1915431 THUYẾT MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN THIẾT KẾ (ME3139) Học kỳ I /Năm học 2021-2022 ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số Sinh viên thực :Đặng Văn Thương MSSV:1915431 Người hướng dẫn : Nguyễn Thanh Nam Ngày hoàn thành :30-9-2021 Ký tên: Ký tên: Ngày bảo vệ: ĐỀ TÀI Đề số 15: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số BẢNG SỐ LIỆU ĐỀ 15 Phương án Lực vòng băng tải F (N) Vận tốc băng tải v (m/s) Đường kính tang dẫn D (mm) Thời gianphục vụ L (năm) Số ngày làm/năm Kng (ngày) Số ca làm ngày (ca) t1 (giây) t2 (giây) T1 T2 Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 6300 1,4 300 330 26 30 T 0,5T LỜI NÓI ĐẦU Đất nuớc ta đà phát triển, khoa học kĩ thuật đóng vai trị quan trọng cơng cơng nghiệp hóa, đaị hóa đất nuớc Việt áp dụng khoa học kĩ thuật làm tăng suất lao động, thay sức lao động người cách hiệu nhất,bảo đảm an toàn cho người lao động Trong trình làm việc Để tạo tảng tốt cho bước phát triển tương lai, cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triên khoa học kĩ thuật cách nghiêm túc từ trường đại học Đồ án môn học Thiết kế máy môn giúp sinh viên ngành Kĩ thuật khí có bước chập chững đầu tiên, làm quen với công việc thiết kế mà người kĩ sư khí gắn bó đời vào Học tốt môn học giúp cho sinh viên mường tượng cơng việc tương lai, qua có cách nhìn đắn đường học tập, đồng thời tăng thêm kiên trì, nhiệt huyết, tỉ mỉ, tính tự khả khám phá, thêm yêu nghề cho sinh viên Không trình thực đồ án thử thách sinh viên học qua môn vẽ kĩ thuật, dung sai, chi tiết máy, sử dụng phần mềm autocad mechanical hay solidworks… Trong trình thực đồ án, em nhận hướng dẫn góp ý tận tình thầy Nguyễn Thanh Nam Sự giúp đỡ thầy nguồn động lực vô lớn lao cổ vũ tinh thần cho chúng em đường học tập rèn luyện đầy gian lao vất vả Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương PHỤ LỤC I Xác định công suất động tỉ số truyền hệ thống truyền động Chọn động _ Phân phối tỉ số truyền _ Tính thơng số trục _ Lập bảng kết tính tốn _ II Thiết kế chi tiết máy _7 A.Thiết kế truyền ngoài.Bộ truyền đai thang _7 1.Chọn loại đai tiết diện đai Xác định thông số truyền Xác định số đai Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục B.Thiết kế truyền hộp giảm tốc _ 10 Thiết kế bánh côn _ 10 1.1 Chọn vật liệu 10 1.2 Ứng suất cho phép _ 10 1.3 Truyền động bánh 10 Thiết kế truyền bánh trụ nghiêng _15 2.1 Chọn vật liệu _ 15 2.2 Ứng suất cho phép 15 2.3 Truyền động bánh trụ 17 Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu hộp giảm tốc 26 C.Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực 27 D Tính tốn thiết kế trục then _ 33 Chọn vật liệu: _ 33 Thiết kế trục 33 E Chọn ổ lăn nối trục 40 Chọn ổ lăn cho trục I _ 41 Chọn ổ lăn cho trục II 42 Chọn ổ lăn cho trục III _ 44 Nối trục đàn hồi _46 F Chọn thân máy, bu lông, chi tiết phụ _50 Kết cấu vỏ hộp 50 Bôi trơn _ 52 Bảng kê kiểu lắp dung sai _52 Tài liệu tham khảo(References) 53 Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương BÀI LÀM I XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Chọn động - Công suất phận công tác băng tải: Ft υ 6300.1,4 Pctac = = = 8,82 (kw) 1000 1000 - Hiệu suất truyền động : ηch = ηđ ηbr1 ηbr2 ηnt η4ol = 0,95.0,96.0,96.0,98 