Đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc trục vít và bánh vít kèm bản vẽ CAD

PHẦN 1CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀNA, CHỌN ĐỘNG CƠ Từ điều kiện đầu bài cho, ta tính được công suất trên trục làm việc:Plv= (60000.41)1000 = 2.46 kW Hiệu suất chung của hệ dẫn động:ŋ= ŋđai ŋbt ŋol ŋkhớp = 0.960.820.9931 = 0.76(chọn sơ bộ số mối ren của trục vít là z1=2)=> Công suất yêu cầu:Pyc= Plvŋ = 2.460.76 = 3.23 kW Tỷ số truyền sơ bộ của hệ:usb= ungoàiuhộp = 2.520= 50(chọn sơ bộ tỷ số truyền của bộ truyền đai bên ngoài là 2.5, tỷ số truyền của hộp giảm tốc trục vít là 20) Số vòng quay sơ bộ của động cơ:nsb= nlvusb =(600000.41)(3.14370)50= 1058 vp=> chọn tốc độ đồng bộ của động cơ là: nđb= 1000 vp Từ đây xét theo tiêu chuẩn của Nga, chọn động cơ 4A112MB6Y3 có thông số như sau:Pđc= 4kW < > nđc=950 vp < > ŋ%= 82% < > Hệ số mở máy:2.0; Hệ số quá tải: 2.2 < > đường kính trục: 32 mmB, PHÂN PHỐI LẠI TỶ SỐ TRUYỀN Tỷ số truyền thực:uthực= NđcNlv= 95021.17= 44.87 Tỷ số truyền trong hộp và tỷ số truyền bộ truyền đai bên ngoài:uhộp= 20 => ungoài= (Uthực)(Uhộp)= 2.24C, TÍNH CÔNG SUẤT Công suất trên trục công tác:Plv= 2.46 kW Công suất trên trục II (II là trục ra của hộp giảm tốc):PII= Plv(ŋkhơ ́pŋol)= 2.46(10.99)= 2.48 kW Công suất trên trục I (I là trục vào của hộp giảm tốc):PI= PII(ŋbtŋol)= 2.48(0.990.82)= 3.05 kW Công suất trên trục động cơ:Pđc= PI(ŋolŋđai)= 3.05(0.990.96)= 3.2 kW Tốc độ làm việc trên trục II:nII= 21 vp số vòng quay tại các trục làm việc:nđc= 950 vpnI= 9502.24=424.1vpnII= nI(uhô ̣p)= 424.120= 21.2 vp Mômen xoắn trên trục I và II:TI= 9.551063.05424.1= 68680.7 NmmTII= 9.551062.4821.2= 1117169.8NmmTừ đây ta có bảng tổng hợp kết quả phần 1 như sau: TrụcThông sốĐộng cơIIICông tácTỷ số truyền u2.45201Số vòng quay n, vp950424.121.221.2công suất P, kW3.23.052.482.48Mômen xoắn T, Nmm 32168.468680.71117169.81117169.8PHẦN 2TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀNI, TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 1.1, Chọn loại đai và xác định các thông số bộ truyềnVới công suất P= 3.2kW và n= 950 vp tra bảng chọn loại đai thang thường AXác định các thông số bộ truyền Từ loại đai A, chọn sơ bộ đường kính bánh đai nhỏ là d1= 180 mm Vận tốc đai: v= (πd1n1 )60000= (3.14180950)60000= 8.95 ms < 25 ms => phù hợp với đai thang thường. Đường kính bánh đai lớn:d2= d1u(1Ɛ)= 1802.45(10.01)= 436.59 mmchọn theo tiêu chuẩn lấy d2= 450 mm=> Tỷ số truyền thực tế: ut= d2(d1(1Ɛ))= 450(180(10.01))= 2.53Sai lệch tỷ số truyền: Δu= (|utu|)u100%= 3.3% => thỏa mãn phạm vi sai lệch cho phép. Khoảng cách trục a:Với ut= 2.53 chọn ad2=1 => a= d2= 450 mm.

