Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển

Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển.Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóngmột vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Việc áp dụng khoa học kỹ thuậtchính là làm tăng năng suất lao động, thay thế sức lao động của người lao động một cách cóhiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho người lao động trong quá trình làm việc. Để tạo nền tảngtốt cho bước phát triển trong tương lai, chúng ta cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triểnkhoa học kỹ thuật một cách nghiêm túc ngay từ trong các trường đại học.Đồ án môn học Thiết Kế Chi Tiết Máy là môn học giúp cho ta tìm hiểu và thiết kế hộpgiảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức của các môn học như: vẽ kỹ thuật, sứcbền vật liệu, nguyên lí máy, chi tiết máy, dung sai kỹ thuật đo... Đồng thời giúp sinh viênlàm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệpsau này. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúpchúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…

[Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng LỜI NÓI ĐẦU Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trị quan trọng sống sản xuất Việc áp dụng khoa học kỹ thuật làm tăng suất lao động, thay sức lao động người lao động cách có hiệu nhất, bảo đảm an tồn cho người lao động q trình làm việc Để tạo tảng tốt cho bước phát triển tương lai, cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kỹ thuật cách nghiêm túc từ trường đại học Đồ án môn học Thiết Kế Chi Tiết Máy môn học giúp cho ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức môn học như: vẽ kỹ thuật, sức bền vật liệu, nguyên lí máy, chi tiết máy, dung sai & kỹ thuật đo Đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau Hộp giảm tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,… Trong trình thực đồ án, em nhận dẫn tận tình thầy Ths.Diệp Lâm Kha Tùng thầy khác Viện Cơ Khí Sự giúp đỡ thầy nguồn động lực lớn lao cỗ vũ tinh thần cho em đường học tập, rèn luyện sau Do thiết kế kĩ thuật mà em thực nên chắn mắc phải thiếu xót, sai lầm Em mong nhận góp ý chân thành từ phía thầy Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống: .7 1.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ: 1.1.4 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.3 Xác định công suất, mômen số vòng quay trục 1.3.1 Tính tốn cơng suất trục .9 1.3.2 Tính số vịng quay trục: 1.3.3 Tính momen xoắn trê,n trục: 10 BẢNG PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 10 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI .11 Thông số ban đầu: 11 Trình tự thiết kế gồm bước sau: 11 2.1 Chọn loại đai 11 2.2 Xác định đường kính đai .11 2.3 Sơ khoảng cách a 12 2.4 Xác định xác chiều dài đai L khoảng cách trục a .12 2.5 Kiểm nghiệm góc ơm .13 2.6 Xác định số đai cần thiết .13 2.7 Xác định kích thước chủ yếu đai 13 2.8 Xác định lực ban đầu lực tác dụng lên trục 14 BẢNG THÔNG SỐ CƠ BẢN BỘ TRUYỀN ĐAI 14 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC 15 3.1 Tính tốn thiết kế truyền bánh trụ cấp nhanh 15 3.1.