Đang tải... (xem toàn văn)
1.1. Xaùc ñịnh coâng suất ñộng cơ vaø phaân phối tỉ số truyền: Coâng suất của ñộng cơ ñược xaùc ñịnh tuøy thuộc vaøo chế ñộ laøm việc của ñộng cơ vaø tính chất tải trọng . •Do tải troïng khoâng ñoåi neân coâng suất tính toaùn laøcoâng suất laøm việc treân trục maùy coâng taùc : Pt = Plv =2,5 kW •Hiệu suất truyền động : η = ηKN . ηol . ηbrc . ηbrt . ηx = 0,99 . 0.994. 0,96. 0,97 . 0,93 = 0,824 Với ηKN - hiệu suất khớp nối ηol - hiếu suất một cặp ổ lăn ηbrc - hiệu suất bộ truyền baùnh răng coân ηbrt - hiệu suất bộ truyền baùnh răng trụ ηx - hiệu suất bộ truyền xích Trị số của caùc hiệu suất treân tra theo bảng 2.3 [1]. •Coâng suất cần thiết treân truïc ñộng cơ: Pct = = = 3.034 kW •Chọn số voøng quay ñồng bộ của ñộng cơ : nñb = 1500 v/ph Theo bảng P1.2 .[1] với Pct = 3.034 kW vaø nñb = 1500 v/ph duøng ñộng cơ DK.51 – 4 với Pñc = 4.5 kW ; nñc = 1400 v/ph 1.2. Phaân phối tỉ số truyền : Tæ số truyền chung của hệ thống dẫn ñộng : u = u1 . u2 . ux = uh . ux = = = 32,73 Trong ñoù : u1 - tỉ số truyền bộ truyền bộ truyền baùnh răng coân ; u2 - tỉ số truyền bộ truyền baùnh răng trụ ; ux - tỉ số truyền bộ truyền bộ truyền xích ; Tỉ số truyền của hộp giảm tốc thường ñược chọn theo tieâu chuẩn. Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc laø u¬¬¬¬¬h = u¬¬1.u2 = 14 Kích thước vaø khối lượng hộp giảm tốc coân - trụ sẽ ñạt giaùtrị nhỏ nhất nếu với caùc trị số hợp lí của caùc thoâng số laø hệ số chiều rộng răng ψbd = b/dw1 vaø hệ số chiều rộng vaønh răng Kbe = b/Re = 0,25 … 0,3 ,thì tải trọng taùc dụng treân hai cấp baùnh răng tương ứng ñối với ñộ bền tiếp xuùc cho pheùp của caùc mặt răng laøm việc. Chọn ψbd2 = 1,1 ; Kbe = 0,3 ; [K01] ≈ [K02] ; Để nhận ñược kích thước nhỏ nhất trong mặt phẳng thẳng goùc vôùi caùc ñöôøng taâm trục chọn cK = 1,1 (chọn cK = 1 1,4) Ta tính ñược giaù trị λK : Suy ra Theo hình 3.21[1] , chọn được u1 = 4,05 Với u1 – tí số truyền của cặp baùnh răng coân cấp nhanh Suy ra tỉ số truyền của cặp baùnh răng trụ cấp chậm laø : Tỉ số truyền của bộ truyền xích (bộ truyền ngoaøi) : Xaùc ñịnh coâng suất,số voøng quay, moâmen treân caùc trục : • Coâng suất : PI = Pct . ηKN . ηol = 3,034.0,99.0,99 = 2,97 KW PII = PI . ηbrc . ηol = 2.97 .0,96.0,99 = 2,83 KW PIII = PII . ηbrt . ηol = 2,83 .0,97.0,99 = 2,71 KW Plv = 2,5 KW •Số voøng quay : n1 = nñc = 1440 v/ph v/ph v/ph nlv = 44 v/ph • Moâmen xoắn : Tñc = TI = TII = TIII = TIV = Thoâng số TrụcĐộng cơIIIIIIIV Coâng suất P,KW3,0342,972,832,712,50 Tỉ số truyền u14,053,462,34 Số voøng quay n,v/ph1440144035610344 Moâmen xoắn T,Nmm201211969775917251267542614 Bảng ñặc tính kỹ thuật của bộ truyền : PHẦN 2: TÍNH TOAÙN THIẾT KẾ CAÙC CHI TIẾT MAÙY 2.1.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Caùc số liệu : Coâng suaát dẫn P = 2, 71 KW Soá voøng quay trục daãn : n =103 vg/phuùt Tyû soá truyeàn bộ truyền xích : ux = 2,34 Ñieàu kieän laøm vieäc : quay moät chieàu, laøm vieäc 2 ca ,taûi va ñaäp nheï Tính toaùn thiết kế: 1.Choïn loaïi xích : xích oáng con laên . 2.Tính soá raêng caùc ñóa xích : ÖÙùng vôùi tyû soá truyeàn ux= 2,34 choïn sô boä soá raêng ñóa xich nhoû: Z1=29 – 2u = 25,32 Choïn Z1= 25 Z2 =u.Z1 = 2,34. 25 =58,5 Choïn soá raêng ñóa lôùn Z2 = 59 Suy ra ti soá truyeàn boä truyeàn xích : ux = 59/25 =2,36 3. Xaùc ñònh caùc heä soá ñieàu kieän söû duïng xích: • K = Kr . Ka. Ko. Kdc . Kb . Klv Trong ñoù: Kr =1,3 -heä soá taûi troïng ñoäng öùng vôùi taûi va ñaäp nheï. Ka =1 - heä soá aûnh höôûng cuûa khoaûng caùch truïc vôùi a =(30 50 ) pc K0 =1 - heä soá aûnh höôûng cuûa caùch boá trí boä truyeàn, öùng vôùi boä truyeàn naèm ngang Kdc =1 - heä soá aûnh höôûng cuûa khaû naêng ñieàu chænh löïc caêng xích.