BÀI tập lớn CHI TIẾT máy đề tài THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG THÙNG QUAY

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ⬧⬧ BÀI TẬP LỚN: CHI TIẾT MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG QUAY GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: GS.TS NGUYỄN THANH NAM NHÓM: L04 SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG ANH NGỌC MSSV: 1914335 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 11 năm 2021 Bộ mơn CSTKM Khoa: Cơ Khí -oOo - MÔN HỌC: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Sinh viên thực hiện: Hoàng Anh Ngọc MSSV: 1914335 Ngày nộp: 25/11/2021 NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN: - Tìm hiểu hệ thống truyền động máy - Xác định công suất động phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động - Tính tốn thiết kế chi tiết máy: a Tính tốn truyền ngồi (đai, xích bánh răng) b Tính tốn truyền hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít - bánh vít) c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực d Tính tốn thiết kế trục then e Chọn ổ lăn nối trục f Chọn thân máy, bulông chi tiết phụ khác g Tính tốn chi tiết hệ thống truyền động h Chọn dung sai lắp ghép - Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép Tên đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng quay Sơ đồ hệ thống dẫn động thừng quay Thơng số ban đầu: - Lực vịng thùng quay F: 1500 N - Vận tốc vòng v: m/s - Đường kính thùng D : 500 mm - Thời gian phụ vụ, số ngày, số ca làm việc:6 năm, 300 ngày, ca làm việc Giáo viên hướng dân: GS.TS Nguyễn Thanh Nam Chữ ký:…… LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN I PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN – CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Tính cơng suất cần thiết: Xác định số vòng quay sơ động cơ: 3 Chọn động cơ: Phân phối tỉ số truyền: 5.Bảng đặc tính: II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Chọn loại đai: .6 Tính đường kính bánh đai nhỏ d1: Chọn hệ số trượt tương đối ξ .6 Xác định a L: Tính góc ơm α1: Xác định số đai: Tính chiều rộng bánh đai đườngv kính ngồi bánh đai: 8 Tính lực tác dụng lên trục: Bảng thông số truyền đai: .8 III TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG)\ Chọn vật liệu chế tạo bánh răng, phương pháp nhiệt luyện, tính vật liệu Xác định ứng suất tiếp xúc [σH] ứng suất uốn cho phép [σF] .9 Chọn hệ số chiều rộng vành răng: 10 Tính khoảng cách trục: .10 Chọn mô đun mn theo khoảng cách trục aw 10 Xác định số Z1 Z2: 11 Tính lại tỷ số truyền: .11 Xác định kích thước truyền bánh 11 Tính vận tốc vịng v chọn cấp xác truyền theo bảng 11 10 Xác định lực tác dụng lên truyền: 11 11 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 12 12 Kiểm nghiệm ứng suất uốn 13 13 Bảng thông số 14 IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC – THIẾT KẾ THEN Chọn vật liệu, xác định đường kính trục sơ bộ: .15 Xác định lực tác dụng lên trục từ chi tiết máy lắp nó: 15 Xác định khoảng cách đoạn trục: .16 Tính tốn đường kính trục tiết diện nguy hiểm: 20 Thiết kế then .21 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn .22 V TÍNH CHỌN Ổ LĂN TRONG HỘP GIẢM TỐC VÀ NỐI TRỤC VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY PHỤ • Trục I: 25 • Trục II: 27 Tính chọn khớp nối trục 29 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 30 Các chi tiết phụ: 33 Dung sai lắp ghép .37 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 39 Lời nói đầu Đất nước ta đà phát triển khoa học kĩ thuật đóng vai trị quan trọng đời sống người Việc áp dụng khoa học kĩ thuật làm tăng suất lao động đồng thời góp phần không nhỏ việc thay sức lao động người lao động cách có hiệu nhất, bảo đảm an tồn cho họ q trình làm việc Các hệ thống khí thay tuyết vời cho sức người việc tự động hóa sản xuất tăng suất lao động Kết hợp với việc điều khiển chúng, ta góp phần vào cơng tự động hóa đại hóa mà đất nước Việt Nam thực Môn học chi tiết máy giúp cho sinh viên Cơ khí có kiến thức việc tính tốn, thiết kế hệ thống truyền động khí, để từ có cách nhìn hệ thống sản xuất, việc điều khiển hệ thống tự động nhà máy, xí nghiệp hay phân xưởng Trong phạm vi mơn học, kiến thức từ môn sở Nguyên Lý Máy, Cơ lý thuyết, Vẽ kỹ thuật áp dụng giúp sinh viên có nhìn tổng quan cách tính tốn lựa chọn chi tiết cho hệ thống dẫn động khí Từ đây, cộng với kiến thức chuyên ngành, em tiếp cận với hệ thống thức tế, có nhìn tổng quan để chuẩn bị cho đồ án luận văn tốt nghiệp Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn Thầy GS.TS Nguyễn Thanh Nam tận tâm hướng dẫn em hoàn thành tập lớn Chi tiết máy Đây khởi đầu cho việc tính tốn thiết kế nên khơng tránh thiếu sót thiếu kinh nghiệm việc tính tốn, chọn lựa chi tiết Em kính mong dẫn thêm Thầy để em củng cố kiến thức đúc kết thêm kinh nghiệm quý báu phục vụ cho công việc sau I Phân tích phương án – Chọn động điện – Phân phối tỉ số truyền Hệ thống truyền động thùng quay gồm: 1) Động điện; 2) truyền đai thang; 3) Hộp giảm tốc bánh nghiêng; 4) Nối trục xích; 5) Bộ phận cơng tác Tính cơng suất cần thiết: - Cơng suất xích tải: Plv = F v = 1000 1500.2 1000 = (kW) - Tính hiệu suất truyền động: η = ηkn ηbr ηđ η3ol = 0,99.0,98.0,96.0,993=0,904 - Với: o ηkn = 0,99: Hiệu suất nối trục o ηbr = 0,98: Hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng che kín o ηđ = 0,96: Hiệu suất truyền đai o ηol = 0,99: Hiệu suất ổ lăn - Công suất cần thiết trục động cơ: o Vì tải trọng khơng đổi nên ta có : Ptt = Plv = (kW) Pct = Ptt η = 0,904 = 3,3184 (kW) Xác định số vòng quay sơ động cơ: - Số vịng quay trục cơng tác: nlv = 60000 v D.π = 60000.2 500.