Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh Đồ án Chi tiết máy Bách Khoa Hà Nội đề 4 truyền động đai thang, hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng. Đồ án Chi tiết máy là một đồ án kinh điển với sinh viên nhóm ngành cơ khí Bách Khoa. Bản thuyết minh của mình đã được thầy giáo hướng dẫn kí duyệt, sẽ giúp các bạn làm thuyết minh dễ dàng hơn.
Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 MỤC LỤC Danh sách hình vẽ bảng kết Phần I Tính toán động học 1.1 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.3 Tính thông số trục 1.4 Bảng tổng hợp kết Phần II Thiết kế truyền 2.1 Thiết kế truyền đai thang 2.1.1 Chọn loại đai xác định kích thước đai 2.1.2 Xác định kích thước thông số truyền 2.1.3 Tính lực tác dụng lên trục 2.1.4 Tổng hợp kết tính toán 2.2 Thiết kế truyền bánh côn thẳng 10 2.2.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép 10 2.2.2 Xác định thông số truyền 11 2.2.3 Tính kiểm nghiệm 13 2.2.4 Tính lực tác dụng truyền 15 2.2.5 Tổng hợp kết tính toán 15 Phần III Chọn khớp nối, tính trục, then ổ lăn 16 3.1 Chọn khớp nối 16 3.2 Lực tác dụng lên trục, khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 17 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực chung 17 3.2.2 Tính sơ đường kính trục 18 3.2.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 18 3.3 Tính toán thiết kế cụm trục 20 3.3.1 Thiết kế trục 20 Đồ án Chi tiết máy Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 3.3.2 Tính chọn then 21 3.3.3 Tính chọn ổ lăn 22 3.3.4 Sơ đồ kết cấu trục 22 3.4 Tính toán thiết kế cụm trục 23 3.4.1 Thiết kế kết cấu trục 24 3.4.2 Tính chọn then 26 3.4.3 Kiểm nghiệm trục 28 3.4.4 Tính chọn ổ lăn 29 Phần IV Thiết kế kết cấu 33 4.1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 33 4.2 Kết cấu chi tiết 35 Phần V Bôi trơn, lắp ghép dung sai 40 5.1 Bôi trơn 40 5.2 Kiểu lắp, sai lệch giới hạn dung sai lắp ghép 41 Tài liệu tham khảo 43 Đồ án Chi tiết máy Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Sơ đồ phân tích lực chung 17 Sơ đồ khoảng cách gối điểm đặt lực 18 Sơ đồ phân tích lực trục I 20 Kết cấu trục I 22 Sơ đồ phân tích lực, biểu đồ mômen kết cấu trục II 23 Sơ đồ phân tích lực chọn ổ lăn trục II 30 Kết cấu bánh 36 Kết cấu ổ lăn 36 Kết cấu bulông vòng 37 10 Kết cấu cửa thăm 38 11 Kết cấu nút thông 38 12 Kết cấu nút tháo dầu 38 13 Kết cấu que thăm dầu 39 14 Kết cấu vòng phớt 39 15 Vòng chắn dầu 40 DANH SÁCH CÁC BẢNG KẾT QUẢ Thông số động Kết tính động học Kết tính truyền đai Kết tính truyền bánh côn 15 Các kích thước vỏ hộp 33 Kích thước ổ lăn 37 Bảng kê kiểu lắp, sai lệch giới hạn dung sai lắp ghép 41 Đồ án Chi tiết máy Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 PHẦN I TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động điện: Công suất trục phận công tác: 𝐹 𝑣 600.2,4 𝑃𝑙𝑣 = = = 1,44 (𝑘𝑊) 1000 1000 Hiệu suất chung toàn hệ thống: 𝜂𝑐 = 𝜂đ 𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟 𝜂𝑘 = 0,95 0,993 0,97.0,99 = 0,885 Công suất yêu cầu trục động cơ: 𝑃𝑙𝑣 1,44 𝑃𝑦𝑐 = = = 