Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trongcơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơkhí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động làcông việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết,nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động lànhững yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí. Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Ðốivới các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phậnkhông thể thiếu. Ðồ án thiết kế giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta cóthể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy,Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việcthiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà côngviệc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổlăn,…Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung vàhoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỀ TÀI ĐỀ SỐ 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Phương án Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 5- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi ; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp khai triển; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Thùng trộn (Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc giờ) BẢNG SỐ LIỆU ĐỀ 04 Phương án Công suất trục thùng trộn P, kW Số vòng quay trục thùng trộn n,v/ph Thời gian phục vụ L, năm Số ngày làm/năm Kng , ngày Số ca làm ngày, ca t1, giây t2, giây T1 T2 10 3,5 4,5 60 65 70 30 35 40 45 50 75 70 260 280 300 320 340 160 180 200 220 240 3 15 37 45 60 18 29 39 48 60 45 11 28 41 22 11 22 31 37 12 24 T T T T T T T T T T 0,8T 0,8T 0,9T 0,6T 0,8T 0,7T 0,8T 0,5T 0,7T 0,6T i ĐỒ ÁN THIẾT KẾ LỜI NÓI ÐẦU -*** Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất Ðối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Ðồ án thiết kế giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc, thầy khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy Kính chúc q thầy sức khỏe hạnh phúc ii ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH……………………… CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC….7 3.1: Bánh trụ nghiêng ( cặp bánh cấp nhanh)………… 3.2: Bánh trụ nghiêng ( cặp bánh cấp chậm)………… 12 3.3: Kiểm tra điều kiện bôi trơn……………………………………… 17 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN…………………………19 o Trục II……………………………………………………………….20 o Trục III…………………………………………………………… 24 o Trục I……………………………………………………………… 28 CHƯƠNG 5: CHỌN Ổ LĂN……………………………………………… 33 5.1 : Chọn ổ lăn cho trục I…………………………………………… 33 5.2 : Chọn ổ lăn cho trục II……………………………….