(truïc ñieàu chænh ñöôïc). Kb =1,5 - laø heä soá xet ñeán ñieàu kieän boâi trôn, (boâi trôn ñònh kyø) Klv =1,25 -soá laøm vieäc öùng vôùi laøm vieäc 2 ca. K = Kr . Ka. Ko. Kdc . Kb . Klv = 1,3 . 1 . 1 . 1 . 1,5 . 1,25 = 2,4375 •Caùc heä soá : -Heä soá voøng quay Vôùi n01 =200 tra töø baûng 5.4 taøi lieäu [2]. -Heä soá raêng ñóa xích : -Heä soá xeùt ñeán soá daõy xích, vôùi xích moät daõy: Kx = 1 4. Ta coù coâng suaát tính toaùn: KW Theo baûng 5.4 taøi lieäu [2] ta choïn böùôc xích pc =31,75 mm. Thoûa maõn ñieàu kieän beàn moøn : Pt < [p] = 19,3 KW 5. Kieåm tra soá voøng quay tôùi haïn öùng vôùi böôùc xích pc = 31,75 mm tra töø baûng 5.2 [2] ta coù nth = 630 vg/ph > nboä truyeàn=103 (vg/phuùt). Do ñoù dieàu kieän n < nth ñöôïc thoûa. 6. Vaän toác trung bình cuûa xích : m/s Löïc voøng coù ích : N 7. Tính toaùn vaø kieåm mghieäm böôùc xích : mm Vôùi [Po] = 29 Mpa – Aùp suaát cho pheùp, tra töø baûng 5.3 taøi lieäu [2] Vaäy böôùc xích ñaõ choïn thoaõ maõn ñieàu kieän treân. 8.Tính toaùn caùc thoâng soá cuûa boä truyeàn xích : •Choïn khoaûng caùch truïc sô boä a =(30÷50)pc = 40.31,75 = 1270 mm •Soá maét xích : Ta choïn X = 124 maét xích . Chieàu daøi xích: L = pc.X =31,75.124 = 3937 mm. •Tính tính chính xaùc khoaûng caùch truïc chính xaùc : = 0,25.31,75 = 1290 mm Ñeå boä truyeàn xích laøm vieäc coù ñoä chuøng bình thöôøng,ñeå xích khoâng chòu löïc caêng quaù lôùn, ta giaûm khoaûng caùch truïc xuoáng moät ñoaïn baèng (0,002÷0,004)a = 0,003.1290 = 4 mm Do ñoù khoaûng caùch truïc laø a = 1286 mm 9.Kieåm nghieäm soá laàn va ñaäp cuûa xích trong 1 giaây: Vôùi [i] = 16 –soá laàn va ñaäp cho pheùp cuûa xích trong moät giaây, baûng 5.6 taøi lieäu[2] 10. Tính kieåm tra xích theo heä soá an toaøn : Trong ñoù: •Q =88,5 KN - taûi troïng phaù huûy,tra baûng 5.2 taøi lieäu[1] •Löïc treân nhaùnh caêng : F1 Ft = 1988 N •Löïc caêng do löïc ly taâm : Fv=qm.v2= 7.06 N ( qm=3,8 kg/m – khoái löôïng moät meùt xích, tra baûng 5.2 taøi lieäu [1]) •Löïc caêng ban ñaàu cuûa xích : Fo=Kf .a .qm .g = 6 .1,286 .3,8 .9,81 = 287,6 N Vôùi Kf - heä soá phuï thuoäc vaøo ñoä voõng cuûa xích, khi xích naèm ngang: Kf = 6 Vôùi [s] hệ số an toaøn cho pheùp [s] = (7,8 ÷9,4) baûng 5.7 taøi lieäu [2]. 11. Ñöôøng kính ñóa xích : •Baùnh daãn: dl =19,05-baûng 5.2[1] •Baùnh bò daãn:
Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh MỤC LỤC Bản cad đầy đủ , bạn tải bật lên xem M14 Bu lơng c?nh ? 10 Thép CT3 Ch?t ð?nh v? Thép C45 Thân h?p gi?m t?c GX 15-32 SL V?t li?u K? hi?u TT Tên g?i TCVN Ghi H? TH? NG D?N Ð? NG BÁNH RÃNG T?I C nãng H? tên Ch? k? Ngày Thi?t k? Nguy?n Tu?n Ð?c H.d?n Ð? Th?Kim Liên Duy?t H? P GI?M T? C CƠN - TR? S? lý ?ng Kh?i lý ?ng T? : T?l? 1:1 S? t? : TRÝ ? NG ÐHCN VI?T-HUNG L?p K37 CTM2 Lời nói đầu PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỷ số truyền PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 Thiết kế truyền Xích 2.2 Thiết kế bánh 10 2.3 Thiết kế trục 25 2.4 Tính toán chọn ổ .39 2.5 Thiết kế vỏ hộp 45 2.6 Các chi tiết phụ 47 2.7 Bảng dung sai lắp ghép 49 SVTH: Đặng Ngọc Thoại Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Tài liệu tham khảo 52 SVTH: Đặng Ngọc Thoại Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh LỜI NÓI ĐẦU Trong sống bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trò đònh sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp củng cố lại kiến thức học môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Công việc thiết kế hộp giảm tốc giúp hiểu kỹ có nhìn cụ thể cấu tạo chức chi tiết bánh ,ổ lăn,… Thêm vào trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽhình chiếu với công cụ AutoCad, điều cần thiết với kỹ sư khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Thạnh bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu xót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Sinh viên thực hiẹân Đặng Ngọc Thoại SVTH: Đặng Ngọc Thoại Đồ án thiết kế HTTĐ khí PHẦN : GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Xác định công suất động phân phối tỉ số truyền: Công suất động xác định tùy thuộc vào chế độ làm việc động tính chất tải trọng • Do tải trọng không đổi nên công suất tính toán làcông suất làm việc trục máy công tác : Pt = Plv =2,5 kW • Hiệu suất truyền động : η = ηKN ηol ηbrc ηbrt ηx = 0,99 0.994 0,96 0,97 0,93 = 0,824 Với ηKN - hiệu suất khớp nối ηol - hiếu suất cặp ổ lăn ηbrc - hiệu suất truyền bánh côn ηbrt - hiệu suất truyền bánh trụ ηx - hiệu suất truyền xích Trị số hiệu suất tra theo bảng 2.3 [1] • Công suất cần thiết trục động cơ: SVTH: Đặng Ngọc Thoại Đồ án thiết kế HTTĐ khí Pt GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Pct = η = 0,824 = 3.034 kW • Chọn số vòng quay đồng động : nđb = 1500 v/ph Theo bảng P1.2 [1] với Pct = 3.034 kW n đb = 1500 v/ph dùng động DK.51 – với Pđc = 4.5 kW ; nđc = 1400 v/ph 1.2 Phân phối tỉ số truyền : Tỉ số truyền chung hệ thống dẫn động : n đc 1440 u = u1 u2 ux = uh ux = n = = 32,73 44 lv Trong : u1 - tỉ số truyền truyền truyền bánh côn ; u2 - tỉ số truyền truyền bánh trụ ; ux - tỉ số truyền truyền truyền xích ; Tỉ số truyền hộp giảm tốc thường chọn theo tiêu chuẩn Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc uh = u1.u2 = 14 Kích thước khối lượng hộp giảm tốc côn - trụ đạt giátrị nhỏ với trị số hợp lí thông số hệ số chiều rộng ψbd = b/dw1 hệ số chiều rộng vành Kbe = b/Re = 0,25 … 0,3 ,thì tải trọng tác dụng hai cấp bánh tương ứng độ bền tiếp xúc cho phép mặt làm việc Chọn ψbd2 = 1,1 ; Kbe = 0,3 ; [K01] ≈ [K02] ; Để nhận kích thước nhỏ mặt phẳng thẳng góc với đường tâm trục chọn cK = 1,1 (chọn cK = ÷1,4) Ta tính giá trị λK : SVTH: Đặng Ngọc Thoại Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh λK = Suy 2,25.ψbd [ K 02 ] 2,25.1,1 = = 11,8 (1 − K be ) K be [ K 01 ] (1 − 0,3)0,3 λ K c K3 = 11,8.1,13 = 15,8 Theo hình 3.21[1] , chọn u1 = 4,05 Với u1 – tí số truyền cặp bánh côn cấp nhanh Suy tỉ số truyền cặp bánh trụ cấp chậm : u2 = uh 14 = = 3,46 u1 4,05 Tỉ số truyền truyền xích (bộ truyền ngoài) : ux = u ch 32,73 = = 2,34 uh 14 Xác định công suất,số vòng quay, mômen trục : • Công suất : PI = Pct ηKN ηol = 3,034.0,99.0,99 = 2,97 KW PII = PI ηbrc ηol = 2.97 0,96.0,99 = 2,83 KW PIII = PII ηbrt ηol = 2,83 0,97.0,99 = 2,71 Plv = 2,5 KW KW • Số vòng quay : n1 = nđc = 1440 v/ph n2 = n1 1440 = = 365 v/ph u1 4,05 n3 = n2 365 = = 103 v/ph u 3,46 SVTH: Đặng Ngọc Thoại Đồ án thiết kế HTTĐ khí nlv = 44 GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh v/ph • Mômen xoắn : P 3,034 6 dc Tđc = 9,55.10 n = 9,55.10 1440 = 20121Nmm dc P 2,97 6 I TI = 9,55.10 n = 9,55.10 1440 = 19697 Nmm P 2,83 6 II TII = 9,55.10 n = 9,55.10 356 = 75917 Nmm P 2,71 P 2,5 6 III TIII = 9,55.10 n = 9,55.10 103 = 251267 Nmm lv TIV = 9,55.10 n = 9,55.10 44 = 542614 Nmm lv Bảng đặc tính kỹ thuật truyền : Động I Thông số Trục Công suất P,KW 3,034 2,97 Tỉ số truyền u 4,05 Số vòng quay n,v/ph 1440 1440 Mômen xoắn 20121 19697 T,Nmm SVTH: Đặng Ngọc Thoại II III 2,83 2,71 3,46 356 103 75917 251267 IV 2,50 2,34 44 542614 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Các số liệu : Công suất dẫn P = 2, 71 KW Số vòng quay trục dẫn : n =103 vg/phút Tỷ số truyền truyền xích : ux = 2,34 Điều kiện làm việc : quay chiều, làm việc