0,9934 = 0,834 Trong : ηđ = 0,95 - Hiệu suất truyền đai để hở ηbr1 = 0,96 - Hiệu suất bánh côn ηbr2 = 0,96 - Hiệu suất bánh trụ nghiêng ηnt = 0,98 - Hiệu suất nối trục đàn hồi ηol = 0,993 - Hiệu suất ổ lăng - Do tải trọng thay đổi theo bậc nên ta cần xác định công suất tương đương Ptđ = n P t i i n t i = Pctac n Ti t 2 T i = 8,82 26 + 0,5 30 ≈ 6,82(kw) n t 26 + 30 i - Công suất cần thiết trục động : Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương Pyc = Pct = Ta phải chọn động có Pđc > Pyc Ptđ ηch = 6,82 = 8,177 kw 0,834 Số vòng quay trục tang trống băng tải: 60000υ 60000.1,4 nctac = = = 89,13 (vong/phut) π D π 300 - Tỉ số truyền chung sơ uch = uđ ugt unt = 2,5.11.1 = 32,5 Trong : Từ bảng 2.4 [1] chọn tỉ số truyền sơ bộ: 21 uđ = 2,5 tỷ số truyền đai thang ugt = 13 tỉ số truyền hộp giảm tốc côn trụ cấp unt = tỷ số truyền nối trục đàn hồi - Số vòng quay sơ động cơ: nsb uch = → nsb = nctac uch = 89,13 32,5 = 2896,725 vong/phut nctac - Theo bảng phụ lục P1.1[1], với yêu cầu Pyc = 8,177 kW nsb = 2896,725 vg/ph, ta chọn động 4A132M2Y3, có thông số: n=2907 v/ph; Thỏa mãn: TK Tdn = 1,6,Pđc = 11KW TK Tmm = 1,6 > =1 Tdn T Phân phối tỉ số truyền (TST): a) Xác định tỉ số truyền chung: nđc 2907 uch = = ≈ 32,6 nlv 89,13 Ta chọn ung = uđ = 2,5 tỉ số truyền đai thang, đường kính đai thang tiêu chuẩn hóa nên ta chọn uđ = 2,5 Suy ra: ugt = uch 32,6 = ≈ 13,04 uđ 2,5 b) Phân phối TST: - Phân phối ugt = 13,04 cho cặp bánh côn (cấp nhanh) bánh trụ (cấp chậm) (u1 u2 ): Tỉ số truyền của cặp bánh côn so với bánh trụ: ���� ≈ 1.3���ụ ↔ �1 = 1,3�2 Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương => u1 = 4,12 u2 = - Tính lại giá trị uđ = ugt 13,04 = = 3,17 u1 4,12 uch 32,5 = = 2,49 u1 u2 4,12.3,17 Tính thơng số trục Ta có cơng suất trục: Plv = Pctac = 8,82 kw Plv 8,82 PIII = = = 9,063 kw ηol ηnt 0,993.0,98 PIII 9,063 PII = = = 9,507 kw ηol ηbr2 0,993.0,96 PII 9,507 PI = = = 9,973kw ηol ηbr1 0,993.0,96 Pđc = PI 9,973 = = 10,572 kw < 11 kw (hợp lý) ηol ηđ 0,993.0,95 - Số vòng quay trục: nđc = 2907 vong/phut nđc 2907 nI = = = 1167,47 v/ph uđ 2,49 nI 1167,47 = = 283,37v/ph u1 4,12 nI 283,37 nIII = = = 89,39 v/ph u2 3,17 nlv = 89,13 vong/phut nII = - Moomen xoắn trục : Tđc = 9,55 106 TI = 9,55 106 Pđc nđc = 9,55 106 10,572 = 34730,86 N mm 2907 PI 9,973 = 9,55 106 = 81579,95 N mm nI 1167,47 Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương PII 9,507 = 9,55 106 = 320400,36 N mm nII 283,37 PIII 9,063 TIII = 9,55 106 = 9,55 106 = 968247,57 N mm nIII 89,39 TII = 9,55 106 Plv 8,82 = 9,55 106 = 945035,342 N mm nlv 89,13 Lập bảng kết tính tốn: Động I II III Làm việc Tlv = 9,55 106 Cơng suất (KW) Tỷ số truyền u Số vịng quay n (v/ph) Moomen xoắn T(N.mm) 10,572 9,973 9,507 9,063 8,82 2,49 4,12 3,17 2907 1167,47 283,37 89,39 89,13 34730,86 81579,95 320400,36 968247,57 945035,342 II THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY A.THIẾT KÊ BỘ TRUYỀN NGOÀI:BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 1.Chọn loại đai tiết diện đai - Thông số: uđ = 2,49 Trên trục bánh đai nhỏ: + Gọi n1 = nđc = 2907 vg/ph + Gọi P1 = Pđc = 10,572 kW + Gọi T1 = Tđc = 34730,86 Nmm - Theo hình 4.1[1] ta chọn Đai loại Ƃ ta chọn thông số sau: bt = 14mm; b = 17mm; h = 10,5 mm ; y0 = mm ; A = 138 mm2 ; d1min = 140 ÷ 280 m, L = 800 ÷ 6300mm 2.Xác định thơng số truyền 2.1 Đường kính bánh đai nhỏ - Ta chọn đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 160mm - Vận tốc đai π d1 n1 π 160.2907 v1 = = 24,35 m/s = 60000 60000 Gỉa sử ta chọn hệ số trượt tương đối ξ = 0,01 Đường kính bánh đai lớn: d2 = u d1 (1 − ξ ) = 2,49.160 (1 − 0,01) = 394,416mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 400mm 2.2 Tính khoảng cách trục a 2(d1 + d2 ) ≥ a ≥ 0,55(d1 + d2 ) + h Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 2(160 + 400) ≥ a ≥ 0,55(160 + 400) + 10,5 1120 ≥ a ≥ 318,5 mm Ta chọn sơ theo bảng với a u = 2,49 = 1,1 => a = 1,1 d2 = 440 mm d2 2.3 Chiều dai đai L Từ khoảng cách A chọn, ta có: Chiều dài tính tốn đai π (d2 + d1 ) (d2 − d1 )2 L = 2a + + 4a π (400 + 160) (400 − 160)2 L = 2.440 + + ≈ 1792,4mm 4.440 Ta chọn theo tiêu chuẩn L=1800 mm=1,8m - Kiểm nghiệm đai tuổi thọ: υ 24,35 i= = = 13,53 s−1 > i = 10 s−1 khơng thỏa điều kiện L 1,8 * Do i không thỏa ta tăng khoảng cách sơ a lên phải cho i nhỏ lại để tăng tuổi thọ dai Ta chọn a=950mm Chiều dài tính tốn đai π (d2 + d1 ) (d2 − d1 )2 L = 2a + + 4a π (400 + 160) (400 − 160)2 L = 2.950 + + ≈ 2794,8mm 4.950 - Theo tiêu chuẩn ta chọn L=2800mm = 2,8m Số vòng chạy đai giây: i= υ 24,35 = 8,7 s−1 < i = 10 s−1 thỏa điều kiện = L 2,8 -Tính tốn lại khoảng cách trục a: Trong : Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương a= λ + k2 − 8∆2 λ=L−π (d1 +d2 ) = 2800 − π ∆= 160+400 = 1920,35mm (d2 − d1 ) (400 − 160) = = 120 2 1920,35 + 1920,352 − 1202 = 952,62 mm a nằm khoảng cho phép Vậy ta chọn a=952,62 mm 2.4 Góc ơm đai bánh đai nhỏ: (400 − 160) α1 = 1800 − 57 = 165,64o = 2,89 rad 952,62 Xác định số đai P Kđ z= P Cα Cl Cu Cz Trong đó: P1 = 10,572 kw - cơng suất trục bánh đai chủ động a= P0 = 5,93 kw - Công suất cho phép theo bảng Kđ = 1,1 - hệ số tải trọng động theo bảng 4.7 55 [1] 4.19 62 [1] Cα = − 0,0025(180 − α1 ) = 0,9641 - hệ số ảnh hưởng đến góc ơm Cl = 1,04 - hệ số ảnh hưởng đến chiều dài đai theo bảng Cu = 1,135 - hệ số ảnh hưởng tỉ số truyền theo bảng 4.16 61 4.17 61 [1] [1] Cz = 0,95 - Hệ số ảnh hưởng phân bố không tải trọng dây đai theo bảng 4.18 61 [1] Vậy ta tính được: z= 10,572.1,1 = 1,81 5,93.0,9641.1,04.1,135.0,95 Ta chọn z=2 đai Chiều rộng bánh đai : B = (z − 1) t + 2e = (2 − 1) 19 + 2.12,5 = 44mm Đường kính bánh đai: dn1 = d1 + 2ho = 160 + 2.4,2 = 168,4mm dn2 = d2 + 2ho = 400 + 2.4,2 = 408,4mm Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Lực căng đai có cơng thức sau: Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương Bảng10.12[1], dùng dao phay ngón,σb = 600MPa hệ số tập trung ứng suất rãnh then là: Kσ = 1,76; Kτ = 1,54 Bảng 10.10[1] ta có hệ số kích thước εσ, ετ ứng với đường kính tiết diện nguy hiểm xét ; từ tính tỉ số Kσ εσ Kτ ετ rãnh then tiết diện Bảng 10.11[1] với σb = 600MPa dj ta tìm lặp có độ dơi (lắp căng); từ lấy max tỉ số Kσ εσ Kσ εσ Kτ ετ bề mặt trục để tính Kσd ; Kτ ετ để tính Kτd Kết ghi bảng sau: Kσ Kτ εσ ετ Tiết d Kσd Kτd lắp rãnh lắp diện (mm) rãnh S Sσ Sτ then căng then căng A 24 1,96 2,06 1,81 1,64 2,12 1,87 19,19 4,87 4,72 B 30 2,06 1,64 2,12 1,70 1,68 11,6 1,66 C 30 2,06 1,64 2,12 1,70 3,83 11,6 3,63 D 24 1,96 2,06 1,81 1,64 