…………….34 5.3 : Chọn ổ lăn cho trục III……………………………………………35 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC……………… 36 6.1 : Chọn thân máy…………………………………………… 36 6.2 :Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp giảm tốc……………….38 CHƯƠNG 7: DUNG SAI LẮP GHÉP .……………………………… ….43 iii ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Kiểm tra điều kiện bôi trơn …18 Hình 4.1: Sơ đồ lực biểu đồ moment trục II …22 Hình 4.2: Sơ đồ nội lực biểu đồ moment trục III 26 Hình 4.3: Sơ đồ nội lực biểu đồ moment trục I 30 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Động phân phối tỉ số truyền … Bảng 1.2: Bảng đặc tính kỹ thuật động … Bảng 2.1: Thơng số truyền xích … Bảng 3.1: Thông số hình học bánh nghiêng cấp nhanh……… 11 Bảng 3.2: Thơng số hình học bánh nghiêng cấp chậm … 16 Bảng 4.1: Kiểm nghiệm then trục I, II III….…… 32 Bảng 4.2: Bảng tính moment chống uốn cản xoắn trục I, II II … 32 Bảng 4.3: Kiểm nghiệm hệ số an toàn trục I, II III … 32 iv ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I Chọn động phân phối tỷ số truyền: Để chọn động điện cần tính cơng suất cần thiết Do tải trọng thay đổi theo bậc nên Ptd = √ ∑n Pi ti ∑n ti Ti ∑n ( ) ti = P.√ T ∑n ti = 5.√ 12 15+0,82 11 15+11 = 4,6 (KW) Hiệu suất chung hệ thống : η = ηnt η4ol η2brn ηx = 0,994 0,972 0,92 = 0,832 Trong : ηnt = : Hiệu suất nối trục ηol = 0,99 : Hiệu suất cặp ổ lăn ηbrn = 0,97 : Hiệu suất truyền bánh 1ang ηx = 0,92 : Hiệu suất truyền xích Cơng suất cần thiết động : Pct = Ptd η = 4,6 0,832 = 5,53 (KW) Tỷ số truyền hệ thống nđc 1460 𝑢𝑐ℎ = = = 24,3 nt 60 → tỷ số truyền truyền động xích : ux = 𝑢𝑐ℎ uh ( thỏa mãn ux = ( 2÷ )) Cần phải chọn động điện có cơng suất lớn công suất cần thiết, nên ta chọn động có cơng suất P = 7,5 KW với số vòng quay phân bố tỉ số truyền theo bảng sau : ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Bảng 1.1: Động phân phối tỉ số truyền Động Số vòng quay động (vòng/phút) Tỷ số truyền chung uch Tỷ số truyền hộp giảm tốc uh Bộ truyền bánh u1 Bộ truyền bánh u2 Bộ truyền xích ux 4A132M2 2907 48,45 20 6,07 3,29 2,42 4A132M4 1458 24,3 10 3,83 2,61 2,43 4A160S6 970 16,17 3,30 2,42 2,02 4A160M8 730 12,17 3,30 2,42 2,03 Với tỷ số truyền bảng, ta chọn động 4A132M4 với số vòng quay n= 1458 vg/ph; uh = 10; u1 = 3,83; u2 = 2,61 tỉ số truyền chung uch = 24,3 Công suất động trục: PIV = P = KW PIV PIII = = = 5,49 KW ɳx ɳol 0,92 0,99 PIII 5,49 PII = = = 5,72 KW ɳbrn ɳol 0,97 0,99 𝑃𝐼𝐼 5,72 PI = = = 5,96 KW ɳbrn ɳol 0,97.0,99 𝑃𝐼 Pđc = ɳ𝑛𝑡 ɳ𝑜𝑙 = 5,96 1.0,99 = 6,02 𝐾𝑊 Tốc độ quay trục : nI = nII = nđc unt nI nIII = = = u1 nII nIV = u2 nIII ux 1458 1458 = 3,83 381 = = 1458 ( phút vòng = 381 ( 2,61 146 2,43 vòng ) phút vòng = 146 ( ) = 60 ( ) phút vòng phút ) Mommen xoắn trục : Tđc = 9,55.103 Pđc nđc = 9,55 103 6,02 1458 = 39,43 (N m) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TI = 9,55.103 TII= PI 5,96 = 9,55 103 nI P 9,55.103 