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 15 3.1.2 Xác định thông số truyền 17 3.1.3 Xác định thông số ăn khớp 17 3.1.4 Xác định kích thước truyền 18 3.1.5 Lực tác dụng lên truyền 18 3.1.6 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 19 3.1.7 Kiểm nghiệm độ bền uốn .20 3.1.8 Kiểm nghiệm tải 21 BẢNG THÔNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 22 3.2 Tính tốn thiết kế truyền bánh trụ cấp chậm 23 3.2.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 23 3.2.2 Xác định thông số ăn khớp 25 3.2.3 Xác định kích thước truyền 26 3.2.4 Lực tác dụng lên truyền 26 3.2.5 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 27 3.2.6 Kiểm nghiệm độ bền uốn .28 3.2.7 Kiểm nghiệm tải 29 BẢNG THƠNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 30 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN .31 4.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 31 4.2 Tính sơ trục 31 4.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 31 4.4 Thiết kế trục 34 a) Trục I 34 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng b) Trục II 36 c) Trục III 38 4.5 Tính mối ghép then kiểm nghiệm then 40 4.6 Kiểm nghiệm độ bền trục độ bền mỏi 41 4.7 Kiểm nghiệm độ bền trục độ bền tĩnh 44 CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI 45 5.1 Tính toán lựa chọn ổ lăn trục 45 a) Trục đầu vào .45 b) Trục trung gian 47 c) Trục đầu 49 5.2 Tính chọn khớp nối 51 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP .53 6.1 Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc 53 6.2 Các chi tiết phụ 54 6.2.1 Bulơng vịng vịng móc 54 6.2.2 Chốt định vị .55 6.2.3 Cửa thăm .55 6.2.4 Nút thông 56 6.2.5 Nút tháo dầu 56 6.2.6 Que thăm dầu 56 6.3 Bôi trơn hộp giảm tốc 57 6.4 Dung sai lắp ghép 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO .60 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động Sơ đồ gia tải Động điện không đồng pha Bộ truyền đai thang Hộp giảm tốc bánh trụ cấp khai triển Xích tải Nối trục vịng đàn hồi Cơng suất trục cơng tác (kW) Số vịng quay trục cơng tác (vg/ph) Số năm làm việc 6.8 60 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống: Hiệu suất truyền động:  = đ × brn × brt × đh × 4ol Trong đó: đ = : hiệu suất truyền đai thang brn = : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng brt = : hiệu suất truyền bánh trụ thẳng đh = ol = : hiệu suất nối trục đàn hồi : hiệu suất ổ lăn  = [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 1.1.2 Tính cơng suất tương đương: T T 0,8T ∑ ( i) ti ( ) ( ) 0,3 0,7 + √ T √ T T Ptđ = P𝑙𝑣 × = 6,8 × = 6,42 kW ∑ ti 0,7 + 0,3 Công suất cần thiết: Pct = Ptđ η = 6,42 0,87 = 7,38 (kW) 1.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ: Số vịng quay trục cơng tác: n𝑙𝑣 = 60 (vịng/phút) uch = uhgt × uđ Tỷ số truyền chung hệ: Chọn: uhgt = : tỷ số truyền hộp giảm tốc khai triển (8÷40), chọn theo tiêu chuẩn : tỷ số truyền truyền đai ngồi (3÷5) uđ = → uch = × = 24 Số vòng quay sơ động cơ: nsb = uch × n𝑙𝑣 = 24 × 60 = 1440 (vịng/phút) 1.1.4 Chọn động điện Ta cần chọn động thỏa mãn điều kiện sau: Pđc ≥ 7,38 (kW) Pđc ≥ Pct vòng ⟺{ { nđc ≈ nsb nđc ≈ 1440 ( ) phút Tra bảng P1.3: Các thông số kỹ thuật động 4A (1),ta chọn động có: Kiểu động 4A132S4Y3 Cơng suất Vận tốc quay Pđc (kW) nđc (Vòng/phút) 7,5 1455 Cos φ η% Tmax Tdn Tk Tdn 0,86 87,5 2,2 2,0 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 236 