Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC MỤC LỤC........................................................................................................... 1 LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................... 4 CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ ..................................... 5 1.1. Chọn động cơ điện ....................................................................................... 5 1.1.1. Chọn kiểu động cơ.................................................................................... 5 1.1.2. Xác định công suất động cơ ..................................................................... 5 1.1.3. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ ..................................................... 6 1.1.4. Chọn động cơ thực tế ............................................................................... 6 1.1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ .................... 6 1.2. Phân phối tỷ số truyền.................................................................................. 7 1.2.1. Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc................................. 7 1.2.2. Tỷ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc ....................................... 7 1.2.3. Tính toán các thông số trên trục ............................................................... 7 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG............................ 9 2.1. Thiết kế bộ truyền xích................................................................................. 9 2.1.1. Chọn loại xích .......................................................................................... 9 2.1.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích................................... 9 2.1.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền.................................................................. 10 2.1.4. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục ................. 10 2.2. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp nhanh ........................................................ 11 2.2.1. Tính sơ bộ vận tốc trƣợt ......................................................................... 11 2.2.2. Xác định ứng suất cho phép ................................................................... 12 2.2.3. Xác định các thông số cơ bản................................................................. 13 2.2.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc ................................................................ 14 2.2.5. Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn ............................................ 15 2.2.6. Kiểm nghiêm răng bánh vít về quá tải ................................................... 16 2.2.7. Xác định các kích thƣớc hình học của bộ truyền ................................... 16 2.2.8. Nhiệt truyền động trục vít ...................................................................... 17 2.3. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp chậm.......................................................... 17 2.3.1. Tính sơ bộ vận tốc trƣợt ......................................................................... 17 2.3.2. Xác định ứng suất cho phép ................................................................... 18 2.3.3. Xác định các thơng số cơ bản................................................................. 18 2.3.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc ................................................................ 