II = nII PIII 1458 5,72 9,55 10 = 143,38 (N m) 381 5,49 TIII= 9,55.10 = 9,55 10 TIV = = nIII P 9,55.103 IV nIV = 39,04 (N m) = 359,11(N m) 146 9,55 103 = 60 795,83 (N m) Bảng 1.2: Bảng đặc tính kỹ thuật động Trục Thông số Tỷ số truyền u Số vịng quay n (vịng/ phút) Cơng suất P (KW) Moment xoắn T (N.m) Động I II 3,83 III 2,61 IV 2,43 1458 1458 381 146 60 6,02 5,96 5,72 5,49 39,43 39,04 143,38 359,11 795,83 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Thiết kế truyền động xích: - Ta chọn xích ống lăn để thiết kế cho truyền - Các thông số : PIII = 5,49 (KW) ; nIII = 146 (vòng/ phút) ; ux = 2,43 ; nIV =60(vịng/ phút) - Ta có số sơ đĩa xích dẫn : z1 = 29 – 2.ux = 29 – 2.2,43 = 24,14 → Chọn z1 = 25 - Ta có : z2 = ux.z1 =2,43 25 = 60,75 → Chọn z2 = 61 - Xác định bước xích: Tính hệ số điều kiện sử dụng: K = K r K a K o K đc K b K lv Trong đó: K r = 1,2 – tải trọng va đập nhẹ K a = – chọn khoảng cách trục a = (30÷50).pc K o = – góc nghiêng nhỏ 60˚ K đc = 1,25 – trục khơng điều K b = 1,5 – bơi trơn định kì K lv = – truyền làm việc ca → K=1,2 1,25 1,5 = 2,25 Hệ số đĩa dẫn : K z = z01 z1 25 = Hệ số vòng quay đĩa dẫn : K n = 25 n01 n1 =1 = 200 146 = 1,37 Hệ số xét đến số dãy xích X : Kx = Cơng suất tính tốn : PIII K K z K n 5,49.2,25.1.1,37 Pt = = = 16,92 KW Kx vòng Tra bảng 5.4 [1], với n01 = 200 ( phút ) chọn xích ống lăn dãy có bước xích pc = 31,75 mm ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện nIII < ngh Theo bảng 5.2 [1], với pc=38,1mm z1 = 25, số vòng quay giới hạn đĩa dẫn lên đến ngh = 630 (vòng/phút) nIII = 146 < ngh = 630 => thõa điều kiện nIII < ngh - Vận tốc trung bình xích : v= z1 nIII pc = 60000 25.146.31,75 60000 m = 1,93 ( ) s - Lực vịng có ích : Ft = 1000.PIII = v 1000.5,49 1,93 = 2844,56 N - Kiểm nghiệm bước xích : Tra bảng 5.3 [1], với n = 200 (vòng/phút) pc = 31,75 mm nên ta chọn [p0] = 29 MPa PIII K pc ≥ 600 √ z1 nIII.[p0 ].Kx = 600 √ 5,49.2,25 = 29,32 25.146.29.1 Do bước xích pc = 31,75 mm nên điều kiện thỏa - Chọn khoảng cách trục sơ : a = 40.pc = 40 31,75 = 1270 mm - Tính số mắc xích: 2a z1 + z2 z2 − z1 pc X= + +( ) pc 2π a = 2.40 + 25+61 61−25 +( 2π ) 40 = 123,82 → Chọn số mắc xích X = 124 mắt xích - Chiều dài xích : L = pc.X = 31,75.124 = 3937 mm - Tính xác khoảng cách trục a : a = 0,25 pc [X − z1 +z2 = 0,25.31,75 [124 − + √(X − 25+61 Z1 +Z2 2 Z2 −Z1 ) − ( + √(124 − 86 2π ) ] 36 ) − (2π) ] = 1272,88 mm Ta chọn a = 1270 mm ( giảm khoảng cách trục (0,002 ÷ 0,004).a) Tra bảng 5.6 [1], với bước xích pc = 31,75mm ta chọn [i] =16 - Số lần va đập xích giây : ĐỒ ÁN THIẾT KẾ i= z1 nIII 15.X = 25.146 15.124 = 1,96 ≤ [i] = 16 → Điều kiện thỏa mãn - Tải trọng phá hủy Q = 95kN = 95000 N (tra theo phụ lục 4.1 [2], với bước xích pc = 31,75 mm) - Lực nhánh căng : F1 ≈ Ft = 2627,25 N - Lực căng lực ly tâm gây nên xác định theo công thức (5.16) [1] : Fv = qm.v2 = 3,7.1,932 =13,78 N - Lực căng ban đầu xích Fo : Fo =Kf.a.qm.g = 6.1,27.3,7.9,81 = 276,58 N - Kiểm tra xích theo hệ số an tồn theo cơng thức (5.28) [1] : s= Q F1 +Fv +Fo = 95000 2627,25+13,78+276,58 = 32,56 > [s] = (7,8 ÷ 9,4) - Lực tác dụng lên trục : Fr = Km.Ft = 1,15.2627,25 = 3021,34 N - Đường kính đĩa xích : d1 = pc z1 π = 31,75.25 π = 252,66 mm da1 = d1 + 0,7.pc = 252,66 +0,7 31,75 = 274,89 mm d2 = pc z2 π = 31,75.61 π = 616,49 mm da2 = d2 + 0,7.pc = 616,49 +0,7 31,75 = 638,72 mm Bảng 2.1: Thông số truyền xích Thơng số Đường kính đĩa xích Đường kính vịng đỉnh Số Số mắt xích Khoảng cách trục Chiều dài xích Lực tác dụng lên trục Giá trị Đĩa xích nhỏ Đĩa xích lớn 252,66 (mm) 616,49 (mm) 274,89 (mm) 638,72 (mm) 25 61 124 mắt xích 1270 (mm) 3937 (mm) 3021,34 (N) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 4.15- Với biểu đồ moment tiết diện nguy hiểm vị trí B - Momen uốn B: 𝑀𝐵 = √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑦2 = 66847 𝑁𝑚𝑚 - Trục có then với đường kính trục 40 mm ta chọn then có chiều rộng b=12 mm; chiều cao h = mm chiều sâu rãnh then trục t1 = mm đó: 𝜋𝑑 𝑏 𝑡1 (𝑑 − 𝑡1 )2 𝜋 383 12.5 (38 − 5)2 𝑊= − = − = 5361 𝑚𝑚3 32 2𝑑 32 2.38 - Ứng suất pháp B: 𝑀𝐵 66847 𝜎𝑎 = = = 12,5 𝑀𝑃𝑎 𝑊 5361 - Moment cản xoắn B: 𝜋𝑑 𝑏 𝑡1 (𝑑 − 𝑡1 )2 𝜋 383 12.5 (38 − 5)2 𝑊0 = − = − 16 2𝑑 16 2.38 = 10748 𝑚𝑚 - Ứng suất xoắn B: 𝑇1 103 39,04 103 𝜏𝐵 = = = 3,63 𝑀𝑃𝑎 𝑊0 10748 Khi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động: 𝜏𝐵 3,63 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 = = = 1,82 𝑀𝑃𝑎 2 4.16- Tại tiết diện B có tập trung ứng suất rãnh then, Theo bảng 10.9 [1] ta chọn 𝐾𝜎 = 1,75 với 𝜎𝑏 = 600 𝑀𝑃𝑎, 𝐾𝜏 = 1,5 - Theo bảng 10.4 [1] ta chọn 𝜀𝜎 = 0,88 𝜀𝑡 = 0,81 - Hệ số 𝜓𝜎 = 0,05 𝜓𝜏 = 0,025 tra theo hình 2.11 [1] - Chọn hệ số tăng bền bề mặt 𝛽 = 0,9 tra theo hình 2.9 [1] 4.17- Xác định hệ số an tồn P theo cơng thức: 𝜎−1 270 𝑠𝜎 = = = 9,77 𝐾𝜎 𝜎𝑎 1,75.12,5 + 𝜓𝜎 𝜎𝑚 + 0,05.0 𝜀𝜎 𝛽 0.88.0,9 𝜏−1 138 𝑠𝜏 = = = 36,4 𝐾𝜏 𝜏𝑎 1,5.1,82 + 𝜓𝜏 𝜏𝑚 + 0,025.1,82 𝜀𝜏 𝛽 0.81.0,9 𝑠𝜏 𝑠𝜎 𝑠= = 9,43 > [𝑠] = 2 √𝑠𝜎 + 𝑠𝜏 Do điều kiện bền mỏi trục B thỏa 31 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 4.18- Các bảng tổng hợp kết tính tốn kiểm nghiệm: Bảng 4.1: Kiểm nghiệm then trục I, II III Trục Đường Then (mm) Chiều Chiều dài Moment kính dài làm việc T (Nm) (mm) bxh t1 then l then (mm) (mm) I 38 12x8 36 24 39,04 II 40 12x8 36 24 143,38 III 50 16x10 63 47 359,11 𝜏𝑐 (MPa) 𝜎𝑑 (MPa) 26,7 88,9 73,5 7,13 24,9 19,1 Bảng 4.2: Bảng tính moment trục I, II III Trục I Trục II Trục III Đường kính mm 38 40 50 Mômen chống uốn W (mm3) 5361 5364,4 10413,3 Mômen cản xoắn Wo (mm3) 10748 11647,6 22685,1 Bảng 4.3: Kiểm nghiệm hệ số an