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] 1.2 GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Phân phối tỉ số truyền - Tỉ số truyền chung thực hệ thống dẫn động: uch = nđc nlv = 1455 60 = 24,25 Chọn tỉ số truyền đai theo tiêu chuẩn: chọn uđ = Do đó, tỉ số truyền hộp giảm tốc là: uhgt = uch uđ = 24,25 = 8,0833 - Phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc khai triển, dựa vào bảng 3.1(2) ta chọn + tỉ số truyền cấp nhanh u1 = 3,3 + tỉ số truyền cấp chậm u2 = 2,42 - Tỉ số truyền cuối hộp giảm tốc uhgt = u1 × u2 = 3,3 × 2,42 = 7,986 Kiểm nghiệm sai số cho phép ∆= - Tính lại tỉ số truyền đai: uđ = 1.3 7,986−8,0833 8,0833 uch u1 ×u2 = = 1,2% 24,25 3,3×2,42 = 3,04 Xác định cơng suất, mơmen số vịng quay trục 1.3.1 Tính tốn cơng suất trục Pđc = Pcần thiết = 7,38 (kW) P1 = Pct × ηđ × ηol = 7,38 × 0,96 × 0,99 = 7,01 (kW) P2 = P1 × ηbr × ηol = 7,01 × 0,97 × 0,99 = 6,73 (kW) P3 = P2 × ηbr × ηol = 6,73 × 0,97 × 0,99 = 6,46 (kW) Ptrục cơng tác = P3 × ηkn × ηol = 6,46 × × 0,99 = 6,395 (kW) 1.3.2 Tính số vịng quay trục: n1 = n2 = n3 = nđc uđai 1455 = 3,04 n1 unhanh n2 uchậm = = = 478,62 (vòng/phút) 478,62 3,3 145,04 2,42 = 145,04 (vòng/phút) = 59,934 (vịng/phút) PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 43 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 1.3.3 Tính momen xoắn trê,n trục: Tđc = 9,55 × 106 × Pđc nđc T1 = 9,55 × 106 × P1 T2 = 9,55 × 106 × P2 T3 = 9,55 × 106 × P3 n1 n2 n3 = 9,55 × 106 × = 9,55 × 106 × = 9,55 × 106 × = 9,55 × 106 × 7,38 1455 7,01 478,62 6,73 145,04 6,46 59,934 = 48439,175 (N mm) = 139871,923 (N mm) = 443129,482 (N mm) = 1029348,951 (N mm) BẢNG PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Trục Động P (kW) 7,38 7,01 6,73 6,46 n (vòng/ phút) 1455 478,62 145,04 59,934 Thông số u T (N.mm) 3,04 48439,175 3,3 139871,923 443129,482 2,42 1029348,951 10 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Thông số ban đầu: + Công suất P = 7,38 kW + Tỷ số truyền u1 = 3,04 + Số vòng quay n = 1455 vòng/phút + Số năm làm việc: năm + Chế độ làm việc: Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) Trình tự thiết kế gồm bước sau: 2.1 Chọn loại đai – Chọn đai theo công suất P số vòng quay n theo đồ thị sau: ➢ Ta chọn đai thang thường loại B có thơng số hình học bt= 14; b=17; 2.2 h=10,5; yo=4,0; A=138 mm2 Xác định đường kính đai – Ta chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 (140÷280) theo tiêu chuẩn: d1=160 (mm) – Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện: v= πd1 n 6.104 = π.160.1455 6.104 = 12,19 ≤ vmax = 25 m/s (thỏa mãn) – Đường kính bánh đai lớn: Lấy ξ = 0,01 d2 = d1 u1 (1 − ξ) = 160.3,04 (1 − 0,01) = 481,54 (mm) Chọn theo tiêu chuẩn: d2 = 500 (mm) 11 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Với e = 0,41 theo bảng 11.4 → Fs1 = 626,45 (N) ; Fs2 = 1120,47 (N) Do Fa > Fs2− Fs1 , nên Fa1 = Fs1 = 626,45 (N); Fa2 = Fs1 + Fa = 1465,45 (N) Kiểm nghiệm khả tải ổ (Tiến hành cho ổ C ổ chịu tải lớn hơn) - Tính tải trọng quy ước tác dụng lên ổ Q (N) Đối với ổ bi đỡ chặn: Q = (XVFr + YFa) kt kđ Trong đó: + + + + + + Fr Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN); V: hệ số kể đến vòng quay; vòng quay V=1; kt=1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3(41) Chọn kd = 1,2 X Y hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục, tra bảng 11.4(42) → X=1; Y=0 Xác định lực dọc trục Fa2 = 1365 (N) ⇒ Q2 = (1×1×2733 + 0×Fa) ×1×1,2 = 3279,421 (N) - Tải trọng động tương dương QE (với ổ bi m=3) ∑ Q m i Li T1 t1 T2 t √ QE = √ = Q2 ( ) +( ) = 3279,421 × √0,7 + 0,83 × 0,3 ∑ Li T t ck T t ck m - 41 42 = 3110,871 (N) = 3,11 (kN) Tuổi thọ tương đương ổ LhE = K HE × Lh ∑ = 0,125×24000 = 3000 (h) Tải va đập nhẹ K HE = 0,125 Khả tải động Cd tính theo cơng thức: m Cd = QE √L Với: L-tuổi thọ tính triệu vịng quay; PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 215 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 216 46 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 60nLhE 60 × 478,62 × 3000 = = 86,15 (triệu vòng) 106 106 m  Cd = QE √L = 3,11 × √86,15 = 13,739 (kN) < C = 22,7 (kN) Do khả tải động ổ lăn có kí hiệu 46207 đảm bảo L= Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ - Nhằm tránh biến dạng dư hay dính bề mặt tiếp xúc, ta tiến hành kiểm tra ổ theo điều kiện: Qt ≤ Co + Theo bảng 11.6(43), với ổ bi đỡ chặn dãy: Xo=0,5; Yo=0,37 + Qt hai giá trị lớn sau đây: Qt = 0,5×2733 + 0,37×1456,45 = 1905,31 (N) Qt = Fr = 2733 (N) Vậy Qt = 2,733 (kN) < Co = 16,6 (kN), khả tải tĩnh ổ đảm bảo b) Trục trung gian ✓ Sơ đồ lực tác dụng Fr2= 1404 N Ft2= 3768 N FA2y = 1626 N Fa2= 830 N FA2x= 5773 N A2 FD2x = 4709 N D2 Ft3= 6714 N FD2y = 586 N Fr3= 2444 N – Thông số làm việc: Số vòng quay: n = 145,04 (vòng/phút) Thời gian làm việc: Lh ∑ = 24000 (giờ) Tải trọng thay đổi, tải va đập nhẹ ➢ Trình tự chọn ổ lăn trục II Lực hướng tâm xác định tác dụng lên ổ: 2 FAr = F1r = √FAx + FAy = √57732 + 16262 = 5997,62 (N) 43 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 221 47 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 2 FDr = F2r = √FDx + FDy = √47092 + 5862 = 4745,32 (N) - Tỉ số Fa/Fr < 0,3 chọn loại ổ bi đỡ Do khơng u cầu đặc biệt độ xác, chọn cấp xác Chọn sơ ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ ứng với d = 40 (mm), tra bảng P2.7(44) Kí hiệu ổ d, mm D, mm B, mm r, mm 208 40 80 18 Đường kính bi, mm 12,7 C, kN Co, kN 25,6 18,1 Xác định lực dọc trục Fa Đối với ổ bi đỡ Fa tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ Fa = 830 (N) Kiểm nghiệm khả tải ổ (Tiến hành cho ổ A ổ chịu tải lớn hơn) - Tính tải trọng quy ước tác dụng lên ổ Q (N) Đối với ổ bi đỡ: Q = (XVFr + YFa) kt kđ Trong đó: + + + + + + Fr Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN); V: hệ số kể đến vòng quay; vòng quay V=1; kt=1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3(45) Chọn kd = 1,2 X Y hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục, tra bảng 11.4(46) → X=1; Y=0 Xác định lực dọc trục Fa = 830 (N) ⇒ Q1 = (1×1×5997,61 + 0×Fa) ×1×1,2 = 5997,62 (N) - Tải trọng động tương dương QE (với ổ bi m=3) ∑ Q m i Li T1 t1 T2 t √ QE = √ = Q2 ( ) +( ) = 5997,62 × √0,7 + 0,83 × 0,3 ∑ Li T t ck T t ck m = 5689,36 (N) = 5,689 (kN) Tuổi thọ tương đương ổ LhE = K HE × Lh ∑ = 0,125×24000 = 3000 (h) Tải va đập nhẹ K HE = 0,125 44 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 254 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 215 46 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 216 45 48 