ca ,tải va đập nhẹ Tính toán thiết kế: Chọn loại xích : xích ống lăn Tính số đóa xích : Ứùng với tỷ số truyền ux= 2,34 chọn sơ số đóa xich nhỏ: Z1=29 – 2u = 25,32 Chọn Z1= 25 ⇒ Z2 =u.Z1 = 2,34 25 =58,5 Chọn số đóa lớn Z2 = 59 Suy ti số truyền truyền xích : ux = 59/25 =2,36 Xác đònh hệ số điều kiện sử dụng xích: • K = Kr Ka Ko Kdc Kb Klv SVTH: Đặng Ngọc Thoại Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Trong đó: Kr =1,3 -hệ số tải trọng động ứng với tải va đập nhẹ Ka =1 - hệ số ảnh hưởng khoảng cách trục với a =(30 ÷50 ) pc K0 =1 - hệ số ảnh hưởng cách bố trí truyền, ứng với truyền nằm ngang Kdc =1 - hệ số ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích (trục điều chỉnh được) Kb =1,5 - hệ số xet đến điều kiện bôi trơn, (bôi trơn đònh kỳ) Klv =1,25 -số làm việc ứng với làm việc ca ⇒ K = Kr Ka Ko Kdc Kb Klv = 1,3 1,5 1,25 = 2,4375 • Các hệ số : n 200 01 -Hệ số vòng quay K n = n = 103 = 1,94 Với n01 =200 tra từ bảng 5.4 tài liệu [2] 25 25 -Hệ số đóa xích : K z = Z = 25 = 1 -Hệ số xét đến số dãy xích, với xích dãy: Kx = Ta có công suất tính toán: Pt = K K z K n P 2, 4375.1.1,94.2, 71 = = 12,815 Kx KW Theo bảng 5.4 tài liệu [2] ta chọn bứơc xích p c =31,75 mm Thỏa mãn điều kiện bền mòn : Pt < [p] = 19,3 SVTH: Đặng Ngọc Thoại KW Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Kiểm tra số vòng quay tới hạn ứng với bước xích pc = 31,75 mm tra từ bảng 5.2 [2] ta có nth = 630 vg/ph > nbộ truyền=103 (vg/phút) Do diều kiện n < nth thỏa Vận tốc trung bình xích : v= nzpc π dn 103.25.31, 75 = = = 1,363 m/s 60000 60000 60000 Lực vòng có ích : Ft = 1000.P 1000.2, 71 = = 1988 N v 1,363 Tính toán kiểm mghiệm bước xích : pc ≥ 600 P.K 2, 71.2, 4375 = 600 = 26.73 mm Z1.n1[ P0 ].K x 25.103.29.1 Với [Po] = 29 Mpa – p suất cho phép, tra từ bảng 5.3 tài liệu [2] Vậy bước xích chọn thoã mãn điều kiện Tính toán thông số truyền xích : • Chọn khoảng cách trục sơ a =(30÷50)pc = 40.31,75 = 1270 mm • Số mắt xích : X= 2a Z1 + Z Z − Z1 ) pc + + ÷ pc 2π a 2.1270 ( 25 + 59 ) 59 − 25 31, 75 = + + = 122, ÷ 31, 75 2π 1720 Ta chọn X = 124 mắt xích Chiều dài xích: L = pc.X =31,75.124 = 3937 mm • Tính tính xác khoảng cách trục xác : SVTH: Đặng Ngọc Thoại 10 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Tiết diện 10 Đường kính trục 18 b×h 6x6 t1 3,5 W(mm3) 450 W0(mm3) 1022,5 11 20 _ _ 785,4 1571 12 20 _ _ 785,4 1571 13 21 18 35 6x6 10x8 3,5 450 3566,4 1022,5 7775,6 22 31 35 40 10x8 12×8 5 3566,4 5364,4 7775,6 11648 32 35 _ _ 42009 8418 33 30 10x8 2130 4780,6 Công thức : Momen kháng xoắn : Wj = Mômen kháng uốn : Wj = π.d 3j 16 π.d 3j 32 − − b.t1 ( d j − t1 ) 2.d j b.t1 ( d j − t1 ) 2.d j Tính toán hệ số an toàn tiết diện trục : K σ Trong dó : Kσ dj = ε + K x − 1÷/ K y σ K Kτ dj = τ + K x − 1÷/ K y ετ Các trục gia công máy tiện ,tại tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra =2.5…0,63μm Do theo bngr 10.8 hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt k x = 1,06 Không dùng phương pháp tăng bean bề mặt hệ số tăng bền SVTH: Đặng Ngọc Thoại 37 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Ky = Theo bảng 10.2 , dùng dao phay ngón hệ số tập trung ứng suất rãnh then ứng với vật liệu có σb = 510MPa k σ = 1,65 ; k τ = 1,39 Kết tính toán hệ số an toàn tiết diện trục cho bảng sau: Kết bảng cho thấy tiết diện nguy hiểm trục dều Tiết diện d(mm) Tỉ số Kσ Rãnh then 10 18 1,77 11 20 _ 12 20 _ 13 18 1,77 Tiết d (mm) σaj 21 35 1,91 22 35 1,91 diện 31 10 1840 1,94 32 _ 11 2035 20,4 33 1,88 12 2030 42,5 13 18 3,82 21 35 30,6 22 35 24,5 31 40 22,4 32 35 3,7 33 30 Tỉ số ; εσ Lắp căng 1,9 1,9 1,9 1,9 τaj 1,9 1,9 9,631,9 6,3 1,9 6,3 1,9 9,63 