Đồ án thiết kế hộp giảm tốc trục vít ACXIMET

Thiết kế môn học sở thiết kế máy PHN MỘT :CHỌN ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG HỆ THỐNG TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI THANG Ι CHỌN ĐỘNG CƠ Chọn loại động Các loại động diện bao gồm : Động điện chiều Động điện xoay chiều 1.1/ Động điện chiều : đảm bảo khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng đắt nên ta không sử dụng 1.2/ Động điện xoay chiều a/Động pha: có cơng suất nhỏ nên dùng công nghiệp b/Động ba pha -Động ba pha đồng bộ: hiêu suất cao đắt phải có thiết bị phụ để khởi động -Động ba pha khơng đồng bộ: Gồm hai kiểu +Rơto dây quấn: có kích thước lớn vận hành phức tạp nên sử dụng +Rôto ngắn mạch: kết cấu đơn giản , giá thánh hạ, làm việc đáng tin cậy, dung phổ biến công nghiệp Ta chọn sử dụng động xoay chiều ba pha không đồng rơto ngắn mạch 2.Tính cộng suất cần thiết động cơ: ∗ Công suất trục động xđ: Ptd = ⎛T ⎞ Pr ∑ ⎜ i ⎟ ⎝T ⎠ Trong đó: ti ∑t = 5,7 (1.0,4 + 0,82.0,3 + 0,52.0,3) = 4,66 ( kW ) i Pr -công suất HGT Ti , ti mômen xắn tác dụng thời gian ti T -mômen xoắn lớn nhấy bỏ qua mômen tải p ∗ Công suất cần thiết: Pct = td ηt ηt :hiệu suất tổng hệ dẫn động: ηt = ηd ηh ηd : hiệu suất truyền động đai, chọn ηd = 0,96 ηh : hiệu suất hộp giảm tốc ηh = ηol ηtv−bv ηbrt = 0,9953.0,92.0,98 = 0,888 Trong đó: ηbrt : hiệu suất bánh thẳng chọn :ηbrt = 0,98 ηol : hiệu suất ổ lăn chọn : ηol = 0,995 ηtv : hiệu suất trục vít chọn : ηtv = 0,92; Z1 = ηt = ηd ηh = 0,96.0,888 = 0,853 Pct = ptd /ηt = 4,66 : 0,853 = 5, 46 ( kW ) 3.Xác định số vòng quay động cơ: Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 Thiết kế môn học sở thiÕt kÕ m¸y utv = 10; Z1 = ( Z = Z1.utv = 10.4 = 40 > 28 ) Chọn : ubrt = 3,2 udsb = 1,8 Vậy tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp tv-bv: uh = utv ubrt = 10.3,2 = 32 Số vòng quay sơ độn cơ: nsb = u®sb uh nr = 1,8.32.50 = 2880 (vòng/phút) 4.Chọn nãn hiệu, qui cách động cơ: Kiểu động Công suất (kW) 4A100L2Y3 5,5 Vận tốc Quay(v/p) η oo Cos φ I max I dn Tk Tdn 2880 87,5 0,91 2,2 2,0 Động chọn thoả mãn điều kiện: Pdc = 5,5 ( kw ) > Pct = 5, 46 ( kw ) ndc = 2880 ( v / p ) = nsb = 2880 ( v / p ) Tmm / T = 1,6 < Tk / Tdn = 2,0 ΙΙ.TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 1.Xác định tỷ số truyền tổng ut toàn hệ thống ut = ndc nr = 2880 = 57,6 50 Trong ndc : số vịng quay động chọn nr : số vòng quay HGT chọn Phân tỷ số truyền ut cho tồn hệ thống Phân ut làm tích thành phần: ut = ud u1.u2 = ndc = 57,6 = const nr Tỷ số truyền hộp giảm tốc: uh = ut 57,6 = = 32 udsb 1,8 udsb :tỷ số truyền sơ đai chọn udsb = 1,8 ∗ Phân uh cho cấp nhanh cấp chậm HGT: uh = u1 u2 Trong : u1 -tỉ số tuyền cấp nhanh u2 -tỉ số truyền cấp chậm Suy ra: u2 = uh 32 = =4 u1 Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 Khối lng (kg) Thiết kế môn học sở thiết kế m¸y Chọn: u1 = uh 32 = =4 u1 ut 58 = = 1,8 Tính lại ud = (u1.u2 ) 8.4 Suy ra: u2 = 3.Xác định công suất , mơmen số vịng quay trục hộp giảm tốc: 3.1 Công suất: Trục 1: P1 = Pct η d ηol = 5,46.0,96.0,995 = 5,215 ( kW ) Trục 2: P2 = P1.η1.