19 2.3.5. Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn ............................................ 21 2.3.6. Kiểm nghiêm răng bánh vít về quá tải ................................................... 21 2.3.7. Xác định các kích thƣớc hình học của bộ truyền ................................... 22 2.3.8. Nhiệt truyền động trục vít ...................................................................... 22 2.3.9. Kiểm tra sai số vận tốc ........................................................................... 23 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI......................................... 24 3.1. Thiết kế trục ............................................................................................... 24 3.1.1. Các lực tác dụng lên trục........................................................................ 24 3.1.2. Tính sơ bộ đƣờng kính trục .................................................................... 25 3.1.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực......................... 25 3.1.4. Xác định đƣờng kính và chiều dài các đoạn trục ................................... 26 3.1.5. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi........................................................... 31 3.1.6. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh........................................................... 35 3.1.7. Kiểm nghiệm trục về độ cứng ................................................................ 36 3.2. Tính chọn ổ lăn........................................................................................... 37 3.2.1. Tính chọn ổ lăn cho trục 1...................................................................... 37 3.2.2. Chọn ổ cho trục 2 ................................................................................... 40 3.2.3. Chọn ổ cho trục 3 ................................................................................... 41 3.3. Tính chọn then............................................................................................ 43 3.3.1. Kiểm tra điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt ................................... 44 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP..................................................................................... 45 4.1. Thiết kế các kích thƣớc của vỏ hộp............................................................ 45 4.1.1. Chọn bề mặt ghép nắp và thân ............................................................... 45 4.1.2. Xác định các kích thƣớc cơ bản của vỏ hộp........................................... 45 4.1.3. Một số chi tiết phụ.................................................................................. 46 4.1.4. Chọn các chế độ lắp trong hộp giảm tốc ................................................ 48 KẾT LUẬN....................................................................................................... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO:................................................................................ 51
MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Chọn động điện 1.1.1 Chọn kiểu động 1.1.2 Xác định công suất động 1.1.3 Xác định sơ số vòng quay đồng 1.1.4 Chọn động thực tế 1.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.2.1 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc 1.2.2 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc 1.2.3 Tính toán thông số trục CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Thiết kế truyền xích 2.1.1 Chọn loại xích 2.1.2 Xác định thông số xích truyền xích 2.1.3 Kiểm nghiệm xích độ bền 10 2.1.4 Xác định thông số đĩa xích lực tác dụng lên trục 10 2.2 Thiết kế truyền trục vít cấp nhanh 11 2.2.1 Tính sơ vận tốc trƣợt 11 2.2.2 Xác định ứng suất cho phép 12 2.2.3 Xác định thông số 13 2.2.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 14 2.2.5 Kiểm nghiệm bánh vít độ bền uốn 15 2.2.6 Kiểm nghiêm bánh vít tải 16 2.2.7 Xác định kích thƣớc hình học truyền 16 2.2.8 Nhiệt truyền động trục vít 17 2.3 Thiết kế truyền trục vít cấp chậm 17 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 2.3.1 Tính sơ vận tốc trƣợt 17 2.3.2 Xác định ứng suất cho phép 18 2.3.3 Xác định thơng số 18 2.3.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 19 2.3.5 Kiểm nghiệm bánh vít độ bền uốn 21 2.3.6 Kiểm nghiêm bánh vít tải 21 2.3.7 Xác định kích thƣớc hình học truyền 22 2.3.8 Nhiệt truyền động trục vít 22 2.3.9 Kiểm tra sai số vận tốc 23 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 24 3.1 Thiết kế trục 24 3.1.1 Các lực tác dụng lên trục 24 3.1.2 Tính sơ đƣờng kính trục 25 3.1.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 25 3.1.4 Xác định đƣờng kính chiều dài đoạn trục 26 3.1.5 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 31 3.1.6 Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh 35 3.1.7 Kiểm nghiệm trục độ cứng 36 3.2 Tính chọn ổ lăn 37 3.2.1 Tính chọn ổ lăn cho trục 37 3.2.2 Chọn ổ cho trục 40 3.2.3 Chọn ổ cho trục 41 3.3 Tính chọn then 43 3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền dập điều kiện bền cắt 44 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 45 4.1 Thiết kế kích thƣớc vỏ hộp 45 4.1.1 Chọn bề mặt ghép nắp thân 45 4.1.2 Xác định kích thƣớc vỏ hộp 45 4.1.3 Một số chi tiết phụ 46 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 4.1.4 Chọn chế độ lắp hộp giảm tốc 48 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 51 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY LỜI NÓI ĐẦU Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí nội dung thiếu chƣơng trình đào tạo kỹ sƣ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy môn học giúp cho sinh viên hệ thống hoá lại kiến thức môn học nhƣ: Chi tiết máy, sức bền vật liệu, dung sai, chế tạo máy, vẽ kỹ thuật đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau Hộp giảm tốc cấu truyền động ăn khớp trục tiếp, có tỷ số truyền không đổi đƣơc dùng để giảm số vòng quay, tăng momen xoắn Với chúc nhƣ vậy, ngày hộp giảm tốc đƣợc sử dụng rộng rãi ngành khí, luyện kim, hoá chất, công nghiệp đóng tàu, đầu máy toa xe…Trong giới hạn môn học em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế hệ dẫn động xích tải sử dụng hộp giảm tốc trục vít hai cấp Trong trình làm đồ án đƣợc giúp đỡ tận tình thầy (cô) môn ,đặc biệt thầy Trần Ngọc Hiền giúp đỡ em hoàn thnahf đồ án môn học Đây đồ án khoá học với trình độ nhƣ thời gian có hạn nên trình thiết kế em tránh khỏi sai xót, em mong nhận đƣớcự góp ý thầy (cô) môn để em thêm hiểu biết Em xin chân thành cám ơn! Ngày 15/12/2016 Sinh viên thực Võ Bá Vƣơng SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Chọn động điện 1.1.1 Chọn kiểu động Chọn loại động xoay chiều không đồng ba pha rôto lồng sóc Loại dùng phổ biến ngành công nghiệp, với hệ dẫn động khí (hệ dẫn động băng tải, xích tải, vít tải, dùng với hộp giảm tốc) 1.1.2 Xác định công suất động Công suất trục động đƣợc xác định theo công thức: Pct = Pt /η đó: Pct – công suất cần thiết trục động cơ, kW Pt – công suất trục máy công tác, kW Pt Plv Ft v / 103 6000.0,06 / 103 0,36 (kW ) η – hiệu