1,63 (𝑘𝑊) 𝜂𝑐 0,885 Vận tốc quay trục phận công tác: 𝑛𝑙𝑣 = 𝑣 60.1000 2,4.60.1000 = = 104,1 (𝑣𝑔⁄𝑝ℎ) 𝜋 𝐷 𝜋 440 Chọn tỉ số truyền sơ truyền đai 𝑢𝑠𝑏(đ) = tỉ số truyền sơ hộp giảm tốc bánh côn 𝑢𝑠𝑏(ℎ) = Tỉ số truyền sơ hệ thống là: 𝑢𝑠𝑏 = 𝑢𝑠𝑏(đ) 𝑢𝑠𝑏(ℎ) = 3.3 = Vận tốc quay sơ động cơ: 𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣 𝑢𝑠𝑏 = 104,1.9 = 936,9 (𝑣𝑔⁄𝑝ℎ) Chọn tốc độ đồng động 1000 vg/ph Từ chọn động với thông số sau: Thông số động Ký hiệu động Pđc (kW) nđc (vg/ph) 3K112M6 Đồ án Chi tiết máy 2,2 965 Trang Tmax/T mđc (kg) dđc (mm) 2,2 42,5 28 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 1.2 Phân phối tỉ số truyền: Tỉ số truyền thực tế: 𝑢𝑡 = 𝑛đ𝑐 965 = = 9,27 𝑛𝑙𝑣 104,1 Chọn tỉ số truyền truyền đai 𝑢đ = 2,8 Tỉ số truyền hộp giảm tốc: 𝑢ℎ = 𝑢𝑡 9,27 = = 3,31 𝑢đ 2,8 1.3 Tính thông số trục: 1.3.1 Công suất trục: Trục công tác: 𝑃𝑙𝑣 = 𝐹 𝑣 600.2,4 = = 1,44 (𝑘𝑊) 1000 1000 Trục II: 𝑃𝑙𝑣 𝑃𝐼𝐼 = 𝜂𝐼𝐼→𝑙𝑣 = 𝑃𝑙𝑣 1,44 = = 1,47 (𝑘𝑊) 𝜂𝑘 𝜂𝑜𝑙 0,99.0,99 Trục I: 𝑃𝐼 = 𝑃𝐼𝐼 𝑃𝐼𝐼 1,47 = = = 1,53 (𝑘𝑊) 𝜂𝐼→𝐼𝐼 𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟 0,99.0,97 Trục động cơ: 𝑃đ𝑐 = 𝑃𝐼 𝜂đ𝑐→𝐼 = 𝑃𝐼 1,53 = = 1,63 (𝑘𝑊) 𝜂đ 𝜂𝑜𝑙 0,95.0,99 1.3.2 Số vòng quay trục: Trục động cơ: 𝑛đ𝑐 = 965 (𝑣𝑔⁄𝑝ℎ) Trục I: 𝑛𝐼 = 𝑛đ𝑐 ⁄𝑢đ = 965⁄2,8 = 344,6 (𝑣𝑔⁄𝑝ℎ) Trục II: 𝑛𝐼𝐼 = Đồ án Chi tiết máy 𝑛𝐼 ⁄𝑢ℎ = 344,6⁄3,31 = 104,1 (𝑣𝑔⁄𝑝ℎ) Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 Trục công tác: 𝑛𝑙𝑣 = 𝑛𝐼𝐼 = 104,1 (𝑣𝑔⁄𝑝ℎ) 1.3.3 Mômen xoắn trục: Trục động cơ: 9,55 106 𝑃đ𝑐 9,55 106 1,63 𝑇đ𝑐 = = = 16131 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛đ𝑐 965 Trục I: 9,55 106 𝑃𝐼 9,55 106 1,53 𝑇𝐼 = = = 42401 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛𝐼 344,6 Trục II: 9,55 106 𝑃𝐼𝐼 9,55 106 1,47 𝑇𝐼𝐼 = = = 134856 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛𝐼𝐼 104,1 Trục công tác: 9,55 106 𝑃𝑙𝑣 9,55 106 1,44 𝑇𝑙𝑣 = = = 132104 (𝑁𝑚𝑚) 𝑛𝑙𝑣 104,1 Kết tính toán động học Trục Động I II Công tác Thông số Tỉ số truyền u 2,8 3,31 Số vòng quay n (vg/ph) 965 344,6 104,1 104,1 Công suất P (kW) 1,63 1,53 1,47 1,44 16131 42401 134856 132104 Mômen xoắn T (Nmm) Đồ án Chi tiết máy Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 PHẦN II THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền đai thang: 2.1.1 Chọn loại đai xác định kích thước đai: - Căn vào bảng 13-5 [2], với T = 16131 Nmm, chọn đai thang thường loại O - Các kích thước đai thang thường loại O: Kích thước tiết diện, mm bt b h y0 8,5 10 2,1 Diện tích tiết diện A, mm2 47 2.1.2 Xác định kích thước thông số truyền: - Theo bảng 4.13 [1] chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 90 mm Vận tốc đai 𝑣 = 𝜋𝑑1 𝑛1 ⁄60000 = 3,14.90.965⁄60000 = 4,54 (𝑚⁄𝑠) nhỏ vận tốc cho phép vmax = 25 m/s Đường kính bánh đai lớn: 𝑑2 = 𝑢𝑑1 (1 − 𝜀) = 2,8.90(1 − 0,02) = 247 (𝑚𝑚) Theo bảng 4.26 [1] chọn đường kính tiêu chuẩn d2 = 250 mm Như tỉ số truyền thực tế: 𝑢𝑡 = ∆𝑢 = 𝑑2 ⁄[𝑑 (1 − 𝜀)] = 250⁄90(1 − 0,02) = 2,83 (𝑢𝑡 − 𝑢)⁄ (2,83 − 2,8)⁄ 𝑢=[ 2,8] 100% = 1,07% < 4% - Theo bảng 13-16 [2] chọn khoảng cách trục a = 3d1 = 270 mm, theo công thức 4.4 [1] tính chiều dài đai: Đồ án Chi tiết máy Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 (𝑑2 − 𝑑1 )2 𝑙 = 2𝑎 + 0,5𝜋(𝑑1 + 𝑑2 ) + 4𝑎 (250 − 90)2 = 2.270 + 0,5.3,14(90 + 250) + = 1097 (𝑚𝑚) 4.270 Chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l = 1120 mm Kiểm nghiệm số vòng chạy đai giây: 𝑖 = 𝑣⁄𝑙 = 4,54⁄1,12 = 4,05 < 𝑖𝑚𝑎𝑥 = 10 - Tính lại khoảng cách trục a với l = 1120 mm công thức 4.6 [1]: 𝜆 = 𝑙 − 𝜋 (𝑑1 + 𝑑2 )⁄2 = 1120 − 3,14(90 + 250)⁄2 = 586,2 Δ = (𝑑2 − 𝑑1 )⁄2 = (250 − 90)⁄2 = 80 𝑎 = (𝜆 + √𝜆2 − 8Δ2 )⁄4 = (586,2 + √586,22 − 802 )⁄4 = 282 (𝑚𝑚) - Theo công thức 4.7 [1] tính góc ôm 𝛼1 : 𝛼1 = 180 − 57(𝑑2 − 𝑑1 )⁄𝑎 = 180 − 57 (250 − 90)⁄282 = 147° > 𝛼𝑚𝑖𝑛 = 120° - Xác định số đai z: 𝑧 = 𝑃1 𝐾đ /[𝑃0 ]𝐶𝛼 𝐶𝑙 𝐶𝑢 𝐶𝑧 + P1 = 1,63 kW; theo bảng 4.19 [1] có [P0] = 0,6 kW + Theo bảng 4.7 [1], Kđ = 1,25 + Theo bảng 4.15 [1], với α1 = 147˚, Cα = 0,91 + Theo bảng 4.16 [1], với l/l0 = 1120/1320 = 0,85, Cl = 0,96 + Theo bảng 4.17 [1], với u = 2,8 có Cu = 1,138 + Theo bảng 4.18 [1], với P1/[P0] = 1,63/0,6 = 2,71 có Cz = 0,95 Vậy: 𝑧 = 1,63 1,25⁄0,6.0,91.0,96.1,138.0,95 = 3,59 Lấy z = đai - Chiều rộng bánh đai theo công thức 4.17 [1], tra e,t từ bảng 4.21 [1] 𝐵 = (𝑧 − 1)𝑡 + 2𝑒 = (4 − 1) 12 + 2.8 = 52 (𝑚𝑚) Đồ án Chi tiết máy Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 2.1.3 Tính lực tác dụng lên trục: - Lực căng ban đầu (định kì điều chỉnh lực căng, qm theo bảng 4.22 [1]) 𝐹0 = 780𝑃1 𝐾đ ⁄(𝑣𝐶𝛼 𝑧) + 𝑞𝑚 𝑣 = 780.1,63 1,25⁄(4,54.0,91.4) + 0,061.4,542 = 97 (𝑁) - Lực tác dụng lên trục: 𝐹𝑟 = 2𝐹0 𝑧𝑠𝑖𝑛(𝛼1 ⁄2) = 2.97.4sin(147⁄2) = 744 (𝑁) Tổng hợp kết tính toán truyền đai Thông số Loại đai Ký hiệu Đơn vị - - Tiết diện đai Kết tính toán đai thang thường O Số đai z Chiều dài đai l mm 1120 Đường kính bánh đai d1/d2 mm 90/250 Chiều rộng bánh đai B mm 52 Tỷ số truyền thực tế ut - 2,83 Sai lệch tỷ số truyền Δu % 1,07 Khoảng cách trục a mm 282 Góc ôm bánh đai nhỏ α1 độ 147 Lực tác dụng lên trục Fr N 744 Đồ án Chi tiết máy Trang Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 2.2 Thiết kế truyền bánh côn thẳng: 2.2.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép: Tra bảng 6.1 [1] - Bánh chủ động dùng thép 40 cải thiện, độ rắn HB192 228, σb1 = 700 MPa, σch1 = 400 MPa - Bánh bị động dùng thép 45 thường hóa, độ rắn HB170 217, σb2 = 600 MPa, σch2 = 340 MPa - Để truyền bánh có khả chạy mòn tốt độ rắn bánh chủ động HB1 bánh bị động HB2 phải theo quan hệ: HB1 ≥ HB2 + (10 ÷ 15) HB Theo bảng 6.2 [1], thép 40 cải thiện thép 45 thường hóa đạt độ rắn HB 180 350 Chọn HB1 = 220, HB2 = 200 - Tính sơ ứng suất cho phép: 𝑂 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚1 = 2𝐻𝐵1 + 70 = 2.220 + 70 = 510 𝑀𝑃𝑎 𝑂 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 1,8.220 = 396 𝑀𝑃𝑎 𝑂 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚2 = 2𝐻𝐵2 + 70 = 2.200 + 70 = 470 𝑀𝑃𝑎 𝑂 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚2 = 1,8.200 = 360 𝑀𝑃𝑎 𝑁𝐻𝑂1 = 30.2202,4 = 1,25.107 𝑁𝐻𝑂2 = 30.2002,4 = 1.107 𝑁𝐹𝑂1 = 𝑁𝐹𝑂2 = 4.106 𝑁𝐻𝐸1 = 60𝑐𝑛1 𝐿ℎ = 60.1.344,6.15000 = 31.107 ; 𝑁𝐻𝐸2 𝑁𝐻𝐸1 31.107 = = = 9,3.107 𝑢ℎ 3,31 Bộ truyền chịu tải trọng tĩnh: 𝑁𝐹𝐸1 = 𝑁𝐻𝐸1 = 31.107 ; 𝑁𝐹𝐸2 = 𝑁𝐻𝐸2 = 9,3.107 Do NHE > NHO, NFE > NFO nên KHL KFL 1, tra bảng 6.2 [1] SH = 1,1; SF = 1,75 Sơ xác định được: [𝜎𝐻 ]1𝑠𝑏 = 510.1⁄1,1 = 464 𝑀𝑃𝑎 ; [𝜎𝐻 ]2𝑠𝑏 = 470.1⁄1,1 = 427 𝑀𝑃𝑎 Đồ án Chi tiết máy Trang 10 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 Tra bảng 10.7 [1] với 𝜎𝑏 = 850 𝑀𝑃𝑎 𝜓𝜎 = 0,1 ; 𝜓𝜏 = 0,05 Hệ số 𝐾𝜎𝑑𝑗 𝐾𝜏𝑑𝑗 xác định theo công thức sau: 𝐾𝜎𝑑𝑗 = (𝐾𝜎 ⁄εσ + 𝐾𝑥 − 1) ⁄𝐾𝑦 𝐾𝜏𝑑𝑗 = (𝐾𝜏 ⁄ετ + 𝐾𝑥 − 1) ⁄𝐾𝑦 đó: 𝐾𝑥 – hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, theo bảng 10.8 [1] với phương pháp tiện, nội suy 𝐾𝑥 = 1,119 𝐾𝑦 – hệ số tăng bền bề mặt trục, trục không tăng bền nên 𝐾𝑦 = Theo bảng 10.10 [1] có 𝜀𝜎 = 0,88 ; 𝜀𝜏 = 0,81 Theo bảng 10.12 [1] có 𝐾𝜎 = 2,07 ; 𝐾𝜏 = 1,97 Từ tính được: 𝐾𝜎𝑑𝑗 = (2,07⁄0,874 + 1,119 − 1)⁄1 = 2,47 𝐾𝜏𝑑𝑗 = (1,97⁄0,804 + 1,119 − 1)⁄1 = 2,67 Suy ra: 𝑠𝜎𝑗 = 𝑠𝜏𝑗 = 𝑠𝑗 = 370,6 = 8,33 2,47.18 + 0,1.0 215 = 11,8 2,67.6,7 + 0,05.6,7 8,33.11,8 √8,332 + 11,82 = 6,8 > [𝑠] = 1,5 … 2,5 Vậy trục đảm bảo đủ bền 3.4.4 Tính chọn ổ lăn: a) Chọn loại ổ lăn: Do có lực dọc trục (do bánh côn sinh ra) nhằm đảm bảo cứng, vững nên ta chọn ổ lăn loại ổ đũa côn Đảo chiều lực khớp nối để xem trường hợp ổ chịu lực lớn Đồ án Chi tiết máy Trang 29 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 Các phương trình cân lực: - ∑𝐹𝑥 = −𝐹𝑘22 + 𝑋20 − 𝐹𝑡23 + 𝑋21 = ⇔ 𝑋21 + 𝑋20 = 𝐹𝑡23 + 𝐹𝑘22 = 1291 + 514 = 1805 𝑁 - ∑𝐹𝑦 = −𝑌20 + 𝐹𝑟23 + 𝑌21 = ⇔ 𝑌20 − 𝑌21 = 𝐹𝑟23 = 136 𝑁 - ∑𝑀0 (𝐹𝑥 ) = −𝐹𝑘22 70 + 𝐹𝑡23 65 − 𝑋21 196 = ⇔ 𝑋21 = (−𝐹𝑘22 70 + 𝐹𝑡23 65)⁄196 = (−514.70 + 1291.65)⁄196 = 245 𝑁 ⇒ 𝑋20 = 1805 − 𝑋21 = 1805 − 245 = 1560 𝑁 - ∑𝑀0 (𝐹𝑦 ) = 𝐹𝑎23 𝑑𝑚2 ⁄2 − 𝐹𝑟23 65 − 𝑌21 196 = ⇔ 𝑌21 = (𝐹𝑎23 𝑑𝑚2 ⁄2 − 𝐹𝑟23 65)⁄196 = (450 216,81⁄2 − 136.65)⁄196 = 204 𝑁 ⇒ 𝑌20 = 136 + 𝑌21 = 136 + 204 = 340 𝑁 Đồ án Chi tiết máy Trang 30 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 Lực hướng tâm tác dụng lên ổ: 2 𝐹𝑟20 = √𝑋20 + 𝑌20 = √15602 + 3402 = 1596,6 𝑁 2 𝐹𝑟21 = √𝑋21 + 𝑌21 = √2452 + 2042 = 318,8 𝑁 Như đảo chiều Fk22 (Fk22 chiều Ft23) ổ lăn chịu lực lớn nên tính chọn ổ theo trường hợp Với hộp giảm tốc, chọn ổ lăn có cấp xác Chọn sơ cỡ ổ: với d20 = d21 = 35 mm, tra bảng P2.11 [1] chọn ổ đũa côn có thông số sau: Kí hiệu d (mm) D (mm) B (mm) α (°) C (kN) Co (kN) 7207 35 72 17 13,83 35,2 26,3 Hệ số 𝑒 = 1,5𝑡𝑔𝛼 = 1,5𝑡𝑔13,83° = 0,37 b) Tính kiểm nghiệm ổ: * Theo khả tải động: 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿 Trong đó: m – bậc đường cong mỏi, với ổ đũa m = 10/3 L – tuổi thọ tính triệu vòng quay: 𝐿 = 60 𝑛 𝐿ℎ 10−6 = 60.104.15000.10−6 = 93,6 Q – tải trọng động quy ước: 𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 )𝑘𝑡 𝑘𝑑 Trong đó: V – hệ số kể đến vòng quay, vòng quay V = kt – hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, kt = Đồ án Chi tiết máy Trang 31 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 kd – hệ số kể đến đặc tính tải trọng Tra bảng 11.3 [1] với đặc tính tải trọng va đập nhẹ kd = 1…1,2; chọn kd = 1,2 Lực dọc trục lực hướng tâm sinh ổ lăn: 𝐹𝑠20 = 0,83𝑒𝐹𝑟20 = 0,83.0,37.1596,6 = 490 𝑁 𝐹𝑠21 = 0,83𝑒𝐹𝑟21 = 0,83.0,37.318,8 = 98 𝑁 Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn: ∑𝐹𝑎20 = 𝐹𝑠21 + 𝐹𝑎23 = 98 + 450 = 548 𝑁 ∑𝐹𝑎21 = 𝐹𝑠20 − 𝐹𝑎23 = 477 − 450 = 27 𝑁 Vậy lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn: 𝐹𝑎20 = 548 𝑁 ; 𝐹𝑎21 = 98 𝑁 Theo bảng 11.4 [1] có: 𝑋=1 Với 𝐹𝑎20 ⁄𝑉𝐹𝑟20 = 548⁄1.1596,6 = 0,34 < 𝑒 = 0,37 ⇒ { 𝑌=0 𝑋=1 Với 𝐹𝑎21 ⁄𝑉𝐹𝑟21 = 98⁄1.318,8 = 0,3 < 𝑒 = 0,37 ⇒ { 𝑌=0 Vậy tải trọng động quy ước ổ lăn: 𝑄20 = (𝑋𝑉𝐹𝑟20 + 𝑌𝐹𝑎20 )𝑘𝑡 𝑘𝑑 = (1.1.1596,6 + 0.548) 1.1,2 = 1916 𝑁 𝑄21 = (𝑋𝑉𝐹𝑟21 + 𝑌𝐹𝑎21 )𝑘𝑡 𝑘𝑑 = (1.1.318,8 + 0.98) 1.1,2 = 382,6 𝑁 Do 𝑄20 > 𝑄21 nên cần kiểm nghiệm cho ổ lăn 20 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿 = 1916 10⁄3 √93,6 = 7478 𝑁 = 7,47 𝑘𝑁 < 𝐶 = 35,2 𝑘𝑁 Vậy ổ thỏa mãn khả tải động * Theo khả tải tĩnh: Tra bảng 11.6 [1] với ổ đũa côn dãy được: 𝑋 = 0,5 { 𝑜 𝑌𝑜 = 0,22𝑐𝑜𝑡𝑔𝛼 = 0,22𝑐𝑜𝑡𝑔13,83° = 0,9 Đồ án Chi tiết máy Trang 32 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 Tải trọng tĩnh quy ước ổ: 𝑄𝑡20 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟20 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎20 = 0,5.1596,6 + 0,9.548 = 1291,5 𝑁 < 𝐹𝑟20 = 1596,6 𝑁 𝑄𝑡21 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟21 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎21 = 0,5.318,8 + 0,9.98 = 247,6 𝑁 < 𝐹𝑟21 = 318,8𝑁 ⇒ 𝑄𝑡 = 𝐹𝑟20 = 1596,6 𝑁 = 1,59 𝑘𝑁 < 𝐶𝑜 = 26,3 𝑘𝑁 Vậy ổ thỏa mãn khả tải tĩnh PHẦN IV THIẾT KẾ KẾT CẤU 4.1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc: Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ: bảo đảm 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 máy khỏi bụi bặm Vỏ hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, gân, mặt bích, gối đỡ,… Chế tạo vỏ hộp phương pháp đúc, vật liệu gang xám GX 15-32 4.1.1 Chọn bề mặt ghép nắp thân: Chọn bề mặt ghép nắp thân vỏ hộp qua đường tâm trục, song song với mặt đế 4.1.2 Các kích thước vỏ hộp: Với a = Re = 129,3 mm Tên gọi Biểu thức tính toán Giá trị (mm) Thân hộp, δ δ = 0,03a + > 6mm δ=8 Nắp hộp, δ1 δ1 = 0,9δ δ1 = Gân tăng cứng Chiều dày, e e = (0,8 ÷ 1)δ e=8 Đường kính Bulông nền, d1 d1 > 0,04a + 10 > 12mm Chiều dày Đồ án Chi tiết máy Trang 33 d1 = 16 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Mặt bích ghép nắp thân MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 Bulông cạnh ổ, d2 d2 = (0,7 ÷ 0,8)d1 d2 = 12 Bulông ghép bích nắp thân, d3 d3 = (0,8 ÷ 0,9)d2 d3 = 10 Vít ghép nắp ổ, d4 d4 = (0,6 ÷ 0,7)d2 d4 = Vít ghép nắp cửa thăm, d5 d5 = (0,5 ÷ 0,6)d2 d5 = Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 = (1,4 ÷ 1,8)d3 S3 = 16 Chiều dày bích nắp hộp, S4 S4 = (0,9 ÷ 1)S3 S4 = 16 Bề rộng bích nắp thân, K3 K3 ≈ K2 – (3 ÷ 5)mm K3 = 35 Trục I: D = 62mm D2 = 92 D2 ≈ D + 2δ + (1,6 ÷ 2)d4 Đường kính tâm lỗ vít D3, D2 D3 ≈ D + 2δ + 4,4d4 D3 = 113 Trục II: D = 72mm D2 = 88 D2 ≈ D + (1,6 ÷ 2)d4 Kích thước gối trục Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ E2, C, R2, k (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Đồ án Chi tiết máy D3 = 