đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc lhai triễn 2 cấp

Đồ án môn học Chi tiết máy BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH TRẦN ĐẠI NGHĨA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Họ tên: Nguyễn Minh Phương GVHD: Lê Thanh Quan MSSV: 16DDS0604124 Lớp: 16DDS06041 ĐỀ SỐ 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Phương án số: Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện ba pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm bánh trụ hai cấp khai triển; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Xích tải Bảng số liệu Lực vòng xích tải, F(N) 4050 Vận tốc xích tải, v(m/s) 1,3 Số đĩa xích dẫn, z 11 Bước xích, p(mm) 110 Thời gian phục vụ, L(năm) Số ngày làm việc năm, (ngày) 220 Số ca làm việc ngày, (ca) Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc Nguyễn Minh Phương Đồ án môn học Chi tiết máy MỤC LỤC PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI .3 I Chọn động điện .3 II Phân phối tỷ số truyền III Thiết kế truyền đai thang PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC I Thiết kế cặp bánh trụ nghiêng cấp nhanh II Thiết kế cặp bánh trụ thẳng cấp chậm .9 III Kiểm tra điều kiện ngâm dầu 14 PHẦN 3: THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN NỐI TRỤC .15 I Thiết kế trục .15 Chọn vật liệu chế tạo trục .15 Xác định khoảng cách giữa gối đỡ điểm đặt lực 15 Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục 16 Xác định đường kính đoạn trục 17 a Trục 17 b Trục 20 c Trục 23 II Chọn khớp nối 26 PHẦN 4: TÍNH TỐN VÀ CHỌN Ổ LĂN .28 I Trục .28 II Trục .30 III Trục .32 PHẦN 5: THIẾT KẾ VỎ HỘP CHỌN CÁC CHI TIẾT PHỤ 35 I Kích thước hộp giảm tốc đúc 35 II Chọn chi tiết phụ 38 Nắp quan sát 38 Nguyễn Minh Phương Đồ án môn học Chi tiết máy Nút thông 39 Nút tháo dầu 39 Que thăm dầu 40 Bulon vòng 40 Chốt định vị 42 Vòng phớt 42 III Dung sai lắp ghép .43 IV Mối ghép ren 43 V Bảng vật liệu 44 VI Bảng đặc tính HGT 45 Tài liệu tham khảo .45 Nguyễn Minh Phương Đồ án môn học Chi tiết máy PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI I Chọn động điện + Công suất làm việc: Plv=F.v=4050.1,3=5,3kW + Tổng hiệu suất hệ thống: (B2.3) → Công suất sơ của động cơ: Psb=Plv/Ση=5,3/0,85=6,24kW + Số vòng quay trục công tác: nlv = = = 64,5v/p + Nếu chọn ndc=1500v/p thì uduh=1500/64,5=23,3=2,33.10(B2.4) → Ta chọn động K160S4 có: II Phân phối tỷ số truyền + Theo ndc thực tế ta có: uduh=1450/64,5=22,48=2,25.10 (B2.4) + Đây HGT khai triển hai cấp, cứ vào Bảng 3.1 ta chọn u1=3,83; u2=2,61 Bảng kết Trục Trục ĐC I II III Thông số công tác Công suất P(kW) 6,24 5,86 5,63 5,41 5,3 Tỷ số truyền u 2,25 3,83 2,61 Số vòng quay(v/p) 1450 644,6 168,3 64,5 64,5 Moment xoắn T(Nmm) 41098 86818 319468 801016 784729 III Thiết kế truyền đai thang Thông số đầu vào: Pdc=6,24kW; u=2,25; ndc=1450v/p Chọn loại đai Hình 4.1 trang 59, ta chọn đai loại Ƌ với thông số hình học A=138mm2, y0=4, h=10,5, b=17, bt=14 