4,9 4,9 10,78 14,9 26,2 Kσd 1,96 1,96 1,96 1,96 1,97 1,97 2.00 1,96 1,96 Kτ ετ Rãnh Lắp then 1,54 _ _ 1,54 K 1,75 τd 1,75 1,782 1,60 _ 1,60 2,031,60 1,60 1,81 1,81 1,84 1,60 1,78 căng 1,54 1,54 1,54 1,54 sσ 1,54 1,54 1,54 1,54 5,55 1,54 2,67 29,6 3,68 4,60 7,32 4,96 - K σd j K τd j 1,96 1,96 1,96 1,96 sτ 1,97 1,97 2.00 8,3 1,96 12,7 1,96 12,7 8,3 14,4 14,4 6,4 5,34 5,4 1,60 1,60 1,60 1,60 s 1,81 1,81 1,84 8,3 1,60 5,08 1,78 2,61 7,9 3,5 4,3 4,8 3,6 5,4 đảm bảo độ an toàn mỏi Tính kiểm nghiệm then tiêt diện trục : SVTH: Đặng Ngọc Thoại 38 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Điều kiện bền dập điều kiện cắt : 2T σd = d.l ( h − t ) ≤ [σd ] t 2T với [σd ] = 150 MPa ( bảng 9.5[1] ) τc = d.l b ≤ [τc ] t với [τc ] = 70 MPa Với lt = ( 0,8 ÷ 0,9 ) lm ( lm – chiều dài ma ) Kết tính kiểm nghiệm then tiết diện trục thể qua bảng sau : Tiết diện 10 13 21 22 31 33 d(mm) lt bxh t1 σ d ( MPa) τ c ( MPa) 18 18 35 35 40 30 24 28 45 40 45 40 6x6 6x6 10x8 10x8 12x8 10x8 3,5 3,5 5 5 36,48 31,27 32,1 36,2 93,06 139,6 15,2 13,02 9,64 10,8 23,27 41,88 Vậy tất mối ghép then đảm bảo độ bền dập độ bền cắt 2.4 TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN - Chọn thời gian ổ làm việc trục thời gian làm việc năm - Do thời gian làm việc tính là: Lh = 6.300.2.8 = 28800 1.Trên trục 1: SVTH: Đặng Ngọc Thoại 39 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Do trục lắp bánh côn nên chòu tải trọng dọc trục lớn chọn ổ đũa côn Chọn sơ đồ lắp chữ O - Sơ đồ bố trí ổ tải trọng: Fr0 Fs0 Fr1 Fs1 Fat a Các thông số : + Đường kính d = 20 mm + Số vòng quay n = 1440 vòng/phút + Lh = 28800 + lực hướng tâm Fr1 = Fr0 = + lực dọc trục R X + R 0Y = 2125 N R 21 X + R 21Y = 1390 N Fa = 73,54 N b Chọn sơ ổ đũa côn cỡ nhẹ 7204 với α = 13,50 ; C = 19,1 kN ; C0 = 13,3 kN c Kiểm nghiệm khả tải động : - Lực dọc trục lực hướng tâm tác dụng lên ổ sinh ra: Fs = 0,83eFr Theo bảng 11.4 [1] , e =1,5.tgα = 0,36 Suy Fs0 = 0,83 0,36 1390 = 415,3 N ; Fs1 = 635 N - Lực dọc trục tác dụng vào ổ thứ i : SVTH: Đặng Ngọc Thoại ∑F = Fsj ±Fat 40 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh * ∑Fa0 = Fs1 + Fat = 635 + 73,54 = 708,54 N Vì ∑Fa0 > Fs0 nên Fa0 = ∑Fa0 = 708,54 N * ∑Fa1 = Fs0 – Fat = 415,3 – 73,54 = 341,76 N Fs1 Vì ∑Fa1 < Fs1 nên Fa1 = Fs1 = 415,3 N d.Vì tải trọng tónh nên kσ = 1, vòng quay nên V = Ta có: Fa 708,54 = = 0,51 > e = 0,36 VFr 1.1390 Suy X = 0,4 ; Y = 0,4cotgα = 1.666 ( bảng 11.4[1] ) Fa1 VFr1 = 0,2 < e = 0,36 Suy X = ; Y = ( bảng 11.4[1] ) e Tải trọng động quy ước : Q0 = ( XVFr0 + YFa0 )kσkt = ( 0,4.1.1390 + 1,666 708,54 ).1.1= 1736,4 N Q1 = ( XVFr1 + YFa1 )kσkt = ( 1.1.2125 + 708,54 ).1.1= 2125 N Ta thấy rõ ràng ổ chòu lực lớn ta tính ổ theo Q1 = 2125 N f.Tuổi thọ tính triệu vòng quay : L= 60.Lh n 60.28800.1440 = = 2488 triệu vòng 106 106 g Khả tải động tính toán : m Ctt = QE L với m = 10/3 Ctt = 2125 10 24883 = 22188 N Chọn ổ cỡ trung 7304 , C = 25 kN ,C0 = 22kN SVTH: Đặng Ngọc Thoại 41 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh 2.Trên trục : Chọn ổ đũa côn ,sơ đồ lắp chữ O Sơ đồ bố trí tải trọng : Fr0 Fr0 Fs0 Fat Fs1 a Các thông số : + Đường kính d = 30 mm + Số vòng quay n = 356 vòng/phút + Lh = 28800 + lực hướng tâm Fr0 = Fr1 = + lực dọc trục R X + R 0Y = 1823,2 N R 21 X + R 21Y = 1309,6 N Fa = 297,5 N b Chọn sơ ổ đũa côn cỡ nhẹ 7204 với α = 13,50 ; C = 19,1 kN ; C0 = 13,3 kN c Kiểm nghiệm khả tải động : - Lực dọc trục lực hướng tâm tác dụng lên ổ sinh ra: Fs = 0,83eFr Theo bảng 11.4 [1] , e =1,5.tgα = 0,36 Suy Fs0 = 0,83 0,36 1823,2 = 544,8 N ; Fs1 = 391,3 N SVTH: Đặng Ngọc Thoại 42 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh ∑F - Lực dọc trục tác dụng vào ổ thứ i : = Fsj ±Fat * ∑Fa0 = Fs1 - Fat = 391,3 – 297,5 = 93,8 N Vì ∑Fa0 < Fs0 nên Fa0 = Fs0 = 544,8 N * ∑Fa1 = Fs0 + Fat = 544,8 + 297,5 = 842,3 N Vì ∑Fa1 > Fs1 nên Fa1 = ∑Fa1 = 842,3 N d.Vì tải trọng tónh nên kσ = 1, vòng quay nên V = Ta có: Fa 544,8 = = 0,3 < e = 0,36 VFr 1.1823, Suy X = ; Y = ( bảng 11.4[1] ) Fa1 = 0,6 > e = 0,36 VFr1 Suy X = 0,4 ; Y = 0,4cotgα = 1.666 ( bảng 11.4[1] ) e Tải trọng động quy ước : Q0 = ( XVFr0 + YFa0 )kσkt = ( 1.1.1823,2 + 544,8 ).1.1= 1832,3N Q1 = ( XVFr1 + YFa1 )kσkt = ( 0,4.1.1309,6 + 1,666 842,3 ).1.1= 1927,1 N Ta thấy rõ ràng ổ chòu lực lớn ta tính ổ theo Q = 1927,1 N f Tuổi thọ tính triệu vòng quay : L= 60.Lh n 60.28800.356 = = 615 ,2 triệu vòng 106 106 g Khả tải động tính toán : m Ctt = QE L với m = 10/3 Ctt = 1927,1 10 615, 23 = 13232 N SVTH: Đặng Ngọc Thoại 43 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Chọn ổ cỡ nhẹ 7306 , C = 23,5kN ,C0 = 19,9kN 3.Trên trục 3: Do lực dọc trục ta chọn ổ bi đỡ dãy Sơ đồ bố trí tải trọng : Fy0 Fy1 Fx0 Fx1 a Các thông số : + Đường kính d = 35 mm + Số vòng quay n = 103 vòng/phút + Lh = 28800 + lực hướng tâm Fr0 = Fr1 = F X + F 2Y = 2000,6 N F X + F 2Y = 3015,6 N Vi Fr1 > Fr0 nên ta tính toán đẻ chọn ổ b, Vì tải trọng tónh nên k σ = 1, vòng quay nên V = ,K t =1 (t0 < 1000 C) c, Do lực dọc trục nên X = Y = (bảng 11.3[2]) d, Tải trọng quy ước : Q = ( XVFr1 + YFa )kσkt = Fr1 = 3015,6 N e, thời gian làm việc tính băng triệu vòng quay : SVTH: Đặng Ngọc Thoại 44 Đồ án thiết kế HTTĐ khí L= GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh 60.Lh n 60.28800.103 = = 178 triệu vòng 106 106 f Khả tải động tính toán : m Ctt = QE L với m = Ctt = 3015, 178 = 16963 N Theo phụ lục chọn ổ bi đỡ moat dãy cỡ nhẹ 207 với C = 20,1 KN Và C = 13,9 KN 2.5 THIẾT KẾ VỎ HỘP • Vật liệu gang xám GX 15-32 • Chọn bề mặt lắp ghép nắp hộp thân hộp qua tâm trục để việc lắp ghép dễ dàng • Bề mặt lắp nắp thân cạo hoặcmài , để lắp sít,khi lắp có lớp sơn mỏng sơn đặc biệt • Mặt đáy dốc phía lỗ tháo đầu với độ dốc từ 1o… 30,và chỗ tháo dầu lõm xuống • Ta thiết kế hộp giảm tốc đúc với thông số sau: SVTH: Đặng Ngọc Thoại 45 Đồ án thiết kế HTTĐ khí Tên gọi kí hiệu Chiều dày δ Thân hộp δ1 Nắp hộp Gân tăng cứng: Chiều dày e = (0,8…1) δ Độ dốc Đường kính: Bulơng d1 Bulơng cạnh ổ d2 Bulơng ghép nắp bích thân d3 Vít ghép nắp ổ d4 Vít ghép nắp cửa thăm d5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp S3 Chiều dày bích nắp hộp S4 Bề rộng bích nắp thân K3 Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít D3 D2 xác định theo đường kính lỗ lắp ổ lăn Bề rộng mặt ghép bulơng cạnh ổ K2 Tâm lỗ bulơng cạnh ổ E2 C Mặt đế hộp: Chiều dày có phần lồi S1 Bể rộng mặt đế hộp K1 q Khe hở chi tiết: Giữa bánh thành vỏ hộp ∆ Giữa bánh lớn với dáy hộp ∆1 Giữa mặt bên bánh răng: Số lượng bulơng Z SVTH: Đặng Ngọc Thoại GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Trị số (mm) 10 10 2o 16 14 12 6 20 19 45 D3=D+4.d4 D2=D+2.d4 45 E2=22,4 C = D3/2 27 K1=54 q = 80 30 46 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh 2.6 CÁC CHI TIẾT PHỤ : Vòng chắn dầu : vòng chắn dầu dùn để ngăn cách mỡ phận ổ với dầu hộp Chốt đònh vò : Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân vỏ hộp trước sau gia cơng ta lắp ghép chúng lại với nhau, ta dùng hai chốt định vị; nhờ có chốt định vị ,khi xiết bulơng khơng làm biến dạng vòng ngồi ổ nên hạn chế việc ổ mau hỏng Ta chọn chốt định vị có kích thước sau: D(mm) C(mm) L(mm) 50 Chốt định vị Cửa thăm: Để kiểm tra xem xét chi tiết hộp lắp ghép nhe để đổ dầu vào , đỉnh hộp ta làm cửa thăm, có nút thơng hơi, kích thước