toàn trục I, II III Đường kính d, mm Trục I 38 Trục II 40 Trục III 50 𝜀𝜎 𝜀𝜏 𝜎𝑎 𝜏𝑎 𝑠𝜎 𝑠𝜏 s 0,88 0,88 0,88 0,81 0,81 0,81 12,5 35 21,5 1,82 6,15 7,9 9,77 3,49 5,68 36,4 10,77 17,81 9,43 3,32 5,4 32 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 5: CHỌN Ổ LĂN 6.3 :Chọn ổ lăn cho trục I - Đường kính trục ổ d = 30 mm - Số vòng quay n1 = 1458 vòng/phút - Tuổi thọ : thời gian làm việc hộp giảm tốc lớn nên ta chọn tuổi thọ ổ phù hợp - Thời gian làm việc Lh = 3.260.1.8 = 6240 (giờ) - Do có lực dọc trục Fa nên ta chọn ổ bi đỡ dãy Tra bảng phục lục 9.1 [2], ta chọn ổ lăn có ký hiệu 206 cỡ nhẹ có thơng số: d = 30 (mm); D = 62 (mm); B = 16 (mm), r = 1,5 (mm); C = 15,3 (KN); Co = 10,2 (KN) 𝐹 389 - Ta có : 𝑎 = = 0,38 nên chọn e = 0,41 theo bảng 11.3 [1] 𝐶𝑜 10200 - Phản lực ổ: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A 2 𝐹𝑟𝐴 = √𝑅𝐴𝑋 + 𝑅𝐴𝑌 = √478,852 + 213,52 = 524,3 (𝑁) Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ C 2 𝐹𝑟𝐶 = √𝑅𝐶𝑋 + 𝑅𝐶𝑌 = √722,652 + 3512 = 803,4 (𝑁) Vì 𝐹𝑟𝐶 > 𝐹𝑟𝐴 nên ta tính tốn chọn ổ cho trục thơng qua ổ C - Thời gian làm việc tính triệu vịng quay : 𝐿= 60.𝐿ℎ 𝑛 106 - Ta có : Tỉ số - = 𝐹𝑎 𝐹𝑟𝐶 60.6240.1458 = 106 389 803,4 = 545,9 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) = 0,48 > 𝑒 = 0,41 theo bảng 11.3 [1] ta chọn : X = 0,56; Y = 1,04 Vòng quay v = Máy làm việc ca: Hộp giảm tốc 𝐾𝜎 = 1,2 Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (𝑡 𝑜 < 100) nên 𝐾𝑡 = Kiểm nghiệm khả tải trọng ổ Tải trọng động qui ước : 𝑄 = (𝑋 𝑉 𝐹𝑟 + 𝑌 𝐹𝑎 ) 𝐾𝑡 𝐾𝜎 = (0,56.1.803,4 + 1,04.389) 1.1,2 = 900,5 (𝑁) - Khả tải động tính tốn: ( ổ bi đỡ m = ) 𝑚 𝐶𝑡 = 𝑄 √𝐿 = 900,5 √545,9 = 7359,6 (𝑁) 𝑉ì 𝐶𝑡 < 𝐶 = 15300 (𝑁), ta chọn cỡ nhẹ hợp lý 33 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 6.4 : Chọn ổ lăn cho trục II - Đường kính trục ổ d = 35 mm - Số vòng quay n2 = 381 vòng/phút - Tuổi thọ : thời gian làm việc hộp giảm tốc lớn nên ta chọn tuổi thọ ổ phù hợp - Thời gian làm việc Lh = 3.260.1.8 = 6240 (giờ) - Do có lực dọc trục Fa nên ta chọn ổ bi đỡ dãy Tra bảng phục lục 9.1 [2], ta chọn ổ lăn có ký hiệu 307 cỡ trung có thơng số: d = 35 (mm); D = 80 (mm); B = 21 (mm), r = 2,5 (mm); C = 26,2 (KN); Co = 17,9 (KN) - Lực dọc trục : 𝐹𝑎 = 𝐹𝑎3 + 𝐹𝑎2 = 576,2 + 389 = 965,2 (𝑁) - Ta có : 𝐹𝑎 𝐶𝑜 = 965,2 17900 = 0,054 nên chọn e = 0,26 theo bảng 11.3 [1] - Phản lực ổ A D: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A 2 𝐹𝑟𝐴 = √𝑅𝐴𝑋 + 𝑅𝐴𝑌 = √2916,52 + 736,82 = 3008 (𝑁) Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ D 2 𝐹𝑟𝐷 = √𝑅𝐷𝑋 + 𝑅𝐷𝑌 = √18072 + 1102 = 1810 (𝑁) Vì 𝐹𝑟𝐷 < 𝐹𝑟𝐴 nên ta tính tốn chọn ổ cho trục thơng qua ổ A - Thời gian làm việc tính triệu vịng quay : 60.