ĐỀ SỐ 04: Thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp kiểu phân đôi cấp nhanh với các dữ liệu ban đầu như sau: + Sơ đồ gia tải như hình vẽ + Tùy chọn bộ truyền đai hoặc bộ truyền xích ở đầu vào hoặc đầu ra của hộp giảm tốc. + Các thông số ban đầu của hệ: + Yêu cầu sai số vòng quay trục công tác 5% Sơ đồ gia tải. SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG MX18 MSSV:1851080115 Công suất trục công tác Số vòng quay trục công tác (vg/ph) Số năm làm việc 14 35 5 Chế độ làm việc: Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ (1năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc 8 giờ). Các thông số khác sinh viên tự lựa chọn cho phù hợp. 1 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT MỤC LỤC Mục lục ....................................................................................2 Lời nói đầu ................................................................................3 PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN………………….…5 I.1 Chọn động cơ........................................................................5 I.2 Phân phối tỷ số truyền .........................................................6 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ..............8 II.1 Thiết kế bộ truyền đai thang................................................8 II.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng .............................................11 II.3 Thiết kế trục........................................................................29 II.4 Tính toán chọn ổ................................................................ 50 II.5 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc ...................................................57 II.6 Các chi tiết phụ ..................................................................59 II.7 Bảng dung sai lắp ghép ......................................................62 Tài liệu tham khảo ....................................................................64
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT ĐỀ SỐ 04: Thiết kế hộp giảm tốc cấp kiểu phân đôi cấp nhanh với liệu ban đầu sau: + Sơ đồ gia tải hình vẽ + Tùy chọn truyền đai truyền xích đầu vào đầu hộp giảm tốc + Các thông số ban đầu hệ: Cơng suất trục Số vịng quay trục Số năm làm công tác công tác (vg/ph) việc 14 35 Chế độ làm việc: Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc giờ) Các thông số khác sinh viên tự lựa chọn cho phù hợp + Yêu cầu sai số vịng quay trục cơng tác 5% Sơ đồ gia tải SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG MX18 MSSV:1851080115 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT MỤC LỤC Mục lục Lời nói đầu PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN………………….…5 I.1 Chọn động I.2 Phân phối tỷ số truyền PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY II.1 Thiết kế truyền đai thang II.2 Thiết kế truyền bánh .11 II.3 Thiết kế trục 29 II.4 Tính tốn chọn ổ 50 II.5 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 57 II.6 Các chi tiết phụ 59 II.7 Bảng dung sai lắp ghép 62 Tài liệu tham khảo 64 SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG MX18 MSSV:1851080115 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT LỜI NÓI ĐẦU: Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng cơng đại hố 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 trị quan trọng sống sản xuất.Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí 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 khí , giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí.Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy TRẦN TIẾN ĐẠT, thầy bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực Trương Đặng Phong SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG MX18 MSSV:1851080115 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT 1- Động điện 2- truyền đai ; 3- Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh; 4- nối trục đàn hồi 5- Băng tải SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG MX18 MSSV:1851080115 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT 𝑷𝑯Ầ𝑵 𝑰 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I.1 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Công suất tương đương Ptd = 14kw Hiệu suất chu trình Ƞ=Ƞd*Ƞ𝑜𝑙 *Ƞ𝑏𝑟 *Ƞkn =0,95 ∗ 0,994 ∗ 0,973 ∗ ≈ 0,833 𝜂𝑑: hiệu suất truyền đai : 0,95 br :hiệu suất bánh trụ: 0,97 ol :hiệu suất cặp ổ lăn: 0,99 𝜂𝑘𝑛 ∶ hiệu suất khớp nối: Ptd 13.223 Pct = Ƞ = 0.833 ≈ 16.8 KW Chọn động thoả mản điều kiện sau =16.8(kW ) {Pdc ≥ Pct ndc ≈ nsb Tra bảng P1.1 trang 234 , ta chọn động cơ: K180L4 ( có momen khởi động cao ) Động có thơng số kỹ thuật sau: Pdc = 18.5 ( Kw ) ncd = 1455 ( vg/ph ) ta có unt = 35 (vg/ph) 1455 uch= 35 = 41.57 SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG MX18 MSSV:1851080115 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT I.2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Ta có : uch =uhgt*ud=4.157 Tra bảng 3,1 trang 43 chọn {u1=3.58 u 2=2.79 uhgt= u1*u2 = 3.58*2.79 =10 u ch ud= u = 41.57 10 hgt ≈ 4.157 Công suất trục: Pdc= Pct =16.8 (kw) P1 =Pct ∗ Ƞ𝑑 ∗ Ƞ𝑜𝑙 = 16.8* 0.95 * 0,99 = 15.8 (𝑘𝑤) P2 =P1∗ Ƞ ol∗ Ƞ 2br = 15.8∗ 0,99 ∗ 0.97 =14.72 (𝑘𝑤) P3 =P2 ∗ Ƞ br∗ Ƞ ol = 14.72*0,99*0,97 =14.14 (kw) P4 =P3 ∗ Ƞ kn ∗ Ƞ ol = 14.14 *1*0,99 =14 (kw) Số vòng quay trục : n1 =ndc 𝑛2 = n1 ud n2 𝑛3 = u n4 = = 1455 (vg/ph) = = n3 u2 = 1455 4.157 ≈ 350 3.58 98 2.79 SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 350 (vg/ph) ≈ 98 (vg/ph) ≈ 35 MX18 (vg/ph) MSSV:1851080115 GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT Momen xoắn trục: T∗n 9.55∗10 => T T dc= 9.55∗10 ∗16.8 1455 P= T 1= 9.55∗10 ∗15.8 350 6 = 110268 (N.mm) =431114.3 (N.mm) T 2= 9.55∗10 ∗14.72 98 T 3= 9.55∗10 ∗14.14 35 = =1434449 (N.mm) =3858200 (N.mm) T 4= 9.55∗10 ∗14 35 =3820000 (N.mm) Bảng đặc tính kỹ thuật TS TRỤC Động I II 4.157 P(kw) 16.8 15.8 14.72 14.14 14 n (vg/ph) 1455 350 98 35 35 T (N.mm) 110268 431114.3 1434449 3858200 3820000 MX18 2.79 IV U SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 3.58 III MSSV:1851080115 GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY II.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Công suất truyền: Số vòng quay trục dẫn: Tỉ số truyền: Chọn số hiệu đai thang: P= 16.8kW n=1455 vg/ph u= 4.157 Chọn đai Theo bảng 4.1 trang 59 chọn số hiệu đai Б bp ,mm bo ,mm H,mm y2,mm A,mm2 L,mm d,mm 14 17 10,5 4,0 138 800-6300 140-280 Chọn d1=170 theo tiêu chuẩn v1= π d1n π∗170∗1455 ¿ 60000 60000 = 13 m/s ta có vmax =25m/s v1 < vmax => thỏa mãn điều kiện Ta có ε = 0.01-0.02 chọn ε =0.02 d2 = d1*u*(1-ε ) = 170* 4.157*(1-0.02)=692.5 mm tra bảng chọn d2=710mm tính lại tỉ số truyền d2 u= d ∗( 1−ε ) = sai lệch Δu= 710 170∗(1−0.02) 4.262−4.157 4.157 = 4.262 = 2.5 % => thỏa điều kiện Δu< 4% SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY MX18 MSSV:1851080115 GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT khoảng cách trục nhỏ 2(d1+d2) ≥ a ≥ 0.55(d1+d2) + h 2(170+710) ≥ a ≥ 0.55(170+710) + 10,5 1780 ≥ a ≥ 494.5 chọn sơ a=d2 =710mm chiều dài tính tốn đai L= 2a + π (d 1+ d 2) + π ¿ ¿ = 2a+ π∗(180+ 800) + π ¿¿ =3124mm theo bảng 4.3 ( tài liệu [3] ) chọn L = 3150 mm= 3.15m theo tiêu chuẩn tốc độ chạy đai 1s v 13 i= L1 = 3.150 = 4.12 < [ i ]=10 tính tốn lại khoảng cách trục đai Δ = λ= a d 2−d L- π = = d 1+ d 2 710−170 =270 = 3350 - π λ+ √ λ2−8 Δ2 = 710+170 = 1810mm 1810+ √1810 2−8∗3102 = 840 mm giá trị a khoảng cho phép góc ơm đai nhỏ α 1=180o - (d ¿ ¿ 2−d 1)∗57 o ¿ a SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY = 1800- ( 710−170 )∗570 840 MX18 =1430=2.5 rad/s MSSV:1851080115 GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT hệ số sử dụng Hệ số ảnh hưởng đến góc ơm đai theo bảng trị