Đồ án hộp giảm tốc 2 cấp đồng truc kèm bản vẽ chi tiết

Lời nói đầuĐồ án Thiết kế là một môn học cơ bản đầu tiên của ngành cơ khí,môn học này không những giúp cho sinhviên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức đã được học, mà nó còn l

Lời nói đầu

Đồ án Thiết kế là một môn học cơ bản đầu tiên của ngành cơ khí,môn học này không những giúp cho sinhviên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng cho cácmôn học chuyên ngành sẽ được học sau này Thông qua Đồ án giúp sinh viên vận dụng kiến thức đã học ởcác môn vào thiết kế chi tiết máy cụ thể, đồng thời giúp sinh viên ôn tập lại các kiến thức đã học ở các mônnhư Vẽ cơ khí, Chi tiết máy, …Từ các kiến thức bổ trợ ở từng môn này, sinh viên có thể tổng hợp và đưa raphương pháp giải các bài toán cơ khí cụ thể, biết cách sáng tạo và đổi mới

Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng với sự hiểu biết còn hạnchế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các môn học có liên quan song bài làm củasinh viên không thể tránh được những thiếu sót Sinh viên kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệttình của các Thầy cô bộ môn giúp cho sinh viên ngày càng tiến bộ

Cuối cùng sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn, đặc biệt là đã trực tiếp hướng dẫn,chỉbảo tận tình giúp sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao

Đại học Bách Khoa TPHCM, tháng 8 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Mục lục

CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 6

I Công suất tương đương (đẳng trị) của động cơ: 6

II Phân phối tỉ số truyền: 7

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 8

I Chọn loại xích 8

II Thông số bộ truyền 8

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN RĂNG THẲNG 13

I Bộ truyền cấp chậm 13

1 Thông số ban đầu 13

2 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng 14

3 Ứng suât cho phép 14

4 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng 15

5 Khoảng cách trục 16

6 Thông số ăn khớp 16

7 Xác định kích thước bộ truyền 16

8 Chọn cấp chính xác cho bộ truyền 17

9 Xác định các giá trị lực tác dụng lên bộ truyền 17

10 Hệ số tải trọng động 17

11 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 17

12 Kiểm nghiệm ứng suất uốn 18

II Bộ truyền cấp nhanh 20

1 Thông số ban đầu 20

2 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng 20

2 Khoảng cách trục 22

3 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng 22

4 Thông số ăn khớp 23

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 27

I Chọn vật liệu 27

II Tính thiết kế trục 27

1 Tính sơ bộ trục 27

2 Khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 28

3 Lực tác dụng lên trục 29

4 Lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục 31

III Chọn then cho các đoạn trục 39

IV Kiểm nghiệm độ bền trục theo độ bền mỏi 39

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THEN VÀ KHỚP NỐI 41

I Tính toán và lựa chọn then 41

1 Tính toán 41

2 Kiểm nghiệm then 42

II Tính toán và lựa chọn khớp nối 42

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN THIẾT KỂ GỐI ĐỠ TRỤC, LỰA CHỌN Ổ LĂN, BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC 44

I Tính toán thiết kế gối đỡ trục, lựa chọn ổ lăn 44

1 Trục 1: 44

2 Trục 2 46

3 Trục 3 48

II Bôi trơn hộp giảm tốc 51

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN THIẾT KÊ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC 52

I CHỌN THÂN MÁY: 52

1 Yêu cầu: 52

2 Xác định kích thước vỏ hộp: 52

II CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN ĐẾN KẾT CẨU VỎ HỘP: 54

1 Chốt định vị: 54

2 Cửa thăm: 54

3 Nút thông hơi: 55

4 Các chi tiết phụ khác: 56

5 DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP: 57

Tài liệu tham khảo 60

KẾT LUẬN 60

 Số liệu thiết kế:

giờ)

 Chế độ tải: T1= T ; T2= 0,6T

t1= 35s ; t2= 28s

CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

br x

u u

II Phân phối tỉ số truyền:

2900

72,5 40

x br

u u u



u br 25 u1u2  25 5 (u1,u2 là tỉ số truyền cấp nhanh và chậm)

Tính toán các thông số dùng để thiết kế hệ thống truyền dẫn cơ khí

a) Tính công suất trên các trục:

max 4,5

0,995

ct ol

 Momen trên trục động cơ:

2900

dc dc

16827,76

a) Chọn số răng đĩa xích

 Tỉ số truyền u x 2,9

 Số răngz2  uz1 2,9 25 72,5    zmax  120 (răng) chọn z2 = 73 (5.1)[1]

2 1

732,9225

z u z

có sai lệch không quá 5%

z

z k z

Hệ số xét số dãy xích khi có 2 dãy xích: k z 1,7

Hệ số vòng quay:

01 3

50

0, 431116

n

n k n

k  - Vị trí trục được điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích dc 1

k  bt 1,3- Môi trường làm việc có bụi, bôi trơn đạt yêu cầu

lượng 0,003a ta được khoảng cách trục a cần tìm là

Tải trọng phá hỏng Q = 113,4 kN, khối lượng 1 mét xích là 5kg (bảng 5.2)[1]

e) Xác định thông số của đĩa xích

Với d1 là đường kính con lăn xích, tra bảng (5.2)[2]

f) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

H10, 47 k F k r( t DF E Ak vd) / ( d) [H1] (5.18)[1]

Trong đó:

Đường kính vòng đỉnh

Đường kính vòng đáy

Đường kính vành đĩa

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN RĂNG THẲNG

1 Thông số ban đầu

 Tỉ số truyền: u 2 5

 Tổng số giờ làm việc: L h   8 3 160 3 11520( )  h

2 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng

hạn chảy ch  450 MPa

250 HB Giới hạn bền b 850MPa, giới hạn chảy ch  450 MPa

HE

N K

0 lim3

0 lim4

1,8 1 1,8 250 4501,8 2 1,8 235 423

F F

Tương tự như đối với ứng suất tiếp xúc ta có K FL3 K FL4 1

Ứng suất uốn cho phép sơ bộ của từng bánh răng:

H F

K K

Dựa vào bảng 3.10[3] chọn được cấp chính xác là 9

9 Xác định các giá trị lực tác dụng lên bộ truyền

11 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc tính toán

H Fv

K K

Hệ số ảnh hưởng kích thước răng:

Vậy điều kiện bền tiếp xúc được thỏa

12 Kiểm nghiệm ứng suất uốn

Ứng suất uốn cho phép:

(răng)

2

b m

Vậy độ bền uốn được thỏa.

1 Thông số ban đầu

 Tỉ số truyền: u 1 5

 Tổng số giờ làm việc: L h   8 3 160 3 11520( )  h

2 Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng

hạn chảy ch  450 MPa

250 HB Giới hạn bền b 850MPa, giới hạn chảy ch  450 MPa

HE

N K

0 lim1

0 lim2

1,8 1 1,8 250 4501,8 2 1,8 235 423

F F

Tương tự như đối với ứng suất tiếp xúc ta có K FL1K FL2 1

Ứng suất uốn cho phép sơ bộ của từng bánh răng:

5 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng

K K

Dựa vào bảng 3.10[3] chọn được cấp chính xác là 7

9 Xác định các giá trị lực tác dụng lên bộ truyền

11 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc tính toán

H Hv

K K

 



K 1,07 (bảng 3.13)[1]

Hệ số ảnh hưởng kích thước răng:

Vậy điều kiện bền tiếp xúc được thỏa

12 Kiểm nghiệm ứng suất uốn

F t F F



(răng)

2

b m

 Do đó:

1 1 w

Chọn vật liệu trục và ứng suất cho phép

3 45

3 25

2 Khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

a) Trục 1

Trục 1 gồm nửa khớp nối đàn hồi, bánh răng dẫn cấp nhanh, 1 cặp ổ lăn

Chiều dài nửa khớp nối trục vòng đàn hồi:

Trục 2 gồm bánh răng bị dẫn cấp nhanh, bánh răng dẫn cấp chậm, 1 cặp ổ lăn

Trục 3 gồm bánh răng bị dẫn cấp chậm, đĩa xích chủ động, 1 cặp ổ lăn

1 1

252, 75135,88

Tuy nhiên do trục 1 gắn với trục động cơ nên chọn các kích thước trục theo tiêu chuẩn

Moment cho lực F và t2 F gây ra: t3

6368, 246

Ex Ey Fx Fy

III Chọn then cho các đoạn trục

Dựa bào bảng (7.12)[3] ta chọn được

b 750MPa là giới hạn bền của vật liệu

M



với W là moment cản uốn (7.11)[3]





Dựa vào công thức ở bảng (7,3)[3] ta có bảng số liệu sau:

Đường kính

K K

diện

d(mm)

1,5625

1,176

1,5625

1,176

1,5625

1,176

1,5625

1,176

11,15

Ta thấy các tiết diện trục đã thỏa điều kiện bền mỏi

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THEN VÀ KHỚP NỐI

1 Tính toán

Dựa bào bảng (7.12)[3] ta chọn được các loại then sau:

Tiết diện Đường kính (mm) Loại then, b x h x l

d22 30 10 8 50 

2 Kiểm nghiệm then

l

T bdl

[ ] 90c  MPa ứng với vật liệu thép, tải va đập nhẹ

Tiết

diện

T(Nm m)

d(m m)

Loại then

t(mm )

t 2 (m m)

Theo số liệu ở bảng trên, ta thấy trên tất cả các tiết diện đều thỏa độ bền dập và độ bền cắt

3 Kết cấu trục có then

a) Trục 1:

b) Trục 2:

c) Trục 3:

165

80

56

30

28

32

20

62

34

15

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN THIẾT KỂ GỐI ĐỠ TRỤC, LỰA CHỌN Ổ LĂN,

BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

Thời gian làm việc: L h 11520h

- Lực dọc trục tác động vào ổ A, B do lực hướng tâm FR gây ra:

ta R A

ta R B

Từ kết quả trên ta thấy rằng ổ B chịu tải trọng lớn hơn nên ta tính toán theo ổ B

m

d B

Vì Cd  C  18,2 kN nên ổ đảm bảo khả năng tải động

C L

0,5 261,05 0,47 144,95 200,1

287,96287,96

Như vậy Q0 C0 18,2.10 ( )3 N nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh

- Theo bảng (11.7)[1] với ổ bi đỡ chặn bôi trơn bằng dầu: d n  m  1,8.105

144,95706,3

a a



 F a F a2 F a3 144,95 706,3 561,35( )  N

0,95 366,8 348,46 ( ) 0,95 1947,94 1850,54( )

ta R C

F

e

2 1288,65

0,66 1.1947,94

ta R B

Từ kết quả trên ta thấy rằng ổ D chịu tải trọng lớn hơn nên ta tính toán theo ổ D

C L

0,5 1947,94 0,28 561,35 1131,148

1947,941947,94

Như vậy Q0 C0 19,4.10 ( )3 N nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh

- Theo bảng (11.7)[1] với ổ bi đỡ chặn bôi trơn bằng dầu: d n  m  1,8.105

F

0,34 1515,45 515,253 ( ) 0,34 6486,24 2205,32( )

ta R E

ta R F

C L

0,5 6486,24 0,47 706,3 3575,1

6486,246486,24

Như vậy Q0 C0 23,6.10 ( )3 N nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh

- Theo bảng (11.7)[1] với ổ bi đỡ chặn bôi trơn bằng dầu: d n  m  1,8.105

phòng các tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộpgiảm tốc

thứ 2 (nhưng ít nhất 10mm)

nghiệp 45

Đối với hộp giảm tốc đồng trục, hai cấp của bộ truyền có đường kính như nhau nên điều kiện bôi trơn được thỏa.

Khoảng cách của mức dầu cao nhất và thấp nhất

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN THIẾT KÊ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT

sơn mỏng hoặc sơn đặc biệt

2 Xác định kích thước vỏ hộp:

Chiều dày: - Thân hộp, 

Khe hở giữa các chi tiết:

- Giữa bánh răng với thành trong

vị, khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ (do sai lệch vị trí tương đối của nắp

và thân), do đó loại trừ được một trong những nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng

Ta dùng chốt định vị hình côn có các thông số sau:

15

125

130

87

1

4 Nút hông hơi:

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong

và bên ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi Nút thông hơi được lắp trên nắp cửa thăm.Kích thước nút thông hơi (tra bảng 18-6 [1]):

M27x2 15 30 15 4

5

36

32

18 3632

a) Nút tháo dầu:

bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu

M 16

b) Que thăm dầu:

Que thăm dầu

a) Dung sai ổ lăn:

Vòng trong ổ lăn chịu tải tuần hoàn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian

để vòng ổ không trượt trên bề mặt trục khi làm việc Do đó, ta phải chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dôi, tạo điều kiện mòn đều ổ (trong quá trình làm việc nó sẽ quay làm mòn đều)

Vòng ngoài của ổ lăn không quay nên chịu tải cục bộ, ta lắp theo hệ thống lỗ Để ổ có thể dichuển dọc trục khi nhiệt đô tăng trong quá trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7.

Theo chiều rộng, chọn kiểu lắp trên trục là P9/h8 và kiểu lắp trên bạc là Js9/h8

Theo chiều cao, sai lệch giới hạn kích thước then là h11

Theo chiếu dài, sai lệch giới hạn kích thước then là h14

BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP

Chi tiết

Kíchthước(mm)

Mối lắp

ES(  m)

EI(  m)

es(  m)

ei(  m)

Độ dôilớnnhất

Độ hởlớnnhất

Qua thời gian làm đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, em đã nắm vững hơn

về cách phân tích một công việc thiết kế, cách đặt vấn đề cho bài toán thiết kế

Vì đặc trưng nghiên cứu của môn học là tính hệ truyền động nên qua đó giúp cho sinh viên

có cách xử lý sát thực hơn và biết cách kết hợp với những kiến thức đã được học để tính toán

và chọn ra phương án tối ưu cho thiết kế

Dù đã cố gắng hoàn thành đồ án này với cường độ làm việc cao, kỹ lưỡng và có sự hướngdẫn rất cụ thể của quý thầy cô khoa Cơ khí nhưng do hiểu biết còn hạn chế và chưa có kinhnghiệm thực tiễn nên chắc chắn đồ án này còn có nhiều thiếu sót và bất cập Vì vậy, em rấtmong sự sửa chữa và đóng góp ý kiến của quý thầy cô để em được rút kinh nghiệm và bổ sungthêm kiến thức

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy cô khoa Cơ khí và sự hướng dẫn tận tìnhcủa thầy

Sinh viên thực hiện đồ án