TR ƯỜ NG Đ I H C KINH DOANH VÀ CÔNG NGH HÀ N I Ạ Ọ Ệ Ộ

******

GIÁO VIÊN H ƯỚ NG D N: TR NH Đ NG TÍNH Ẫ Ị Ồ

SINH VIÊN THI T K : Ế Ế Lê Đình Vinh

MÃ SINH VIÊN: 12108217

L P: C – ĐI N T 17.01 Ớ Ơ Ệ Ử

Hà N i 2015ộ

=> Công su t yêu c u:ấ ầ

Pyc= Plv ŋ = 2.460.76= 3.23 kW

- T s truy n s b c a h :ỷ ố ề ơ ộ ủ ệ

usb= ungoài*uh p ộ = 2.5*20= 50(ch n s b t s truy n c a b truy n đai bên ngoài là 2.5, t sọ ơ ộ ỷ ố ề ủ ộ ề ỷ ốtruy n c a h p gi m t c tr c vít là 20)ề ủ ộ ả ố ụ

- S vòng quay s b c a đ ng c :ố ơ ộ ủ ộ ơ

nsb= nlv*usb =60000∗0.413.14∗370 *50= 1058 v/p

=> ch n t c đ đ ng b c a đ ng c là: nọ ố ộ ồ ộ ủ ộ ơ đb= 1000 v/p

T đây xét theo tiêu chu n c a Nga, ch n đ ng c 4A112MB6Y3 ừ ẩ ủ ọ ộ ơcó thông s nh sau:ố ư

Pđc= 4kW < > nđc=950 v/p < > ŋ%= 82% < > H s m máy:2.0; ệ ố ở

H s quá t i: 2.2 < > đ ng kính tr c: 32 mmệ ố ả ườ ụ

B, PHÂN PH I L I T S TRUY NỐ Ạ Ỷ Ố Ề

- T s truy n th c:ỷ ố ề ự

uth c ự = Nđc Nlv= 21.17950 = 44.87

- T s truy n trong h p và t s truy n b truy n đai bên ỷ ố ề ộ ỷ ố ề ộ ề

ngoài:

uh p= ộ 20 => ungoài= Uthực Uhộp= 2.24

C, TÍNH CÔNG SU TẤ

- Công su t trên tr c công tác:ấ ụ

T s truy n u ỷ ố ề 2.45 20 1

S vòng quay n, v/p ố 950 424.1 21.2 21.2công su t P, kW ấ 3.2 3.05 2.48 2.48Mômen xo n T, ắ

4 68680.7 1117169.8 1117169.8

PH N 2 Ầ

TÍNH TOÁN THI T K CÁC B TRUY N Ế Ế Ộ Ề

I, TÍNH TOÁN B TRUY N ĐAI Ộ Ề

1.1, Ch n lo i đai và xác đ nh các thông s b truy n ọ ạ ị ố ộ ề

V i công su t P= 3.2kW và n= 950 v/p tra b ng ch n lo i đai ớ ấ ả ọ ạthang th ng Aườ

*Xác đ nh các thông s b truy nị ố ộ ề

- T lo i đai A, ch n s b đ ng kính bánh đai nh là dừ ạ ọ ơ ộ ườ ỏ 1= 180 mm

- V n t c đai: v= ậ ố π∗d 1∗n160000 = 3.14∗180∗95060000 = 8.95 m/s < 25 m/s => phù

h p v i đai thang th ng.ợ ớ ườ

- Đ ng kính bánh đai l n:ườ ớ

d2= d1*u*(1- )= 180*2.45*(1-0.01)= 436.59 mmƐ

ch n theo tiêu chu n l y dọ ẩ ấ 2= 450 mm

=> T s truy n th c t : uỷ ố ề ự ế t= d1∗(1ưƐ) d2 = 180∗(1ư0.01)450 = 2.53

Sai l ch t s truy n: u= ệ ỷ ố ề Δ ¿utưu∨ u¿¿*100%= 3.3% => th a mãn ỏ

ph m vi sai l ch cho phép.ạ ệ

- Kho ng cách tr c a:ả ụ

V i uớ t= 2.53 ch n a/dọ 2=1 => a= d2= 450 mm

Ta có: 0.55*(180+450)+8= 354.5 < a < 2*(d1+d2)= 1260

=> a=450 mm thõa mãn đi u ki n ề ệ

- Chi u dài đai:ề

l= 2*a + π∗(d1+d 2)2 + (d2-d1)2/(4*a)l= 2*450+3.14*(180+450)/2+(450-180)2/(4*450)= 1929.6 mm

=> quy tròn l=2000 mm

Ki m nghi m tu i th i= ể ệ ổ ọ v l= 8.95∗10002000 = 4.475< 10 => th a mãn.ỏ

T l=2000mm ta tính l i kho ng cách tr c th c t :ừ ạ ả ụ ự ế

1.2, Xác đ nh l c căng ban đ u và l c tác d ng lên tr c ị ự ầ ự ụ ụ

- L c căng trên 1 đaiự  :