π = 76,39 (vòng/phút) - Tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp bánh trụ: ubr = : tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp (3 – 5) - Tỉ số truyền truyền đai thang: uđ = 3,5 : tỉ số truyền truyền đai (2-5) - Sơ tỉ số truyền hệ thống: Usb = ubr uđ = 5.3,5 = 17,5 - Số vòng quay sơ động cơ: nsb = usb nlv = 17,5 × 76,39 = 1336,83 (vịng/phút) Chọn động cơ: Theo bảng P1.2, Phụ lục tài liệu [1] với: o Pdc ≥ Pct = 3,3184 o ndc ≥ nsb = 1336,83 (vịng/phút) Ta chọn động 4A100L4Y3 với thơng số sau: Ký hiệu Công suất Pdm(kw) Vận tốc quay nđc(v/ph) () cos TK Tdn Tmax Tdn 4A100L4Y3 4,0 1420 84 0,84 2.2 Phân phối tỉ số truyền: - Tỷ số truyền hệ dẫn động: u= nđc 1420 = nlv 76,39 = 18,6 - Chọn ubr = 5, vậy:S uch uđ = ubr = 18,6 = 3,72 - Tính cơng suất trục: PIII = Plv = (kW) PII = PI = PIII ηol.ηkn PII = = 0,99.0,99 3,061 = 3,061 (kW) = 3,155 (kW) ηol ηbr 0,99.0,98 PI 3,155 Pđctt = = ηol.ηđ 0,99.0,96 = 3,32 (kW) - Tính tốc độ quay trục: nI = nII = nđc uđ nII = uhgt 1420 = = 381,72 (vòng/phút) 3,72 381,72 = 76,344 (vòng/phút) nIII = nII = 76,344 (vịng/phút) - Tính momen xoắn trục: Tđc = 9.55 × 106 × TI = 9.55 × 106 × Pđctt nđc PI = 9.55 × 106 × nI PII TII = 9.55 × 106 × = 9.55 × nII PlII TIII = 9.55 × 106 × = 9.55 × 106 × nIII 3,32 1420 3,155 = 78932,86 (N.mm) 381,72 3,061 106 × 76,344 = 9.55 × 10 × = 22328,17 (N.mm) = 382905,664 (N.mm) 76,344 = 375275,071 (N.mm = 5.Bảng đặc tính: Động I II III Công suất P (kW) 3,32 3,155 3,061 Số vòng quay n (vòng/ phút) 1420 381,72 76,344 76,344 Tỷ số truyền u uđ = 3,72 Momen xoắn T (N.mm) 22328,17 uhgt = 78932,86 382905,664 ukn = 375275,071 II Tính tốn thiết kế truyền đai Thơng số đầu vào: o Công suất truyền đến: 𝑃1 = 3,32 (kw) o Số vòng quay: 𝑛1 = 1420 (vòng/phút) o Tỷ số truyền 𝑢𝑑 = 3,72 Chọn loại đai: Theo hình 4.1 [1], với cơng suất 𝑃1 = 3,32 (kw) số vòng quay 𝑛1 = 1420 ta chọn đai thang tiết diện A Tính đường kính bánh đai nhỏ d1: d1 ≈ 1,2.dmin = 1,2.100 = 120 mm Theo bảng 4.13 [1], trang 59, ta chọn đường kính theo tiêu chuẩn 𝑑1 = 140 mm Vận tốc đai: v = 𝜋𝑑1 𝑛1 60000 = 𝜋.140.1420 60000 = 10,41 (m/s) ( nhỏ vận tốc cho phép 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 25 m/s) Kích thước tiết diện (mm) Loại đai Kí hiệu 𝑏𝑡 b h 𝑦0 Đai thang bình thường A 11 13 2,8 Diện tích tiết diện A(𝑚𝑚2 ) Đường kính bánh đai nhỏ 𝑑1 (mm) Chiều dài giới hạn l (mm) 81 100-200 5604000 Chọn hệ số trượt tương đối ξ, ta chọn ξ = 0,02, tính d2: d2= 𝑑1 𝑢𝑑 (1 − 𝜉) = 3,72.140 (1 − 0,02)= 510,384 (mm) Theo bảng 4.21 chọn đường kính tiêu chuẩn, ta chọn 𝑑2 = 500 (mm) V Tính chọn ổ lăn hộp giảm tốc nối trục chi tiết máy phụ Thông số cho trước: Trục I o Số vòng quay ổ: 𝑛1 = 381,72 vg/ph o Đường kính vịng trong: d = 30 mm o Thời gian làm việc ổ: 𝐿ℎ = 14400 o Lực dọc trục 𝐹𝑎1 = 674,71 N Trục II: o Số vịng quay ổ: 𝑛2 = 76,344 vg/ph o Đường kính vòng trong: d = 45 mm o Thời gian làm việc ổ: 𝐿ℎ = 14400 o Lực dọc trục 𝐹𝑎2 = 674,71 N 1.Chọn loại ổ lăn theo tải trọng kết cấu : Trục I: Lực dọc trục 𝐹𝑎1 = 674,71 N 𝐹𝑎1 𝐹𝑟𝐵 = 674,71 2009,236 = 0,34 > 0,3 Ta chọn ổ bi đỡ - chặn, chọn sơ ổ cỡ trung, theo phụ lục [1] Trục