2,12 1,87 4,87 4,87 E 40 2,06 1,64 2,12 1,7 F 45 2,12 2,06 1,64 2,18 2,06 3,27 7,6 G 45 2,12 2,06 1,64 2,18 2,06 2,76 7,6 2,59 H 40 2,06 1,64 2,12 1,7 P 60 2,52 2,03 2,58 2,09 Q 60 2,24 2,52 2,01 2,03 2,58 2,09 6,21 5,92 4,28 K 60 2,52 2,03 2,58 2,09 7,17 6,37 4,76 L 60 2,24 2,52 2,01 2,03 2,58 2,09 5,92 5,92 Kết bảng cho thấy tiết diện nguy hiểm đảm bảo an toàn mỏi 2.6 Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Để đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột ta kiểm nghiệm độ bền tĩnh theo công thức sau: Trong đó: ��đ = �� + ��� ≤ [�] Mmax 0,1d3 Tmax τ= 0,2d3 σ= Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 39 Tiết diện Nguy hiểm Đường kính trục [σ] ≈ 0,8σch = 0,8.340 = 272MPa Mmax Nmm Tmax Nmm σ MPa τ MPa 29,5 MPa 51,35 81579,95 40,07 26,11 60,42 81579,95 18,29 26,11 48,78 29,5 51,10 320400,36 320400,36 968247,57 29,5 32,4 12,38 17,58 17,58 22,41 42,4 44,46 40,74 968247,57 13,89 22,41 41,23 22,41 38,8 A 24 7017 B 30 108190 C 30 49387 D 24 F G Q 45 45 60 268847 295597 267498 K 60 300000 L 60 81579,95 81579,95 968247,57 5,08 σtđ Kết bảng cho thấy tiết diện nguy hiểm đảm bảo an toàn độ bền tĩnh 2.7 Tính mối ghép then: Điều kiện bền dập bền cắt tính sau: �� �� = ≤ �� � �� (� − �� ) �� �� = ≤ �� � �� � Trong : σd ; τc - ứng suất dập ứng suất cắt tính tốn MPa d - đường kính trục T- Momen xoắn trục Nmm b, h, t - kích thước then mm Với lt = (0,8…0,9)lm ; lm: chiều dài mayơ σd = 150MPa - Ứng suất dập cho phép theo bảng 9.5[1] τc = 60 90 MPa - Ứng suất cắt cho phép Tiết diện d lt lm bxh t1 T (Nmm) A 24 36 40 8x7 D 24 45 54 8x7 F G Q 45 45 60 40 63 56 49 75 70 14x9 14x9 18x11 5,5 5,5 L 60 125 140 18x11 81579,95 81579,95 320400,36 320400,36 968247,57 968247,57 σd (MPa) τc (MPa) 86,57 86,57 104,74 21,6 21,6 23,28 67,2 14,9 66,65 66,65 24,99 24,99 Vây tất mối ghép then đảm bảo độ bền dập & độ bền cắt Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 40 E CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC Chọn ổ lăn cho trục I: Dùng ổ đũa côn cho hai tiết diện lắp ổ lăn để tăng độ cứng vững cho trục có lắp bánh cơn, giúp làm giảm bớt nghiêng trục, thuận lợi lắp bánh với u cầu ăn khớp đỉnh xác Ta chọn sơ ổ đũa côn cho trục I : Cỡ nhẹ, kí hiệu 7206, d = 30 , D = 62 , B = 16 , T = 17,25 , α = 13,670 , C = 29,8KN , C0 = 22,30KN: a) Kiểm nghiệm khả tải động ổ đũa côn: 60 n Lh 60.1167,47.13200 L= = = 924,6 triệu vòng quay 106 106 + Bảng 11.4[1] ổ đũa côn e = 1,5tg  = 1,5tg13,670 = 0,36 + Phản lực gối đỡ: ��� = ��� = ���� + ���� = ���� + ���� = 3654,32 + 1822,012 = 4083,33 N 1352,382 + 1791,832 = 2244,9N Bài tốn ổ đũa cơn, ta tính lực dọc trục theo cơng thức FS = 0,83eFr ta chọn tải trọng dọc trục tác dụng lên ổ: +Thành phần lực dọc trục sinh lực hướng tâm gây nên B: FSB = 0,83e FrB = 0,83.0,36.4083,33 = 1220,1 N + Thành phần lực dọc trục sinh lực hướng tâm gây nên C: FSC = 0,83e FrC = 0,83.0,36.2244,9 = 670,78N - Lực dọc trục: Fa0 = FSB + Fa = 1220,1 + 198 = 1418,1 > FSC = 670,78 Lấy Fa0 = 1418,1 N Ta chọn Fa1 = FSc − Fa = 670,78 − 198 = 472,78N < FSB = 1220,1N Vì Fa1 = 1220,1 N Fa0 1418,1 = = 0,63 > e = 0,36 V FrC 1.2244,9 nên theo bảng 11.4[1] ta chọn X=0,4, Y=0,4cotg(α)=1,64 Vì Fa1 1220,1 = = 0,299 < e = 0,3693 FrB 4083,33 nên theo