Tính các thơng số truyền + Chọn d1=180mm + Tính vận tốc đai: v=πd1n1/60000=13,7NFO nên KFL=1 sơ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1 + Bánh lớn: Trong đó: Nguyễn Minh Phương Đồ án môn học Chi tiết máy Hệ số tuổi thọ Trong đó: NFO=4.106 NFE=60 Vì NFE>NFO nên KFL=1 sơ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1  Ứng suất tải cho phép + Us tiếp xúc tải cho phép: [σH]max=2,8σch2=2,8.450=1260MPa + Us uốn tải cho phép: [σF1]max=0,8σch1=0,8.580=464MPa [σF2]max=0,8σch2=0,8.450=360MPa Tính toán truyền  Xác định sơ khoảng cách trục → Chọn a=165mm Trong đó: Ka=43(B6.5) Ψba=0,25 KHβ=1,1(B6.7)  Xác định thông số ăn khớp + Mô đun sơ bộ: mn=(0,01-0,02)a →chọn mn=2,5mm + Góc nghiêng sơ bộ: β=(80-200) + Số bánh dẫn: →z1=27 Số bánh bị dẫn: z2=uz1=3,83.27=103 + Góc nghiêng thực tế: + Vận tốc dài của bánh răng: v=πd1n1/6.104 =πmnz1 n1/(6.104cosβ)=2,31m/s Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc làm việc: Trong đó: ZM=274(MPa)1/3(B6.5) ZH=1,70(B6.12) Zε= = 0,77 với εα=[1,88-3,2(1/z1+1/z2)]cosβ=1,7 (εβ=bsinβ/(mnπ)=42sin9,98/(2,5.π)=0,93NFO nên KFL=1 sơ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1 + Bánh lớn: Nguyễn Minh Phương Trong đó: Hệ số tuổi thọ Trong đó: NFO=4.106 NFE=60 Vì NFE>NFO nên KFL=1 sơ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1  Ứng suất tải cho phép + Us tiếp xúc tải cho phép: [σH]max=2,8σch2=2,8.450=1260MPa + Us uốn tải cho phép: [σF1]max=0,8σch1=0,8.580=464MPa [σF2]max=0,8σch2=0,8.450=360Mpa Tính toán truyền  Xác định sơ khoảng cách trục → Chọn a=243mm Trong đó: Ka=49,5(B6.5) Ψba=0,3 KHβ=1,05(B6.7)  Xác định thông số ăn khớp + Mô đun sơ bộ: m=(0,01-0,02)a →chọn m=3mm + Số bánh dẫn: Từ CT Số bánh bị dẫn: z2=uz1=2,61.45=117 (Δu không lệch) + Vận tốc dài của bánh răng: v=πd1n1/6.104=πmz1n1/(6.104)=1,19m/s Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc làm việc: Trong đó: ZM=274(MPa)1/3(B6.5) ZH=1,76 (B6.12) Zε==0,86 (Tr105) với εα=[1,88-3,2(1/z1+1/z2)]=1,78 KH=KHβKHαKHv=1,113 Trong đó: KHβ=1,05(B6.7) KHα=1 (răng thẳng Tr106) KHv=1,06 (P2.3) Tính lại [σH]’=[σH]ZRZVKxH=500.0,95.0,88.1=418MPa với: ZR=0,95 (cấp xác 9), ZV=0,85v0,1=0,88, KxH=1 (da 0,04.a+10=0,04.243+10=19,72 20 mm d2=(0,7÷0,8).d1=14÷16 d3=(0,8÷0,9).d2=11,2÷12,6 14 mm 12 mm M8 E2≈1,6.d2=1,6.14=19,6 R2≈1,3.d2=1,3.14=18,2 K2=E2+R2+(3÷5)=(41÷43) 20 mm 18 mm 43 mm S3=(1,4÷1,8).d3 =16,8÷21,6 S4=(0,9÷1).S3=18÷20 K3=K2-(3÷5) 20 mm 18 mm 40mm D = 62 mm D2 =75 mm (Bảng 18.2/tr88) D3 =90 mm (Bảng 18.2/tr88) C=D3/2=90/2=45 (Bảng 18.2/tr88) Phụ thuộc kết cấu 62 mm 75 mm 90 mm 45 mm M6 x D = 90 mm D2 =110 mm (Bảng 18.2/tr88) 90 mm 110 mm 34 Tên gọi Đường kính tâm lỗ vít, D2 Đường kính ngồi, D3 C (k/c tâm bulong đến tâm lỗ) Vít ghép nắp ở: d4 Chiều cao h Kích thước gối trục 3: Đường kính lỗ lắp ở lăn, D Đường kính tâm lỗ vít, D2 Đường kính ngồi, D3 C (k/c tâm bulong đến tâm lỗ) Vít ghép nắp ổ: d4 Chiều cao h Mặt đế hộp: Chiều