bản phát thảo đồ án chi tiết máy đề 4Lực vòng trên băng tải, F (N): 5000Vận tốc băng tải, v (ms): 1,1Đường kính tang dẫn, D (mm): 400Thời gian phục vụ, L (năm): 6Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ. (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ).Chế độ tải: T_1=T; T_2=0,5T; t_1=38s; t_2=12s
Số liệu thiết kế: • • • • • • Lực vòng băng tải, F (N): 5000 • Vận tốc băng tải, v (m/s): 1,1 • Đường kính tang dẫn, D (mm): 400 • Thời gian phục vụ, L (năm): • Hệ thống quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) • Chế độ tải: ; ; ; LỜI NÓI ĐẦU Trong sống ngày bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trò định sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp em củng cố lại kiến thức học môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Cơng việc thiết kế hộp giảm tốc giúp hiểu kỹ có nhìn cụ thể cấu tạo chức chi tiết bánh ,ổ lăn, xích,… Thêm vào q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ hình chiếu với cơng cụ AutoCad, SolidWork điều cần thiết với kỹ sư khí chế tạo máy thời đại 4.0 Em xin chân thành cảm ơn thầy bạn Khoa Cơ Khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Sinh viên thực NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………………………… Mục lục CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Tính tốn cơng suất trục động cơ: Theo CT (2.8) trang 19 [1], ta có: Trong đó: Cơng suất cần thiết trục động (kW) Cơng suất tính tốn (kW) Hiệu suất truyền động Tính hiệu suất truyền động hệ thống: Từ CT (2.9) trang 19 [1], ta có: Theo bảng 2.3 trang 19 [1]: + Hiệu suất khớp nối: ηkn = 0.98 (vì khớp nối trục đàn hồi) + Hiệu suất cặp bánh trụ răng: = 0.97 + Hiệu suất truyền xích: = 0.93 (vì truyền xích để hở) + Hiệu suất cặp ổ lăn:= 0.99 Hiệu suất chung: Hệ thống truyền động băng tải làm việc với sơ đồ tải trọng sau: Theo (2.12) (2.13), công suất làm việc trục máy công tác: = 4,98 kW Khi đó: Xác định sơ số vòng quay đồng động cơ: Theo (2.17), số vòng quay trục máy cơng tác: Trong đó: v - vận tốc băng tải, v = 1,1 m/s; D – đường kính tang dẫn, D = 400 mm Xác định sơ số vòng quay đồng động điện: Theo CT 2.18 trang 21 [1], ta có: Trong đó: : số vòng quay sơ động : số vòng quay trục cơng tác : tỉ số truyền hệ dẫn động Với Theo bảng 2.4 trang 21 [1], ta có: (tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp) (tỉ số truyền xích) Suy ra: Vậy Chọn động điện: Chọn động thỏa mãn điều kiện 2.19 trang 22 [1] Và moment mở máy thỏa mãn điều kiện: Từ kết quả: (kW) (vg/ph) Kiểu động DK 62-6 Ta có: Cơng suất kW Vận tốc quay (vg/ph) 960 0,81 1,4 Nên động DK 62-6 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế Phân phối tỉ số truyền truyền Theo công thức 3.24 trang 48 [1]: Trong đó: tỉ số truyền hộp giảm tốc tỉ số truyền truyền Ta có: Theo tiêu chuẩn trang 49 [1]: Ta chọn: (Để tiết kiệm chi phí nhỏ gọn phù hợp) Tra bảng 3.1 trang 43 [1]: Mà: Trong đó: tỉ số truyền truyền cấp nhanh tỉ số truyền truyền cấp