II: Lực dọc trục 𝐹𝑎2 = 674,71 N 𝐹𝑎1 𝐹𝑟𝐴 = 674,71 2673,736 = 0,25 < 0,3 Ta chọn ổ bi Đỡ, chọn sơ ổ cỡ nhẹ, theo phụ lục [1] Thiết lập sơ đồ bố trí ổ lăn Trục I: Xác định phản lực Fr tác dụng lên ổ 𝐹𝑟𝐵 = √𝑋𝐵 + 𝑌𝐵 = √(−1480.085)2 + (1358.815)2 = 2009,236 N 𝐹𝑟𝐷 = √𝑋𝐷 + 𝑌𝐷 = √(−1480,085)2 + (396,007)2 = 1532,147N Chọn sơ ổ lăn, chọn hệ số e (theo bảng 11.4 Tài liệu [1] có lực dọc trục Fa) 25 Kí hiệu ổ d, mm D, mm 46306 30 B, mm T, mm r, mm 19 19 72 C, kN 𝐶𝑜 , 𝑘𝑁 α(°) 25,6 18,17 12 o Thành phần lực dọc trục sinh lực hướng tâm gây nên Ta có tỷ số: 𝐹𝑎1 𝐶0 = 674,71 18170 = 0,037 Với 𝛼 = 12° theo bảng 11.4, tài liệu [1], ta chọn e = 0,34 𝐹𝑠𝐵 = e𝐹𝑟𝐵 = 683,1403 N 𝐹𝑠𝐷 = e𝐹𝑟𝐷 = 520,9298 N • Tổng lực dọc trục B: 𝛴𝐹𝑎𝐵 = 𝐹𝑠𝐷 − 𝐹𝑎1 = 520,9298 – 674,71 = -135,7802 N Vì 𝛴𝐹𝑎𝐵 < 𝐹𝑠𝐵 , nên 𝐹𝑎𝐵 = 𝐹𝑠𝐵 = 683,1403 N • Tổng lực dọc trục D: 𝛴𝐹𝑎𝐷 = 𝐹𝑠𝐵 + 𝐹𝑎1 = 683,1403 + 674,71 = 1357,85 N Vì 𝛴𝐹𝑎𝐷 > 𝐹𝑠𝐷 nên 𝐹𝑎𝐷 = 𝛴𝐹𝑎𝐷 = 1357,85 N • Xét tỉ số: 𝐹𝑎𝐵 𝑉𝐹𝑟𝐵 = 683,1403 1.2009,236 = 0,34 = e Theo Bảng 11.3 tài liệu [*] tra được: X = 1;Y = 0, 𝐹𝑎𝐷 𝑉𝐹𝑟𝐷 = 1357,85 1.1532,147 =0,89 > e = 0,34 Theo Bảng 11.3 tài liệu [*] tra được: X = 0,45 ; Y = 1,62 Với V = - hệ số tính đến vịng quay, vịng quay 𝐾đ = - hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo Bảng 11.3 tài liệu [1] 𝐾𝑡 = - hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ, t°C ≤ 100 Tính tải trọng quy ước tác dụng lên ổ Q: • Tải trọng động quy ước ổ: 𝑄𝐵 = (X𝑉𝐹𝑟𝐵 + Y𝐹𝑎𝐵 ) 𝐾đ 𝐾𝑡 = (1.1.2009,236 + 0).1.1 = 2009,236 N 𝑄𝐷 = (X𝑉𝐹𝑟𝐷 + Y𝐹𝑎𝐷 ) 𝐾đ 𝐾𝑡 = (0.45.1.1532,147 + 1,62.1357,85).1.1 = 2889,18 N Vì 𝑄𝐷 > 𝑄𝐵 nên ta tính tốn ổ theo thơng số D Xác định tuổi thọ L L= 60𝐿ℎ 𝑛1 106 = 329,8 (triệu vịng ) 26 Tính khả tải động tính tốn Ctt kiểm tra điều kiện Ctt < C: 𝑚 Ctt = 𝑄𝐷 √𝐿 = 2889,18 3√329,8 = 19961,55 < C = 25600 N Trong đó:m =3 - số mũ ổ bi Chọn ổ bi ổ chọn sơ 10 Xác định lại tuổi thọ kiểm tra khả tải tĩnh: • Tuổi thọ ổ xác định theo công thức: 𝐶 𝑚 25600 ) =695,66 (triệu vòng quay) 2889,18 L=( ) =( 𝑄 Tuổi thọ tính giờ: 𝐿ℎ = 106 𝐿 60𝑛1 = 106 695,66 60.381,72 = 30373,86 ( ) • Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Đối với ổ bi Đỡ - Chặn, 𝛼 = 12° tra từ Bảng 11.6 tài liệu [1] ta có: 𝑋𝑜 = 0,5 ; 𝑌𝑜 = 0,47 Tải trọng tĩnh quy ước 𝑄𝑜 xác định theo công thức: 𝑄𝑜 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟𝐷 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎𝐷 = 0,5.1532,147 + 0,47.1357,85 = 1404,26 N < 𝐹𝑟𝐷 = 1532,147 N ⇒ 𝑄𝑜 = 1532,147 N < 𝐶𝑜 = 18170 N Vậy ổ thỏa khả tải tĩnh • Số vịng quay tới hạn ổ: Theo bảng 11.7, tài liệu [1], với ổ bi Đỡ - Chặn bôi trơn mỡ:[𝐷𝑝𝑤 n] = 1,3.105 - Đường kính tâm lăn 𝐷𝑝𝑤 = - Suy ra: [n] = 1,3.105 57,5 𝐷+𝑑 = 72+30 = 51 mm = 2549,02 (vg/ph) > 𝑛2 = 381,72 (vg/ph) Trục II: 𝐹𝑎1 𝐹𝑟𝐴 = 674,71 2673,736 = 0,25 < 0,3 Ta chọn ổ bi Đỡ, chọn sơ ổ cỡ nhẹ, theo phụ lục P2.11 tài liệu [1] Kí hiệu ổ 209 d, mm D, mm 45 85 B, mm T, mm r, mm 19 19 C, kN 25,7 𝐶𝑜 , 𝑘𝑁 α(°) 18,1 Sơ đồ phân bố lực: 27 • Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: 𝐹𝑟𝐴 = √𝑌𝐴 + 𝑋𝐴 = √(−1269,502)2 + 2353,1322 = 2673,736 N • Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ C: 𝐹𝑟𝐶 = √𝑌𝐶 + 𝑋𝐶 = √211,7182 + (−931,105)2 = 954,8723 N Ta có tỷ số: 𝐹𝑎2 𝐶0 674,71 = 18100 = 0,0373 Với 𝛼 = 0° theo bảng 11.4, tài liệu [1], ta chọn e = 0,22 Đối với ổ đỡ, lực dọc trục tổng lực dọc trục chi tiết quay bánh trụ - nghiêng truyền đến ổ nên ta có: • Tổng lực dọc trục A: 𝐹𝑎𝐴 = 𝐹𝑎1 = 674,71 N • Tổng lực dọc trục C: 𝐹𝑎𝐶 = 𝐹𝑎2 = 674,71 N • Xét tỉ số: 𝐹𝑎𝐴 𝑉𝐹𝑟𝐴 = 674,71 1.2673,736 = 0,25 > e =0,22 Theo Bảng 11.3 tài liệu [*] tra được: X = 0,56; Y = 1,99 • 𝐹𝑎𝐶 𝑉𝐹𝑟𝐶 = 674,71 1.954,8723 = 0,707 > e = 0,22 Theo Bảng 11.3 tài liệu [1] tra được: X = 0,56 ; Y = 1,99 Với V = - hệ số tính đến vịng quay, vòng quay 𝐾đ = - hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, áp dụng cho hệ thống tải trọng tĩnh, không va đập theo Bảng 11.3 tài liệu [1] 𝐾𝑡 = - hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ, t°C ≤ 100 • Tải trọng động quy ước ổ: 𝑄𝐴 = (X𝑉𝐹𝑟𝐴 + Y𝐹𝑎1 ) 𝐾đ 𝐾𝑡 = 2839,97 N 𝑄𝐶 = (X𝑉𝐹𝑟𝐶 + Y𝐹𝑎2 ) 𝐾đ 𝐾𝑡 = 1877,4 N Vì 𝑄𝐴 > 𝑄𝐶 nên ta tính tốn ổ theo thơng số A 28 • Thời gian làm việc: 60𝐿ℎ 𝑛2 L= 106 = 65,96 (triệu vịng ) • Khả tải động tính tốn: 𝑚 𝐶𝑡𝑡 = 𝑄𝐴 √𝐿 = 2839,97 √65,96 = 11474,75 < C = 25700 N Trong đó:m =3 - số mũ ổ bi 𝐶𝑡𝑡 < C = 25700 N Chọn ổ bi ổ bi sơ • Tuổi thọ ổ xác định theo công thức: 𝐶 𝑚 𝑄 25700 ) = 741,06 (triệu vòng quay) 2839,97 L=( ) =( Tuổi thọ tính giờ: 𝐿ℎ = 106 𝐿 60𝑛2 = 106 741,06 60.76,344 = 161782,653 ( ) • Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Đối với ổ bi Đỡ, 𝛼 = 0° tra từ Bảng 11.6 tài liệu [1] ta có: 𝑋𝑜 = 0,6 ; 𝑌𝑜 = 0,5 Tải trọng tĩnh quy ước 𝑄𝑜 xác định theo công thức: 𝑄𝑜 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟𝐴 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎𝐴 = 1941,6 N < 𝐹𝑟𝐴 = 2673,736 N ⇒ 𝑄𝑜 = 2673,736 N < 𝐶𝑜 = 18100 N Vậy ổ thỏa khả tải tĩnh • Số vịng quay tới hạn ổ: Theo bảng 11.7, tài liệu [*], với ổ bi Đỡ - Chặn bôi trơn mỡ:[𝐷𝑝𝑤 n] = 1,3.105 - Đường kính tâm lăn 𝐷𝑝𝑤 = - Suy ra: [n] = 1,3.105 65 𝐷+𝑑 = 85+45 = 65 m = 2000 (vg/ph) > 𝑛2 = 76,344 (vg/ph) Tính chọn khớp nối trục - Chọn khớp nối trục xích theo phụ lục 16.6, tài liệu [1] Sử dụng nối trục xích có ưu điểm dễ thay khả làm việc tin cậy - Mômen xoắn trục đầu vào: 𝑇2 = 382905,664 N.mm = 382,906 N.m - Đường kính trục đầu vào:d = 40 mm Theo Bảng 16-6 tài liệu [1], ta có bảng thơng số nối trục xích ống lăn dãy, mm: 29 Xích ống lăn dãy Khe 𝑛𝑚𝑎𝑥 , T[N.m] vg/ph hở d D L Đường lắp kính ghép chốt c 382,906 1000 40 180 150 Khoảng 1,8 22 cách má 23,15 Tải Bước trọng xích phá p hỏng G.𝐷 z N.𝑚2 10 0,89 Q[N] 38,1 70000 - Kiểm nghiệm điều kiện bền Kiểm nghiệm hệ số an toàn : 𝑄 S= 1,2.𝐹𝑡 ≥ [S] Trong đó: Q: Tải trọng phá hỏng xích – tra bảng 16-6 𝐹𝑡 – Lực vòng tác dụng lên xích 𝑄 S= 𝐹𝑡 = 𝐷0 = 2.𝑘.𝑇 𝐷0 1,2.