dày (không có phần lồi): S1 Bề rộng mặt đế hộp: K1 q Khe hở giữa chi tiết: Bánh với thành hộp, Δ Đỉnh bánh lớn với đáy hộp Mặt bên bánh với Số lượng bulong Z(chẵn) Tên gọi Chiều dày: Thân hộp δ Nắp hộp δ1 Gân tăng cứng: Chiều dày e Đường kính: Bulon d1 Bulon cạnh ở d2 Bulon ghép bích d3 Vít ghép nắp ở d4 Vít ghép nắp cửa thăm d5 Mặt bích: Chiều dày bích thân hộp S3 Chiều dày bích nắp hộp S4 Bề rộng K3 Nguyễn Minh Phương Biểu thức tính toán Chọn D3 =135 mm (Bảng 18.2/tr88) C=D3/2=135/2=67,5 mm (Bảng 18.2/tr88) Phụ thuộc kết cấu 135 mm 67,5 mm M8 x D = 110 mm D2 =130 mm (Bảng 18.2/tr88) D3 =160 mm (Bảng 18.2/tr88) C=D3/2=160/2=80 mm (Bảng 18.2/tr88) Phụ thuộc kết cấu 110 mm 130 mm 160 mm 80 mm M10 x S1=(1,3÷1,5).d1=26÷30 K1≈3.d1=60 q>K1+2 δ =82 30mm 60 mm 82 mm Δ=(1÷1,2) δ =11÷13,2 Δ1=(3÷5) δ =33÷55 Δ2 ≥ δ 12 mm 40 mm Biểu thức tính toán Chọn δ = 0,03.228+3 > 6mm δ1 = 0,9 δ δ=10mm δ1=9mm e = (0,8…1)δ e=1.δ=10mm d1>0,04.228+10>12mm d2=(0,7… 0,8)d1 d3=(0,8…0,9)d2 d4 theo kích thước nắp ổ d5 theo kích thước nắp cửa M20 M16 M14 Trục I: M6,sl=4 Trục II: M8, sl=4 Trục III: M10, sl=6 M8 S3=(1,4…1,8)d3 S4=(0,9…1)S3 K3=K2-3 S3=1,4d3=20mm S4=S3=20mm K3=47mm 35 Kích thước gối trục: Đk ngồi tâm lỗ vít: D3,D2 Bề rộng mặt ghép bulon cạnh ổ K2 Tâm bulon cạnh ổ: E2, C K2=E2+R2+3 E2=1,6.d2=25,6; C=D3/2 R2=1,3.d2=20,8 Mặt đế hộp: Chiều dày S1 S1=(1,3…1,5)d1 K1=3d1 q=K1+2δ Bề rộng K1, q Khe hở giữa chi tiết: Bánh với thành Δ Giữa đỉnh br lớn với đáy Δ=(1…1,2)δ Δ1=(3…5)δ hộp Δ2≥δ Giữa mặt bên br với Số lượng bulon Z(chẵn) Z=(L+B)/(200…300) Nguyễn Minh Phương 36 Trục I: D3=90mm D2=75mm TrụcII: D3=115mm D2=90mm TrụcIII: D3=160mm D2= 130mm K2=50mm E2=23mm,C1=45mm C 2=57,5mm C3=80mm S1=26mm K1=60mm,q=80mm Δ=10mm Δ1=30mm Δ2=10mm Z=6 II Chọn các chi tiết phụ Nắp quan sát Để kiểm tra, quan sát chi tiết hộp lắp ghép đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp.Trên nắp có thể lắp thêm nút thông Theo bảng 18.5 ta có kích thước nắp quan sát sau : A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 150 100 190 140 175 - 120 12 M8 Nguyễn Minh Phương 37 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hồ khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thơng Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao của nắp hộp Theo bảng 18.6 ta có kích thước nút thơng sau: A M27x B C D E G H I K L M N O P 2 Q R S 32 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi hạt mài) bị biến chất, đó cần phải thay dầu Để thay dầu cũ, đáy hộp có chỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Theo bảng 18.7 ta có kích thước của nút tháo dầu sau: d M16x1, b 12 m Nguyễn Minh Phương f L 23 38 c q 13,8 D 26 S 17 D0 19,6 Que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức dầu hộp Bulon vòng: dùng để nâng vận chuyển hộp giảm tốc Theo bảng 18.3b ta có trọng lượng của hộp giảm tốc 180 kG Theo bảng 18.3a ta chọn bulong M16 có kích thước sau: Ren d M16 d1 d2 