BÀI tập lớn CHI TIẾT máy THIẾT kế hộp GIẢM tốc BÁNH TRỤ RĂNG NGHIÊNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ SỞ BÀI TẬP LỚN – CHI TIẾT MÁY HỌ VÀ TÊN : PHẠM QUỐC THỊNH MSSV : 0302191652 LỚP : CĐ Ô TÔ 19F ĐỀ/PA : 01/60 GVHD : TRỊNH VĂN QUỐC TP.HCM, ngày 07 tháng 04 năm 2021 Lời mở đầu Trong sống ngày thường xuyên bắt gặp nhiều hệ thống chuyển động dẫn động khí Nó đóng vai trị vơ quan trọng sống trình sản xuất vận chuyển Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói “Hộp giảm tốc” phận khơng thể thiếu, nước nông nghiệp chiếm phần lớn đầu tư vào công nghiệp cách mạnh mẽ Bài tập lớn môn học chi tiết máy Thiết kế hệ thống truyền động khí giúp củng cố lại kiến thức học từ mơn sở ngành mơn: Ngun lí chi tiết máy, Vẽ kĩ thuật khí 2,… giúp sinh viên có nhìn cụ thể việc thiết kế khí Việc thiết kế Hộp giảm tốc bánh trụ nghiêng giúp nhóm em bạn sinh viên khác hiểu rõ cấu tạo ngun lí hoạt động ưu nhược điểm để thực phương án tối ưu để hoàn thiện hệ thống Tên đề tài đồ án em:”THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH TRỤ RĂNG NGHIÊNG” Với hiểu biết hạn hẹp, kinh nghiệm chưa vững vàng thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, nhóm chúng em mong nhận ý kiến góp ý từ thầy bạn để đồ án hoàn thiện Và lời cuối cùng, em chân thành cảm ơn Thầy Trịnh Văn Quốc tận tình giúp đỡ nhóm chúng em q trình thực Nếu khơng có góp ý chân tình tâm huyết Thầy em khơng thể hồn thành đồ án cách thành công tốt đẹp TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG TP HCM, ngày 27 tháng 11 năm 2020 Bộ môn: KTCS THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BTL CHI TIẾT MÁY Sinh viên thiết kế: Phạm Quốc Thịnh Lớp: CĐ ÔTÔ 19F MSSV : 0302191652 A NỘI DUNG THIẾT KẾ Thiết kế hộp giảm tốc cấp có sơ đồ truyền động hình vẽ số liệu cho sau:  Lực tiếp tuyến băng tải: P = 1510 (N)  Vận tốc băng tải: v=2.3 (m/s)   Đường kính tang băng tải: D=330 (mm)  Thời gian làm việc máy: T=5 (năm)  Số ca làm việc ngày:     C=2 (ca)  Số làm việc ca:  Số ngày làm việc năm: N=300 (ngày)  Quay chiều – tải va dập nhẹ X=8 (giờ) I PHẦN TÍNH TỐN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Chọn động điện Tính tốn – thiết kế then Phân phối tỷ số truyền lập bảng số liệu Tính tốn, xác định kích thước vỏ hộp Tính tốn – thiết kế truyền Chọn chi tiết khác Tính tốn – thiết kế trục Phương án bơi trơn Tính tốn lựa chọn ổ lăn 10 Dung sai lắp ghép II PHẦN BẢN VẼ Vẽ vẽ chi tiết theo kích thước tính tốn: bánh đai, bánh Vẽ vẽ lắp hộp giảm tốc B THỜI GIAN THIẾT KẾ Ngày giao đề tài: ./… / 2021 Ngày hoàn thành: ./ / 2021 Ngày bảo vệ đề tài: …/ …/ 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHƯƠNG PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG LẬP BẢNG SỐ LIỆU CHƯƠNG TÍNH TỐN CÁC BỘ TRUYỀN 4.1.TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI 4.2.TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CHƯƠNG TÍNH TỐN – THIẾT KẾ TRỤC I THIẾT KẾ TRỤC II THIẾT KỆ TRỤC CHƯƠNG THIẾT KẾ Ổ LĂN I TRỤC II TRỤC CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHƯƠNG PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG LẬP BẢNG SỐ LIỆU CHƯƠNG TÍNH TỐN CÁC BỘ TRUYỀN 4.1.TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI .5 4.2.TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CHƯƠNG TÍNH TỐN – THIẾT KẾ TRỤC I THIẾT KẾ TRỤC II THIẾT KỆ TRỤC CHƯƠNG THIẾT KẾ Ổ LĂN I TRỤC .5 II TRỤC BƯỚC : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1.1.Tính cơng suất tải Nt = P V 1510.2 = =3.473 KW 1000 1000 1.2.Tính hiệu suất chung truyền + Tra bảng 2-1 : Chọn Ƞđ = 0,95 Ƞbr = 0,98 Ƞol = 0,98 Ƞ chung = ƞđ ƞbr ƞol3 = 0,96.0,98.0.983= 0.876 1.3 Tính cơng suất cần thiết Nct = 3.473 = 3.965 KW 0.876 + Tra bảng 2P 3P: Chọn động : N đc =5,5 KW v A0π22 - 42 - nđc =1450 p η=87 % { BƯỚC 2: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN VÀ LẬP BẢNG SỐ LIỆU 2.1 Số vòng quay băng tải nt = 60.1000 V 60.1000.2,3 = = 133,111 v/p π D π 330 2.2 Tỉ số truyền chung hệ thống i chung = n đc 1450 = = 10,893 ntải 133,111 Mà ichung = iđ ibr ikn ( Trong đó: i khớp nối = ) Chọn tỉ số truyền bánh tính tỉ số truyền đai + Tra bảng 2-2 Chọn i đ = i br = i chung 10,893 = = 3,631 iđ Kết Luận : ibr = iđai = 3,631 3.1 Tính số vòng quay trục nđc = 1450 v/p n2 = n1 483,33 = = 133,113 v/p ibr 3,631 n1 = nđc 1450 = = 483,33 v/p iđ nt = n2 = 133,113 v/p 3.2 Tính cơng suất trục Nđc = Nct = 3,965 KW N1=Nđc.ƞol.ƞđai = 3,691 KW N2 = N1.ƞol.ƞbr = 3,545 KW Nt = N2.ƞol = 3,474 KW Thông số TỈ SỐ TRUYỀN i SỐ VỊNG QUAY n (v/p) CƠNG SUẤT N Trục động iđ = nđc = 1450 N dc = 3,965 (KW) Ta bảng số liệu sau: Trục I Trục II i br = 3,361 Trục Tan int = n1 = 483,33 n2 = 133,113 nt = 133,113 N1 = 3,691 N2 = 3,545 Nt = 3,474 10 - Xét mặt phẳng Oxz RXA RXC X O Z P2 1632,275 Qx (N) 1632,275 - Biểu đồ momen xoắn M Myz (N.mm) (N.mm) 108546,288 Mp2 NT 414532,56 *Tính kích thước gần trục dA = 40 mm dB = 45 mm dC = 40 mm dD = 35 mm - Tính đường kính B, D: *vị trí B, D vị trí lắp ổ lăn nên ta chọn dB = dD vị trí D chịu momen nên ta chọn vị trí D để tìm đường kính gần 38 Mtđᴅ = √ M 2XD + M 2YD +0,75 M 2zD = √ 0+0+ 0,75 439865.012 = 380934,27 N.mm Đường kính trục D: ⅆ D ≥ √ M tđᴅ 380934,27 = = 41,07 mm 0,1.[σ ] 0,1.55 √ Theo TCVN, ta chọn dB = dD = 45 mm - Tính dB MtđB = √ M 2Xc + M 2Yc+ 0,75 M 2zc = √ 120958,52+ 112342,752 +0,75 439865,012 = 415165,96 N.mm Đk trục C: ⅆ c ≥ √ M tđc 415165,96 = = 42,26 mm 0,1.55 0,1.[σ ] √ Vì C có làm rãnh trục nên tăng thêm 7% đường kính d ⇒ ⅆ c ≥ 42,26 + 0,07.42,26 = 45,22 mm Theo TCVN, chọn ⅆ c = 48 mm 5.3.Tính xác trục * Kiểm nghiệm tiết diện C A trục - Vật liệu làm trục thép 45 có ứng suất bền σb = 600 N/mm2 σ-1 = 0,45.σb =0,45.600 = 270 N/mm2 τ −1= 0,25.σb = 0,25.600 = 150 N/mm2 - Tra bảng 7-6 ta được: Kσ = 1,49 Kτ = 1,5 - Tra bảng 7-4 ta được : εσ = 0,82 ετ = 0,7 39 - ψσ = 0,1 ψτ = 0,05 β=1 - Đối với đường kính trục C: ⅆ c = 48 mm Tra bảng 7-3b ta momen chống uốn: Wo = 20500 mm3 Wu = 9620 mm3 τa = Mz τ max −τ τ max 439865,01 = = = = 10,73 N/mm2 20500 2.W 2 o τm = τ max −τ τ max = = τa 2 = 10,73 N/mm2 - Momen uốn: M uc = √ M uX + M uY = √ 120958,52+ 112342,752 σa = σmax = = 165081,35 N.mm M u 165081, 35 = = 17,16 N/mm2 9620 Wu σm = N/mm2 σ−1 270 1,49 = 8,66 .17,16+ 0.0,1 1.0,82 Vậy nσ = K σ = σ a +ψ σ σ m β εσ τ −1 150 nτ = K τ = 1,5 10,73+0,05.10,73 τ +ψ τ 1.0,7 β ετ a τ m => nC = 8,66 6,38 √ 8,662+ 6,382 = 6,38 = 5,14 Ta thấy nC = 5,14 > [n]=(1,5÷2,5) nên chấp nhận Sau kiểm nghiệm ta chọn dB = dD = 45 mm ⅆ c = 48 mm 40 CHƯƠNG THIẾT KẾ Ổ LĂN I TRỤC I Chọn β = 16° Kiểu 7600 thời gian năm, năm 300 ngày, ngày ca, ca đườn kính ngỗng trục d = 30 mm h = 5.300.2.8 = 24000 Hệ số : m = 1,5 Tra bảng 8-5 : Kv = ( ổ đũa ) Tra bảng 8-4 : Kn = ( thời gian làm việc < 100°C ) Tra bảng 8-3 : Kt = Pa1 = 1219,56 N RB = √ R2XB + R2YB = √ 1728,352+ 567,362 = 1819,09 N RD = √ R2XD + R2YD = √ 1728,352+ 1348,42 = 2192,12 N SB =1,3.RB.tanβ = 1,3 1819,09 tan(16 ° ¿ = 678,1 N 41 SD =1,3.RD.tanβ = 1,3 2192,12 tan(16 ° ¿ = 817,15 N Pa1 RB Phương án Pa1 RD SB Phương án RB SD SB RD SD At1 = Pa1 – SD + SB = 1219,56 – 817,15 + 678,1 = 1080,51 N At2 = Pa1 + SD – SB = 1219,56 + 817,15 – 678,1 = 1358,61 N Thấy At1,At2 > => Tổng lực dọc trục tác dụng vào B Nhưng lực At2 nhỏ At1 nên chọn At2 để tính QB = (RB.Kv + m |At|).Kt.Kn = (1819,09 + 1,5 0) = 1819,09 N = 181,90 daN QD = (RD.Kv + m |At|).Kt.Kn = (2192,12 1+ 1,5 1080,51) = 3812,89 N = 381,289 daN So sánh thấy QD > QB nên chọn ổ lăn theo QD , thay QD vào công thức: Ct = QD.(n.h)0,3 = 381,289.