ηol = 5,215.0,92.0,995 = 4,774 ( kW ) Trục 3: P3 = P2 η ηol = 4,774.0,98.0,995 = 4,655 ( kW ) 3.2 Vòng quay ndc 2880 = = 1600 ( v / p ) ud 1,8 n 1600 = 200 ( v / p ) Trục 2: n2 = = u1 n 200 = 50 ( v / p ) Trục 3: n3 = = u2 Trục 1: n1 = 3.3Mômen trục: P1 5, 215 = 9,55.106 = 31127 ( Nmm ) n1 1600 P 4,774 = 227958,5 ( Nmm ) Trục 2: T2 = 9,55.106 = 9,55.106 n2 200 P 4,655 = 889105 ( Nmm ) Trục 3: T3 = 9,55.106 = 9,55.106 n3 50 Trục 1: T1 = 9,55.106 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC Cơng suất (kW) Số vịng quay(v/p) Tỷ số truyền Mô men xoắn(Nmm) Động 5,5 5,215 4,774 4,655 2880 1600 200 50 ud = 1,8 u1 = T1 = 31127 u2 = T2 = 227958,5 T3 = 889105 ΙΙΙ.THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI THANG 1.Chọn loại đai tiết diện đai: Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 ThiÕt kÕ m«n học sở thiết kế máy A A 2880 2000 Б 1250 800 Ґ 500 д 315 200 5,5 12,5 80 125 20 31,5 50 200 400 Công suất truyền P.kW Từ đồ thị dựa vào công suất tốc độ quay máy ta chọn loại đai thang thường kí hiệu A Đk Loại đai Kí Diện Kích thước tiết Chiều dài hiệu diện(mm) tích tiết bánh giới đai diện A hạn(mm) b h bt y0 ( mm ) nhỏ A 11 13 2,8 81 100200 2.Xác định thông số truyền : 2.1Đường kính bánh đai nhỏ: Chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 160(mm) Vận tốc vòng bánh đai : V1 = p d1ndc 3,14.160.2880 = = 24,11 < 25(m / s ) 60.103 60.103 Đường kính bánh đai lớn : d = d1.ud (1 - e )= 160.1,8(1 - 0,01)= 285,12(mm) Trong e = 0,01 hệ số trượt Theo dãy đường kính chuẩn ta chọn d = 280(mm) Tỷ số truyền thực tế : Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 560-4000 Thiết kế môn học sở thiết kế máy d dm = d2 280 = = 1,768 d1 (1 - e ) 160(1 - 0,01) Sai số tỷ số truyền : D u = (ud - udm )/ ud = (1,8 - 1,768) 1,8 100 0 = 1,8 0 < 0 Vậy d1 , d chọn đạt yêu cầu 2.2 Khoảng cách trục a: Theo bảng 4-14 chọn tỷ số : a / d = 1,3 Khoảng cách a sơ bộ: asb = (a / d ).d = 1,4.280 = 364(mm) 0,55(d1 + d )+ h £ a £ 2(d1 + d ) Û 0,55(160 + 280)+ £ 364 £ 2(160 + 280) Û 250 £ 364 £ 880 Suy asb chọn thỏa mãn điều kiện 2.3 Chiều dài đai: Theo công thực 4-14: 2 3,14(160 + 280) (280 - 160) p (d1 + d ) (d1 - d ) l = 2a + + = 2.364 + + 4a 4.364 l = 1427,7(mm) theo tiêu chuẩn ta chọn l = 1800(mm) Kiểm nghiệm tuổi thọ đai: i = v 24,11 = = 13,4 > [imax ]= 10 l 1,8 Ta chọn lại l = 2500(mm) Kiểm nghiệm lại tuổi thọ đai: i = v 24,11 = = 9,64 < [imax ]= 10 l 2,5 Vậy l = 2500(mm)thỏa mãn Tính lại khoảng cách trục: l + l - 8D 1808,8 + 1808,82 - 8.602 = = 902(mm) 4 p (d1 + d ) 3,14(160 + 280) Trong đó: l = l = 2500 = 1808,8 2 (d - d1 ) (280 - 160) D= = = 60 2 a= 2.4 Góc ơm bánh đai nhỏ: 57 o 57o a = 180o - (d - d1 ) = 180o - (280 - 160) = 172,4o > 120o a 902 Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 ThiÕt kÕ m«n häc sở thiết kế máy Tha iu kin Xác định số dây đai: Z= Số dây đai: Pct K d [P0 ]Ca Cl CuCz K d : hệ số tải trọng động tra bảng 4-7 chọn K d = 1,4 [Po ]:Công suất cho phép tra bảng 4-19 có [Po ]= 4,09(kW ) Ca :Trị số kể đến ảnh hưởng góc ơm Ca = - 0,0025(180 - a )= - 0,0025(180 - 172,4)= 0,98 Cl :Trị số kể đến ảnh hưởng vận tốc l 2500 = 1,47 theo bảng 4-16 chọn Cl = 1,08 Có = lo 1700 Cu :Hệ số ảnh hưởng tỷ số truyền Có u = 1,81 tra bảng 4-17 chọn Cu = 1,12 Cz Trị số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền P 5,215 Có Z ' = = = 1, 27 chọn Cz = 0,99 [P0 ] 4,09 Vậy số dây đai Z= Pct K d 5, 46.1, = = 1,7 [P0 ]Ca Cl CuCz 4,09.0,98.1,08.1,12.0,99 Chọn Z = 4.Xác định kích thước bánh đai: - Chiều rộng bánh đai B: B = (Z - 1)t + 2e Tra bảng 4-21 với loại đai chọn A có: CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA ĐAI THANG Kí hiệu tiết diện đai A Vậy chiều rộng bánh đai: H h0 t e 12,5 3,3 15 10 B = (Z - 1)t + 2e = (2 - 1)15 + 2.10 = 35 Đường kính ngồi d a : Bánh nhỏ: d a1 = d1 + 2ho = 160 + 2.3,3 = 166,6 Bánh lớn: d a = d + 2ho = 280 + 2.3,3 = 286,6 Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kÕ m¸y e b1 bt h0 t H d ϕ 5.Xác định lực căng đai ban đầu lực tác dụng lên trục : - Lực căng đai bn đầu trªn1 đai : Fo = 780 Pct K d + Fv = nCa Z Fv : lực căng phụ lực ly tâm gây Fv = qmv qm : khối lượng mét chiều dài đai tra bảng 4.22 có qm = 0,105 Þ Fv = qmv = 0,105.24,282 = 61,9 780 Pct K d 780.5,46.1,5 Þ Fo = + Fv = + 61,9 = 196,14(N ) nCa Z 24, 28.0,98.2 - Lc tác dụng lên trc b¸nh đai Fr Fr = Fo Z sin (a / 2)= 2.196,14.2sin (172, / 2)= 782,8(N ) 6.Định kết cấu bánh đai Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kế m¸y b1 h0 t ω H δ Da d c M t c t d c tr c bánh PHầN HAI :THIếT Kế CáC Bộ TRUYềN động HGT hai cấp trục vít bánh A.số liệu thiết kÕ : - Sè vßng quay trơc 2: n2 = 1600 ( v / p ) - Mômen xoắn trục 1: T1 = 31127 Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kế máy - Mômen xoắn trục 2: T2 = 227958,5 - Tỷ số truyền cấp nhanh: u1 = - Mômen xoắn trơc 3: T3 = 889105 - tû sè trun cÊp chËm : u2 = - Sè vßng quay trơc 1: n1 B Chọn tiêu thiết kế Cặp bánh lắp HGT đợc ngâm dầu nên đợc thiết kế theo tiêu bền tiếp xúc để tránh dạng hỏng tróc rỗ bền mặt ứng suất tiếp xúc gây Bộ truyền trục vít bánh vít cung đợc thiết kế theo tiêu bền tiếp xúc đợc nghiệm lại sực bền uốn Ngoài phải kểm tra độ cứng trục vít tính nhiƯt cho bé trun trơc vÝt c thø tù thiÕt kÕ : ThiÕt kÕ cÊp nhanh tr−íc cÊp chËm sau CấP NHANH : TRUYềN ĐộNG TRụ VíT BáNH VÝT Chän vËt liƯu : Trơc vÝt : víi tải trung bình nhỏ ta chọn vật liệu làm trụ vít thép có độ cứng HB < 350 Bánh vít : Vận tố trợt sơ : vs = 4,5.105 n1 T2 = 4,5.105.1600 227958,5 = 4, ( m / s ) vs = 4,4 ( m / s ) < ( m / s ) : Ta dïng vËt liƯu nhãm :®ång không thiếc đồng thau Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép tải : 2.1 ứng suất tiếp xúc -Với bánh vít làm đồng không thiêc đồng thau dạng hỏng dính nguy hiểm , ứng suất tiếp xúc cho phép đợc xác định theo điều kiện chông dính, phụ thuộ vào trị số vận tốc trợt mà không phụ thuộc vào số chu kì chụi tải, nói cách khác ứng suất cho phép trờng hợp đợc xác định từ độ bề tĩnh từ độ bền mỏi - Chọn vật liệu làm bánh vít đồng nhôm sắt niken ki hiệu pA H 10-4-4 Tra bảng 7.42 tr 148 chän : [σ H ] = 188MPa 2.2 ứng suất uốn : Bánh vít loại đồng : [σ F ] = [σ F ].K FL [σ F ] :lµ øng suÊt cho phÐp ứng với 106 chu kì, phụ thuộc vào số chiều quay Do trục vít làm thép trun quay mét chiỊu nªn [σ Fo ] = ( 0,25σ b + 0,008σ ch ) ⇒ [σ Fo ] = ( 0,25.600 + 0, 008.200 ) = 166 ( MPa ) K FL : Lµ hƯ sè ti thä : K FL = 9 N FE Trong ®ã : σ b = 600 ( MPa ) σ ch = 200 ( MPa ) 106 N FE ⎛ T ⎞ ⎛ T ⎞ = ∑ ⎜ 2i ⎟ n2i ti = 60n2 ∑ tih ∑ ⎜ 2i ⎟ ⎝ T2 max ⎠ ⎝ T2 max ⎠ ti ∑t i ⇒ N FE 60.200.15500 ⎡⎣(19.0, ) + ( 0,89.0,3) + ( 0,59.0,3) ⎤⎦ = 81998333,6 > 106 Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 ThiÕt kÕ m«n häc sở thiết kế máy Vậy K FL = 106 106 =9 = 0,61 N FE 81998333,6 ⇒ [σ F ] = [σ F ].K FL = 166.0,61 = 101,7 ( MPa ) 2.3 Định ứng suất tải: Do bánh vít làm băng đồng không thiếc : ứng suất tiếp xúc tải [ H ] = 2.σ ch = 2.200 = 400 ( MPa ) ứng suất uốn tải [ F ] = 0,8. ch = 0,8.200 = 160 ( MPa ) X¸c định thông số truyền : - Số đầu mối ren vít : Z1 = - Số bánh vít : Z = u1.Z1 = 8.4 = 32 > 28 - Hệ số đơng kÝnh trôc vÝt : q ≥ ( 0,25 → 0,3) Z chän q = 11,2 (theo tiªu chuÈn) - Hệ số tải trọng chọn sơ bộ: K H = 1,3 3.1 Tính khoảng cách trục sơ : 2 ⎛ 170 ⎞ T2 K H 170 227958,5.1,3 ⎛ ⎞ aω1 = ( Z + q ) ⎜⎜ = ( 32 + 11, ) ⎜ = 109,5 ( mm ) ⎟⎟ ⎟ 11, ⎝ 32.188 ⎠ ⎝ Z [σ H ] ⎠ q chọn a1 = 110 ( mm ) 3.2 Mô đun däc cđa trơc vÝt: 2.aω1 2.110 = = 5,09 ( mm ) Z + q 32 + 11, Theo tiªu chuÈn chän : m = 6,3 ( mm ) m= Tính lại khoảng cách trục : a1 = chän aω1 = 140 ( mm ) HƯ sè dÞch chỉnh sắt bánh vít: x= m ( q + Z ) 6,3 (11, + 32 ) = = 136 ( mm ) 2 aω1 140 28 − 0,5 ( q + Z ) = − 0,5 (11,2 + 32 ) = ≈ 0,622 m 6,3 45 kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc cho b¸nh vÝt : 170 ⎛ Z + q ⎞ T2 K H øng suÊt tiÕp xóc: σ H = ≤ [σ H ] ⎜ ⎟ Z ⎝ a1 q Cần xác định lại xác ứng suÊt tiÕp xóc cho phÐp [σ H ] nh− sau: d1.n1 - Tính lại xác vận tố trợt: Vs = 60cos Góc vít lăn: = arctg ⎡⎣ Z1 / ( q + x ) ⎤⎦ = arctg ⎡⎣ / (11,2 + 2.0,622 ) ⎤⎦ = 18,7o < 20o dω1 = ( q + x ) m = (11,2 + 2.0.622 ) 6,3 = 78,4 ( mm ) Bùi Quang Huy Trang: 10 MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kÕ m¸y → Fa / Fr = 2643,5/1590 = 1,66 Víi D = 25 ( mm ) ta chän sư dụng loại ổ đũa côn cỡ trung rộng , kí hiÖu 7605 cã : α d D (mm) (mm) 25 62 D1 (mm 48,5 d1 (mm 42 B C1 T r r1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 24 21 25,25 2,0 0,8 11,33 C (kN) 45,5 a/ KiĨm nghiƯm kh¶ tải tải động ổ : - Tải tơng đơng : Với ổ đũa côn : Q = ( XVFr + YFa ) kt kd Trong ®ã : V : Hệ số kể đến vòng quay , vòng quay nên V= kt : Hệ số kể đến ảnh hởng nhiệt độ , t o = 105o C nên kt = kđ : Hệ số kể đến đặc tính tải trọng , tra bảng 11.3 chọn kđ = 1,3 X, Y : Hệ số tải trọng hớng tâm dọc trục tra b¶ng 11.4 chän X = 0,4 Y = 0,4cot gα = 0,4.cot g11,33 = 1,9 → Q = ( XVFr + YFa ) kt kd = ( 0,4.1.1590 + 1,9.2643,5 )1.1,3 = 7356 ( N ) Khả tải ®éng : Cd = Q m L Trong ®ã : m = 10 / ổ đũa côn L = 60nLh /106 = 60.1600.15500 / 2.106 = 744 (tiệu vòng) (Lấy thời gian làm việc ổ lăn b»ng nưa thêi gian lam viƯc c−a HGT) Suy : Cd = Q m L = 7,35610 / 744 = 45,4 ( kN ) < C = 45,5 ( kN ) → tm b / KiĨm nghiƯm khả tải tĩnh : Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X Fr + Y0 Fa = 0,5.1590 + 0, 22cot g11,33.2261,5 = 3247 ( N ) Qt = Fr = 1590 ( N ) Trong ®ã : X = 0,5 hệ số tải trọng hớng tâm Y0 = 0,22cot gα = 0,22.cot g11,33 = 1,098 lµ hƯ sè tải trọng dọc trục * Khả tải tĩnh : Chän Qt = 3247 ( N ) < C0 = 36,6 ( kN ) Vậy ổ lăn đà chọn thỏa mÃn khả tải động khả tải tÜnh 1.2 Gèi sè Bùi Quang Huy Trang: 38 MXD 46 C0 (kN) 36,6 Thiết kế môn học sở thiết kế máy * Các lực tác dụng vào trôc : F11x = 208,6 ( N ) F11y = 76 ( N ) Lực hớng tâm tác dụng vào æ : 2 Fr10 = Fl11 208,62 + 762 = 222 ( N ) x + Fl 11 y = Do lµm viƯc trơc vÝt sinh nhiƯt lín nên gối số ta chọn sử dụng loại ổ tùy động ổ bi đỡ dÃy để trơc cã thĨ tù gi·n në nhiƯt V× ỉ đợc sử dụng làm ổ tùy động nên không chịu lực dọc trục Fa = Với đờng kính đoạn lắp với ổ lăn trục D = 25 ( mm ) Chän lo¹i ỉ bi ®ì mét d·y cì nhĐ kÝ hiƯu 2205 cã B d d (mm) D (mm) B (mm) r d1 D r D1 r r1 (mm) 25 52 15 1,5 a/ Kiểm nghiệm khả tải động : Tải quy −íc : Víi ỉ bi ®â mét d·y : r2 (mm) 1,0 đk chiều dài lăn 6,5 C (kN) C0 (kN) 13,4 8,61 Q = ( XVFr + YFa ) kt kd = (1.1.222 + ) 1.1,3 = 310,8 ( N ) Khả tải động : Cd = Q m L = 0,310810 / 744 = 2, 26 ( kN ) < C = 13,4 ( kN ) tm b/ Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X Fr + Y0 Fa = 0,6.310,8 + 0,5.2261,5 = 1317, 23 ( N ) Qt = Fr = 310,8 ( N ) Trong : X = 0,6 hệ số tải trọng hớng tâm Y0 = 0,5 hệ số tải trọng dọc trục * Khả tải tĩnh : Qt = 1317,23 ( N ) < C0 = 8,61( kN ) → tm VËy ỉ ®· chän tháa m·n khả tải động khả tải tĩnh Bùi Quang Huy Trang: 39 MXD 46 ThiÕt kÕ m«n học sở thiết kế máy Trục : * Các lực tác dụng lên trục : F20x = 495 ( N ) Fl20y = 2505 ( N ) F21x = 1028 ( N ) Fl21y = 1370,3 ( N ) Vậy lực hớng tâm tác dụng vào ổ : - Gèi sè : Fr 20 = Fl 220 x + Fl 220 y = 4952 + 25052 = 2554 ( N ) - Gèi sè : Fr 21 = Fl 221x + Fl 221 y = 10282 + 1370,32 = 1713( N ) → Fr 20 > Fr 21 chọn lực để tính : Fr 20 = 2554 ( N ) Lùc däc trôc tác dụng vào ổ : Fa = Fa 21 + Fs Trong ®ã : Fs = e.Fr = 0,3.2554 = 766,2 ( N ) Tra b¶ng 11.4 cã e = 0,30 ⇒ Fa = Fa 21 + Fs = 807,5 + 766,3 = 1573,7 ( N ) → Fa / Fr = 1573,7 / 2554 = 0,6 VËy ta chän sử dụng loại ổ bi đỡ chặn có = 120 Với đờng kính ngõng trục : D = 35 ( mm ) ta chän sư dơng cỈp ỉ bi đỡ chặn cỡ nặng hẹp , kí hiệu 66407 cã : d (mm) 35 D (mm) 100 b=T (mm) 25 r (mm) 2,5 r1 (mm) 1,2 C (kN) 45,4 a/ Kiểm nghiệm khả tải tải động ổ : - Tải tơng đơng : Với ổ bi ®ì chỈn : Q = ( XVFr + YFa ) kt kd Trong ®ã : V : HƯ sè kĨ đến vòng quay , vòng quay nên V= kt : Hệ số kể đến ảnh hởng nhiệt độ , t o = 105o C nên kt = kđ : Hệ số kể đến đặc tính tải trọng , tra bảng 11.3 chọn kđ = 1,3 X, Y : Hệ số tải trọng hớng tâm dọc trục Với iFa / C0 = 1573,7 / 33,7.103 = 0,05 tra b¶ng 11.4 chän X = 0,45 Bùi Quang Huy Trang: 40 MXD 46 C0 (kN) 33,7 Thiết kế môn học sở thiết kÕ m¸y Y = 1, 46 → Q = ( XVFr + YFa ) kt kd = ( 0, 45.1.2554 + 1,46.1573,7 )1.1,3 = 4481( N ) Khả tải ®éng : Cd = Q m L Trong ®ã : m = ổ đũa côn L = 60nLh /106 = 60.1600.15500 / 2.106 = 744 (LÊy thêi gian làm việc ổ lăn nửa thời gian lam viÖc c−a HGT) Suy : Cd = Q m L = 4, 481 744 = 40,6 ( kN ) < C = 45,4 ( kN ) tm b / Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : Qt giá trị lớn hai giá trÞ sau : Qt = X Fr + Y0 Fa = 0,5.2554 + 0,47.807,5 = 1657 ( N ) Qt = Fr = 2554 ( N ) Trong ®ã : X = 0,5 hệ số tải trọng hớng tâm Y0 = 0,47 hệ số tải trọng dọc trục * Khả tải tĩnh : Chọn Qt = 2,554 ( kN ) < C0 = 33,7 ( kN ) tm Vậy cặp ổ lăn đà chọn thỏa mÃn khả tải động khả t¶i tÜnh Trơc : 3.1/ Gèi sè 0: * Các lực tác dụng lên trục : Fl30x = 111,2 ( N ) Fl30y = 4570 ( N ) Fl31x = 617 ( N ) Fl31y = 1939 ( N ) Vậy lực hớng tâm tác dụng vào ổ : 2 2 - Gèi sè : Fr 30 = Fl 30 x + Fl 30 y = 111,2 + 4570 = 4572 ( N ) - Gèi sè : 2 Fr 21 = Fl 31 617 + 19392 = 2035 ( N ) x + Fl 31 y = → Fr 30 > Fr 31 chọn lực để tính : Fr 20 = 4572 ( N ) → Fa / Fr = / 4572 = Víi ®−êng kÝnh ngâng trục D = 55(mm)ta chọn sử dụng cặp ổ bi ®ì d·y cì trung kÝ hiƯu 46307 cã : Bùi Quang Huy Trang: 41 MXD 46 ThiÕt kÕ môn học sở thiết kế máy d (mm) D (mm) B (mm) r (mm) 55 120 29 3,0 ®−êng kÝnh bi (mm) 20,64 C (kN) C0 (kN) 56 42,6 a/ Kiểm nghiệm khả tải tải động ổ : - Tải tơng đơng : Với ổ bi ®ì d·y : Q = ( XVFr + YFa ) kt kd Trong ®ã : V : HƯ sè kể đến vòng quay , vòng quay nên V= kt : Hệ số kể đến ảnh hởng nhiệt độ , t o = 105o C nên kt = kđ : Hệ số kể đến đặc tính tải trọng , tra bảng 11.3 chọn kđ = 1,3 X, Y : Hệ số tải trọng hớng tâm dọc trục tra bảng 11.4 chọn X = Y=0 → Q = ( XVFr + YFa ) kt kd = (1.1.4572 + 0.0 )1.1,3 = 6399,4 ( N ) Khả tải động : Cd = Q m L Trong ®ã : m = ®èi víi ỉ bi L = 60nLh /106 = 60.1600.15500 / 2.106 = 744 (LÊy thêi gian lµm viƯc cđa ổ lăn nửa thời gian lam việc ca HGT) Suy : Cd = Q m L = 6,3994 744 = 53,85 ( kN ) < C = 56 ( kN ) → tm b / KiÓm nghiệm khả tải tĩnh : Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X Fr + Y0 Fa = 0,6.4572 + 0,5.0 = 2743 ( N ) Qt = Fr = 4572 ( N ) Trong : X0 = 0,6 hệ số tải trọng hớng tâm Y0 = 0,5 hệ số tải trọng dọc trục * Khả tải tÜnh : Chän Qt = 4,572 ( kN ) < C0 = 42,6 ( kN ) Bùi Quang Huy Trang: 42 MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kế máy Vậy cặp ổ lăn đà chọn thỏa mÃn khả tải động khả tải tĩnh VII định kết cấu tiết máy truyền động Bánh trụ thẳng : a/ Bánh nhỏ cấp chậm: Bánh có kích thớc nhỏ da21= 104(mm)< 150 Vì ta chế tạo bánh liền khối không khoét lõm b/ Bánh lớn cấp chậm : Bánh có kích thớc lớn da22 = 392(mm)< 500 Vì ta chế tạo bánh có khoét lõm đục lỗ : C = 0,3bω = 0,3.104,5 = 31,35 ( mm ) D0 = d a − δ = 392 − 12 = 380 ( mm ) Bùi Quang Huy Trang: 43 MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kế máy Đờng kính khoét lỗ : d = 25(mm) Đờng kính may ¬ : D = 1,5.d = 1,5.60 = 90 (mm) Độ dày vành : = (2,5 4)m = 3.4 = 12 (mm) Đờng kính tâm lỗ : De = 0,5 ( D + D0 ) = 0,5 ( 90 + 380 ) = 235 ( mm ) 2.Bánh vít trục vít: a / Trục vít Kích th−íc trơc vÝt : §−êng kÝnh trơc (mm) 30 §−êng kính vòng đỉnh (mm) 83,16 Đờng kính vòng chia (mm) 70,56 Đờng kính vòng đáy (mm) 55,44 Chiều dài đoạn có ren (mm) 100 Đờng kính vòng chia (mm) 201,6 Đờng kính chân (mm) 63,28 Đờng kính (mm) 228 Chiều dài may (mm) b/ Bánh vít : kích thớc : Đờng kính vòng đỉnh (mm) 221 - Đờng kính khoét lỗ : d0 = 25(mm) - Độ dày đĩa : c = 0,3B = 0,3.55 = 16,5(mm) a = 0,1B = 0,1.55 = 5,5 (mm) b = 0,4B = 0,4.55 = 22(mm) e = 0,15B = 0,15.55 = 8,25(mm) Bùi Quang Huy Trang: 44 MXD 46 60 Thiết kế môn học sở thiết kế máy phần : vỏ hộp tiết máy phụ I định kết cấu vỏ hộp * Công dụng : Ta chọn vỏ hộp giảm tốc loại đợc ®óc , vá hép gi¶m tèc ®óc cã thĨ cã nhiều dạng khác song chúng có chung nhiệm vụ : đảm bảo vị trí tơng đối chi tiết máy phận máy , tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp trênvỏ truyền đến , đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ Vật liệu phổ biến để đúc hộp giảm tốc gang xám GX 15-32 ( dùng thép chịu tải trọng lớn đặc biệt chịu va đập ) Chọn sử dụng vật liệu gang xám * Chọn bề mặt lắp ghép nắp thân : Bề mặt lắp ghép thờng chọn song song với mặt đế ( nằm ngang )tuy nhiên cóthể chọn bề mặt lắp ghép không song song với mặt đế nhờ giảm đợc trọng lợng kích thớc hộp giảm tốc Xác định kích thớc vỏ hộp giảm tốc : Tên gọi Chiều dày : Thân hộp Nắp hộp Gân tăng cứng : Chiều dày e Chiều cao h §é dèc Bùi Quang Huy Trang: 45 MXD 46 BiĨu thøc tÝnh to¸n = 0,03a + > lÊy = 10 mm 1= 0,9 = 0,9.10 = mm e = (0,8 ÷ 1) e = mm h = 50 mm 20 ThiÕt kÕ m«n học sở thiết kế máy Đờng kính : Bulông d1 Bulông cạnh ổ d2 Bulông ghép bích nắp thân d3 Vít ghép nắp ổ d4 Vít ghép nắp cửa thăm dS d1> 0,04a + 10 > 12mm lÊyd1= 20 mm d2 = ( 0,7 ÷ 0,8 ) d1 = 16 mm d3 = ( 0,8 ÷ 0,9 ) d2 = 13 mm d4 = ( 0,6 ÷ 0,7 ) d2 = 10 mm ds = ( 0,5 ÷ 0,6 ) d2 = mm MỈt bÝch ghÐp nắp thân Chiều dày bích thân hộp S3 Chiều dày bích nắp hộp S4 Bề rộng bích nắp thân K3 S3 = ( 1,4 ữ 1,8 ) d3 = 20 mm S4 = ( 0,9 ÷ 1) S3 = 20 mm K3 ≈ K2 - ( ÷ 5) = 45 mm Mặt đế hộp : Chiều dày phần lồi S1 Khi có phần lồi Dd , S1 S2 Bề rộng mặt đé hộp K1 q Kích thớc gối trục : Đờng kính tâm lỗ vít D2 D3 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E2 cà C (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ ) Chiều cao h Khe hở chi tiết : Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với S1 ( 1,3 ÷ 1,5 ) d1 = 26 mm Dd xác định theo đờng kính dao khoét S2 ( 1÷ 1,1 ) d1 = 20 mm S1 ≈ ( 1,4 ÷ 1,7 ) d1 = 28 mm K1≈ d1 = 60 mm ; q≥ K1 + = 80 Tra bảng 14.10 theo kích thớc ổ lăn K2 = E2 + R2 +( ÷ 5) = 50 mm E2 ≈ 1,6 d2 = 25,6 mm R2 1,3 d2 = 20,8 mm phụ thuộc lỗ bulông kích thớc mặt tựa ( ữ 1,2) = mm Δ1 ≥ ( ÷ 5) = 30 mm Δ = 10 mm ≥ Sè l−ỵng bu lông Z II tiết máy phụ : ống lót nắp ổ : - ống lót đợc dùng để đỡ ổ lăn , tạo thuận lợi cho việc lắp ghép điều chỉnh phận ổ nh điều chỉnh ăn khớp trục vít ống lót làm gang xám GX15-32 - Nắp ổ dùng để che kín ổ lăn tránh tác động yếu tố bên 1.1 Kết cấu ống lót nắp ổ trục1 Bựi Quang Huy Trang: 46 MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kế máy ống lót Kích thớc Chiều dày Đờng kính D Đờng kính lỗ lắp ống lót D Đờng kính tâm lỗ vít D2 Đờng kính D3 Nắp ổ Công thức Kết (mm) 11 62 84 100 128 D = Dổ lăn D= D + D2 = D’ + (1,6 ÷ 2)d4 D3 = D’ + 4,4 d4 * §Ĩ thùc hiƯn lãt kÝn ta chän sư dơng lãt kÝn ®éng kiĨu trùc tiÕp Lãt kín phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm , chất bẩn , hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mòn bị han rØ Ngoµi lãt kÝn bé phËn ỉ để đề phòng dầu chảy Tuổi thọ ổ lăn , đặc biệt với ổ làm việc môi trờng có nhiều bụi chất hoá häc phơ thc rÊt nhiỊu vµo bé phËn lãt kÝn Đờng kính trục (mm) b 20 ữ 45 KÝch th−íc (mm) r b1 e 0,5 1.2 Kết cấu nắp ổ trục Đờng kính D (mm) Bùi Quang Huy Trang: 47 MXD 46 §−êng kính tâm lỗ vít D2 (mm) Đờng kính D3 (mm) Thiết kế môn học sở thiết kế máy D2 = D + (1,6 ÷ 2)d4 = 116 D = Dô lăn =100 D3 = D + 4,4 d4 = 144 1.3 Kết cấu nắp ổ trục Đờng kính D (mm) Đờng kính tâm lỗ vít D2 (mm) Đờng kính D3 (mm) D = Dô lăn =120 D2 = D + (1,6 ữ 2)d4 = 136 D3 = D + 4,4 d4 = 164 D = Dô lăn =120 D2 = D + (1,6 ữ 2)d = 136 D3 = D + 4,4 d4 = 164 * §Ĩ thùc hiƯn lãt kÝn ta chän sư dụng lót kín động kiểu