số hệ số góc C α=0.9 với α =1430 Hệ số ảnh hưởng đến tỉ số truyền u C u=1.14 với u=4.157> Hệ số ảnh hưởng đến số dây đai Cz ta chọn sơ C z = 0.9 (z=4;5) Hệ số xét ảnh hưởng chiều dài đai với l/l0 =1.4 C l=1.04 Theo đồ thị hình 4.19 (tài liệu [1] ) ta chọn [Po] = 4.1 v =13 m/s d = 170 mm Hệ số kđ =1,2 theo bảng 4,7 động làm việc ca ,quay chiều tải va đập nhẹ chọn số dây đai P∗k đ 16.8∗1.2 z≥ [ P ]∗C ∗C ∗C ∗C = 4.1∗0.9∗1.14∗0.9∗1.04 =5.12đai α u l z chọn z=5 đai kích thước đai B=(5-1)t+2e=(5-1)*19+2*12.5=101mm đường kính ngồi bánh đai d a 1=d +2 h0=170+25=195 mm d a 2=d2 +2 h0 =710+25+735 mm { 10 lực căng ban đầu (định kì điều khiển lực căng) 780 P1 k đ 780∗16.8∗1.2 = v C z + F v= 13.∗0.9∗5 α F q với: v = m∗v = 0.178*132 =30 F0 + 30 =300N N 11 lực tác dụng lên trục F r=2 F z sin(¿ α /2)¿= 2*300*5 sin( ¿143 /2) ¿=2850N SVTH: TRƯƠNG ĐẶNG PHONG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY MX18 MSSV:1851080115 GVHD : TRẦN TIẾN ĐẠT II.2 Thiết kế truyền bánh Đây truyền bôi trơn tốt (bộ truyền kín) ta tính tốn theo độ bền mỏi tiếp xúc để tránh tượng tróc rỗ bề mặt kiểm nghiệm lại điều kiện bền uốn A.Bộ truyền cấp nhanh( Bộ truyền bánh trụ nghiêng) 10 để đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột cần tiến hnahf kiểm nghiệm độ bền tĩnh trục công thức có dạng σ td = √ σ +3 τ ≤ [ σ ] σ = M max 0.1 d3 τ = T max 0.2 d3 với Mmax Tmax là: moment uốn lớn moment xoắn lớn tiết diện nguy hiểm tải (N.mm) σ ch: giới hạn chảy cua vật liệu trục (MPa) Trục Trục Trục A1 D1 A2 C2 B3 C3 D3 σ τ σ td 24.29 51.98 51.41 54.1 13.23 33.71 19.37 16.73 13.36 7.73 26.5 26.5 21.83 31.07 54.61 53.12 54.65 29.62 26.5 40.16 dùng số liệu cừa tính tốn tra theo bảng 10.5/195 tồn đảm bảo bền tĩnh kiểm nghiệm then kiểm nghiệm điều kiện bền dập bền cắt then với tiết diện trục dung mối ghép then ta phải tiến hnahf kiểm nghiệm mối ghép độ bền dập σ d độ bền cắt τ c ta tra CT9.1:9.2/173 σd = τc = 2T ≤ [σ d] d l t ( h−t 1) 2T ≤ [ τ c] d lt b σ d , τ c : ứng suất dập ứng suất cắt tính tốn (N.mm) d: đường kính trục (mm) T: momonet xoắn trục (N.mm) 46 b.h.t1: thơng số kích thước then lt chiều dài phần làm việc then với (lm=(0.8 ⟶0.9)lm =0.9.1.5=1.35 d [ σ d ]: ứng suất dập cho phép tra theo bảng 9.5/178 [ σ d ]= 150MPa [ τ c ] : ứng suát cắt cho phép [ τ c ] =60⟶90 (MPa) tính tốn theo tiêu chuẩn ta có chiều dai then cho bảng Tiết diện Đường kính trục bxh t1 T (N.mm) A1 C1 D1 A2 D2 A3 C3 D3 40 34 45 45 66 75 75 80 12x8 10x8 14x9 14x9 20x12 20x12 20x12 22x14 5 5.5 5.5 7.5 7.5 7.5 247950 247950 247950 444600 444600 2235750 2235750 2235750 σd 76.53 105.92 69.41 92.93 33.6 130.85 130.85 86.26 τc 19.13 31.78 17.35 23.23 7.56 29.44 29.44 23.52 tất mối ghép đảm bảo yêu cầu điều kiện bền dập uốn II.4)tính tốn chọn ổ 47 tính tốn chọn ổ trục vào chọn từ số liệu thiết kế có đường kính trục dA1=40mm vận tốc 350 vòng /phút Rax = 2850 N Rbx = 2850 N Ray = 912 N Rby = 1958 N chọn ổ bi khơng có lực dọc có đường kính vịng 40mm tuổi thọ : thời gian làm việc hộp giảm tốc lớn nên ta chọn ổ phải phù hợp tuổi thị làm việc ổ Lh =(10⟶25).103 dựa theo tải trọng lực dọc Fa1 Fa2 triệt tiêu lẫn nên Fa = 0 FrA kiểm nghiệm khả tải động ổ theo cơng thức 11.3/214 ta có Q=(X.V.Fr + YFa).kt.kđ vịng quay nên V=1 48 kt=1 θ X=1;Y=0 Q= 1*3267*1.1*1=3594 N khả tải động Cd = Q m√ L ổ bi m=3 L: tuổi thọ tính triệu vòng L= Lh∗60∗n 106 = 20∗103∗60∗350 106 = 420 triệu vòng Q: tải động quy ước (kN) Cd = 3.594.√3 420 = 26.91 K=kN Cd = 26.91 < C = 31.9 khả tải dộng ổ đảm bảo tính tốn chọn ổ trục trung gian từ số liệu thiết kế có đường kính trục dA1=45mm vận tốc 98 vòng /phút Rax = 7880 N Rbx = 7880 N Ray = 692 N Rby = 692 N 49 chọn ổ bi khơng có lực dọc có đường kính vịng 45 mm tuổi thọ : thời gian làm việc hộp giảm tốc lớn nên ta chọn ổ phải phù hợp tuổi thị làm việc ổ Lh =(10⟶25).103 dựa theo tải trọng lực dọc Fa1 Fa2 triệt tiêu lẫn nên Fa = 0