chậm Theo công thức: Vậy ta chọn Kiểm nghiệm: thỏa điều kiện cho phép Xác định công suất, mơmen số vòng quay trục: Cơng suất: • Trục III • Trục II • Trục I Số vòng quay: • Trục I: • Trục II: • Trục III: • Trục cơng tác: Tính momen trục động cơ: • Trục I: • Trục II: • Trục III: • Trục động cơ: • Trục công tác: Kết quả: Trục Công suất P (kW) Trục động Trục I Trục II Trục III Trục công tác 5,8 5,6 5,4 4,98 960 960 291 120 55 Tỉ số truyền u Số vòng quay n(vg/ph) Momen xoắn T (Nmm) 69635 55708 183780 429750 864709 CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG XÍCH Cơng suất: Số vòng quay bánh dẫn: Momen xoắn: Tỉ số truyền: Điều kiện làm việc: Quay chiều, làm việc ca, tải trọng va đập nhẹ Chọn loại xích: Vì cơng suất vận tốc trung bình nên dùng xích lăn (xích lăn có độ bền cao xích ống sử dụng rộng rãi) Chọn số đĩa xích: Tính số đĩa xích nhỏ theo cơng thức trang 80[1] ta có: Ta chọn z1 = 25 Từ cơng thức 5.1/81[1] ta có cơng thức tính số đĩa xích lớn: (đối với xích lăn) Chọn z2 = 58 Xác định số bước xích: Bước xích Px tính theo cơng thức 5.3/81[1] ta có: Trong đó: Pt: cơng suất tính tốn (kW) P: cơng suất truyền (kW) [P]: công suất cho phép (kW) =1: hệ số (trong với z1= 25) (hệ số vòng quay) Dựa vào bảng 5.5/81[1] ta chọn số vòng quay đĩa xích nhỏ: n01 = 200 (vòng/phút) Hệ số vòng quay Theo cơng thức 5.4/81[1] ta có hệ số sử dụng xích k: Dựa vào bảng 5.6, 5.7/82[1] ta có: 10 α = 120 = 0,33 nên ta chọn ổ bi đỡ chặn, cỡ trung hẹp Tra bảng P2.12 trang 264 [1] ta có bảng sau Bảng 5.2.2 Kích thước ổ bi đỡ chặn Kí hiệu ổ d (mm) D (mm) b (mm) C (KN) C0 (KN) 46307 35 80 21 33,4 25,2 Góc tiếp xúc α = 260 Hệ số e (bảng 11.4 trang 216 [1]) Hệ số X, Y (chọn V =1 ứng với vòng quay) Lực dọc trục tác động vào ổ A, B lực hướng tâm gây (công thứ 11.8 trang217 [1]) Tổng lực dọc trục tác động lên ổ Ta chọn ổ theo ổ bên phải tải trọng tác dụng lớn Ta có: (từ bảng 11.4 trang 216 [1]) Tải trọng động qui ước: công thức 11.3 trang 214 [1] Q = (XVFR + YFa).kt.kd Với: Vòng quay nên V= 38 Tải va đập nhẹ : kđ = 1,1 Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to < 100) nên: kt = Tại B =3910 N Tuổi thọ thời gian làm việc (tính triệu vòng quay) (công thức 11.13 trang 219 [1]) Khả tải động: (cơng thức 11.1 trang 213 [1]) Vì nên ổ đảm bảo khả tải động Kiểm tra tãi tĩnh Ổ đỡ - chặn theo bảng 11.6 trang 221 [1] với: α = 260 ta chọn X0 = 0,5; Y0 = 0,37 (công thức 11.19 trang 221 [1]) N Qt = Qr =1924 N Như nên ổ đảm bảo đủ điều kiện bền tĩnh Trục III: Số vòng quay n2 = 179 (vòng/phút) Phản lực ổ: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: 2 FRA = FAX + FAY = 957 + 22342 = 2430( N ) Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: 2 FRB = FBX + FBY = 1787 + 2862 = 3374 ( N ) ; 39 Tra bảng P2.12 trang 264 [1] ta có bảng sau Bảng 5.2.2 Kích thước ổ bi đỡ dãy cỡ trung Kí hiệu ổ d (mm) D (mm) b (mm) C (KN) C0 (KN) 309 45 100 25 37,8 26,70 Hệ số e (bảng 11.4 trang 216 [1]) Hệ số X, Y (chọn V =1 ứng với vòng quay) Lực dọc trục tác động vào ổ A, B lực hướng tâm gây (công thứ 11.8 trang217 [1]) Tổng lực dọc trục tác động lên ổ Ta chọn ổ theo ổ bên phải tải trọng tác dụng lớn Ta có: (từ bảng 11.4 trang 216 [1]) Tải trọng động qui ước: công thức 11.3 trang 214 [1] Q = (XVFR + YFa).kt.kd Với: Vòng quay nên V= Tải va đập nhẹ : kđ = 1,1 Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to < 100) nên: kt = Tại B =3711 N 40 Tuổi thọ thời gian làm việc (tính triệu vòng quay) (cơng thức 11.13 trang 219 [1]) Khả tải động: (công thức 11.1 trang 213 [1]) Vì nên ổ đảm bảo khả tải động Kiểm tra tãi tĩnh Ổ đỡ - chặn theo bảng 11.6 trang 221 [1] ta chọn X0 = 0,6; Y0 = 0,5 (công thức 11.19 trang 221 [1]) N Qt = Qr = 2239,2 N Như nên ổ đảm bảo đủ điều kiện bền tĩnh CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC 6.1 Thiết kế vỏ hộp Vỏ HGT có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, chứa dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết tránh bụi Chỉ tiêu HGT khối lượng nhỏ, độ cứng cao Vật liệu gang xám GX 15-32 Bề mặt ghép vỏ hộp qua đường tâm trục để việc lắp ghép chi tiết thuận tiện Bề mặt lắp nắp thân cạo mài, để lắp sít, lắp có lớp sơn lỏng sơn đặc biệt Mặt đáy HGT nghiêng phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 1o Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với kích thước bảng sau: Bảng 5.1 Kích thước phần tử cấu tạo nên HGT (theo bảng 18-1 trang 85 [2]) Tên gọi Số liệu 41 Chiều dày: a = 254 mm Thân hộp δ = 0,03a + = 10 mm Nắp hộp δ1 = 0,9δ = mm Gân tăng cứng: e = (0,8 ÷1)δ = mm Chiều dày h = 45 mm Độ dốc Khoảng 20 Đường kính: Bulơng d1 > 0,04a + 10 = 20 mm Bulông cạnh ổ d2 = (0,7÷0,8)d1 = 16 mm Bu lơng ghép nắp bích thân d3 = (0,8÷0,9)d2 = 12 mm Vít ghép nắp ổ d4 = (0,6÷0,7)d2 = 10 mm Vít ghép nắp cửa thăm d5 = (0,5÷0,6)d2 = mm Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp S3 = (1,4÷1,8)d3 = 17 mm Chiều dày bích nắp hộp S4 = (0,9÷1)S3 = 15 mm Bề rộng bích nắp thân K3 = K2 - (3÷5) = 46 mm Kích thước gối trục: K2 = E2 + R2 + (3÷5) = 49 mm Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ R2 ≈ 1,3d2 ≈ 20 Tâm lỗ bulông cạnh ổ (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) E2 ≈ 1,6d2 ≈ 26 mm Chiều cao C ≈ D3/2 , k >16,8 h xác định theo kết cấu, phụ thuộc vào lỗ bulông kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày: khơng có phần lồi có phần lồi S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)d1 = 26 mm Dd xác định theo đường kính dao kht S1≈ (1,4 ÷ 1,7)d1 = 28 mm S2 =(1 ÷ 1,1)d1 = 20 mm 42 Bề rộng mặt đế hộp K1 ≈ 60 mm , q = 65 mm Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành võ hộp Δ ≥ (1 ÷ 1,2)δ = 10 mm Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Δ1 ≥ (3 ÷ 5)δ = 50 mm Giữa mặt bên bánh với Δ ≥ δ = 10 mm Số lượng bulông Z=6 Kích thước gối trục nắp ổ, tra bảng 18-2, trang 88,[2], ta có: Bảng 5.2 Kích thước gối trục nắp ổ Trục I II III I D 72 80 100 D2 90 100 120 