cho bảng sau: SVTH: Đặng Ngọc Thoại 47 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 125 87 12 M8x22 Nút thơng hơi: Khi làm việc nhiệt độ hộp giảm tốc tăng lên Để giảm áp suất điều hồ khơng khí bên hộp người ta dùng nút thơng hơi, thường lắp đỉnh hộp, có kích thước sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x2 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 Nút tháo dầu: Sau thời gian làm việc dầu bơi trơn chứa hộp bị bẩn bụi bặm , hạt mài ,… cần phải thay lớp dầu Để tháo dầu cũ , đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc bịt kín nút tháo dầu Các kích thước tra bảng cho ta sau: d M20x2 b 15 m SVTH: Đặng Ngọc Thoại f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 Do 25,4 48 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh 5) Kiểm tra mức dầu: Do ta bơi trơn ngâm dầu nên ta cần kiểm tra mức dầu để xem mức dầu có thoả mãn u cầu hay khơng Thiết bị để kiểm tra que thăm dầu., que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngồi 2.7 DUNG SAI LẮP GHÉP : Dung sai lắp ghép mối ghép then: Chọn kiểu lắp cho then tùy thuộc vào đặc tính mối ghép quy mơ sản xuất Kích thước tiết diện then Bxh 6x6 8x7 10x8 12x8 14x9 Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then Trên trục Trên bạc H9 D10 +0,078 -0,042 +0,030 +0,098 -0,015 +0,040 +0,098 -0,051 +0,040 +0,120 -0,018 +0,050 +0,120 -0,061 0,050 SVTH: Đặng Ngọc Thoại Chiều sâu rãnh then Sai lệch giới hạn trục t1 +0,1 Sai lệch giới hạn bạc t2 +0,1 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 49 Đồ án thiết kế HTTĐ khí Trục Tiết diện then bxh Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then Ghép trung gian JS9 12x8 14x9 GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh 18x11 +0,021 -0,021 +0,021 -0,021 +0,021 -0,021 Chiều sâu rãnh then Trên trục t1 Trên bạc t2 Sai lêch Sai lệch t1 t2 giới hạn giới hạn 5,0 +0,2 3,3 +0,2 5,5 +0,2 3,8 +0,2 7,0 +0,2 4,4 +0,2 2.Dung sai lắp ghép bánh răng: Do bánh lắp cố định tháo lắp; hộp giảm tốc ta chịu tải nhẹ , khơng va đập nên ta chọn mối ghép trung gian H7/k6 3.Dung sai lắp ghép ổ lăn: Vòng quay chịu tải tác động tuần hồn , ta chọn kiểu lắp trung gian k6 để ổ khơng bị trượt Để mòn đều, vòng ngồi ta chọn lắp theo hệ thống lỗ, q trình làm việc, nhiệt sinh nhiều nên ta chọn chế độ lắp H7 4.Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu trục: Để dễ dàng tháo lắp theo hệ thống lỗ,ta chọn kiểu lắp H7/t6 5.Lắp chốt định vị: Chọn kiểu lắp H7/n8 6.Lắp ghép nắp ổ thân hộp: Chọn lắp theo hệ thống lỗ,chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 để dễ dàng tháo lắp điều chỉnh SVTH: Đặng Ngọc Thoại 50 Đồ án thiết kế HTTĐ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh Tài liệu tham khảo 1) Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động Cơ Khí (tập tập 2), NXB Giáo Dục 2) Nguyễn Hữu Lộc: Cơ Sở Thiết Kế Máy, NXB Đại Học Quốc Gia tpHCM 3) Trần Hữu Huế,Vẽ kỹ thuật Cơ Khí tập 1và tập 2, NXB Giáo Dục 4) Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép,NXB Giáo Dục SVTH: Đặng Ngọc Thoại 51 [...]... 94 mm * l11 =2, 8 .20 =56 mm * k1= 12 mm - khoảng cách mặt mút chi tiết quay đến thành trong của hộp * k2=10 mm - khoảng cách mặt mút ổ đến thành trong của hộp * lm13 =1,3 .20 =26 mm TrụcII: • d2=35 mm ,chọn chi u rộng ổ lăn b0 =21 mm (bảng 10 .2 tài liệu [1]) • l 22 = 0,5(lm 22 +bo) +k1 +k2 =60mm * lm 22 = 55 mm - chi u dài ma của 2 bánh răng trụ răng thẳng; * k1=10mm (bảng 10.3 tài liệu [1]) * k2=12mm (bảng... liệu [1] ) • l23 = l 22 + 0,5(lm 22 +b13cos 2) +k1 = 109mm • Khoảng cách giữa hai gối đỡ trên trục trung gian : l21 = lm 22 + lm23 +3k1 + 2k2 + b0 = 171 