suât phận hệ dẫn động 1.2 3.4 đó: 1,2 ,3 ,4 , : hiệu suất truyền cặp ổ hệ thống dẫn động Theo sơ đồ đề : tv2 ol3 x k tv : hiệu suất truyền trục vít: tv =0,4 ol : hiệu suất cặp ổ lăn: ol =0,995 x : hiệu suất truyền xích: x =0,97 k : hiệu suất khớp nối: k =0,1 0,42.0,9953.0,97.1 0,153 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Pct 0,36 / 0,153 2,36 (kW ) Hệ số xét đến thay đổi tải không β: 2 2 T t T t T t T t T t i i T1 tck T1 tck T1 tck T1 tck T1 tck 8,3.104 2 2 1,5 1 (0,7) 0,5 0,83 8 8 Pct 2,36.0,83 1,96 (kW ) 1.1.3 Xác định sơ số vòng quay đồng Số vòng quay trục máy công tác: 60.103.v 60.103.0,06 nlv 3,6 (v / ph) zt 10.100 Tỷ số truyền toàn hệ thống ut ut = uh.ux với: uh – tỷ số truyền hộp giảm tốc trục vít hai cấp ux – tỷ số truyền tuyền xích tra bảng 2.4 [1] ta chọn nhƣ sau: uh = 400 ux = ut = 800 Số vòng quay sơ động cơ: nsb = nlv.ut = 3,6.800 = 2880 1.1.4 Chọn động thực tế Tra bảng P1.2 [1] ta chọn động DK.42 – với thông số: Công suất: 2,8 kW, Số vòng quay: n = 2880 (vg/ph) Tk / Tdn = 2,5 Tmax / Tdn = 0,04 1.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Kiểm ta điều kiện mở máy điều kiện tải động vừa chọn: Pdc 2,8 Pct 1,96 ndc 2880 nsb Tmm Tk T Tdn thỏa mãn điều kiện mở máy điều kiện tải động 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung toàn hệ thống: u ndc 2880 800 nlv 3,6 1.2.1 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc Ký hiệu: uh tỷ số truyền hộp giảm tốc ung tỷ số truyền hộp giảm tốc Tỷ số truyền truyền ngoài: Ta chọn u x 2; ung u x ung 1.2.2 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc u uh ung uh u 800 400 ung u1 19 uh 400 u2 21,05 với u1: tỷ số truyền cấp nhanh u2: tỷ số truyền cấp chậm 1.2.3 Tính toán thông số trục SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT Trục Thông số Công suất (kW) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đ/cơ Trục vít Trục vít Trục Công tác 2,8 2,786 1,11 0,442 0,36 Tỷ số truyền (-) 19 21,05 Số vòng quay (v/ph) 2880 2880 151,579 7,21 Momen (Nmm) 9238,3 69933,83 585450,76 953675,45 9284,72 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 3,605 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Thiết kế truyền xích 2.1.1 Chọn loại xích Chọn loại xích lăn 2.1.2 Xác định thông số xích truyền xích Số đĩa xích nhỏ (chủ động): z1 = 10 Số đĩa xích bị động: z2 = z1.ux = 10.2 =20 < 120 Bƣớc xích: t = 100 Ta có: Pt = P.k.kz.kn Với kz = 25/z1 = 25/10 = 2,5 kn = 50/3,605 = 13,8696 k = kokakđckbtkđkc = 1.1.1.1,1.1,2.1,25 = 1,7875 : Pt = 0,36.1,7875.2,5.13,8696 = 22.312 kW Theo bảng 5.5 [1] với n01 = 50 (vg/ph), chọn truyền xích dãy có bƣớc xích p = 50.8 (mm) thoả mãn điều kiện bền mòn: Pt < [P] = 22,9 đồng thời p < pmax Khoảng cách trục: a = 30.50,8 = 1524 (mm) Số mắt xích: x = 2a/p + 0,5(z1 + z2) + (z2 – z1)2p/(4π2a) = 2.1524/50,8 + 0,5(10 + 20) + (20 - 10)2.50,8/(4.π2.1524) = 75,08 Vì số mắt xích chắn nên x = 76 Tính lại khoảng cách trục: a 0,25 p{x c 0,5( z2 z1 ) [xc 0,5( z2 z1)]2 2[(z z1) / ]2 } 0,25.50,8{76 0,5(20 10) [76 0,5(20 10)]2 2[(20 10) / ]2 } 1598 Để xích không chịu lực căng lớn, ta giảm a lƣợng bằng: SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY a (0,002 0,004)a 3,196 6,392 ta chọn Do a = 1592 (mm) Số lần va đập i lề xích giây i z1n1 / (15x) 10.3,605 / (15.78) 0,031 < [i] = 15 2.1.3 Kiểm nghiệm xích độ bền s Q / (kd Ft Fo Fv ) [s] đó: Q – tải trọng phá hỏng, N ; tra bảng 5.2 ta có Q = 226,8.103 N kđ – hệ số tải trọng động, kđ = 1,7 Ft – lực vòng, Ft = 6000 N Fv – lực căng lực ly tâm sinh ra, N; Fv = qv2 = 9,7.0,062 = 0,035 (N) Fo – lực căng trọng lƣợng