D3 115 125 150 D4 65 75 90 h 10 10 12 d4 M8 M8 M10 z 6 Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo hộp giảm tốc : Bulơng vòng: 43 Hình 5.2 Kích thước bulơng vòng Ta có: a1 = 100, a2 = 140 Tra bảng 18.3b, trang 89,[2] ta được: Q = 160 kG Theo bảng 18.3a, trang 89,[2] ta có kích thước bu lơng vòng: (mm) Bảng 5.3 Kích thước bu lơng vòng Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 M8 36 20 20 13 18 h2 l≥ f 18 b c x r 10 1,2 2,5 r1 r2 (hình b) 160 Chốt định vị: Hình 5.3 Kích thước chốt định vị hình Ta chọn chốt định vị hình cơn, theo bảng 18.4b, trang 91,[2] ta có kích thước chốt định vị : d = mm, c = 1,2 mm, l = 25÷140 mm Cửa thăm : Hình 5.4 Kích thước nắp quan sát Bảng 5.4 Kích thước cửa thăm (mm) 44 A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8 x22 4 Nút thơng hơi: Hình 5.5 Hình dáng kích thước nút thơng Theo bảng 18.6, trang 93,[2] ta có kích thước nút thơng hơi: Bảng 5.5 Kích thước nút thơng A B C D E G H I K L M N O P M27 x 15 30 14 45 36 32 10 32 18 36 32 22 Q R S Nút tháo dầu: Hình 5.6 Hình dạng kích thước nút tháo dầu trụ Ta chọn nút tháo dầu hình trụ, theo bảng 18.7, trang 93,[2] ta có kích thước nút tháo dầu : 45 Bảng 5.6 Kích thước nút tháo dầu d b m f L c q D S D0 M20 x 15 10 28 25 17,8 30 22 25,4 Que thăm dầu: Hình 5.7 Kích thước hình dáng que thăm dầu Vòng phớt: Hình 5.8 Kích thước vòng phớt rãnh lắp vòng phớt Theo bảng 15.17, trang 50,[2] ta có kích thước vòng phớt: Bảng 5.7 Kích thước vòng phớt (mm) Trục d d1 d2 D a b S0 I 30 31 29 43 4,3 III 40 41 39 59 6,5 12 Vòng chắn dầu: 46 Hình 5.9 Kích thước hình dạng vòng chắn dầu Bơi trơn : Phương pháp bơi trơn: Vì vận tốc vòng v < 12 m/s nên ta dùng phương pháp ngâm dầu, bánh ngâm dầu chứa hộp Khi vận tốc truyền xấp xỉ trị số bánh ngâm dầu với chiều sâu ngâm dầu (0,75 – 2).h với h chiều cao không nhỏ 10 mm Dầu bôi trơn : - Dựa vào bảng 18.11, trang 100,[2], ta chọn độ nhớt dầu nhiệt độ 500C (1000) : 57/8 - Theo bảng 18.13, trang 101,[2], ta chọn dầu bôi trơn là: Dầu công nghiệp 45, với độ nhớt Centistoc 38-52(50 0C); độ nhớt Engle 5,24-7,07(500C); khối lượng riêng 200C 0,886-0,926g/cm3 Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu: - Mức dầu thấp ngập (0,75…2) chiều cao h2 bánh - 10 mm Khoảng cách mức dầu cao thấp 10…15 mm Mức dầu cao không ngập cao 1/3 bán kính bánh (da4/6) Bơi trơn ổ lăn: Theo bảng 15.15a, trang 45, [2], ta chọn loại mỡ LGEMT2 ( thích hợp cho loại ổ cỡ 47 nhỏ trung bình, điều kiện làm việc cao hơn, có tính chịu nước tốt chống gỉ cao, điều kiện khắc nghiệt hơn), với nhiệt độ làm việc -300C đến 1100C ; độ nhớt động học 195 mm2/s (400C); độ đậm đặc 10 Khớp nối trục I với trục động cơ: Do kích thước trục chênh lệch nên ta sử dụng nối trục vỏ đàn hồi.Thông thường vòng đàn hồi chế tạo cao su bên có gia cố Ta lựa chọn kích thước nối trục vỏ đàn hồi dựa vào mômen xoắn cần truyền: T đc = 86859 Nmm, T1 = 35519 Nmm tiết diện lăp khớp nối d = 25 mm Hình 5.10 Nối trục