107 D3 ≈ D + 4,4d4 K2 = E2 + R2 + (3 ÷ 5)mm K2 = 40 E2 ≈ 1,6d2 E2 = 20 R2 ≈ 1,3d2 R2 = 15 C ≈ D3/2 Trang 34 Trục I C = 56,5 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 Trục II Mặt đế hộp Khe hở chi tiết C = 53,5 k ≥ 1,2d2 k ≥ 15 Chiều cao h xác định theo kết cấu h = 41 Chiều dày S1 S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)d1 S1 = 24 Bề rộng mặt đế hộp K1, q K1 ≈ 3d1 K1 = 48 q ≥ K1 + 2δ q = 64 Δ ≥ (1 ÷ 1,2)δ Δ = 12 Giữa bánh thành hộp Giữa đỉnh bánh Δ1 ≥ (3 ÷ 5)δ lớn với đáy hộp Δ1 = 32 Số bulông Z = (L + B)/(200 ÷ 300) Z=4 Chiều cao mức Cao dầu bôi trơn (từ Thấp đáy hộp) hmax = Δ1 + dae2/6 hmax = 73,4 hmin = Δ1 + b.sinδ2 hmin = 62,6 4.2 Kết cấu chi tiết hộp giảm tốc: 4.2.1 Bánh răng: Với bánh nhỏ, khoảng cách từ chân tới rãnh then X thỏa mãn: 𝑋 ≈ 9,5𝑚𝑚 > 1,8𝑚𝑡𝑒 = 1,8.2,5 = 4,5𝑚𝑚 Do làm bánh rời trục Các kích thước bánh lớn tính sau: + Vành răng: 𝛿 = (2,5~3)𝑚𝑡𝑒 = (2,5~3) 2,5 = 6,25~7,5 Yêu cầu 𝛿 không nhỏ từ đến 10mm, chọn 𝛿 = 8mm Đồ án Chi tiết máy Trang 35 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 + Mayơ: - Độ dài mayơ: 𝑙 = (0,8 ~ 1,8)𝑑 = (0,8 ~ 1,8) 38 = 30,4 ~ 68,4 𝑚𝑚 Chọn l = 40mm - Đường kính ngoài: 𝐷 = (1,5 ~ 1,8)𝑑 = 57 ~ 68,4 𝑚𝑚 Chọn D = 56mm + Chiều dày đĩa: 𝐶 ≈ (0,3 ~ 0,35)𝑏 = (0,3 ~ 0,35) 32 = 9,6 ~ 11,2 𝑚𝑚 Chọn C = 10mm 4.2.2 Ổ lăn: Sử dụng ổ đũa côn cỡ nhẹ, kích thước cho bảng P2.11 [1] Đồ án Chi tiết máy Trang 36 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Trục d Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 D D1 d1 B C1 T r r1 α ° mm C0 C kN Trục I 30 62 50,6 45,6 16 14 17,25 1,5 0,5 13,67 29,8 22,3 Trục II 35 72 59 52,7 17 15 18,25 2,0 0,8 13,83 35,2 26,3 4.2.3 Cốc lót: Trục I dùng cốc lót để đỡ ổ lăn tạo thuận lợi cho việc lắp ghép điều chỉnh phận ổ điều chỉnh ăn khớp bánh côn Chọn chiều dày cốc lót: Chiều dày vai bích cốc lót: δ = mm δ1 = δ2 = δ = (mm) 4.2.4 Một số chi tiết khác: a) Bulông vòng: Theo bảng 18.3b [1] với Re = 129,3mm trọng lượng hộp Q = 56kG Do chọn bulông vòng có thông số sau: c x r Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l ≥ f b 36 20 20 13 18 18 10 1,2 2,5 M8 Đồ án Chi tiết máy Trang 37 r1 r2 4 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 b) Cửa thăm: A B A1 B1 C K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 87 12 M6x22 c) Nút thông hơi: A B C D E G Q R S H I K L M N O P M27x2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 d) Nút tháo dầu: d b m f L c q D S D0 M16x1,5 12 23 13,8 26 17 19,6 Đồ án Chi tiết máy Trang 38 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 e) Que thăm dầu: 12 18 12 30 f) Vòng phớt: d d1 d2 D a B S0 Trục I (mm) 35 36 24 48 6,5 12 Trục II (mm) 45 46 44 64 6,5 12 Đồ án Chi tiết máy Trang 39 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 PHẦN V BÔI TRƠN, LẮP GHÉP VÀ DUNG SAI 5.1 Bôi trơn 5.1.1 Bôi trơn hộp giảm tốc: Do vận tốc vòng bánh v = 1,18m/s < 12m/s nên lựa chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Tra bảng 18.11 [1] độ nhớt dầu bôi trơn 186(11) 16(2) Tra bảng 18.13 [1] với độ nhớt