mm SVTH: Đặng Ngọc Thoại 27 Đồ án thiết kế HTTĐ cơ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh * Với lm23 = (1 ,2 … 1,4 )35 = 46 mm - chi u dài ma bánh răng côn lớn ; TrụcIII: • d3=40 mm , chọn chi u rộng ổ lăn b0 =23 mm (bảng 10 .2 tài liệu [1]) • l 32 = l 22 = 60 mm •... M10 = 8 724 0 M10 = 0 M10 = 0 M10 = 120 038 M10 = 155461,6 M10 = 0 đương,Nmm Mtđ10 = 17058 Mtđ11 = 19390 ,2 Mtđ 12 = 37505 Mtđ13 = 17144,5 Mt 20 = 0 Mt 21 = 127 628 ,3 Mt 22 = 10 924 0 Mt 23 = 0 Mtđ30 = 0 Mtđ31 = 24 8517 Mtđ 32 = 026 74 32 Mtđ33 = 21 7604 Đường kính tiết diện ,mm d10 = 15,0 d11 = 15 ,2 d 12 = 19.1 d13 = 14,4 d20 = 0 d21 = 28 ,5 d 22 = 27 ,1 d23 = 0 d30 = 0 d31 = 36,1 d 32 = 37 d33 = 34,5 Xuât phát từ các... z2 = 89 Hệ số dịch chỉnh chi u cao x1 = 0,39, x2 = - 0,39 mm Đường kính chia ngoài de1 =55 mm, de2 =22 2,5 mm Đường kính trung bình dm1 = 46,75; dm2=189,12mm Góc côn chia δ1=13053’5”, δ 2= 7606’55” Chi u cao răng ngoài he =5,5 mm Chi u cao đầu răng ngoài hae1=3,475 mm ; hae2= 1, 525 mm Chi u cao chân răng ngoài hfe1 =2, 025 mm ; hfe2=3,975 mm Đường kính đỉnh răng ngoài dae1=56,67 mm, dae2= 22 3 ,23 mm 2. 1.4.Tính.. .Đồ án thiết kế HTTĐ cơ khí GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh 2 2 Z1 + Z 2 Z1 + Z 2 Z 2 − Z1 a = 0, 25 pc X − + X − ÷ − 8 ÷ 2 2 2 2 2 25 + 59 25 + 59 59 − 25 = 0 ,25 .31,75 124 − 2 + 124 − 2 ÷ − 8 2 ÷ = 129 0 mm Để bộ truyền xích làm việc có độ chùng bình thường,để xích không chòu lực căng quá lớn, ta giảm khoảng cách trục xuống... chế tạo trục là thép 35 σb = 510 MPa, σch = 304 MPa,τch = 167 MPa, σ-1 = 22 2MPa ,τ-1 = 128 MPa Chọn ứng suất xoắn cho phép : - Trục vào và ra [τ] = 20 MPa - Trục trung gian [τ] = 12 MPa 2 Xác đònh sơ bộ đường kính trục : Ti Xác đònh sơ bộ đường kính trục từ công thức : di ≥ 3 0, 2 [ τ ] với i = 1,3 - Trục 1 : T1 =19697 MPa ⇒ d1= 20 mm - Trục 2 : T2 = 75917 MPa ⇒ d2= 35 mm - Trục 3 : T3= 25 126 7 MPa... 52 mm - chi u dài ma của bánh xích * k3=10 mm * hn=18 mm • l31 = l21 = 171 mm 4.Trò số các lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục : Do bộ truyền bánh răng côn gây ra : 2T1 * Ftc1 = Ftc2 = d = 8 42 N m1 * Frc1 = Fa2 = Ftc1 tgα cosδ1= 29 7,5 N (với α = 20 0) * Fa1 = Frc2 = Ftc1 tgα sinδ1= 73,54 N Do bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng gây ra: 2T2 * FtT1 = FtT2 = d = 21 69 N 1 * FrT1 = FrT1 = FtT2... Chọn độ cứng bánh nhỏ là HB1 = 25 0 ;độ cứng bánh lớn là HB2 = 23 0 σ H0 lim1 = 2. HB1 + 70 = 2. 250 + 70 = 570 MPa σ H0 lim 2 = 2. HB2 + 70 = 2. 230 + 70 = 530 MPa σ F0 lim 1 = 1,8.HB1 = 1,8 .25 0 = 450 Mpa σ F0 lim 2 = 1,8 HB2 = 1,8 .23 0 = 414 Mpa b Số chu kỳ làm việc cơ sở : Ta có : NHO =30.HB2,4 NHO1 = 30 .25 02, 4 = 1,7.107 chu kỳ NNO2 = 30 .23 02, 4 = 1,39.107 chu kỳ NF0 = NF01 = NF 02 = 5.106 chu kỳ c Hệ số tuổi... của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng : • Đường kính vòng chia: d1 = m z1 = 2, 5 .28 = 70 mm d2 = m z2 = 2, 5.100 = 388 mm • Đường kính vòng đỉnh: d a1 = d1 + 2. m = 75 mm d a 2 = d 2 + 2. m = 25 5 mm • Khoảng cách trục: a w = 160 mm • Chi u rộng vành răng: SVTH: Đặng Ngọc Thoại 22 Đồ án thiết kế HTTĐ cơ khí + Bánh bò dẫn: GVHD : Th.S Nguyễn Văn Thạnh b2 = ψ ba a = 0,315.160 = 50,5 mm b1 = b2 + 5 = 50, 4... nguy hiểm, đây là các tiết diện cần phải kiểm tra độ bền mỏi: - Trên trục 1 đó là các tiết diện 11, 12( lắp ổ lăn), 10( lắp khớp nối), 13(lắp bánh răng côn nhỏ) ; - Trên trục 2 đó là các tiết diện 22 (lắp bánh côn) , 21 (lắp bánh răng thẳng) ; - Trên trục 3 đó là các tiết diện 32( lắp ổ lăn), 31 ( lắp bánh răng thẳng) Chọn lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng , bánh đai theo k6 kết