nhánh xích bị động sinh ra, N Fo = 9,81.kfqa = 9,81.4.9,7.1,592 = 606 (N) [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = Do đó: s 226.103 / (1,7.6000 606 0,035) 20,91 > [s] = Vậy xích đảm bảo điều kiện bền 2.1.4 Xác định thông số đĩa xích lực tác dụng lên trục a) Xác định thông số đĩa xích Đƣờng kính vòng chia đĩa xích: d1 p / sin( / z1) 50,8 / sin( / 10) 164,4 (mm) d1 p / sin( / z2 ) 50,8 / sin( / 20) 324,74 (mm) Vật liệu chế tạo đĩa xích thép 45, phƣơng pháp nhiệt luyện tôi, ram Ứng suất tiếp xúc σH mặt đĩa xích: SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 10 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY b) Độ cứng xoắn Độ cứng xoắn có ý nghĩa quan trọng cấu phân độ, máy phay răng, chuyển vị góc làm giảm độ xác chế tạo nhiều tác hại khác, cần hạn chế biến dạng xoắn Tlk / (GJ o ) [ ] đó: G – môđun đàn hồi trƣợt, G = 8.104 MPa Jo – momen quán tính độc cực, Jo = ᴨd4/32 (mm4) l – chiều dài đoạn trục tính k = 1/[1 - 4γh/d] dùng cho trục có rãnh then [υ] – góc xoắn cho phép Bảng kết tính toán: Tiết diện Đƣờng kính d Jo k υ [υ] 10 25 38350 0,1’ 10,125’ 12 30 79522 0,05’ 10,125’ 22 35 147323 1,84 0,17’ 8,52’ 23 40 251327 1,73 0,1’ 8,52’ 31 55 898360 0,29’ 10,62’ 32 60 1272345 1,58 0,2’ 10,62’ 33 50 613592 0.42’ 10,62’ 1,56 Kết luận: tiết diện trục đảm bảo độ cứng xoắn Vậy trục hộp giảm tốc đảm bảo đủ độ cứng 3.2 Tính chọn ổ lăn 3.2.1 Tính chọn ổ lăn cho trục Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n = 2880 (v/ph) SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 37 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thời gian sử dụng 23360 Phản lực gối: Fr01 = 504,1 (N), Fr11 = 226,76 (N) Đƣờng kính ngõng trục: d = 25 (mm) Lực dọc trục: Fa1 = 920,2 (N) Ta có: Fa1 / Fr 920,2 / 504,1 1,8 0,3 nên 12o Vì có lực dọc trục tải trọng tác dụng lên ổ nhỏ nên ta dùng ổ bi đỡ - chặn dãy cho gối đỡ Với kết cấu trục đƣờng kính ngõng trục d = 30 (mm) ta chọn ổ bi đỡ - chặn dãy cỡ nhẹ hẹp có kí hiệu 36206 với thông số nhƣ sau: Đƣờng kính ổ: d = 25 (mm) Đƣờng kính ổ: D = 52 (mm) Khả tải động: C = 13,1 (kN) Khả tải tĩnh ổ: Co = 9,24 (kN) a) Chọn ổ theo khả tải động Khả tải động Cd đƣợc tính theo công thức: Cd Q.m L đó: Q – tải trọng quy ƣớc, kN L – tuổi thọ tính triệu vòng quay m – bậc đƣờng cong mỏi thử ổ lăn, ta chọn ổ bị nên m=3 gọi Lh tuổi thọ ổ tính giờ: Lh 106.L / (60n) L Lh 60n / 106 23360.60.2880 / 106 4036,6 Xác định tải trọng động quy ước SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 38 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Ta có: Q ( XVFr 01 YFa1).kt kd đó: Fr01 Fa1 - tải trọng hƣớng tâm tải trọng dọc trục, kN V – hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V=1 kt - hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, kt = kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta đƣợc kd =1 X Y - hệ số tải trọng hƣớng tâm hệ số tải trọng dọc trục, ta có: iFa / C0 1.0,9202 / 9,24 0,1 e 0,45 Fa / VFr1 0,9202 / (1.0,5041) 1,8 e 0,45 tra bảng 11.4 ta đƣợc X = 1, Y = Xác định lại lực dọc trục Fa1: Fa1 Fso Fa e.Fr Fa 0,45.504,1 920,2 1147 (N) Q (1.1.0,5041 0.1,147).1.1 0,5041 (kN) Cd 0,5041 4036,6 8,03 (kN) < 13,1 (kN) Nhƣ ổ ta chọn ban đầu thoả mãn khả tải động b) Chọn ổ theo khă tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh ổ: Qt Co đó: Qt X o Fr1 Yo Fa tra bảng 11.6 ta đƣợc X o 0,5 Yo 0,47 Qt 0,5.0,5041 0,47.1,147 0,79 mà Qt 0,79 < 9,24 Co (kN) Nên điều kiện khả tải tĩnh ổ đƣợc đảm bảo SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 39 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 3.2.2 Chọn ổ cho trục Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n = 151,58 (v/ph) Thời gian sử dụng 23360 Phản lực gối: Fr01 = 960,87 (N), Fr11 = 1706,14 (N) Đƣờng kính ngõng trục: d = 30 (mm) Lực dọc trục: Fa1 = 4593,77 (N) Ta có: Fa1 / Fr1 4593,77 / 1706,14 2,7 0,3 nên 36o Với kết cấu trục đƣờng kính ngõng trục d = 30 (mm) ta chọn ổ bi đỡ chặn dãy cỡ trung hẹp có kí hiệu 46306 với thông số nhƣ sau: Đƣờng kính ổ: d = 30 (mm) Đƣờng kính ổ: D = 72 (mm) Khả tải động: C = 25,6 (kN) Khả tải tĩnh ổ: Co = 18,17 (kN) a) Chọn ổ theo khả tải động Khả tải động Cd đƣợc tính theo công thức: Cd Q.m L đó: Q – tải trọng quy ƣớc, kN L – tuổi thọ tính triệu vòng quay m – bậc đƣờng cong mỏi thử ổ lăn, ta chọn ổ bị nên m = gọi Lh tuổi thọ ổ tính giờ: Lh 106.L / (60n) L Lh 60n / 106 23360.60.151,58 / 106 212,45 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 40 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Xác định tải trọng động quy ước Ta có: Q ( XVFr 01 YFa1).kt kd đó: Fr01 Fa1 - tải trọng hƣớng tâm tải trọng dọc trục, kN V – hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V=1 kt - hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, kt = kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta đƣợc kd =1 X Y - hệ số tải trọng hƣớng tâm hệ số tải trọng dọc trục, tra bảng 11.4 ta đƣợc X = 1, Y = Q (1.1.1,706 0.4,594).1.1 1,706 (kN) Cd 1,706.3 212,45 1,18 (kN) < 25,6 = C (kN) Nhƣ ổ ta chọn ban đầu thoả mãn khả tải động b) Chọn ổ theo khă tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh ổ: Qt Co đó: Qt X o Fr1 Yo Fa tra bảng 11.6 ta đƣợc X o 0,5 Yo 0,47 Qt 0,5.1,706 0,47.4,594 3,01 mà Qt 3,01 < 18,17 Co (kN) nên điều kiện khả tải tĩnh ổ đƣợc đảm bảo 3.2.3 Chọn ổ cho trục Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n = 7,21 (v/ph) Thời gian sử dụng 23360 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 41 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phản lực gối: Fr01 = 4780 (N), Fr11 = 10846 (N) Đƣờng kính ngõng trục: d = 55 (mm) Lực dọc trục: Fa = 1153,54 (N) Ta có: Fa1 / Fr1 1153,54 / 10846 0,11 0,3 nên 36o Với kết cấu trục đƣờng kính ngõng trục d = 55 (mm) ta chọn ổ bi đỡ chặn dãy cỡ nhẹ có kí hiệu 211 với thông số nhƣ sau: Đƣờng kính ổ: d = 55 (mm) Đƣờng kính ổ: D = 100 (mm) Khả tải động: C = 34 (kN) Khả tải tĩnh ổ: Co = 25,6 (kN) a) Chọn ổ theo khả tải động Khả tải động Cd đƣợc tính theo công thức: Cd Q.m L đó: Q – tải trọng quy ƣớc, kN L – tuổi thọ tính triệu vòng quay m – bậc đƣờng cong mỏi thử ổ lăn, ta chọn ổ bị nên m = gọi Lh tuổi thọ ổ tính giờ: Lh 106.L / (60n) L Lh 60n / 106 23360.60.7,21/ 106 10,11 Xác định tải trọng động quy ước Ta có: Q ( XVFr 01 YFa1).kt kd đó: Fr01 Fa1 - tải trọng hƣớng tâm tải trọng dọc trục, kN SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 42 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY V – hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V=1 kt - hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, kt = kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta đƣợc kd =1 X Y - hệ số tải trọng hƣớng tâm hệ số tải trọng dọc trục, tra bảng 11.4 ta đƣợc X = 1, Y = Q (1.1.10,846 0.1,154).1.1 10,846 (kN) Cd 10,846.3 10,11 23,45 (kN) < 34 = C (kN) Nhƣ ổ ta chọn ban đầu thoả mãn khả tải động b) Chọn ổ theo khă tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh ổ: Qt Co Qt X o Fr1 Yo Fa đó: tra bảng 11.6 ta đƣợc X o 0,5 Yo 0,47 Qt 0,5.10,846 0,47.1,154 5,97 mà Qt 5,97 < 25,6 Co (kN) Nên điều kiện khả tải tĩnh ổ đƣợc đảm bảo 3.3 Tính chọn then Ta chọn then với thông số: Kích thƣớc tiết Chiều Đƣờng