bảng 11.4[1] ta chọn X=1, Y=0 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ B: Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 41 Q1 = (XVFrB + Y Fa ) Kσ Kt = (1.1.4083,33 + 0.1220,1) 1.1 = 4083,33N Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ C: Q2 = (0,4.1.2244,9 + 1,64.1418,1) 1.1 = 3223,64 N Tính cho ổ lớn ta chọn Q=4083,33N Tải trọng động tương đương: QE = QE = QE = 4083,33 110/3 Khả tải động tính tốn: 10 m m m Qm i Li Li Qm i Li Li 26 30 + 0,510/3 = 2112,86N 56 56 Cd = QE L = 2112,86 924,6 = 16392,93N = 16,4KN < Co = 22,3KN Khả tải động ổ lăn trục I đảm bảo b) Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ đũa côn Theo bảng 11.6[1] ta chọn: Xo = 0,5 ; YO = 0,22cotgα = 0,9 Ta lại có: Qt = Xo Fr + YO Fa = 0,5.4083,33 + 0,9.1418,1 = 3318N < Fr = 4083,33N Chọn Qo = 4083,33 ≪ Co = 22300N Khả tải tĩnh ổ lăn trục I đảm bảo Chọn ổ lăn cho trục II: Ta chọn sơ ổ đũa cho trục II : Cỡ nhẹ, kí hiệu 7208, d = 40 , D = 80 , B = 18 , T = 19,75 , α = 14,330 , C = 42,40KN , C0 = 32,70KN a) Kiểm nghiệm khả tải động ổ đũa côn: 60 n Lh 60.283,37.13200 L= = = 224.43 triệu vòng quay 106 106 + Bảng 11.4[1] ổ đũa côn e = 1,5tg  = 1,5tg14,330 =0,383 + Phản lực gối đỡ: ��� = ��� = ���� + ���� = ���� + ���� = 4692,022 + 2360,032 = 5252,12N 2954,362 + 464,752 = 2990,69N Bài toán ổ đũa cơn, ta tính lực dọc trục theo công thức FS = 0,83eFr ta chọn tải trọng dọc trục tác dụng lên ổ: Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 42 +Thành phần lực dọc trục sinh lực hướng tâm gây nên B: FSH = 0,83e FrH = 0,83.0,383.5252,12 = 1669,6 N + Thành phần lực dọc trục sinh lực hướng tâm gây nên C: FSE = 0,83e FrE = 0,83.0,383.2990,69 = 950,7N - Lực dọc trục: Fa0 = FSH − (Fa3 − Fa2 ) = 1669,6 − (1385,16 − 814,1) = 1098,54 > FSE Lấy Fa0 = 1098,54N Fa1 = FSE + (Fa3 − Fa2 ) = 950,7 + (1385,16 − 814,1) = 1521,76N < FSH Ta chọn Fa1 = 1669,6 N Vì Fa0 1098,54 = = 0,209 < e = 0,36 V FrH 1.5252,12 nên theo bảng 11.4[1] ta chọn X=1,Y=0 Vì Fa1 1669,6 = = 0,558 > e = 0,383 FrE 2990,69 nên theo bảng 11.4[1] ta chọn X=0,4, Y=0,4.cotgα=1,57 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ H: QH = (XVFrH + Y Fa ) Kσ Kt = (1.1.5252,12 + 0.1098,54) 1.1 = 5252,12N Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ E: Q2 = (0,4.1.2990,69 + 1,57.1669,6) 1.1 = 3817,55N Tính cho ổ lớn ta chọn Q=5252,12N Tải trọng động tương đương: Qtđ = QE = 5252,12 110/3 Khả tải động tính tốn: �� = ��đ � � = 2717,63 10 m Qm i Li Li 26 30 + 0,510/3 = 2717,63N 56 56 224,43 = 13788,42N = 13,8KN < Co = 32,7KN Khả tải động ổ lăn trục I đảm bảo b) Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ đũa côn Theo bảng 11.6[1] ta chọn: Xo = 0,5 ; YO = 0,22cotgα = 0,86 Ta lại có: Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 43 �� = �� �� + �� �� = 0,5.5252,12 + 0,86.1669,6 = 4061,62N < Fr = 5252,12N Chọn Qo = 5252,12 ≪ Co = 32700N Khả tải tĩnh ổ lăn trục II đảm bảo Chọn ổ lăn cho trục III: Chọn ổ bi đỡ chặn, Fa 1385,16 = 0,66 ≥ 0,3 = Fr 2093,83 Chọn ổ bi đỡ chặn cho trục III : Cỡ nhẹ hẹp, kí hiệu 36212, d = 60 , D = 110, B = T = 22 , C =48,2 kN, C0 = 40,1 kN : a) Kiểm nghiệm khả tải động bi đỡ chặn: �� � �� 60.89,39.13200 �= = = 70,8 triệu vòng quay ��� 106 Theo bảng 11.4[1] ổ bi đỡ chặn i Fa 