F0=780*p1*kđ/(v*Cα*z) + Fv= 8.95∗0.921∗1780∗3.2∗1.1 + 0.105*8.952= 341.5 N

- L c tác d ng lên tr cự ụ ụ  :

Fr= 2*F0*z*sin(α1/2)= 2*341.5*1*sin(148.4/2)= 656.23 N

II, TÍNH TOÁN B TRUY N TR C VÍT - BÁNH VÍT (B TRUY N Ộ Ề Ụ Ộ Ề

H P GI M T C)Ộ Ả Ố

2.1, Ch n v t li u và xác đ nh ng su t cho phép ọ ậ ệ ị ứ ấ

- V n t c tr t s bậ ố ượ ơ ộ :

Vs= 4.5*10-5*n1*√ 3 T 2= 4.5*10-5*424.1*√ 3 1117169.8= 2 m/s < 5 m/s

=> ch n v t li u bánh vít là đ ng thanh không thi c nhóm II.ọ ậ ệ ồ ế

C th : ch n bánh vít làm b ng v t li u đ ng thanh nhôm ụ ể ọ ằ ậ ệ ồ

s t niken pA H 10-4-4 v i ắ Ƃ Ж ớ σb= 600 Mpa; σch= 200 Mpa

Ch n v t li u làm tr c vít là thép C45, tôi đ t đ r n ọ ậ ệ ụ ạ ộ ắ

HRC>45, mài và đánh bóng

- ng su t ti p xúc cho phép v i v t li u bánh vít pA H 10-4-Ứ ấ ế ớ ậ ệ Ƃ Ж

4 tính theo k t qu n i suy là:ế ả ộ

[σH]= 250 Mpa

- ng su t u n cho phép [Ứ ấ ấ σF]

[σF]= [σF0]*kFL

V i [ớ σF0]= 0.25*σb+0.08*σch= 0.25*600 + 0.08*200= 166 Mpa

Vì tr c vít đ c tôi đ t đ r n HRC > 45, m t ren tr c vít đ c ụ ượ ạ ộ ắ ặ ụ ượmài và đánh bóng nên [σF0] tăng thêm 25% và b ng 207.5Mpa.ằ

H s tu i th Kệ ố ổ ọ FL=9

√10 6 /(60∗21.2∗15000)= ¿ 0.72

=> [σF]= [σF0]*kFL= 207.5*0.72= 149.4 Mpa

- ng su t cho phép khi quá t iỨ ấ ả

[σH]max= 2* σch= 400 Mpa[σF]max= 0.8*σch= 160 Mpa

2.2, Tính toán truy n đ ng tr c vít v đ b n ề ộ ụ ề ộ ề

2.2.1, Các thông s c b n c a b truy n ố ơ ả ủ ộ ề

- Kho ng cách tr c aả ụ w

- Môđun c a tr c vít:ủ ụ

m= 41+12.52∗170 =.6.35 l y theo tiêu chu n 6.3ấ ẩ

=> tính l i kho ng cách tr c ạ ả ụ

aw=m*(q+z2)/2= 6.3*(12.5+41)/2 =168.5

- H s d ch ch nhệ ố ị ỉ  :

X=(aw/m)-0.5*(q+z2)= (170/6.3)-0.5*(12.5+41)= 0.234

Ta th y -0.7 < X < 0.7ấ

2.2.2, Ki m nghi m răng bánh vít v đ b n ti p xúc ể ệ ề ộ ề ế

- V n t c tr t vậ ố ượ s= *dπ w1*n1/(60000*cosγw)

V i ớ γw= arctan[z1/(q+2*X)]= arctan[2/(12.5+2*0.234)]= 8.767o

dw1=(q+2*x)*m= (12.5+2*0.234)*6.3= 81.7 mm

=> vs=3.14∗81.7∗424.160000∗cos 8.767= 1.8 m/s

=> [σH]= 254Mpa

- Hi u su t b truy n:ệ ấ ộ ề

Ŋ=0.95*tan(γw)/tan(γw+ )= φ tan ⁡(8.767+1.945) 0.95∗tan ⁡(8.767) = 0.774

- H s t i tr ngệ ố ả ọ  :

KH=KHβ*KHv

Trong đó KHβ=1+(z2/θ)3*(1-T2m/T2max)= 1

V i vớ s=1.8 m/s ta có c p chính xác 8 => Kấ Hv=1.2

2.2.3, Ki m nghi m răng bánh vít v đ b n u n ể ệ ề ộ ề ấ

=> σF = 1.4∗1117169.8∗1.515∗1.268∗258.3∗6.226 = 26.03 < [σF] => th a mãn đi u ki n.ỏ ề ệ