𝐹𝑡 = = 70000 1,2.5705,94 2.1,2.389905,664 𝑝 𝑠𝑖𝑛(180/𝑧) 164,4 = = 10,22 ≥ [S] = 9,3 = 5705,94N.mm 50,8 𝑠𝑖𝑛(180/10) = 164,4 mm Với: 𝐷0 – đường kính vịng chia đĩa xích [S] – hệ số an tồn cho phép đĩa xích, tra bảng 16-7 Trị số [S] số Bước xích p vịng quay đĩa (mm) vg/ph 200 44,45÷ 50,8 9,3 p – bước xích Vậy nối trục thỏa điều kiện kiểm nghiệm Thiết kế vỏ hộp giảm tốc - Chọn loại vỏ hộp giảm tốc, vật liệu 30 - Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo 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 - Chỉ tiêu hộp giảm tốc khối lượng nhỏ độ cứng cao - Vật liệu chế tạo vỏ hộp gang xám, GX15-32 - Chọn bề mặt lắp ghép nắp hộp thân hộp qua đường tâm trục để lắp chi tiết thuận tiện dễ dàng Bề mặt ghép song song với mặt đế Mặt đáy hộp nghiêng góc từ 2° phía lỗ tháo dầu nhằm thuận tiện việc tháo dầu: dầu bôi trơn thay sẽ, tăng chất lượng làm việc cho hộp giảm tốc - Bề mặt lắp ghép nắp thân cạo mài để lắp sít, lắp có lớp sơn mỏng sơ đặc biệt - - Xác định thông số vỏ hộp giảm tốc theo kết cấu: Tên gọi Biếu thức tính tốn Chiều dày: - Thân hộp, 𝛿 - Nắp hộp, 𝛿1 Gân tăng cứng: 𝛿 = 0.03a + = 7,8 chọn 𝛿 = mm 𝛿1 = 0,9 𝛿 = 8,1 mm - Chiều dày gân, e e = (0,8÷1) 𝛿 = (7,2÷ 9),chọn e = mm - Chiều cao, h h ≤ 𝛿 = 5.9 = 45mm, chọn h = 45 mm Đường kính: - Bulong nền, 𝑑1 - Bulong cạnh ổ, 𝑑2 - Bulong ghép nắp bích thân, 𝑑3 - Vis ghép nắp ổ, 𝑑4 - Vis ghép nắp cửa thăm, 𝑑5 𝑑1 > 0.04.a + 10 = 0.04.160 +10 = 16,4 mm, chọn 𝑑1 = 18 mm 𝑑2 = (0,7÷ 0,8) 𝑑1 = (12.6 ÷ 14.4) chọn 𝑑2 = 14 mm 𝑑3 = (0,8÷ 0,9) 𝑑2 = (11.2 ÷ 12.6) chọn 𝑑3 = 12 mm 𝑑4 = (0,6÷ 0,7) 𝑑2 = (8.4÷ 9.6) chọn 𝑑4 = mm , lấy theo bảng 18-2 tài liệu 𝑑5 = (0,5÷ 0,6) 𝑑2 = (7 ÷ 8.4) chọn 𝑑5 = mm 31 Mặt bích ghép nắp thân: - Chiều dày bích thân hộp, 𝑆3 𝑆3 = (1,4÷ 1,8).𝑑3 = (16,8 ÷ 21,6) chọn 𝑆3 = 18 mm - Chiều dày bích nắp hộp 𝑆4 𝑆4 = (0,9÷ 1).𝑆3 = (16,2 ÷ 18) chọn 𝑆4 = 17 mm - Bề rộng bích nắp than, 𝐾3 Mặt đế hộp: - Chiều dày khơng có phần lồi, 𝑆1 𝐾3 = 𝐾2 – = 43 – =40 𝑆1 = (1,3÷ 1,5).𝑑1 = (23,4 ÷ 27) chọn 𝑆1 = 24 mm - Bề rộng mặt đế hộp, 𝐾1 q 𝐾1 ≈ 3𝑑1 = 3.18 = 54 mm q ≥ 𝐾1 +2𝛿 = 54 +2.9 = 72 mm Kích thước gối trục: - - Bề rộng mặt ghép bolon cạnh ổ, 𝐾2 = 𝐸2 + 𝑅2 + (3 ÷ 5) = 22 + 18 + (3 ÷ 5) 𝐾2 = (43 ÷ 45), chọn 𝐾2 = 43 mm Tâm lỗ bulon cạnh ổ: 𝐸2 C (là E2 ≈1,6 d2 =1,6.14 =22,4, chọn E2 = 22 mm khoảng cách từ tâm bulong đến 𝑅2 ≈1,3 d2 =1,3.14 =18,2, chọn 𝑅2 =18 mm mép lổ) - Chiều cao h h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulong kích thước mặt tựa Khe hở chi tiết - Giữa bánh với thành hộp,   ≥ 1,2 𝛿 = 10,8, chọn  = 15mm - Giưa đỉnh bánh lớn với đáy 1 ≥ (3 ÷ 5).