1385,16 = = 0,035 chọn e = 0,37 Co 40100 + Phản lực gối đỡ: ��� = ��� = ���� + ���� = ���� + ���� = + Ổ bi đỡ chặn : FS = e.Fr FSP = 0,37.2080,4 = 769,75N FSK = 0,37.6110,93 = 2261 N 2079,332 + 66,782 = 2080,4 N 5765,132 + 2026,52 = 6110,93 N Theo bảng 11.5[1] Fa0 = Fa4 + FSP = 1385,16 + 769,75 = 2154,91N < 2261N Ta chọn Fa0 = 2261N Fa1 = Fa4 − FSk = 1385,16 − 2261 =− 875,84N < FSP = 769,75N Ta chọn Fa1 = 769,75N Vì Fa0 2261 = = 1,08 > e = 0,37 V FrP 1.2080,4 nên theo bảng 11.4[1] ta có α = 26o ta chọn X=0,4,Y=0,4.cotgα =0,82 Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 44 Vì Fa1 769,75 = = 0,13 < e = 0,37 FrK 6110,93 nên theo bảng 11.4[1] ta chọn X=1, Y=0 Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ K: QK = (XVFrK + Y Fa1 ) Kσ Kt = (1.1.6110,93 + 0.769,75) 1.1 = 6110,93N Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ P: QP = (0,4.1.2080,4 + 0,82.2261) 1.1 = 2686,02N Tính cho ổ lớn ta chọn Q=6110,93N Tải trọng động tương đương: Qtđ = Qtđ = 6110,93 13 Khả tải động tính tốn: Cd = Qtđ m m Qm i Li Li 26 30 + 0,53 = 3246,43N 56 56 L = 3246,43 70,8 = 13430,24N = 13,4KN < Co = 40,1KN Khả tải động ổ lăn trục I đảm bảo c) Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ đũa côn Theo bảng 11.6[1] ta chọn: Xo = 0,5 ; YO = 0,28 Ta lại có: Qt = Xo Fr + YO Fa = 0,5.6110,93 + 0,28.2261 = 3688,54N < Fr = 6110,93N Chọn Qo = 6610,93N ≪ Co = 40100N Khả tải tĩnh ổ lăn trục III đảm bảo Bảng tóm tắt thơng số cặp ổ lăn trục: Trục I II III Kí hiệu 7206 7208 36212 d D D1 d1 B C1 30 62 50,6 45,6 16 14 40 80 66,2 59,3 18 16 60 110 22 - T r 17,25 1,5 19,75 2,0 22 2,5 r1 0,5 0,8 1,2  C 13,67 29,8 14,33 42,4 48,2 Co 22,3 32,7 40,1 Nối trục vòng đàn hồi - Nối trục đàn hồi có trị số momen xoắn 968247,57 Nmm, đường kính trục d=60mm Ta kiểm tra điều kiện bền dập vòng đàn hồi ��� �� = ≤ [�]� � �� �� �� Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 45 Điều kiện sức bền chốt: Trong đó: Tra bảng 16.10ab[2] ta có: T dc d1 Nmm 1000 18 M12 lo = l1 + l2 �� = ���� ≤ [�]� �, � ��� �� � D2 25 l 80 l1 42 l2 20 l3 36 h = 42 + 20/2 = 52mm Hệ số chế độ làm việc k chọn giá trị 1,45 Nối trục có số chốt z=10 Do = 160mm [σ]d - Ứng suất dập cho phép vòng cao su, [σ]d = MPa [σ]u - Ứng suất cho phép chốt [σ]u = 80MPa Vậy: 2kT 2.1,45.968247,57 = 2,7 ≤ [σ]d (thỏa) = Z Do dc l3 10.160.18.36 kTlo 1,45.968247,57.52 σu = = = 78,2 ≤ [σ]u (thỏa) 0,1 d3c Do Z 0,1 183 160.10 σd = F CHỌN THÂN MÁY, BU LÔNG VÀ C ÁC CHI TIẾT PHỤ Kết cấu vỏ hộp Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 46 a.Các kích thước vỏ hộp xem bảng 18.1[2] hình 18.1[2] Tên gọi Chiều dày: +Thân hộp δ +Nắp hộp δ1 Gân tăng cứng: +Chiều dày , e +Chiều cao, h +Độ dốc Đường kính: +Bu lơng nền, d1 +Bu lông cạnh ổ, d2 +Bu lông 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 Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương Biểu thức tính tốn δ = 0,03a + = 0,03.250 + = 10mm > 8mm δ1 = 0,9δ = 0,9.10 = 9mm e = (0,8 ÷ 1)δ = (8 ÷ 10) = 8mm h < 58 Khoảng 2o d1 > 0,04a + 10 = 20mm > 12mm ta chọn d1 = 22mm d2 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = (15,4 ÷ 17,6) = 16mm d3 = (0,8 ÷ 0,9)d2 = 12mm d4 = (0,6 ÷ 0,7)d2 = 10mm d5 = (0,5 ÷ 0,6)d2 = 8mm S3 = (1,4 ÷ 1,8)d3 = 22mm S4 = (0,9 ÷ 1)S3 = 22mm 