2.2.4, Ki m nghi m răng bánh vít v quá t i ể ệ ề ả

σHmax= σH*√Kqt= 254*√ 2.2= 376 <[σH]max

σFmax= σF*Kqt= 26.03*2.2= 57.266< [σF]max

=> th a mãn đi u ki n.ỏ ề ệ

2.3, Xác đ nh các kích th c hình h c c a b truy n ị ướ ọ ủ ộ ề

T k t qu tính toán trên ta cóừ ế ả  b ng t ng h p:ả ổ ợ

TÍNH TOÁN THI T K TR C CHO H P GI M T C Ế Ế Ụ Ộ Ả Ố

I, TÍNH TOÁN THI T K TR C VÍT.Ế Ế Ụ

Theo k t qu tính toán ph n 2, ta có v t li u làm tr c vít là ế ả ở ầ ậ ệ ụthép C45 đ c tôi c i thi n.ượ ả ệ

1.1,Tính l c và chi u các l c tác d ng lên tr c vít ự ề ự ụ ụ

1.1.1, Tính giá tr các l c ị ự

Đ xác đ nh chi u l c, ta ch n h t a đ nh hình H1.ể ị ề ự ọ ệ ọ ộ ư

Căn c vào chi u vecto v n t c trong đ bài và yêu c u thi tứ ề ậ ố ề ầ ế

k tr c vít có ren trái, ta sẽ có chi u quay c a tr c vít và chi u ế ụ ề ủ ụ ềquay bánh vít nh nư 1 và n2 trong hình H1, gi thi t các l c Fả ế ự t1, Fa1,

Fr1 ban đ u có h ng trùng v i h ng các tr c x,y,z nh h (H1 ầ ướ ớ ướ ụ ư ệ

đ c nhìn theo h ng t d i lên trên n u theo s đ nh trong ượ ướ ừ ướ ế ơ ồ ư

đ bài).ề

- Xét l c F ự t1 ( theo tr c x) ụ

Ta có:

T a đ rọ ộ k1 n m phía trên tr c oz nên rằ ụ k1 < 0 => ¿Rk 1∨ Rk 1¿¿= -1

Tr c quay ng c chi u kim đ ng h (nhìn theo mút bên ph i) ụ ượ ề ồ ồ ảnên => cqk1=1

Tr c vít ch đ ng => cbụ ủ ộ k1=1

V y Fậ t1= -1*1*1*Ft1= -Ft1 (ng c chi u tr c x)ượ ề ụ

- Xét l c F ự r1 (theo tr c y) ụ

Ta có:

Fr1=¿Rk 1∨ −Rk 1¿¿*Fr1= Fr1 (cùng chi u tr c y)ề ụ

- Xét l c F ự a1 (theo tr c z) ụ

Ta có:

hrk1= -1 vì ren h ng tráiướ

V y Fậ a1=cqk1*cbk1*hrk1*Fa1= 1*1*-1*Fa1= -Fa1 (ng c chi u tr c z) ượ ề ụ

=> v y t k t qu tính toán giá tr và chi u l c ph n trên ta có ậ ừ ế ả ị ề ự ở ầ

k t qu nh hình H2 ế ả ư

- Xét l c F ự r tác d ng t b truy n đai ụ ừ ộ ề

Căn c theo đi u ki n thi t k đ t ra ta có s đ l c Fứ ề ệ ế ế ặ ơ ồ ự r tác d ng ụ

nh hình H3:ư

V i: Fớ ry= Fr*cos0= 656.23 *cos0= 656.23 N

Frx= Fr*sin0= 656.23 *sin0= 0 N

1.2, Xác đ nh kho ng cách gi a các g i đ và đi m đ t l c ị ả ữ ố ỡ ể ặ ự

- Đ ng kính tr c s b :ườ ụ ơ ộ

d ≥ 3

√ T

0.2∗[τ ] = 3

√68680.7 0.2∗15 = 28.3 ch n d= 30 mmọ

T d, ch n các thông s c b n khác nh sauừ ọ ố ơ ả ư  :

Ch n bọ 0=19 mm <> k3=hn= 20 mm <> lm12=1.5*d= 45 mm <>

l12= -lc12= 81 mm <> l13=L112 = 141.5 mm <> l11=daM2 =283mm

1.3, Tính đ ng kính các đo n tr c ườ ạ ụ

1.3.1, Tính ph n l c t i các g i đ ả ự ạ ố ỡ

Ta có s đ tr c nh hình H4 nh sauơ ồ ụ ư ư  :

