: Lập sơ đồ động để thiết kế, tính tốn Một thuyết minh để tính tốn Một vẽ lắp hộp giảm tốc khổ giấy A0 Nộp File điện tử (thuyết minh word vẽ AutoCAD 2007) qua Email cho GVHD trước ngày bảo vệ (Điều kiện bắt buộc để có điểm q trình) Phần I: XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Chọn động cơ: Hiệu suất hệ thống: =0,99.1.0,99.0,99.0,94.0,97=0,885 Trong đó: • • • • =1 hiệu suất khớp nối trục =0,99 hiệu suất ổ =00,94 hiệu suất bánh trụ hở =0,97 hiệu suất ổ lăn Tính cơng suất cần thiết: ===4,55 kw ==5,14 Xác định động số vòng quay động cơ: Số vòng quay trục cơng tác: ===66,85 vg/ph Chọn sơ tỷ số truyền hệ thống: =.=4.4=16 với : =4 tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp =4 tỷ số truyền bánh trụ hở nghiêng Số vòng quay sơ : =.=16.66,85=1069,6 Chọn động cơ: Động điện phải thỏa mãn: ≈=1069,6 vg/ph Động 4A132S6Y3 :=5,5kw =960 vg/ph Phân phối tỷ số truyền: Tỷ số truyền chung hệ truyền dẫn động: ==14,36 Tra bảng 3.1 tài liệu [1] ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp khai triển: Chọn =3.5 tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp Tỷ số truyền bánh hở trụ nghiêng: ==4,1 Bảng đặc trị: Phân phối công suất trục: ===4,89 kW ===5,09 kW ===5,14 kW Tính tốn số vòng quay trục: vg/ph ===274,3 vg/ph ===66,9 vg/ph Momen xoắn trục: = = =51132,3 = = =50634,9 = = =170249,7 = = =649514,2 Bảng đặc tính: Trục Trục động Trục I Trục II Trục Công Tác 274,3 4,98 170249,7 4,1 66,9 4,55 649514,2 Thông số U N (vg/ph) P (kw) T (Nmm) 960 5,14 51132,3 3,5 960 5,09 50634,9 Phần II :THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I BỘ GIẢM TỐC CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG: Thông số kỹ thuật: Thời gian phục vụ L = năm Quay chiều va đập nhẹ, 300 ngày/ năm, ca/ngày, giờ/ca Do truyền có tải trọng trung bình khơng có u cầu đặc biệt Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn thép C45 cải thiện: - Bánh dẫn :thép 45 cải thiện HB1 = 250 HB,=750 (Mpa),=450 (Mpa), - Bánh bị dẫn :thép tơi 45 thường hóa HB2 = 235 HB,=600 (Mpa),=340 (Mpa), - Tỷ số truyền: =3,5 Số vòng quay trục dẫn:=960 Momem xoắn trục dẫn: T=50634,9Nmm Tính tốn cặp bánh trụ nghiêng: Số chu kỳ làm việc sở: Tuổi thọ: L=5.300.2.8=24000 =30=30.= Chu kỳ =30=30.= Chu kỳ == Chu kỳ Số chu kỳ làm việc tương đương: =60.c.ni.ti =60.1 = Chu kỳ =60.c.ni.ti =60.1 = Chu kỳ =60.c.n.t =60.1 = Chu kỳ =60.c.n.t =60.1 = Chu kỳ Giới hạn mỏi tiếp xúc: Theo bảng 6.13 tài liệu [1], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc: 2.HB + 70 Bánh dẫn 2.HB1+70=2.230+70=530Mpa Bánh bị dẫn 2.HB2+70=2.210+70=490Mpa Ta có giới hạn mỏi uốn : 1,8 HB Bánh dẫn 1,8.HB1=414Mpa Bánh bị dẫn 1,8.HB2=378Mpa Ứng suất tiếp cho phép : = ct 61a Với =1,1 hệ số an toàn tra bảng 6.2 tài liệu KHL hệ số tu*ổi thọ Do NHE >NHO nên ta cho NHE = NHO để tính tốn=> KHL=1 ===481,8MPa ===445,5MPa Ứng suất tiếp xúc cho phép : =0,5.