47 K3 = K2 − (3 ÷ 5) = 45mm +Bề rộng bích nắp thân, K3 Đường kính gối trục: +Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D = 62 → D2 = 75; D3 = 90; d4 : M6 ; h = D3 , D2 D = 80 → D2 = 100; D3 = 125; d4 : M8 ; h = 10 D = 110 → D2 = 130; D3 = 160; d4 : M10 ; h = 12 K2 = E2 + R2 + (3 ÷ 5) = 53mm +Bề rộng mặt ghép bulong cạnh ổ: E2 = 1,6d2 = 27mm ; R2 = 1,3d2 = 22mm K2 C = D3 /2 = 45; 62,5; 80 +Tâm lỗ bulong cạnh ổ: E2 Xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông & C(k khoảng cách từ tâm bulong kích thước mặt tựa đến mép lỗ) +Chiều cao h Mặt đế hộp: +Chiều dày: Khi khơng c ó phần S1 = (1,3 ÷ 1,5)d1 = 31mm lồi, S1 Dd xác định theo đường kính dao kht +Khi có phần lồi: Dd , S1 S2 S1 = (1,4 ÷ 1,7)d1 = 34mm S2 = (1 ÷ 1,1)d1 = 23mm K1 = 3d1 = 66mm q ≥ K1 + 2δ = 86mm +Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: +Giữa bánh với thành ∆ ≥ (1 ÷ 1,2)δ = 10mm hộp ∆1 ≥ (3 ÷ 5)δ = 40mm phụ thuộc loại hộp giảm +Giữa đỉnh bánh lớn đáy tốc, lượng dầu bôi trơn hộp hộp +Giữa mặt bên bánh với ∆ ≥ δ Số lượng bu lông Z Z = (L + B)/(200 ÷ 300) = (860 + 270)/(200 ÷ 300) = L,B: Chiều dài rộng hộp b.Các thông số số chi tiết phụ khác : 1- Nắp quan sát : Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp đỉnh hộp, ta làm cửa thăm, có nắp quan sát ; theo bảng 18.5[2], ta tra số kích thước nắp quan sát, hình vẽ trang 92[2] : A=100; B=75; A1=150; B1=100; C=125; K=87; R=12; Vít M8x22, số lượng : Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 48 2- Nút tháo dầu : Theo bảng 18.7[2], ta có hình dạng kích thước nút tháo dầu trụ M22x2: Các thơng số : b=15; m=10; f=3; L=29; c=2,5; q=19,8; D=32; S=22; D0=25,4 3- Nút thông : Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên, để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp ta làm nút thơng hơi, hình dạng kích thước nút thông tra bảng 18.6, chọn loại M27x2, kích thước : B= 15; C= 30; D= 15; E= 45; G= 36; H= 32; I= ; K= ; L= 10; M= 8; N= 22; O= 6; P= 32; Q= 18; R= 36; S= 32; 4- Bulơng vịng : Kích thước bulơng vịng tra theo bảng 18.3a[2] : Ren (d) M16, d1=63; d2=35; d3=14; d4=35; d5=22; h1=12; h2=8; h=30; l≥32; f=2; b=16; c=2; x=4; r=2; r1=6;r2=6 Trọng lượng nâng : 550(a); 500(b); 250(c) 5- Chốt định vị : Tra bảng 18.4b[2], ta có hình dạng kích thước chốt định vị hình : d = mm ; c = mm ; l = 20 110 mm 6- Que thăm dầu : (Hình lấy từ tư liệu tham khảo) Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 49 Bôi trơn Ta dùng phương pháp ngâm dầu – Bôi trơn truyền hộp : Chọn độ nhớt dầu 500C(1000C) để bôi trơn bánh : Bảng 18.11[2] Với thép 45 tơi cải thiện ta chọn, có vận tốc vòng 1,778 4.33 m/s (lần lượt bánh truyền cấp nhanh cấp chậm), tức thuộc khoảng [1-5], ta dùng chung loại dầu đặt chung HGT nên ta chọn theo bảng với thép σb = 470-1000 MPa, độ nhớt Centistoc 80 (hay độ nhớt Engle 11) Tiếp tục tra bảng 18.13[2], với độ nhớt chọn, ta tìm loại dầu bôi trơn bánh răng: Dầu ô tô máy kéo AK-20 , với độ nhớt 500C(1000C) ≥70 Centistoc – Bôi trơn ổ lăn : Khi ổ lăn bơi trơn kĩ thuật khơng bị mài mịn, chất bơi trơn giúp tránh không để chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với Ma sát ổ giảm, khả chống mài mòn ổ tăng lên, khả thoát nhiệt tốt hơn, bảo vệ bề mặt không bị han gỉ, đồng thời giảm