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Khả tải động Cd tính theo cơng thức: m Cd = QE √L Với: L-tuổi thọ tính triệu vịng quay; 60nLhE 60 × 145,04 × 3000 L= = = 26,11 (triệu vòng) 106 106 m  Cd = QE √L = 5,689 × 3√26,11 = 16,88 (kN) < C = 25,6 (kN) Do khả tải động ổ lăn có kí hiệu 208 đảm bảo - Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ - Nhằm tránh biến dạng dư hay dính bề mặt tiếp xúc, ta tiến hành kiểm tra ổ theo điều kiện: Qt = XoFr + YoFa ≤ Co + Theo bảng 11.6(47), với ổ bi đỡ chặn dãy: Xo=0,6; Yo=0,5 + Qt hai giá trị lớn sau đây: Qt = 0,6×5997,62 + 0,5×830 = 4013,57 (N) Qt = Fr = 5997,62 (N) Vậy Qt = 5,998 (kN) < Co = 18,1 (kN), khả tải tĩnh ổ đảm bảo c) Trục đầu ✓ Sơ đồ lực tác dụng: Fr4= 2444 N Ft4= 6714 N B3 Fkn= 2000 N D3 FB3x=1884N FB3y =1664N FD3x = 2830N FD3y =780N – Thông số làm việc: Số vòng quay: n = 145,04 (vòng/phút) Thời gian làm việc: Lh ∑ = 24000 (giờ) Tải trọng thay đổi, tải va đập nhẹ ➢ Trình tự chọn ổ lăn trục III 47 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 221 49 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Lực hướng tâm xác định tác dụng lên ổ: 2 FBr = F1r = √FBx + FBy = √18842 + 16642 = 2513,63 (N) 2 FDr = F2r = √FDx + FDy = √28302 + 7802 = 2935,52 (N) - Vì Fa = khơng có lực dọc trục nên ta chọn loại ổ bi đỡ dãy Do không yêu cầu đặc biệt độ xác, chọn cấp xác Chọn sơ ổ bi đỡ dãy cỡ đặc biệt nhẹ, hẹp ứng với d = 60 (mm), tra bảng P2.7(48) Kí hiệu ổ d, mm D, mm B, mm r, mm C, kN Co, kN 700112 60 95 11 13,2 11,5 Kiểm nghiệm khả tải ổ (Tiến hành cho ổ D ổ chịu tải lớn hơn) - Tính tải trọng quy ước tác dụng lên ổ Q (N) Đối với ổ bi đỡ: Q = (XVFr + YFa) kt kđ Trong đó: + + + + + + Fr Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục (kN); V: hệ số kể đến vòng quay; vòng quay V=1; kt=1: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3(49) Chọn kd = 1,2 X Y hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục, Fa = → X=1; Y=0 Xác định lực dọc trục Fa = ⇒ Q1 = (1×1×2935,52) ×1×1,2 = 3522,63 (N) - Tải trọng động tương dương QE (với ổ bi m=3) ∑ Q m i Li T1 t1 T2 t QE = √ = Q √( ) +( ) = 3522,63 × √0,7 + 0,83 × 0,3 ∑ Li T t ck T t ck m - 48 49 = 3341,58 (N) = 3,342 (kN) Tuổi thọ tương đương ổ LhE = K HE × Lh ∑ = 0,125×24000 = 3000 (h) Tải va đập nhẹ K HE = 0,125 Khả tải động Cd tính theo cơng thức: m Cd = QE √L Với: L-tuổi thọ tính triệu vịng quay; PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 254 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 215 50 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 60nLhE 60 × 59,93 × 3000 = = 10,79 (triệu vòng) 106 106 m  Cd = QE √L = 3,342 × 3√10,79 = 7,384 (kN) < C = 13,2 (kN) Do khả tải động ổ lăn có kí hiệu 700112 đảm bảo L= Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ - Nhằm tránh biến dạng dư hay dính bề mặt tiếp xúc, ta tiến hành kiểm tra ổ theo điều kiện: Qt = XoFr + YoFa ≤ Co + Theo bảng 11.6(50), với ổ bi đỡ chặn dãy: Xo=0,6; Yo=0,5 + Qt hai giá trị lớn sau đây: Qt = 0,6×2935,52 = 1761 (N) Qt = Fr = 2935,52 (N) Vậy Qt = 2,936 (kN) < Co = 11,5 (kN), khả tải tĩnh ổ đảm bảo 5.2 Tính chọn khớp nối Khớp nối gồm: nối trục, li hợp li hợp tự động Khớp nối chi tiết tiêu chuẩn, thiết kế thường dựa vào mơmen xoắn tính tốn T, xác định theo cơng thức sau để chọn