diện then then Tiết kính d, diện Trên mm b h trục t1 sâu rãnh Bán kính góc lƣợn rãnh r Trên lỗ Nhỏ Lớn t2 22 35 10 3,3 0,25 0,4 32 60 18 11 4,4 0,25 0,4 33 50 14 5,5 3,8 0,25 0,4 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 43 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền dập điều kiện bền cắt d c 2T [ d ] dlt (h t1 ) 2T [ c ] dlt b đó: d c - ứng suất dập ứng suất cắt ta cần tính, MPa d – đƣờng kính trục, d22 = 35 (mm), d32 = 60 (mm) d33 = 50 (mm) T – momen xoắn trục, Nmm b, h, t1 – kích thƣớc, mm lt = (0,8…0,9)lm , lt22 = 35 (mm) ; lt32 = 60 (mm) ; lt33 = 60 (mm) [ d ] - ứng suất dập cho phép, [ d ] = 53 (MPa) [ c ] - ứng suất cắt cho phép, [ c ] = 30 (MPa) Tiết diện 22 32 33 Đƣờng kính 35 60 50 Ứng suất dập d 5,03 9,7 13,3 Ứng suất căt c 1,5 2,16 3,33 Theo bảng ta thấy tất giá trị ứng suất dập ứng suất cắt nhỏ giá trị cho phép Vậy then đảm bảo điều kiện bền dập bền cắt SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 44 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 4.1 Thiết kế kích thƣớc vỏ hộp Vỏ hộp giảm tốc chi tiết máy quan trọng hộp giảm tốc, đảm bảo vị trí tƣơng đối chi tiết máy, phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy khỏi bụi bặm Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao, khối lƣợng nhỏ, nên ta chọn vật liệu chế tạo vỏ hộp giảm tốc gang xám có ký hiệu GX15-32 chế tạo phƣơng pháp đúc Vỏ hộp giảm tốc gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ, … 4.1.1 Chọn bề mặt ghép nắp thân Bề mặt ghép vỏ hộp đƣờng thẳng qua tâm trục, nhƣ việc lắp ghép chi tiết thuận tiện Bề mặt ghép ta chọn không song song với mặt đế, nhờ giảm đƣợc trọng lƣợng kích thƣớc hộp tạo điều kiện bôi trơn tốt cho cặp bánh 4.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp Tên gọi Thân hộp, Chiều dày Nắp hộp, 1 Chiều dày, e Gân tăng Chiều cao, h cƣờng Độ dốc Bulông nền, d1 Bulông cạnh ổ, d2 Đƣờng Bulông ghép bích nắp thân, d3 kính Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm, d5 Mặt Chiều dày bích thân SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG Biểu thức tính toán 0,03.a 1 0,9. e (0,8 1). h 58 20 d1 0,04.a 10 12mm d2 (0,7 0,8).d1 Giá trị 7,5 50 20 16 (M16) 12 (M12) d3 (0,8 0,9).d2 10 (M10) d4 (0,6 0,7).d2 (M8) d5 (0,5 0,6).d2 (M7) S3 (1,4 1,8)d3 16 45 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT bích hộp, S3 ghép Chiều dày bích nắp hộp, nắp S4 thân Bề rộng bích nắp thân, K3 Đƣờng kính tâm lỗ vít: D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 Kích Tâm lỗ bulông cạnh ổ: thƣớc E2 C (k khoảng gối trục cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao, h ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY S4 (0,9 1).S3 15 K3 K2 (3 5) mm 36 Xác định theo kích thƣớc nắp ổ tra bảng 18.2 K2 E2 R2 (3 5)mm 40 E2 1,6.d2 (không kể chiều dày thành hộp) R2 1,3d2 C D3 \ nhƣng phải đảm bảo k 1,2d2 Xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thƣớc mặt tựa E2 = 19 Chiều dày: S1=(1,41,7)d1 phần lồi S1 Dd xác định theo đƣờng kính Mặt đế Chiều dày: có phần dao khoét hộp lồi Dd, S1 S2 S1 = (1,4 1,7)d1 S2 = (1 1,1)d1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 K1 = 3d1 q q K1 + 2 Giữa bánh với (1 1,2) thành hộp Khe hở (3 5) phụ thuộc Giữa đỉnh lớn loại hộp giảm tốc, lƣợng dầu chi đáy hộp bôi trơn hộp tiết Giữa mặt bên bánh với Z ( L B) / (200 300) Số lƣợng bulông Z L B: chiều dài chiều rộng hộp R2 =16 h=30 (mm) 25 S1 = 25 S2 = 17 K1 = 48 q = 64 10 38 10 Z=6 4.1.3 Một số chi tiết phụ a) Bulông vòng móc vòng Ta chọn bulông vòng với thông số sau: SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 