δ =(27 ÷ 45) hộp, 1 chọn 1 = 30 mm Giữa mặt bên bánh với  2 ≥ 𝛿 = mm, lấy 2 = 10 mm - Z = (L+B)/(200÷300) = (550+300)/(200÷300) = (2.83÷4,25); chọn Số lượng bulong nền, Z Z=4 Sơ chọn L = 550 mm B = 300 mm ( L,B chiều dài rộng hộp.) - Kích thước gối trục: đường kính ngồi tâm lỗ vít : Trục I D 72 90 𝐷2 115 𝐷3 𝐷4 65 II 85 100 125 75 32 h 𝑑4 Z 10 M8 10 M8 Các chi tiết phụ: - Chốt định vị : Mặt ghép nắp than nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp than hộp gia công đồng thời để đảm bảo vị trí trương đối nắp than trước sau khí gia cơng lắp ghép, dùng chốt định vị, xiết bulơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp than), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Ta dùng chốt định vị hình có thơng số chọn từ 18-4b tài liệu [1]: L 46 c d - Nắp ổ: - Che chắn ổ lăn khỏi bụi từ bên Làm vật liệu GX15-32 Kết cấu nắp ổ hộp giảm tốc, bảng 18.2 (tài liệu [1]): Trục D 𝐷2 𝐷3 𝐷4 h 𝑑4 Z I 72 90 115 65 10 M8 II 85 100 125 75 10 M8 - Nắp cửa thăm: 33 Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm, cửa thăm đậy nắp Kích thước cửa thăm chọn theo kích thước năp hộp A B 𝐴1 𝐵1 C 56 45 100 85 78 𝐶1 K R Vít S.lượng 65 10 M8x - Nút thông hơi: Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông lắp nắp cửa thăm Kích thước nút thơng tra bảng 18-6 [1]: A B C D E G H I K L M M27X2 15 30 15 45 36 32 10 N O 22 P Q R S 32 18 36 32 - Nút tháo dầu: - Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi hạt mài) bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu 34 - Kết cấu kích thước nút tháo dầu tra bảng 18-7 tài liệu [1] (nút tháo dầu trụ) sau: d b m f L c q D S 𝐷0 M20x2 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 - Que thăm dầu: Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu - Vít vịng: 35 - Ống lót: Trục I: 𝑑1 𝑑2 𝑐1 𝑐2 𝑏1 25 30 0,5 38 𝑑1 𝑑2 𝑐1 𝑐2 𝑏1 40 48 1,5 35 Trục II: - Vòng phớt: Vòng phớt loại lót kín động gián tiếp nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm cho ổ chóng bị mài mịn bị hoen gỉ Ngồi vịng phớt cịn để phịng dầu chảy Tuối thọ ổ lăn phụ thuộc nhiều vào vòng phớt Vòng phớt dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng Tuy nhiên có đặc điểm chóng mịn ma sát lớn bề mặt có độ nhám cao - Vòng chắn dầu: Để ngăn cách mỡ phận ổ với dầu hộp 36 Dung sai lắp ghép Dung sai ổ lăn: Vòng ổ lăn chịu tải hoàn toàn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian để vịng ổ khơng trượt bề mặt trục làm việc Do đó, ta phải chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dơi, tạo điều kiện mịn ổ (trong q trình làm việc quay làm mịn đều) Vịng ngồi ổ lăn không quay nên chịu tải cục bộ, ta lắp theo hệ thống lỗ để ổ di chuyển dọc trục nhiệt độ tăng trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7 Lắp ghép bánh trục Bánh lắp trục chịu tải vừa, tải trọng tĩnh, làm việc êm, ta chọn kiểu lắp ghép H7/k6 Lắp ghép nắp ổ thân hộp: Để dễ dàng cho việc tháo lắp điều chỉnh, ta chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 Lắp ghép vòng chắn dầu trục: Để dễ dàng tháo lắp, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/Js6 Lắp chốt định vị: Để đảm bảo độ đồng tâm không bị sút, ta chọn kiểu lắp chặt P7/h6 Lắp ghép then: Theo chiều rộng, chọn kiểu lắp trục P9/h9 kiểu lắp bạc Js9/h9 Theo chiều cao, sai