𝐿ℎ 𝑛 60.6240.381 𝐿= = = 142,6 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) 6 10 - Ta có : Tỉ số - 𝐹𝑎 𝐹𝑟𝐴 = 10 965,2 3008 = 0,32 > 𝑒 = 0,26 theo bảng 11.3 [1] ta chọn : X = 0,56; Y = 1,71 Vòng quay v = Máy làm việc ca: Hộp giảm tốc 𝐾𝜎 = 1,2 Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (𝑡 𝑜 < 100) nên 𝐾𝑡 = Kiểm nghiệm khả tải trọng ổ Tải trọng động qui ước : 𝑄 = (𝑋 𝑉 𝐹𝑟 + 𝑌 𝐹𝑎 ) 𝐾𝑡 𝐾𝜎 = (0,56.1.3008 + 1,71.965,2) 1.1,2 = 4002 (𝑁) - Khả tải động tính tốn: ( ổ bi đỡ m = ) 𝑚 𝐶𝑡 = 𝑄 √𝐿 = 4002 3√142,6 = 20908 (𝑁) 𝑉ì 𝐶𝑡 < 𝐶 = 26200 (𝑁), ta chọn cỡ trung hợp lý 34 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 6.5 : Chọn ổ lăn cho trục III - Đường kính trục ổ d = 45 mm - Số vòng quay n3 = 146 vòng/phút - Tuổi thọ : thời gian làm việc hộp giảm tốc lớn nên ta chọn tuổi thọ ổ phù hợp - Thời gian làm việc Lh = 3.260.1.8 = 6240 (giờ) - Do có lực dọc trục Fa nên ta chọn ổ bi đỡ dãy Tra bảng phục lục 9.1 [2], ta chọn ổ lăn có ký hiệu 309 cỡ trung có thơng số: d = 45 (mm); D = 100 (mm); B = 25 (mm), r = 2,5 (mm); C = 37,8 (KN); Co = 26,7 (KN) - Ta có : 𝐹𝑎 𝐶𝑜 576,2 = 26700 = 0,021 nên chọn e = 0,21 theo bảng 11.3 [1] - Phản lực ổ: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B 2 𝐹𝑟𝐵 = √𝑅𝐵𝑋 + 𝑅𝐵𝑌 = √2067,452 + 3389,842 = 3970,6 (𝑁) Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ D 2 𝐹𝑟𝐷 = √𝑅𝐷𝑋 + 𝑅𝐷𝑌 = √1154,552 + 1559,82 = 1940,6 (𝑁) Vì 𝐹𝑟𝐵 > 𝐹𝑟𝐷 nên ta tính tốn chọn ổ cho trục thơng qua ổ B - Thời gian làm việc tính triệu vịng quay : 60.𝐿ℎ 𝑛 60.6240.146 𝐿= = = 54,7 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) 6 10 - Ta có :Tỉ số - 𝐹𝑎 𝐹𝑟𝐵 = 10 576,2 3970,6 = 0,15 < 𝑒 = 0,21 theo bảng 11.3 [1] ta chọn : X = 1; Y = Vòng quay v = Máy làm việc ca: Hộp giảm tốc 𝐾𝜎 = 1,2 Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (𝑡 𝑜 < 100) nên 𝐾𝑡 = Kiểm nghiệm khả tải trọng ổ Tải trọng động qui ước : 𝑄 = (𝑋 𝑉 𝐹𝑟 + 𝑌 𝐹𝑎 ) 𝐾𝑡 𝐾𝜎 = (1.1.3970,6) 1.1,2 = 4764,7 (𝑁) - Khả tải động tính tốn: ( ổ bi đỡ m = ) 𝑚 𝐶𝑡 = 𝑄 √𝐿 = 4764,7 √54,7 = 18086,9 (𝑁) 𝑉ì 𝐶𝑡 < 𝐶 = 37800 (𝑁), ta chọn cỡ trung hợp lý 35 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG : THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC 6.1- Chọn thân máy: Yêu cầu: - Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết tránh bụi - 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 hộp giảm tốc nghiêng phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 2o Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với kích thước sau: Tên gọi Biểu thức tính tốn = 0,025.a + ≥ 𝑚𝑚 Chiều dày: - Thân hộp, - Nắp hộp, 1 = 0,025.160 + = mm Chọn = mm 1 = 0,02.a + ≥ 𝑚𝑚 = 0,02.160+3 = 6,2 Chọn 1 = mm Gân tăng cứng: - Chiều dày, e - Chiều cao, h e = (0,8 1). = (6,4 8) = mm h < 58 mm ⇒ h = 55 mm 36 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Đường kính: - Bulơng nền, d1 d1 = 18 mm - Bulông cạnh ổ, d2 d2 = (0,7 0,75).d1 = 14 mm - Bulơng