chọn dầu bôi trơn dầu ôtô máy kéo AK-20 5.1.2 Bôi trơn ổ lăn: Chọn bôi trơn ổ lăn mỡ, theo bảng 15.15a [1] chọn mỡ loại LGMT2 Để ngăn cách mỡ ổ với dầu hộp giảm tốc, sử dụng vòng chắn, gồm từ đến rãnh tiết diện tam giác Vòng lắp cách mép thành hộp từ đến 2mm Khe hở vỏ (hoặc ống lót) với mặt vòng ren khoảng 0,4mm Đồ án Chi tiết máy Trang 40 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực K58 MSSV:20134326 5.2 Kiểu lắp, sai lệch giới hạn dung sai lắp ghép Bảng kê kiểu lắp, sai lệch giới hạn dung sai lắp ghép Trục Vị trí lắp Kiểu lắp Đoạn trục lắp bánh đai Ø25k6 Bạc - Trục Ø25D11/k6 Cốc lót - Nắp ổ Ø62H7/d11 Cốc lót - Ổ lăn Ø62H7 Sai lệch giới hạn (μm) Khe hở / Độ dôi Lỗ Trục +15 +2 +195 +15 +193 +65 +2 +50 +30 -100 +320 -290 +100 +30 I Trục - Ổ lăn II Ø30k6 Vỏ hộp - Cốc lót Ø78H7/h6 Vòng chắn dầu - Trục Ø25F8/k6 Bánh - Trục Ø25H7/k6 Đoạn trục lắp khớp nối Đồ án Chi tiết máy +15 Ø30k6 Trang 41 +2 +30 +49 -19 +53 +15 +51 +20 +2 +5 +21 +15 +19 +2 -15 +15 +2 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn Bạc - Trục Ổ lăn - Trục MSSV:20134326 Ø30D11/k6 +195 +15 +193 +65 +2 +50 +18 Ø35k6 Vòng chắn dầu - Trục Ø35F8/k6 Bánh - Trục Ø38H7/k6 Vỏ hộp - Ổ lăn Ø72H7 Vỏ hộp - Nắp ổ Ø72H7/d11 Đồ án Chi tiết máy Cơ khí động lực K58 Trang 42 +2 +64 +18 +62 +25 +2 +7 +25 +18 +23 +2 -18 +30 -100 +320 -290 +100 +30 Mã đề HMP.4022 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:20134326 Cơ khí động lực K58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí - Tập 1, - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Chi tiết máy - Nguyễn Trọng Hiệp Dung sai lắp ghép - Ninh Đức Tốn Đồ án Chi tiết máy Trang 43 Mã đề HMP.4022 [...]... 62,6 4. 2 Kết cấu các chi tiết của hộp giảm tốc: 4. 2.1 Bánh răng: Với bánh răng nhỏ, khoảng cách từ chân răng tới rãnh then X thỏa mãn: 𝑋 ≈ 9,5𝑚𝑚 > 1,8𝑚𝑡𝑒 = 1,8.2,5 = 4, 5𝑚𝑚 Do đó có thể làm bánh răng rời trục Các kích thước của bánh răng lớn được tính như sau: + Vành răng: 𝛿 = (2,5~3)𝑚𝑡𝑒 = (2,5~3) 2,5 = 6,25~7,5 Yêu cầu 𝛿 không nhỏ hơn từ 8 đến 10mm, chọn 𝛿 = 8mm Đồ án Chi tiết máy Trang 35 Mã đề HMP .40 22... tiết máy Trang 18 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 Cơ khí động lực 2 K58 - Chi u dài mayơ bánh đai: 𝑙𝑚12 = (1,2 … 1,5)𝑑1 = (1,2 … 1,5)25 = 30 … 37,5 Chọn 𝑙𝑚12 = 35 𝑚𝑚 - Chi u dài mayơ bánh răng chủ động: 𝑙𝑚13 = (1,2 … 1 ,4) 𝑑1 = (1,2 … 1 ,4) 25 = 30 … 35 Chọn 𝑙𝑚13 = 35 𝑚𝑚 - Chi u dài mayơ bánh răng bị động: 𝑙𝑚23 = (1,2 … 1 ,4) 𝑑2 = (1,2 … 1 ,4) 30 = 36 … 42 Chọn 𝑙𝑚23 = 40 𝑚𝑚 - Chi u dài mayơ nửa... côn cỡ nhẹ với các thông số như sau: Kí hiệu d (mm) D (mm) B (mm) C (kN) Co (kN) 7206 30 62 16 29,80 22,30 3.3 .4 Sơ đồ kết cấu trục: Đồ án Chi tiết máy Trang 22 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 Cơ khí động lực 2 K58 3 .4 Tính cụm trục II: Đồ án Chi tiết máy Trang 23 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 Cơ khí động lực 2 K58 3 .4. 