lệch giới hạn kích thước then h11 Theo chiều dài, sai lệch giới hạn kích thước then h14 - Bảng dung sai lắp ghép Kích Chi tiết thước (mm) Mối lắp ES(𝜇𝑚) EI (𝜇𝑚) Độ dôi es (𝜇𝑚) ei (𝜇𝑚) lớn Độ hở lớn 37 Bánh trụ bị dẫn 55 H7/k6 +25 +18 +2 18 23 ổ bi ổ vịng ngồi d Trục I 72 H7/h6 +30 0 -19 49 Trục II 80 H7/h6 +30 0 -22 52 ổ vòng Trục I 30 H7/k6 +21 +18 +2 18 19 Trục II 45 H7/k6 +25 +18 +2 18 23 Then (trục) bxh Trục I Trục II 8x7 P9/h9 -15 -51 -36 51 21 12x8 P9/h9 -15 -51 -36 51 21 16x10 P9/h9 -18 -61 -43 61 25 18 Then (bánh + nối trục) Nối trục Bánh trụ bị dẫn 12x8 Js9/h9 +18 -18 -36 18 16x10 Js9/h9 +21.5 -21.5 -43 21.5 21.5 Vòng chắn dầu trục chốt định vị Chốt định vị- d=6 P7/h6 -8 -20 -8 20 32 H7/js6 +25 +8 -8 33 50 H7/js6 +25 +8 -8 33 30 H7/js6 +25 +8 -8 33 48 H7/js6 +25 +8 -8 33 72 H7/h6 +30 0 -19 49 vỏ hộp Vòng chắn dầu – trục I Vòng chắn dầu – trục II Vòng phớt – trục I Vòng phớt – trục II Nắp bích ổ lăn trục I 38 Nắp bích ổ lăn trục 85 H7/h6 +30 0 -22 52 II Kết luận Trong kinh tế thị trường nay, sản phẩm muốn thành công phải đáp ứng yêu cầu chất lượng, giá thành, mẫu mã đặc biệt yếu tố thời gian Một sản phẩm tung thời điểm, đáp ứng nhu cầu khách hàng chắn gặt hái thành công ngược lại Muốn thõa mãn yêu cầu trên, người kỹ sư thiết kế phải thực có tảng kiến thức vững chắc, phương pháp làm việc đắn Qua thời gian thực tập lớn Chi tiết máy, em nắm vững cách phân tích cơng việc thiết kế cách đặt vấn đề cho tốn thiết kế Từ đó, em biết cách xử lý vấn đề sát thực hơn, biết cách kết hợp kiến thức học vận dụng vào việc thiết kế tối ưu hóa thiết kế Mặc dù cố gắng với kinh nghiệm hạn chế nên việc thiết kế phạm vi tập lớn khơng tránh khỏi thiếu sót Cuối ,một lần em xin chân thành cảm ơn Thầy GS.TS Nguyễn Thanh Nam tận tình hướng dẫn em thực tập lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Chất Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí (Tập 1,2), NXB Giáo Dục, 20… Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy (tập 1&2), NXB Giáo Dục, 20… Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 20… Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập Chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM 20… … 39 ... lắp ghép Tên đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng quay Sơ đồ hệ thống dẫn động thừng quay Thơng số ban đầu: - Lực vịng thùng quay F: 1500 N - Vận tốc vòng v: m/s - Đường kính thùng D : 500... tận tình hướng dẫn em thực tập lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Chất Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí (Tập 1,2), NXB Giáo Dục, 20… Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy (tập 1&2), NXB... MÔN HỌC: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Sinh viên thực hiện: Hoàng Anh Ngọc MSSV: 1914335 Ngày nộp: 25/11/2021 NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN: - Tìm hiểu hệ thống truyền động máy - Xác định công suất động phân