ghép bích nắp thân, d3 d3 = (0,5 0,6).d1 = 12 mm - Vít ghép nắp ổ, d4 d4 = (0,6 0,7).d2 = 10 mm - Vít ghép nắp cửa thăm, d5 d5 = (0,5 0,6).d2 = mm Mặt bích ghép nắp thân: - Chiều dày mặt bích thân hộp, S2 S2 = 2,35 = 20 mm - Chiều dày bích nắp hộp, S1 S1= (1,5 1,75) 1 =14 mm - Chiều dày nắp thân vị trí lắp ổ Chọn theo kết cấu = 90 mm K2 = E2 + R2 + (3 5) = 43 mm Kích thước gối trục: - Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K2 - Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C (là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lổ) - Chiều cao h Mặt đế hộp: - Chiều dày: khơng có phần lồi, S3 - Bề rộng mặt đế hộp, K1 q E2 1,6d2 = 22mm R2 1,3d2 = 18 mm C D3/2 h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulơng kích thước mặt tựa S3 (1,3 1,5).d1 =(23,4 27) = 25mm K1 3.d1 = 54mmvà q K1 + 2 70 Khe hở chi tiết: - Giữa bánh với thành hộp - Giữa mặt đáy thân hộp đến mặt bánh 𝑐2 = 10 𝑚𝑚 Y = 40 mm Số lượng bulông nền, Z Z=6 Chiều dày gân thân hộp, S4 S4 = mm 37 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 6.2- Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp giảm tốc Vịng chắn dầu - Ổ lăn bơi trơn dầu nên ta dùng vịng chắn dầu đơn giản để khơng cho dầu ạt vào ổ lăn mạt kim loại bánh văng vào ổ làm hư hỏng ổ lăn - Chiều dày vòng chắn dầu 1,2 2,0mm; khe hở thân hộp đường kính ngồi vịng chắn dầu 0,2 0,6mm; khoảng nhơ mặt đầu thân HGT ống lót C = mm Chốt định vị: - Chốt dịnh vị trụ d = mm, chiều dài l = 40 mm, c = 1,2 mm 38 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Nắp quan sát: - Nắp quan sát tra bảng 18.5 trang 98 [3] ta lấy: A (mm) B (mm) A1 (mm) B1 (mm) C (mm) K (mm) R (mm) Vít Số lượng vít 150 100 190 140 175 120 12 M8x20 4 Nút thông 39 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ A M27x2 Các thông số bảng 18.6 trang 93 [3]: B C D E G H I K L 15 30 15 45 36 32 10 M N 22 O P Q 32 18 R 36 5.Nút tháo dầu: - Chọn M20x2 - Các thông số bảng 18.7 trang 93 [3] d M20x2 b 15 m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 Do 25,4 6.Que thăm dầu dầu bôi trơn: - Dùng kiểm tra dầu hộp giảm tốc.Vị trí lắp đặt nghiêng 400 so với mặt bên, kích thước theo tiêu chuẩn 40 S 32 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ - Các thông số: 30 d1 d2 D D1 L1 l l1 b M12x1,25 18 12 30 12 Ống lót nắp ổ: + Ống lót: - Ống lót dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận tiện lắp ghép điều chỉnh ăn khớp bánh - Với d < 50 mm ống lót có bề dày: δ = ÷ 5mm, chọn δ = mm, làm gang xám GX15-32 + Nắp ổ: - Nắp ổ thường chế tạo gang xám GX15-32 Trục D D2 D3 D4 h d4 z I 72 110 62 72 12 M10 II 80 120 72 80 12 M10 III 100 145 90 100 15 M10 Vịng móc: - Dùng để di chuyển hộp giảm tốc cách dễ dàng - Chiều dày: S = (2÷3).