1 Thiết kế trục: a) Các phương trình cân bằng lực: -. .. sau: Đồ án Chi tiết máy Trang 26 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 - Tại vị trí lắp khớp nối: 𝑏 = 8 𝑚𝑚 { ℎ = 7 𝑚𝑚 𝑡1 = 4 𝑚𝑚 - Tại vị trí lắp bánh răng: 𝑏 = 10 𝑚𝑚 { ℎ = 8 𝑚𝑚 𝑡1 = 5 𝑚𝑚 Cơ khí động lực 2 K58 Chọn chi u dài then: - Tại vị trí lắp bánh răng: 𝑙𝑡23 = (0,8 … 0,9)𝑙𝑚23 = (0,8 … 0,9 )40 = 32 … 36 Chọn 𝑙𝑡23 = 36 𝑚𝑚 - Tại vị trí lắp khớp nối: 𝑙𝑡22 = (0,8 … 0,9)𝑙𝑚22 = (0,8 … 0,9)61 = 48 ,8... 2 .42 401.1,185.1 Vậy: KF = 1,185.1.1,27 = 1,5 Ta có: 𝜎𝐹1 = 2 .42 401.1,5.0,57.1.3, 54 = 65 𝑀𝑃𝑎 < [𝜎𝐹1 ] = 230 𝑀𝑃𝑎 0,85.32,32.2,19.65,7 𝜎𝐹2 = 𝜎𝐹1 𝑌𝐹2 ⁄𝑌𝐹1 = 65 3,63⁄3, 54 = 66,6 𝑀𝑃𝑎 < [𝜎𝐹2 ] = 209 𝑀𝑃𝑎 Điều kiện bền uốn được thỏa mãn Đồ án Chi tiết máy Trang 14 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn Cơ khí động lực 2 K58 MSSV:201 343 26 2.2 .4 Tính lực tác dụng trong bộ truyền bánh răng côn: 𝐹𝑡1 = 2 𝑇1 ⁄𝑑𝑚1 = 2 42 401⁄65,7... 𝑇𝑘𝑛 𝑙1 = 34 𝑚𝑚 = 250 𝑁𝑚 có { 𝑙3 = 28 𝑚𝑚 𝑑𝑐 = 14 𝑚𝑚 3.1.2 Tính lực khớp nối tác dụng lên trục: 𝐹𝑡 = 2 𝑇⁄𝐷0 = 2.1 348 56⁄105 = 2568 (𝑁) 𝐹𝑘 = 0,2𝐹𝑡 = 0,2.2568 = 5 14 (𝑁) Đồ án Chi tiết máy Trang 16 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 Cơ khí động lực 2 K58 3.2 Lực tác dụng lên các trục, khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt lực: 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực: Đồ án Chi tiết máy Trang 17 Mã đề HMP .40 22 Phạm... 1,2d2 k ≥ 15 Chi u cao h xác định theo kết cấu h = 41 Chi u dày S1 S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)d1 S1 = 24 Bề rộng mặt đế hộp K1, q K1 ≈ 3d1 K1 = 48 q ≥ K1 + 2δ q = 64 Δ ≥ (1 ÷ 1,2)δ Δ = 12 Giữa bánh răng và thành hộp Giữa đỉnh bánh răng Δ1 ≥ (3 ÷ 5)δ lớn với đáy hộp Δ1 = 32 Số bulông nền Z = (L + B)/(200 ÷ 300) Z =4 Chi u cao mức Cao nhất dầu bôi trơn (từ Thấp nhất đáy hộp) hmax = Δ1 + dae2/6 hmax = 73 ,4 hmin = Δ1... được go = 73 Đồ án Chi tiết máy Trang 13 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 Cơ khí động lực 2 K58 𝜈𝐻 = 𝛿𝐻 𝑔𝑂 𝑣√𝑑𝑚1 (𝑢 + 1)⁄𝑢 = 0,006.73.1,18√65,7 (1 + 3,3)⁄3,3 = 4, 78 𝐾𝐻𝑣 = 1 + 𝜈𝐻 𝑏 𝑑𝑚1 ⁄(2𝑇1 𝐾𝐻𝛽 𝐾𝐻𝛼 ) = 1 + 4, 78.32 65,7⁄(2 .42 401.1.1,098) = 1,1 Vậy: KH = 1,098.1.1,1 = 1,21 Ta có: 𝜎𝐻 = 2 74. 1,76.0,87√2 .42 401.1,21 √3,32 + 1⁄(0,85.32.65,72 3,3) = 40 1 𝑀𝑃𝑎 𝜎𝐻 = 40 1 𝑀𝑃𝑎 < [𝜎𝐻 ] = 44 6 𝑀𝑃𝑎 ⇒ thỏa... Đường kính đỉnh răng ngoài dae1/dae2 mm 81,26 248 ,5 Chi u cao đầu răng ngoài hae1/hae2 mm 3,27 1,73 Chi u cao chân răng ngoài hfe1/hfe2 mm 2,23 3,77 Lực vòng Ft1 N 1291 Lực hướng tâm Fr1 N 45 0 Lực dọc trục Fa1 N 136 Thông số Số răng Đường kính chia ngoài 30 99 Lực ăn khớp trên bánh chủ động Đồ án Chi tiết máy Trang 15 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 Cơ khí động lực 2 K58 PHẦN III CHỌN KHỚP... 𝑚𝑡𝑚 𝑧2 = 2,19.99 = 216,81 𝑚𝑚 - Số răng bánh bị động: z2 = uz1 = 3,31.30 = 99,3 Chọn z2 = 99 - Tỉ số truyền thực tế: ut = z2/z1 = 99/30 = 3,3 ; Δu = 0,3% Đồ án Chi tiết máy Trang 11 Mã đề HMP .40 22 Phạm Hoàng Tuấn MSSV:201 343 26 Cơ khí động lực 2 K58 Tra bảng 6.20 [1] được hệ số dịch chỉnh x1 = 0,31 ; x2 = -0 ,31 - Sử dụng các công thức trong bảng 6.19 [1] tính được: + Góc côn chia: 𝛿1 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔(𝑧1 ⁄𝑧2 ) =