H4

Gi s chi u các ph n l c t i các đ b và d nh hình vẽ.ả ử ề ả ự ạ ổ ỡ ư

- Xét m t ph ng yz ặ ẳ  :

v y Xậ b và Xd l y theo chi u ng c v i chi u gi thi t ban đ u.ấ ề ượ ớ ề ả ế ầ

1.3.2, Vẽ bi u đ momen trên tr c và tính đ ng kính t i các đo n ể ồ ụ ườ ạ ạ

tr c ụ

T k t qu tính toán ph n l c nh trên, ta đi t i bi u đ l c, ừ ế ả ả ự ư ớ ể ồ ựmomen u n và momen xo n trên s đ tr c nh hình H5 ấ ắ ơ ồ ụ ư

H5

Ở ế ệ a=19mm, l p bánh đai nên c n then.ắ ầ

V i lớ m= 37.5 mm => lthen= 0.8*37.5= 30 mm ch n lọ then= 32mm

V i dớ a= 19 mm ch n then có b=6mm, h=6mm, chi u sâu rãnh ọ ềthen trên tr c tụ 1= 3.5 mm, trên l là tỗ 2= 2.8 mm

- Tính đi u ki n b n d p và đi u ki n b n c t:ề ệ ề ậ ề ệ ề ắ

σd=2*T / [d*lt*(h-t1)]= 19∗32∗(6−3.5)2∗43004.7 = 56.59 Mpa < [σd]= 150

Mpa=> th a mãn đ b n d p.ỏ ộ ề ậ

τc= 2*T / (d*lt*b) = 2∗43004.719∗32∗6 = 23.58 Mpa => th a mãn đ b n c t.ỏ ộ ề ắ

1.3.4, Ch n lăn ọ ổ

Vì tr c vít ch u l c d c tr c l n, l i quay v i t c đ cao nên ụ ị ự ọ ụ ớ ạ ớ ố ộcăn c vào chi u l c d c tr c, ta ch n bi đ -ch n 46304 có góc ứ ề ự ọ ụ ọ ổ ỡ ặα=36o ti t di n b c a tr c và ch n bi đ 1 dãy 304 ti t di nở ế ệ ủ ụ ọ ổ ỡ ở ế ệ

d c a tr c.ủ ụ

1.4, Tính ki m nghi m tr c v đ b n m i ể ệ ụ ề ộ ề ỏ

- T i ti t di n b: ạ ế ệ

Kx= 1.06 (v i tr c thép C45 ti n Ra 2.5 đ n 0.63 có ớ ụ ệ ế σb=600 Mpa)

Ky= 1.7 (tr c t p trung ng su t ít)ụ ậ ứ ấ

kσ= 1.76 (tr c có rãnh then phay b ng dao phay ngón)ụ ằ

V y Sậ jb=5.3*9.6/√5.3 2 +9.6 2= 4.6 > [S] => th a mãn.ỏ

- T i ti t di n c: ạ ế ệ

=> ti t di n c th a mãnế ệ ỏ

1.5, Tính ki m nghi m tr c v đ b n tĩnh ể ệ ụ ề ộ ề

1.6, Tính ki m nghi m tr c v đ c ng u n ể ệ ụ ề ộ ứ ấ

f=297∗√31026.62 2 +2016.68 2

48∗204∗10 3∗J

V i J=ớ π∗df 164 4 *(0.375+0.625*da1 df 1)

= 3.14∗47.8864 4*(0.375+0.625*47.8875.6 )= 351150.26

Thay vào ta có : f=1.4*10-8 <0.005*6.3=0.0315

=>th a mãn đ võng cho phép.ỏ ộ

1.7, Quy t đ nh k t c u tr c vít: ế ị ế ấ ụ

T k t qu tính toán và đ đ m b o các y u t tháo l p, ta đi t i ừ ế ả ể ả ả ế ố ắ ớquy t đ nh k t c u tr c vít nh hình H6 và H7 sauế ị ế ấ ụ ư  :

H6

H7

II, TÍNH TOÁN S B K T C U CHO TR C BÁNH VÍT.Ơ Ộ Ế Ấ Ụ

- Đ ng kính tr c s bườ ụ ơ ộ :

ti t di n

Ở ế ệ ∅45 ta ch n then có b r ng b= 14 mm; đ cao h= 9 ọ ề ộ ộmm; chi u sâu rãnh then trên tr c là tề ụ 1= 5.5 mm; chi u sâu rãnh ềthen trên l là tỗ 2= 3.8 mm