()=463,65Mpa Ứng suất uốn cho phép : = Với =1,75 tra bảng ===236,6MPa ===216MPa Xác định sơ khoảng cách trục : Theo bảng 6.6 tài liệu ta chọn : =0,3 Khi :=0,53 (u+1)=0,83 Ứng với tra bảng 6.7 ta có : =1,02 , =1.05 =43(u+1) =43(3.5+1)=107.26mm Theo tiêu chuẩn ta chọn =125mm Xác định thông số ăn khớp : Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn mơ đun : Mơdun m= (0,01÷0,02) Vậy ta có: =1,25÷2,5mm , theo tiêu chuẩn ta chọn =2mm Góc nghiêng β thỏa điều kiện ≥ 26,1≥27,5 Số Chọn số =27 số bánh lớn :=.u=24.3,5=94,5 (lấy =95) Khi tỷ số chuyền xác : u==3,52 sai lệch so với ban đầu 0.57% Góc nghiêng β=arccos =arccos=12,5 Kiểm nghiệm giá trị ứng uất tiếp xúc: Với: =274 hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp( bảng 6.5 tài liệu) : hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc, theo cơng thức 6.34 ==1,75 Góc ăn khớp cos atw==0,909 => atw=24,6với z=z1+z2 Với theo tiêu chuẩn =24 : hệ số kể đến trùng hợp bánh răng: Hệ số trùng khớp dọc: =1,29>1 Hệ số trùng khớp ngang: = =1,69 ==0,77 Bề rộng vành răng: Bánh bị dẫn Bánh dẫn b1=b2+5=37,5+5=42,5mm Đường kính vòng chia: d1=m.z1=2.27=54mm d2=m.z2=2.95=190mm Đường kính vòng đỉnh: da1=d1+2m=54+2.2=58mm da2=d2+2m=190+2.2=194mm Đường kính vòng lăn : dw1=d1=54mm dw2=d2=190mm Đường kính vòng đáy df1=d1-2,5m=49mm df2=d2-2,5m=185mm Đường kính vòng sở db1=d1.cos=50,7mm db2=d2.cos=178,5mm Ta có: =2,54 Trong :=0,002 theo bảng 6.15,=61, n1/60000= Thay giá trị ta được: =430MPa Trong đó: ( Theo cơng thức tài liệu ta có : 10 - k3 = 10 mm: khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ - hn = 15 mm: chiều cao nắp ổ đầu bu lông Trục - l11 = l13 =95.5mm _l13=0,5( bw1 + b0 ) + k1 + k2=47,75 l12 = L22=0,5(lm12+bo)+k3+k2= 45 Lm12= (1,4 ÷2,5) d1 = (1,4 ÷2,5).25 = 37mm chiều dài khớp nối Chiều dài trục là: 95+45=140 mm Trục 18 L21=2l23=90,5 L23=0,5 (bw2 + b0) + k1 + k2=45,25 L22=0,5(b” w+b0) +k3+hn=53mm Với b” w bề rộng bánh dẫn ngồi Tìm phản lực – biểu đồ momen uốn xoắn 19 trục _ Phản lực trục 20 21 Lực nối trục Fnt=(0,2÷0,3)==288432 ta chọn 300N Ft1===1831N -dw1==55,3mm Fr1==683N F1a=Ft1.tan=406N Ma1==11226N Momen +) =RDy.BD- Fr.BC- Ma=0 Suy ra; RDy==224N =RBy.BD- Fr.CD+ Ma=0 Suy ra; RBy==459N =- RBy- RDy+ Fr=0 +) =Fnt.AB- Ft1.CB- RDx.BD=0 Suy ra; RDx==774N =Fnt.AD+ Ft1.CD+ RBx.BD=0 Suy ra; RBx==1357N =Ft1- RBx- RDx+ Fnt=0 Momen xoắn tiết diện nguy hiểm Tại C Mtd= =61402 N Tại B Mtd2= =45882 N 22 Tại D Mtd2= =0 N Tại A =43851N Đường kính tiết diện Tra bảng 10.5 tao có ứng với ,σb =750(MPa) ta [ DC≥=21mm DB≥=19,4mm DA≥=19mm Chọn dA=20 dB, D=25mm,dc=30mm Trục _ Phản lực trục 23 24 Ft2= Ft1=1831N -dw2==277mm Fr2= Fr1=683N F2a=Fa1=406N Ma2==56231N Ft3===6810N -dw3==50mm Fr3=Ft3.tan=2479N Momen +) =RCy.AC-Fr3.AD+ Fr2.AB+ Ma=0 Suy ra; RCy==3465N =-RAy.AC+ Fr2.BC- Ma+Fr3.CD=0 Suy ra; RAy==1669N = RAy-Fr2- RCy+Fr3=0 +) =-Ft2.AB- Ft3.AD+ RCx.AC=0 Suy ra; RCx==11714N =Ft2.BC- Ft3.CD+ RAx.AC=0 Suy ra; RAx==3073N =RCx- Ft2- Ft3 -RAx =0 Momen xoắn tiết diện nguy hiểm Tại B Mtd= =216282 N Tại C 25 Mtd2= =411426N Tại A Mtd2= =0N Tại D =147441N Đường kính tiết diện DB≥=32mm DC≥=40mm DD≥=29mm Chọn dB=45mm, dD=38mm, dC=40mm, dA=40mm Chọn kiểm nghiệm then Theo bảng 9.1 tài liệu chọn b.h theo tiết diện lớn cảu trục Kiểm nghiệm then theo độ bền dập độ bền cắt ≤ , =≤ Đường kính 20 30 45 Lm Lt b Llv h tl t 45 48 45 40 42 40 10 14 34 37 34 12 3.5 5,5 51132.3 50634.9 170249.7 Tính tốn ổ lăn nối trục Chọn nối trục đàn hồi 26 27.85 27.85 27.85 11.60 11.60 11.60 Momen xoắn T=51132,3 Nmm=51 Nm Đường kính trục động dc=22 mm Đường kính đầu trục d=20 mm Kích thước vòng đàn hồi T d Nm D D0 Dm l1 l2 C dc lc ren z d0 l0 63 10 68 40 22 10 19 M8 19 15 22 15 Chọn ổ lăn Trục 1; ==0,59>0.3 Chọn ổ bi chặn với góc Trục 2; ==0,59>0.3 Chọn ổ bi chặn với góc Tính tốn chọn cỡ ổ lăn Nhằm đề phòng khả chốc rỗ bề mặt nên hki làm việc khả tải động trước chọn ổ Tải trọng động tính theo cơng thức Cd=Q=Q Với Q tải trọng quy ước L tuổi thọ m=2 bậc đường cong mỏi Xét tải trọng động quy ước Với ổ bi đỡ đỡ trận ta có cơng thức 27 Q= (X.V Fr+Yfa) Kt Kd Kt=1 hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Kd =1.1 tra bảng 11.3 V=1 vòng quay X, Y số tải trọng hướng tâm dọc trục a) Trục Với đoạn lắp ổ lăn trục với d=25 Tải trọng tác dụng nên ổ Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ B Fr=Fb==1433N Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ D Fr=Fb==806N Ta chọn ổ bi cỡ nhẹ hẹp 46025 d(mm) 25 b) Trục D(mm) 52 B(mm) 15 C(kN) 12,4 C0(kN) 8,5 C(kN) C0(kN) Với đoạn lắp ổ lăn trục với d=40 Tải trọng tác dụng nên ổ Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ A Fr=Fb==3497N Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ C Fr=Fb==12216N Ta chọn ổ bi cỡ nhẹ hẹp 46208 d(mm) 28 D(mm) B(mm) 40 80 Bảng gối trục vỏ hộp Trục I II D 52 80 D2 65 100 18 D3 80 125 15,4 D4 42 75 h 10 11,5 D4 M6 M8 z Chọn thân máy chi tiết phụ Chọn thân máy vật liệu chọn làm vỏ gang xám GX15-32 Phương pháp chế tạo đúc Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, gân, mặt bích gối đỡ Bề mặt lắp ghép lắp thân cạo mài để lắp khít.khi lắp có lớp sơn mỏng sơn đặc biệt Chọn bề mắt lắp thân: song song với bề mặt đế Mặt đáy phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng chỗ tháo dầu lõm xuống Tên gọi Chiều dày ;thân hộp, Nắp hộp, Gân thân cứng: chiều dầy e Chiều cao h Độ dốc Đường kính: bulong d1 Bulong cạnh d2 Bulong ghép bích nắp thân d3 Vít ghép ổ Vít ghép lắp cửa thăm Măt bích ghép lắp thân Chiều dày bích thân hộp Chiều dài bích lắp hộp Bề rộng bích thân Kích thước gối trục Đường kính nhồi tâm lỗ vít 29 Biểu thức toán e=(0.81) h0.04a+10 (0.70.8) d1 d3=(0.80.9) d2 (0.60.7) d2 (0.50.6) d2 S3=(1.41.8) d3 S4=(0.91) S3 K3=K2-(3 D2=D+(1.6x2)d4 D21=52+(1.6x2)8 Kết 6 45 15 12 10 16 16 30 67 D3,D2 Bề rộng bề ghép bulong cạnh ổ:K2 Tâm lỗ bulong cạnh ổ E2và C D22=65+(1.6x2)8 D23=80+(1.6x2)8 D3=D+4.4d4 D31=52+4.4x8 D32=65+4.4x8 D33=80+4.4x8 80 95 88 100 115 Các chi tiết phụ Chốt định vị Mối ghép lắp 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 lắp thân sau gia công lắp ghép dùng chốt định vị, xiết bulong không làm biến dạng vòng ngồi ổ loại trừ nguyên nhân làm ổ bị mài mòn Ta chọn chốt d c l 42 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng nên để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên bên hộp giảm tốc, người ta dùng nút thông hơi, nút thông lắp lắp cửa thăm A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn hộp bị bẩn biến phải thay dầu Để lấy dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu làm việc lỗ bịt kín nút tháo dầu 30 d b m f L c q D S D0 M20x2 15 28 2.5 17.8 30 22 25.4 Cửa thăm Để kiểm tra quan sát cá chi tiết máy hộp lắp ghép đổ dầu vào hộp đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đẩy nắp Trên nắp có nút thơng Kích thước chọn theo bẳng 18.5 , A(mm B(mm A1(m B1(m C(mm K(mm R(mm VÍT Số lượng ) ) m) m) ) ) ) vít 150 100 190 140 175 120 12 M8x2 Phần III Chọn dung sai lắp ghép Dung sai lắp ghép ổ lăn Khi lắp ổ cần lưu ý _Lắp vòng lên trục theo hệ thống lỗ ,lắp vòng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục -Để vòng ổ khơng trơn trượt theo bề mặt trục lỗ làm việc ,chọn kiểu lắp trung gian có đọ dơi cho vòng quay _Đối với vòng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở /vì lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6,còn lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 Dung sai lắp ghép bánh trục _Bánh lắp trục chịu tải vừa ,tải trọng thay đổi , va đập nhẹ ,ta chọn kiểu lắp H7/k6 Dung sai lắp vòng chắn dầu trục ta chọn kiểu ghép trung gian D11/k6 31 Chi tiết Bánh Bánh Kích thướ c 30 Kiểu lắp ES ( EI ( es ( ei ( Nmax Smax H7/k6 +25 +18 +2 18 23 45 H7/k6 +25 +18 +2 18 23 bảng dung sai lắp ghép ổ lăn Mối ghép 32 ES( EI ( +30 +30 0 es( +15 +15 ei( +2 +2 ... Chiều rộng vàng răng: Bánh bị dẫn: Bánh dẫn: ==35mm Đường kính vòng đỉnh Bánh dẫn da1= d1+2m=81mm Bánh dẫn da2= d1+2m=315mm Đường kính vòng đáy Bánh dẫn df1= d1-2,5m=67,5mm Bánh dẫn df2= d1-2,5m=301,5mm... N (vg/ph) P (kw) T (Nmm) 960 5,14 51132,3 3,5 960 5,09 50634,9 Phần II :THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I BỘ GIẢM TỐC CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG: Thông số kỹ thuật: Thời gian phục vụ L = năm... giới hạn mỏi tiếp xúc: 2.HB + 70 Bánh dẫn 2.HB1+70=2.230+70=530Mpa Bánh bị dẫn 2.HB2+70=2.210+70=490Mpa Ta có giới hạn mỏi uốn : 1,8 HB Bánh dẫn 1,8.HB1=414Mpa Bánh bị dẫn 1,8.HB2=378Mpa Ứng suất