δ = (2 ÷ 3).8 = (16 ÷ 24) = 24 mm - Đường kính lỗ vịng móc: d = (3 ÷ 4).δ = (3 ÷ 4).8 = (24 ÷ 32) = 26 mm 9.Vít tách nắp thân hộp giảm tốc: - Có tác dụng tách nắp thân hộp giảm tốc, vít M12x27 41 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 10 Vòng phớt : - Vòng phớt dùng nắp thủng có trục xuyên qua, kết cấu kích thước vịng phớt cho sau: Trục d d1 d2 D a b S0 I 20 21 19 33 4,3 12 III 50 51,5 49 69 6,5 12 42 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG : DUNG SAI LẮP GHÉP Dựa vào kết cấu làm việc, chết độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai lắp ghép bánh răng: - Chịu tải vừa , thay đổi va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 Dung sai lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý: - Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vịng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục - Để vịng ổ khơng trơn trựơt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vịng quay - Đối với vịng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Vì lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 Dung sai lắp ghép then lên trục: Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trục N9 kiểu lắp bạc Js9 Bảng dung sai lắp ghép then: Kích thước Sai lệch giới hạn chiều rộng tiết diện then (m) then bxh Trên trục Trên bạc N9 Js9 6x6 ±15 -30 10x8 ±18 -36 12x8 ±21 -43 16x10 ±21 -43 Chiều sâu rãnh then Sai lệch giới Sai lệch giới hạn trục hạn bạc t1 t2 +0,1 +0,1 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 43 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Bảng dung sai lắp ghép bánh răng: Mối lắp Sai lệch giới hạn (μm) ES es Sai lệch giới hạn (μm) EI ei Nmax (μm) Smax(μm) 40H7/k6 50H7/k6 +25 +18 +2 18 +25 +18 +2 18 44 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Lộc – Cơ sở thiết kế máy, nhà xuất Đại học quốc gia Tp.Hồ Chí Minh - 2004 [2] Nguyễn Hữu Lộc – Bài tập chi tiết máy, nhà xuất Đại học quốc gia Tp.Hồ Chí Minh – 2004 [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thuyết kế hệ dẫn động khí, tập 2, nhà xuất Giáo dục – 2003 [4] Ninh Đức Tốn – Dung sai lắp ghép, nhà xuất giáo dục -1994 45 ... mm > 236 = 78,7 mm Do đó, hộp giảm tốc khảo sát thỏa mãn điều kiện bôi trơn 17 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Hình 3.1: Kiểm tra điều kiện bơi trơn 18 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN Phân... 61 124 mắt xích 1270 (mm) 3937 (mm) 3021,34 (N) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC 3.1: Bánh trụ nghiêng ( cặp bánh cấp nhanh) : - Chọn vật liệu ứng suất cho phép:... TRUYỀN CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH……………………… CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC….7 3.1: Bánh trụ nghiêng ( cặp bánh cấp nhanh)………… 3.2: Bánh trụ nghiêng ( cặp bánh cấp chậm)…………