vỏ đàn hồi Tra bảng 16.12, trang 72,[2], ta có: Bảng 5.8 Các thông số nối trục T (N.m) 40 d 25 D 160 L l Tmax N (N.m) (vg/ph) L Lmin l lmin 220 180 63 44 250 3000 Độ lệch cho phép 1,6 48 Kiểm nghiệm vỏ đàn hồi theo ứng suất tiếp chổ kẹp chặt theo điều kiện: Trong : - D1 đường kính ngồi vòng chỗ bị kẹp, D1 = 0,75.D chiều dày vỏ đàn hồi, = 0,05.D = 0,7…0,75 MPa, vỏ cao su có gia cố II Lắp ghép dung sai : Dung sai lắp ghép bánh : Do bánh lắp cố định tháo lắp, hộp giảm tốc chịu tải nhẹ, không va đập nên ta chọn mối ghép trung gian H7/k6 Dung sai lắp ghép ổ lăn : - Vòng quay chịu tải tác động tuần hoàn, ta chọn kiểu lắp trung gian k6 để ổ không bị trượt Để mòn đều, vòng ngồi ta chọn lắp theo hệ thống lỗ, q trình làm việc, nhiệt sinh nhiều nên ta chọn chế độ lắp H7 Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu trục : Để dể dàng tháo lắp theo hệ thống lỗ, ta chọn kiểu lắp H7/t6 Lắp chốt định vị : Chọn kiểu lắp H7/n8 Lắp ghép nắp ỗ thân hộp : Chọn lắp theo hệ thống lỗ, chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 để dể dàng tháo lắp điều chỉnh Dung sai lắp ghép mối ghép then Tra bảng 20.6,trang 125,[2], ta có bảng thơng số : Bảng 5.9 Sai lệch giới hạn chiều rộng chiều sâu rãnh then Trục Tiết diện then bxh Sai lệch giới hạn chiều rộng rảnh then Ghép trung gian Js9 I II III Chiều sâu rảnh then Trên trục t1 Trên bạc t2 t1 Sai lệch giới hạn t2 Sai lệch giới hạn 8x7 +0,2 +0,2 12x8 +0,2 3,3 +0,2 12x8 +0,2 3,3 +0,2 12x8 +0,2 3,3 +0,2 14x9 5,5 +0,2 3,8 +0,2 49 10x8 +0,2 3,3 +0,2 Tra bảng P4.1 P4.2, trang 218,219, [2], ta có bảng thơng số : Bảng 5.10 Dung sai lắp ghép Trục Chi tiết Kích thước Kiểu lắp Dung sai lỗ Dung sai trục I Khớp nối - trục 25 H7/k6 + 0,021 Trục - ổ lăn 30 k6 + 0,015 + 0,002 + 0,018 + 0,002 Ổ lăn - thân máy 72 H7 Trục - bánh 34 H7/k6 Trục - ổ lăn 35 k6 Ổ lăn – thân máy 80 H7 Trục – bánh cấp chậm Trục – bánh cấp nhanh Trục - ổ lăn 42 H7/k6 42 H7/k6 45 k6 II III + 0,03 + 0,025 + 0,030 + 0,025 + 0,025 + 0,018 + 0,002 + 0,018 + 0,002 + 0,018 + 0,002 + 0,018 + 0,002 + 0,018 + 0,002 50 Ổ lăn – thân máy 100 H7 Trục – bánh 45 H7/k6 Bánh xích – trục 35 H7/k6 + 0,030 + 0,025 + 0,025 + 0,018 + 0,002 + 0,018 + 0,002 51 Tài liệu tham khảo 52 ... cặp bánh : - Theo bảng 6.1, trang 92, [1] ta chọn : - Bánh nhỏ (bánh chủ động): thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 241 …285 có , - Bánh lớn (bánh bị động): thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 192… 240 ... vòng chia (d) Đường kính vòng đỉnh (da) Z1 = 25 Z2 = 58 d1 = 203 mm d2 = 46 9 mm da1= 100 mm da2 = 48 1 mm 13 Đường kính vòng đáy (df) df1 = 188 mm df2 = 45 4 mm 14 CHƯƠNG 3: TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG... cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành hộp khoảng cách chi tiết quay k2 = 10: khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành hộp k3 = 15: khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ hn = 20: chi u cao nắp