(483,33.24000)0,3 = 50186,95 daN Dựa vào bảng 18P chọn ổ đũa đỡ chặn cỡ trung có d = 30 mm, kí hiệu 7606 có Cbảng = 1.000.000 > Ct thỏa, có đường kính ngồi D = 72 mm B = 29 mm II.TRỤC II Chọn β = 16° Kiểu 36000 thời gian năm, năm 300 ngày, ngày ca, ca đường kính ngỗng trục d = 45 mm h = 5.300.2.8 = 24000 Hệ số : m = 1,5 Tra bảng 8-5 : Kv = ( ổ bi đỡ chặn ) 42 Tra bảng 8-4 : Kn = ( thời gian làm việc < 100°C) Tra bảng 8-3 : Kt = Pa2 = 1219,56 N RB = √ R2XB + R2YB = √ 1728,352+ 1806,92 = 2500,42 N RD= √ R2XD + R2YD = √ 1728,352+ 526,762 = 1806,84 N SB = 1,3.RA.tanβ = 1,3 2500,42 tan(16 ° ¿ = 932,08 N SD = 1,3.RC.tanβ = 1,3 1806,84 tan(16 ° ¿ = 673,53 N At1 = Pa2 – SD + SB = 1219,56 + 932,08 – 673,53 = 1478,11 N Pa2 RA SA Pa2 Phương án RC SC Phương án R A At2 = Pa2 + SD – SB = 1219,56 – 932,08 + 673,53 S A RC SC = 961,01 N At1 > At2 nên chọn ổ lăn theo At2 để tính QB = (RB.Kv + m |At|).Kt.Kn = (2500,42.1 + 1,5 961,01) = 3941,94 N = 394,194 daN QD = (RD.Kv + m |At|).Kt.Kn = (1806,84.1+ 1,5 0) = 1806,84 N = 180,684 daN So sánh thấy QB > QD nên chọn ổ lăn theo QB , thay QB vào công thức: Ct = QB.(n.h)0,3 = 394,194 (119,37.24000)0,3 = 34106,88 daN Dựa vào bảng 17P chọn ổ bi đỡ chặn cỡ trung tương ứng với d = 45 mm, kí hiệu 36209 có Cbảng = 52000 > Ct thỏa Có đường kính ngồi D = 85 mm, chiều rộng B = 19 mm 43 CHƯƠNG TÍNH TỐN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ I TÍNH TỐN VỎ HỘP Chiều dày thành thân hộp δ = 0,025.A+1 = 0,025.160+1 = mm Chiều dày thành nắp hộp => Chọn δ = mm δ1 = 0,02.A+1 = 0,02.160+1 = 4,2mm Chiều dày mặt bích thân hộp Chiều dày mặt bích nắp hộp Chiều dày mặt đế ( loại khơng có phần lồi => Chọn δ1 = mm b = 1,5.δ = 1,5.8 = 12 mm b1 = 1,5.δ1 = 1,5.8 = 12 mm p = 2,35.δ = 2,35.8 = 18,8 mm ) Chiều dày gân thân hộp Chiều dày gân nắp hộp Đường kính bu lơng => Chọn p = 20 mm m = ( 0,85÷1).δ = 1.8 = mm m1 = ( 0,85÷1).δ1 = 1.8 = mm Dn = 0,036.A+12 = 0,036.160+12 = 17,76 mm => Chọn dn = 20 mm Đường kính bu lông khác: - Ở cạnh ổ D1 = 0,7.dn = 0,7.20 = 14 mm - Ghép mặt bích nắp thân D2 = (0,5÷0,6).dn = 0,6.20 = 12 mm - Ghép nắp ổ D3 = (0,4÷0,5).dn = 0,5.20 = 10 mm - Ghép nắp cửa thăm D4 = (0,3÷0,4).dn = 0,4.20 = mm II CÁC CHI TIẾT PHỤ Bu lơng vịng Ta có : A = 160 mm => Q = 103,172 kg ( bảng 10-11b ) * Tra bảng 10.11a => Chọn M8 44 d1 36 d2 20 d3 d4 20 d5 13 h 18 h1 h2 L 18 f b 10 c 1,2 x 2,5 r1 r2 4 Đơn vị: mm Chốt định vị côn Tra bảng 10-10c Chọn d = mm c = 0,8 mm l = 14 mm Nút thông ( số liệu lấy hình vẽ ) Nút tháo dầu Tra bảng 10-14 Chọn M16 x 1,5 với: b m a f L e q D1 D F l 45 12 3 23 13,8 16 26 17 19,6 Đơn vị: mm Que thăm dầu ( số liệu lấy hình vẽ ) 46 CHƯƠNG 8  TÍNH TỐN THEN 8.1 TRỤC I Tính tốn then dC Đường kính trục vị trí lắp bánh dC : Ta có: dC = 35 mm => mm {b=10 h=8 mm Chiều dài moay bánh I: l m = (1,2 ÷ 1,5).d = (42 ÷52,5) mm Chiều dài then: l = (0,8 ÷0,85).l m = (33,6 ÷ 42) mm ⇒ Chọn l = 40 mm + Kiểm tra bền dập : σ d= M Z 109957,63 ¿ 35.8.40 d h l σ c = 39,27 N/mm ¿ < [σ ] d¿ 39,27 N/mm2 150 N/mm2 (Thỏa) + Kiểm tra bền cắt: τc¿ M Z 2.109957,63 ¿ 35.10 40 d.b.l τc¿ 15 N/mm2 < [τ] c ¿ ¿ 15 N/mm2 120 N/mm2 (Thỏa) 47 8.2 TRỤC II Đường kính trục vị trí lắp bánh dC : Ta có: dC = 48 mm => mm {b=14 h=9 mm Chiều dài moay bánh II: l m = (1,2 ÷ 1,5).d = (57,6 ÷ 72) mm Chiều dài then: l = (0,8 ÷0,85).l m = (46,08 ÷ 57,6) mm ⇒ Chọn l = 56 mm + Kiểm tra bền dập : σ d= M Z 439865,01 ¿ 48.9 56 d h l ¿ 36,36 N/mm2 48 σ c = 36,36 N/mm < [σ ] d ¿ 150 N/mm (Thỏa) ¿ 15 N/mm + Kiểm tra bền cắt: τc¿ M Z 439865,01 ¿ 48.14 56 d.b.l τc¿ 15 N/mm < [τ] c ¿ 120 N/mm (Thỏa) 49 Lắp bánh đai trục I: Đường kính trục vị trí lắp bánh đai d = 28 mm Tra bảng ta có b = mm ; h = mm + Chiều dài moay bánh đai: l m = (1,2 ÷ 1,5).d = (33,6 ÷ 42) mm + Chiều dài then: l = (0,8 ÷ 0,85).l m = (26,88 ÷ 33,6) mm ⇒ Chọn l = 32 mm + Kiểm tra bền dập : σ d= M Z 109957,63 ¿ 28.7 32 d h l σ c = 70,13 N/mm ¿ < [σ ] d ¿ 70,13 N/mm 150 N/mm (Thỏa) + Kiểm tra bền cắt: τc¿ M Z 2.109957,63 ¿ 28.8.32 d.b.l τc¿ 30,68 N/mm ¿ < [τ] c ¿ 30,68 N/mm 120 N/mm (Thỏa) 50 51 CHƯƠNG DUNG SAI LẮP GHÉP 9.1.Chọn dung sai lắp ghép - Lắp ghép bánh trục nghiêng với trục : H7 k6 - Lắp ghép vịng ngồi ổ lăn trục với thân : H7 - Lắp ghép vòng ổ lăn với trục : k6 - Lắp ghép bạc lót với trục : - Lắp ghép nắp ổ với thân: E8 k6 H7 d 11 9.2.Phương pháp bôi trơn - Theo bảng 10-20, ta chọn dầu bôi trơn loại dầu ô tô máy kéo AK–15 50°C Centistoc - Bộ phân ổ bôi trơn mỡ Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng ổ Loại mỡ sử dụng để bôi trơn Xôliđôn T 52 ... TRUYỀN ĐAI 4.2.TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CHƯƠNG TÍNH TỐN – THIẾT KẾ TRỤC I THIẾT KẾ TRỤC II THIẾT KỆ TRỤC CHƯƠNG THIẾT KẾ Ổ LĂN I TRỤC II TRỤC CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN ... BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CHƯƠNG TÍNH TỐN – THIẾT KẾ TRỤC I THIẾT KẾ TRỤC II THIẾT KỆ TRỤC CHƯƠNG THIẾT KẾ Ổ LĂN I TRỤC .5 II TRỤC ... năm 2020 Bộ mơn: KTCS THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MƠN HỌC BTL CHI TIẾT MÁY Sinh viên thiết kế: Phạm Quốc Thịnh Lớp: CĐ ÔTÔ 19F MSSV : 0302191652 A NỘI DUNG THIẾT KẾ Thiết kế hộp giảm tốc cấp có sơ đồ truyền