46 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT Ren, d1 d2 d3 d4 d5 h d ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY h1 h2 l≥ f b M10 45 25 10 25 15 22 c x r r1 r2 Trọng lƣợng nâng đƣợc 21 12 1,5 250(kG) d1 d3 d2 h b r1 r2 f 45 ° L c d d4 120° h2 d5 d b) Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp ta thiết kế cửa thăm, đƣợc đậy nắp, nắp ta lắp thêm nút thông Ta chọn cửa thăm có kích thƣớc nhƣ sau : A B A1 B1 C C1 K R 100 75 150 100 125 - 87 12 Số lƣợng M8x22 Vít c) Nút thông Để giảm áp suất điều hoà không khí bên bên hộp Đƣợc lắp nắp cửa thăm SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 47 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ØQ C N M O ØG ØA E L P H I B D R R ØA Ta chọn nút thông với thông số kích thƣớc nhƣ sau : A B C D E G H I M27x2 15 30 15 45 36 32 K L M N 10 O P 22 Q R S 32 18 36 32 4.1.4 Chọn chế độ lắp hộp giảm tốc Bảng thống kê kiểu lắp hộp giảm tốc: Stt Tên chi tiết – phận Bánh vít lắp trục Trục lắp với ổ lăn Sai lệch giới hạn (µm) Kiểu lắp Hệ lỗ Hệ trục 35 H7 k6 H7 60 k6 +25 +30 +15 +2 +18 +2 25 k 30 k 55 k H7 d11 H7 72 d11 +30 +30 52 ổ lăn lắp với vỏ hộp SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG +15 +2 +18 +2 +8 +2 -100 -290 -100 -290 48 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 100 H7 d11 E9 h8 E9 14 Then lắp trục h8 E9 18 h8 D8 25 k6 D8 Vòng chắn dầu lắp 30 trục k6 D8 55 k6 10 +35 +61 +25 +75 +32 +81 +32 +98 +65 +119 +80 +119 +80 Nối trục vòng đàn hồi 25 k Trục lắp đĩa xích Bạc lót trục H7 k6 F8 25 k6 F8 55 k6 +25 +53 +20 +64 +25 SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 50 -120 -340 -27 -27 -27 +15 +2 +18 +2 +18 +2 +15 +2 +18 +2 +15 +2 +18 +2 49 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KẾT LUẬN Hộp giảm tốc cấu truyền động quan trọng nhiều ngành, nhiều mô hình, nhiều phƣơng thức truyền động, ví dụ nhƣ dùng cấu băng tải, dây chuyền phân xƣởng, xí nghiệp hay nông nghiệp…nó giúp đảm bảo vận hành êm cho cấu khác đằng sau Thiết kế hệ dẫn động băng tải nói riêng thiết kế hệ dẫn động khí nói chung giúp sinh viên nhớ lại kiến thức, củng cố nâng cao kiến thức tƣ tính toán việc thiết kế, nhƣ việc chế tạo chi tiết phận để hợp thành cấu máy hoàn chỉnh hoạt động đƣợc Trong trình tính toán, thiết kế sinh viên không tránh khỏi sơ suất lỗi sai ý muốn, mong thầy (cô) giúp đỡ bảo tạo điều kiện để sinh viên hoàn thiện đồ án cách tốt đạt kết cao nhƣ nắm vững kiến thức để phục vụ trình làm việc sau cách nhuần nhuyễn tốt Cuối sinh viên xin cám ơn thầy (cô) môn đặc biệt thầy Trần Ngọc Hiền giúp đỡ sinh viên hoàn thành đồ án cách tốt SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 50 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí (tập I II – Trịnh Chất Lê Văn Tuyển, NXB Giáo Dục) [2] Dung sai lắp ghép (Ninh Đức Tốn, NXB Giáo Dục) [3] Chi tiết máy (tập I II - Nguyễn Trọng Hiệp, NXB Giáo Dục) SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 51 ... đƣợc sử dụng rộng rãi ngành khí, luyện kim, hoá chất, công nghiệp đóng tàu, đầu máy toa xe…Trong giới hạn môn học em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế hệ dẫn động xích tải sử dụng hộp giảm tốc trục vít. .. động băng tải, xích tải, vít tải, dùng với hộp giảm tốc) 1.1.2 Xác định công suất động Công suất trục động đƣợc xác định theo công thức: Pct = Pt /η đó: Pct – công suất cần thiết trục động cơ,... CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Thiết kế truyền xích 2.1.1 Chọn loại xích Chọn loại xích lăn 2.1.2 Xác định thông số xích truyền xích Số đĩa xích nhỏ (chủ động) : z1 = 10 Số đĩa xích