tiếng ồn Về nguyên tắc, tất ổ lăn bôi trơn dầu mỡ; chât bôi trơn chọn dựa nhiệt độ làm việc số vòng quay vịng ổ So với dầu mỡ bơi trơn giữ ổ dễ dàng hơn, đồng thời khả bảo vệ ổ tránh tác động tạp chất độ ẩm Mỡ dùng cho ổ làm việc lâu dài (khoảng năm), độ nhớt bị thay đổi nhiệt độ thay đổi nhiều Dầu bơi trơn khuyến khích áp dụng số vịng quay lớn nhiệt độ làm việc cao, cần tỏa nhiệt nhanh chi tiết khác máy bơi trơn dầu Số vịng quay tới hạn cho loại ổ bôi trơn mỡ hay dầu ghi catalô ổ lăn Vì ta chọn bơi trơn ổ lăn mỡ, theo bảng 15.15a[2] Chọn loại mỡ LGMT2, loại đặc biệt thích hợp cho loại ổ cỡ nhỏ trung bình, điều kiện làm việc cao hơn, LGMT2 có tính chịu nước tốt chống gỉ cao Với thông số mỡ : Dầu làm đặc: lithium soap; Dầu sở: dầu mỏ; nhiệt độ chạy liên tục: -30 đến +1200C; độ nhớt động dầu sở (tại 400C): 91 (mm2/s); độ đậm đặc: (thanh: NLGI) Về lượng mỡ tra vào ổ lăn lần đầu : G = 0,005DB (CT tr.46[2]) Trong G – lượng mỡ (g), D,B – đường kính vịng ngồi chiều rộng ổ lăn, mm G=0,005.62.16=4,96g ( ổ lăn trục I) G=0,005.80.18=7,2g (ổ lăn trục II) G=0,005.110.22=12,1g (ổ lăn trục III) Bảng kê liểu lắp dung sai 3.1 Dung sai lắp ghép mối ghép then Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 50 Sai lệch giới hạn chiều rộng b, chiều cao h, chiều dài l then sai lệch chiều rộng rãnh then trục bạc phải lấy theo số liệu ghi bảng 20.5[2] * Lắp bánh lênh trục: Đối với hộp giảm tốc bánh ta chọn kiểu lắp chặt H7/k6 3.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn - Lắp vòng ổ lăn lên trục theo hệ thống lỗ lắp vịng ngồi vào vỏ hệ thống trục - Để vịng ổ khơng trơn trượt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, cần chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vịng quay - Đối với vịng khơng quay chịu tải cục bộ, sử dụng kiểu lắp có độ hở Nhờ độ hở di chuyển dọc trục nở nhiệt, tránh cho ổ không bị kẹt bi, đồng thời nhờ có độ hở mà thời gian vịng ổ xoay quanh chi tiết cố định, đưa đoạn khác đường lăn vào vùng chịu tải cục bộ, làm tăng tuổi thọ ổ lăn Ta tra kích thước bảng dung sai phụ lục tài liệu [3] Kiểu lắp Trục I Kiểu Dung lắp sai Trục II Kiểu Dung lắp sai Trục III Kiểu lắp Dung sai (m) (m) (m) Φ60 Nối trục đàn hồi – trục Ổ lăn – trục 30k6 Vỏ hộp – ổ lăn 62H7 Bánh – trục Vòng chắn mỡ – trục Φ24 H7 k6 Φ30 D8 k6 Nắp ổ – vỏ hộp Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương +18 +2 +30 +21 +15 +2 +119 +80 +18 +2 +30 40k6 80H7 Φ45 H7 k6 Φ40 D8 k6 +18 +2 +35 +25 +18 +2 +119 +80 +18 +2 +35 H7 k6 60k6 110H7 Φ60 H7 k6 Φ65 D8 k6 +30 +21 +2 +21 +2 +35 +30 +21 +2 +146 +100 +21 +2 +35 51 Φ62 Cốc lót – Vỏ hộp H7 d11 Φ78 H7 k6 -100 -290 +30 +21 +2 Φ80 H7 d11 -120 -340 Φ110 H7 d11 -120 -340 Bạc lót – Trục Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 52 Tài liệu tham khảo (REFERENCES): [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục, 2006 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập hai Nhà xuất giáo dục, 2006 [3] Ninh Đức Tốn, Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Thị Cẩm Tú - Giáo trình Kĩ thuật đo Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, 2006 [4] Nguyễn Hữu Lộc - Giáo trình sở thiết kế máy Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh,2020 Đồ án Thiết kế - Đặng Văn Thương 53