kích thước khớp nối: Tt = kT ≤ [T] Trong đó: T3 = 1029348,95 (Nmm) = 1029,35 (Nm) k =1,2 - hệ số an toàn làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác, cho bảng 9.1(51) - Chọn nối trục vịng đàn hồi loại có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ thay thế, làm việc tin cậy, dùng rộng rãi 50 51 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T1, trang 221 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 58 51 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng - Từ moment xoắn T3 đường kính trục d = 65 (mm), ta tra bảng 16.10a(52) (đơn vị: mm) d D dm L l d1 Do z nmax B B1 l1 D3 l2 63 210 120 175 140 110 160 2850 70 40 36 40 Kích thước vòng đàn hồi - dc dl D2 l l1 l2 l3 h 18 M12 25 80 42 20 36 Kiểm nghiệm điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi: σd = - ZDo dc l3 = 2×1,2×1029348,95 8×160×18×36 = 2,73 (MPa) ≤ [σ]d Kiểm nghiệm điều kiện sức bền dập chốt: σu = 52 2kT kTlo 0,1d3c Do Z = 20 1,2×1029348,95×(42+ ) 0,1×183 ×160×8 σd ≤ [σ]d = (2 ÷ 4) (MPa) (thoả mãn) σu ≤ [σ]u = (60 ÷ 80) (MPa) = 78,87 (MPa) ≤ [σ]u (thoả mãn) PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 68-69 52 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 6.1 Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc Vỏ hộp giảm tốc có nhiều dạng khác nhau, song chúng có chung 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 máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Vật liệu phổ biến dùng để đúc hộp giảm tốc gang xám GX15-32 ✓ Xác định kích thước vỏ hộp giảm tốc Tên gọi Chiều dày: Thân hộp,  Nắp hộp, 1 Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Đường kính: Bulơng nền, d1 Bulơng cạnh ổ, d2 Bulơng ghép bích nắp thân d3 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm dầu, d5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp hộp thân, K3 Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao h: Thông số δ = 0,03a + = 9,75 mm, chọn δ = 10 (mm) δ1 = 0,9δ = mm, chọn δ1 = (mm) e = (0,8 ÷ 1)δ = ÷ 10 mm, chọn e = (mm) h < 58 , chọn h = 40 (mm) Khoảng 2° d1 d2 d3 d4 d5 > 0,04a + 10 = 19 mm, chọn M20 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = 14 ÷ 16 mm, chọn M14 = (0,8 ÷ 0,9)d2 = 11,2 ÷ 12,6 mm, chọn M12 = (0,6 ÷ 0,7)d2 = 8,4 ÷ 9,8 mm, chọn M10 = (0,5 ÷ 0,6)d2 = ÷ 8,4 mm, chọn M8 S3 = (1,4 ÷ 1,8)d3 , chọn S3 = 17 (mm) S4 = (0,9 ÷ 1)S3 , chọn S3 = 16 (mm) K ≈ K − (3 ÷ 5) = 40 (mm) Xác định theo kích thước nắp ổ K = E2 + R + (3 ÷ 5) = 45 (mm) E2 ≈ 1,6d2 = 22,4 mm ; R ≈ 1,3d2 = 18,2 mm C = D3 /2 phải đảm bảo k ≥ 1,2d2 = 16,8 h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulơng kích thước mặt tựa 53 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] Mặt đế hộp: Chiều dày khơng có phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với Số lượng bulông Z GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)d1 = 26 ÷ 30mm, chọn S1=28 (mm) K1 ≈ 3d1 = (60 mm) q ≥ K1 + 2δ = 80 (mm) ∆= 10 (mm) ≥ (1 ÷ 1,2)δ = (10 ÷ 12) ∆1 = 40mm ≥ (3 ÷ 5)δ = (30 ÷ 50) ∆2 = 10mm ≥ δ = 10 L+B Z= =6 200 ÷ 300 6.2 Các chi tiết phụ 6.2.1 Bulơng vịng vịng móc ✓ Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép, …) nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng vịng móc ✓ Hộp giảm tốc bánh trụ cấp, tra bảng 