gián tiếp cách sử dung vßng phít Lãt kÝn bé phËn ỉ nh»m mơc đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm , chất bẩn , hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mòn bị han rỉ Ngoài lót kín phận ổ để đề phòng dầu chảy Tuổi thọ ổ lăn , đặc biệt với ổ làm việc môi trờng có nhiều bụi chất hoá học phụ thuộc nhiều vào phận lót kín Chọn vòng phớt điều chỉnh ®−ỵc khe hë : d 40 40 a D d2 d1 D b S0 a d(mm) d1(mm) Bùi Quang Huy Trang: 48 d2(mm) MXD 46 D(mm) a(mm) b(mm) S0(mm) ThiÕt kế môn học sở thiết kế máy 55 56,5 54 74 6,5 12 Chọn bôi trơn cho ổ lăn: * Trục Nh phần đà tính toán : mức dầu mà HGT phải đến tâm lăn thập ổ đỡ trục vít ( trục ) chọn bôi trơn cho ổ trục dầu * Trục ổ đỡ trục ổ bi đỡ chặn , nhiệt độ làm việc 60 ữ 100 C , số vòng quay ổ 200 (v/ph) Nên ta chọn bôi trơn mỡ T Mỡ chứa 2/3 kho¶ng trèng bé phËn ỉ * Trơc ỉ ®ì trơc lµ ỉ bi ®ì 1d·y , nhiƯt ®é lµm viƯc lµ < 60 C , sè vòng quay ổ 50 (v/ph) Nên ta chọn bôi trơn mỡ M Mỡ chứa 2/3 khoảng trèng bé phËn ỉ 3.C¸c tiÕt m¸y phơ : 3.1) Bulông vòng : để treo máy vận chuyển máy Theo bảng 17-3b có trọng lợng hộp giảm tố Q = 350 kg Ta chọn bulông vòng : Ren d M10b Hình 18-3 trang 93 TTTKHDĐCK T2 r1 Ren d d1 d2 d3 Bùi Quang Huy Trang: 49 d4 d5 MXD 46 h h1 h2 l≥ f b c x r r1 r2 Trọng lợng nâng Thiết kế môn học sở thiết kế máy đợc (kg) M12 54 30 12 30 17 26 10 25 14 1,8 3,5 350 3.2) Chốt định vị :để đảm bảo vị trí tơng đối nắp thân trớc sau gia công nh lắp ghép , dùng chôt định vị 3,2 d c l 40 3.3/Của thăm: - Để kiĨm tra quan s¸t c¸c tiÕt m¸y hép lắp ghép để đổ dầu vào hộp A B A1 B1 C 100 75 150 100 125 C1 K R VÝt 87 12 M8.22 Sè l−ỵng 3.4/ Nót thông hơi: Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hoà không khí bên bên ngoai hộp , ngời ta dùng nút thông Bựi Quang Huy Trang: 50 MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kế máy lỗ A B C D M27 ì 15 30 15 E G H I K L M 45 36 32 10 N O 22 P Q R S 32 18 36 32 3.5/Nút tháo dầu : Sau thời gian làm việc , dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn , bị biến chất , cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu Hình 18-7(trang 93TTTKHDĐCK T2) d b m f L c q D S D0 M20 × 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 3.6/Que thăm dầu : Kiểm tra mức dầu hộp Hình 18-11a (trang 96 TTTKHDĐCK T2) Bựi Quang Huy Trang: 51 MXD 46 Thiết kế môn học sở thiết kế máy 1x45 1x45 0,5x45 3.7/ Vai trục tiêu chuẩn : Đối với chỗ có tiết diện trục thay đổi thờng phải làm góc lợn để chuyển tiếp Đối với vai trục bán kính góc lợn r trục phải nhỏ bán kính R chiều dài phần vát C r Bựi Quang Huy Trang: 52 MXD 46 ... 1,713 mm Thiết kế môn học sở thiết kế máy Z Số Bánh lớn Z1 Bánh nhỏ Z 24 96 Chiếc KIểM TRA ĐIềU KIệN VA CHạM Và BÔI TRƠN CHO HAI CấP: 1.kiểm nghiệm điều kiện va chạm cho bánh vít : Bánh vít va... bỊn mái KiĨm tra ®é cứng uốn cho trục vít: - Khi độ võng lớn làm cho trục vít bánh vít ăn khớp không xác Dó làm tăng phân bố không tải trọng ren trục vít bánh vít - Khi góc xoay lớn làm kẹt lăn... cấp trục vít bánh A.số liệu thiết kế : - Số vßng quay trơc 2: n2 = 1600 ( v / p ) - Mômen xoắn trục 1: T1 = 31127 Bùi Quang Huy Trang: MXD 46 ThiÕt kÕ m«n học sở thiết kế máy - Mômen xoắn trục