d3 d4 d5 63 35 14 35 22 h 30 h1 h2 l 12 32 Trọng lượng nâng 500 kG Nguyễn Minh Phương 39 f b 16 c x r r1 r2 6 Chốt định vị Mặt ghép giữa nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp thân hộp gia cơng đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối của 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 của ở (do sai lệch vị trí tương đối của nắp thân), đó loại trừ những nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Nguyễn Minh Phương 40 l = S3 + S4 = 40 mm, theo bảng 18.4c ta chọn chốt định vị có kích thước sau: d0 d 12 M8 12 l1 16 1,8 l2 c 40 c1 l Vòng phớt (B15-17) Vòng phớt loại lót kín động gián tiếp nhằm mục đích bảo vệ ở khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mòn bị han gỉ Ngồi ra, vòng phớt đề phòng dầu chảy ngồi T̉i thọ ở lăn phụ thuộc nhiều vào vòng phớt Vòng phớt dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng Tuy nhiên có nhược điểm chóng mòn ma sát lớn bề mặt trục có độ nhám cao d 30 60 III d1 31 61,5 d2 29 59 D 43 79 a b 4,3 6,5 Dung sai lắp ghép (dùng để ghi vào bảng vẽ A0) Các kiểu lắp ghép cần nắm: Vị trí lắp Kiểu lắp Bánh răng, bánh vít, xích, đai – H7/k6 trục Bạc – trục H8/k7 Ổ - trục k6 Vỏ hộp – ổ H7 Khớp nối - trục k6 Nguyễn Minh Phương 41 So 12 Nắp ổ - vỏ Ống lót- vỏ Nắp ổ mộng – vỏ H7/d11 H7/k6 H7/h6 (H11/d11) Dung sai khoảng cách trục: P4.10 (H7) Dung sai đầu trục: P4.2 (k6) IV Mối ghép ren (P3.4) (tham khảo để vẽ) Đai ốc hãm + đệm cánh, đai ốc xẻ rãnh + chốt chẻ V Bảng vật liệu (Ghi vào bảng kê của bảng vẽ A0) Vị trí Kí hiệu Tên gọi 31 Chốt định vị 30 M16x1.5 Nút tháo dầu 29 Que thăm dầu 28 Thân hộp giảm tốc 27 Nắp hộp giảm tốc 26 M10 Vít tách hộp 25 Đệm kín Nguyễn Minh Phương 42 Sl 1 1 Vật liệu CT3 CT3 CT3 GX15-32 GX15-32 CT3 Amiang Ghi chú 24 23 22 21 20 M8 M14 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 M12 212 308 M6 36206 Nút thơng Vít ghép nắp cửa thăm Nắp cửa thăm Bulon vòng Bulon cạnh ổ 2 Bulon ghép bích Bánh trụ bị dẫn cấp chậm Bánh trụ bị dẫn cấp nhanh Bánh trụ dẫn cấp nhanh Vòng chắn dầu Trục vào Ổ bi đỡ Nắp ổ trục Bánh trụ dẫn cấp chậm Nắp ổ trục 2 Trục trung gian Ổ bi đỡ Đệm nắp ổ Phớt Then Trục Vít ghép nắp ở Nắp ở trục Ổ bi đỡ - chặn CT3 CT3 CT3 C20 CT3 CT3 C45 C45 C45 C45 C45 GX15-32 C45 GX15-32 C45 CT3 Cao su C45 C45 CT3 GX15-32 VI Bảng đặc tính HGT (Ghi vào bảng vẽ A0) HỘP GIẢM TỐC KHAI TRIỂN HAI CẤP Đk Tỉ số trụ Đk Khoảng cách Kích tru c trục trục thước yền vào uh=10 Ф30 Nguyễn Minh Phương Ф56 a1=165 43 a2=243 150x250 Thép Trọng lượng 180Kg (B18.3 b) Tài liệu tham khảo Giáo trình [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1&2, nhà xuất giáo dục, năm 2007 Tài liệu tham khảo [2] Nguyễn Hữu Lộc, sở thiết kế máy, nhà xuất giáo dục Đại học Quốc gia Tp.HCM, năm 2004 [3] Trần Hữu Quế - Vẽ kỹ thuật khí tập 1&2 – NXB Giáo dục [4] Ninh Đức Tốn, Nguyễn Thị Xuân Bảy – Dung sai lắp ghép Kỹ Thuật Đo Lường – NXB Giáo dục Nguyễn Minh Phương 44