18.3b(53), xác định sơ khối lượng hộp 480kg Với khối lượng này, tra bảng 18.3a (53), ta sử dụng bulơng vịng M16 bố trí theo cách b Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l ≥ f b c x r r1 r2 M16 63 35 14 35 22 30 12 32 16 6 ✓ Vòng móc làm nắp thân hộp Kích thước vịng móc xác định: Chiều dày vịng móc: s = (2÷3)δ = 20÷30 Đường kính: d = (3÷4)δ = 30÷40 53 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 89 54 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 6.2.2 Chốt định vị ✓ Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép ta dùng chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bu lơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ, loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng ✓ Ta chọn chốt định vị hình cơn, tra bảng 18.4b(54): d = (mm); c = (mm); l = 20÷110 6.2.3 Cửa thăm ✓ Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp giảm tốc lắp ghép để châm dầu bơi trơn vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp lắp thêm nút thơng ✓ Kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18.5(55) 54 55 A B A1 B1 C 100 75 150 100 125 C1 80 K 87 R 12 Vít Số lượng M8× 22 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 91 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 92 55 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 6.2.4 Nút thông ✓ Dùng để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi vỏ hộp Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27×2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 6.2.5 Nút tháo dầu ✓ Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn hộp giảm tốc nhiễm bẩn Để đảm bảo bôi trơn, ta phải thay dầu Điều yêu cầu dầu cũ phải tháo khỏi hộp giảm tốc thông qua lỗ tháo dầu nằm đáy hộp, bịt kín nút tháo dầu ✓ Theo bảng 18.7(56) ta chọn nút tháo dầu có kích thước sau: d M20×2 b 15 m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 D0 25,4 6.2.6 Que thăm dầu ✓ Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu kích thước hình vẽ: 56 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 93 56 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng Kết cấu que thăm dầu 6.3 Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mát cơng suất ma sát, giảm mài mịn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phòng tiết máy bị han gỉ, cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc Phương pháp bơi trơn: bánh có vận tốc nhỏ (< 12 m/s) nên ta chọn phương pháp bôi trơn cách ngâm dầu: bánh ngâm dầu chứa HGT Ē Đối với bánh nghiêng đặt vịi phun cho tia dầu bắn theo chiều quay bánh Đối với bánh thẳng ngược chiều quay Vịi phun đặt chỗ ăn khớp Ē Các bánh nhỏ bôi trơn cách bắn toé dầu thông qua bánh lớn ngâm dầu Ē Các ổ lăn bôi trơn mỡ Mỡ bôi trơn tra định kì vào ổ, lăn sau lần bảo dưỡng - Loại dầu bôi trơn hộp giảm tốc, tra bảng 18.11(57), với vật liệu làm bánh thép có σb = 470…1000 (MPa) ta độ nhớt Centistoc 160 độ nhớt Engle 16 Tra bảng 18.13(58) ta chọn loại dầu ô tô máy kéo AK – 15 để bôi trơn - Với truyền ngồi hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bôi trơn định kì mỡ Tên dầu mỡ Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu mỡ Thời gian thay dầu mỡ Dầu ô tô máy kéo AK- 15 Bộ truyền hộp 0,6 lít/Kw tháng 2/3 chỗ rỗng phận ổ năm Mỡ T 57 58 Tất ổ truyền PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 100 PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN (2016), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí T2, trang 101 57 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng 6.4 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: a) Dung sai lắp ghép bánh răng: Chịu tải vừa, thay đổi va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 Mối lắp Dung sai (μm) Bánh đai lắp trục I 30H7/k6 +15 30+21 /30+2 Bánh chủ động lắp trục Ⅰ 40H7/k6 +18 40+25 /40+2 Bánh bị động lắp trục Ⅱ 45H7/k6 +18 45+25 /45+2 Bánh chủ động lắp trục Ⅱ 50H7/k6 +18 50+25 /50+2 Bánh bị động lắp trục Ⅲ 60H7/k6 +21 60+30 /60+2 Khớp nối lắp đầu trục ⅠII 63H7/k6 +21 63+30 /63+2 Mối ghép b) 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 vòng ổ không trơn trựơt theo bề mặt trục lỗ 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 chọn H7 Mối lắp Dung sai (μm) Vòng ổ lăn lắp trục Ⅰ 35k6 35+18 +2 Vòng ổ lăn lắp trục Ⅱ 40k6 40+18 +2 Vòng ổ lăn lắp trục Ⅲ 60k6 60+21 +2 Vịng ngồi ổ lăn trục Ⅰ lắp vỏ 72H7 72+30 Vịng ngồi ổ lăn trục Ⅱ lắp vỏ 80H7 80+30 Vịng ngồi ổ lăn trục Ⅲ lắp vỏ 95H7 95+35 Mối ghép 58 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng c) Dung sai lắp vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp d) Dung sai lắp vịng lị xo (bạc chắn) trục tùy động: Vì bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7 e) Dung sai lắp ghép mối ghép then: Bảng sai lệch giới hạn kích thước then chiều rộng rãnh then Sai lệch giới hạn rãnh then Sai lệch giới hạn kích thước then Trên trục Trên bạc Theo chiều rộng b – h9 N9 JS9 Bảng sai lệch giới hạn chiều sâu rãnh then Chiều sâu rãnh then Trên trục, t1 Kích thước then b×h Trên bạc, t2 t1 Sai lệch giới hạn t2 Sai lệch giới hạn 12×8 + 0,2 3,3 + 0,2 10×8 + 0,2 3,3 + 0,2 14×9 5,5 + 0,2 3,8 + 0,2 14×9 5,5 + 0,2 3,8 + 0,2 20×12 7,5 + 0,2 4,9 + 0,2 16×10 + 0,2 4,3 + 0,2 f) Dung sai vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/j6 để thuận tiện trình tháo lắp Dung sai bạc lót trục: Chọn kiểu lắp trung gian H7/j6 Dung sai lắp nắp ổ: Chọn kiểu lắp có độ hở H7/d11 59 [Thuyết minh Đồ Án Chi Tiết Máy] GVHD: Ths.Diệp Lâm Kha Tùng TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN Giáo trình Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I-II Nhà xuất Giáo dục, 2016 PGS.TS.TRỊNH CHẤT Giáo trình Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật TRẦN THIÊN PHÚC Giáo trình Thiết kế chi tiết máy công dụng chung Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM, 2011 60 ... 2, 34 2, 44 2, 38 1,86 2, 44 2, 48 6,95 23 ,46 6,67 D1 30 2, 28 2, 44 2, 32 1,86 2, 38 2, 42 - 13,64 13,64 B2 50 2, 48 2, 44 2, 47 1,86 2, 58 2, 57 3 ,24 19, 52 3,19 C2 45 2, 42 2,97 2, 44 2, 28 2, 52 2,54 2, 96 - 2, 96... 2, 52 2,54 2, 96 - 2, 96 A3 63 2, 58 2, 44 2, 54 1,86 2, 71 2, 65 - 17,77 17,77 B3 60 2, 56 2, 97 2, 52 2 ,28 2, 66 2, 62 17 ,27 15 ,20 11,41 C3 60 2, 56 2, 97 2, 52 2 ,28 2, 66 2, 62 5 ,28 - 5 .28  Kết luận: Theo bảng... d1 + 2m = 74 ,24 + 2? ?2, 5 = 79 ,24 (mm) da2 = d2 + 2m = 24 5,76 + 2? ?2, 5 = 25 0,76 (mm) – Đường kính đáy răng: df1 = d1 – 2, 5m = 74 ,24 – 2, 5? ?2, 5= 57,75 (mm) df2 = d2 – 2, 5m = 25 0,76 – 2, 5? ?2, 5 = 23 9,51