Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD LỜI NĨI ĐẦU Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí nội dung khơng thể thiếu chương trình đào tạo kĩ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy Trong trình học tập môn học Thiết kế sản phẩm với CAD, chúng em làm quen với kiến thức cách thiết kế vẽ kết cấu máy, tính chi tiết máy thường gặp Đồ án môn học Thiết kế sản phẩm với Cad kết đánh giá thực chất q trình học tập mơn học chi tiết máy, sức bền vật liệu, dung sai lắp ghép… Hộp giảm tốc thiết bị thiếu máy khí, có nhiệm vụ biến đổi vận tốc đầu vào thành hay nhiều vận tốc tùy vào công dụng máy Khi nhận đồ án thiết kế hệ dẫn động băng tải chúng em tìm hiểu cố gắng hồn thành cách tốt Trong q trình làm đồ án cịn mắc nhiều thiếu sót, chúng em mong thầy, tận tình bảo để chúng em rút kinh nghiệm làm phong phú thêm kiến thức thân Chúng em xin chân thành cám ơn! Thái nguyên, ngày tháng năm 2014 Sinh viên:nguyễn văn khánh long trung nghĩa nguyễn văn nam Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 1 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Tập 1, NXB Giáo dục [2] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Tập 2, NXB Giáo dục [3] – Bài giảng Chi tiết máy, Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [4] – Bài giảng Nguyên lý máy, Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 2 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ I Chọn động điện Chọn kiểu loại động điện: Việc chọn loại động điện dùng cho hộp giảm tốc đơn giản, song cần chọn loại động cho phù hợp với hộp giảm tốc chúng ta, phù hợp với điều kiện sản xuất, điều kiện kinh tế…Dưới vài loại động có mặt thị trường: + Động điện chiều: loại động có ưu điểm thay đổi trị số mơmen vận tốc góc phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng… chúng lại có nhược điểm giá thành đắt, khó kiếm phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh lưu, dùng thiết bị vận chuyển điện, thang máy, máy trục, thiết bị thí nghiệm… + Động điện xoay chiều: bao gồm loại pha ba pha Động pha: có cơng suất nhỏ, phù hợp cho dụng cụ gia đình Động ba pha: sử dụng rộng dãi công nghiệp: động ba pha đồng động ba pha không đồng So với động ba pha không đồng bộ, động ba pha đồng có ưu điểm hiệu suất cosφ lớn, hệ số tải lớn lại có nhược điểm thiết bị tương đối phức tạp, giá thành cao phải có thiết bị phụ để khởi động động Do chúng dùng cho trường hợp cần công suất lớn (100kW), cần đảm bảo chặt chẽ trị số không đổi vận tốc góc Động ba pha khơng đồng gồm kiểu: rôto dây rôto lồng sóc Động ba pha khơng đồng rơto dây cho phép điều chỉnh vận tốc phạm vi nhỏ (khoảng 5%), có dịng điện mở máy thấp cosφ thấp, giá thành đắt, vận hành phức tạp, dùng thích hợp phạm vi hẹp để tìm vận tốc thích hợp dây chuyền công nghệ lắp đặt Động ba pha khơng đồng rơto lồng sóc có ưu điểm kết cấu đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, trực tiếp đưa vào lưới điện pha mà khơng cần biến đổi dịng điện, song hiệu suất hệ số công suất thấp so với động ba pha đồng bộ, không điều chỉnh vận tốc Từ ưu,nhược điểm với điều kiện hộp giảm tốc ta, ta chọn: Động ba pha khơng đồng roto lồng sóc Chọn công suất động cơ: Công suất động chọn theo điều kiện nhiệt độ nhằm đảm bảo cho nhiệt độ động làm việc không lớn trị số cho phép Để đảm bảo điều kiện cần thỏa mãn u cầu sau: Trường ĐHKT Cơng Nghiệp – Thái Nguyên 3 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD dc Pdm ≥ Pdtdc (kW ) Trong đó: dc Pdm - cơng suất định mức động cơ; Pdtdc - công suất đẳng thị trục động cơ, xác định sau: + Trường hợp tải không đổi: dc dt P ≥ P ;P dc lv dc lv Plvct = η∑ ct P lv Với: - Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trục công tác Plvct = Ft v 2267 *1.32 = = 3(kW ) 103 1000 Plvdc - công suất làm việc danh nghĩa trục động cơ: Plvdc Plvct = (kW ) η∑ η∑ hiệu suất chung toàn hệ thống Với sơ đồ cho gồm truyền mắc nối tiếp thì: η∑ = η1.η2 η3 η1 ,η2 ,η3 hiệu suất truyền cặp ổ lăn hệ truyền dẫn Tra theo bảng 1.1[Trang – Hướng dẫn đồ án TKSPV Cad] ta có được: ηk = Khớp nối: Bộ truyền bánh trụ: ηbr = 0,98 ηo = 0,995 Một cặp ổ lăn: => η ∑ = 1.0,982.0,9954 = 0,941 Vậy công suất cần thiết trục động là: Plvdc = = 3.188(kW ) 0,941 Chọn số vòng quay đồng động cơ: ( ndb ) +) Số vòng quay trục công tác: - Với hệ dẫn động băng tải: Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 4 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD 60 103 v nct = πD Trong đó: D – đường kính tang dẫn băng tải (mm); v – vận tốc vòng băng tải (m/s); 60.103 v 60.103.1,32 ⇒ nct = = = 56.05(v / ph) πD 3,14.450 +) Số vòng quay đồng nên dùng cho động cơ: Chọn sơ số vòng quay đồng động n db=1000 v/ph (kể đến trượt ndb= 970 v/ph) Khi tỉ số truyền sơ hệ thống usb xác định: usb = ndb 950 = = 16.95 nct 56.05 So sánh giá trị usb với giá trị nên dùng giá trị giới hạn hệ thống (bảng 1.2 Trang – Hướng dẫn đồ án TKSPV Cad] ta thấy: usb = 16.95 ∈ (8 ÷ 40) Vậy usb nằm khoảng u nên dùng => ndb=1000 v/ph +) Tính số đơi cặp từ: ndb = 60 f 60 f 60.50 ⇒ p= = =3 p ndb 1000 Chọn động thực tế: Căn vào công suất đẳng trị tính, ta tiến hành tra bảng P1.2 [Trang 235 – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – Tập 1] Từ bảng ta chọn loại động DK52-6 Loại động DK52 - Vận tốc quay (v/ph) 950 Công suất (kW) 4.5 Cos φ Tk/Tdn 0,8 1,5 Tmax/Tdn Khối lượng (kg) 1.8 104 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động a, Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ: Khi khởi động, động cần sinh công suất đủ lớn để thắng sức ỳ hệ thống Vì cần kiểm tra điều kiện mở máy cho động Điều kiện mở máy động thỏa mãn công thức sau đảm bảo: dc dc Pmm ≥ Pbd (1.12) dc P mm Trong đó: - công suất mở máy động (kW) Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 5 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD dc Pmm = Tk dc Pdm = 1,5.4.5 = 6.75(kW ) Tdn dc Pbd - công suất cản ban đầu trục động (kW) Pbddc = Kbd Plvdc = 1, 4.3,188 = 4.46 < 6.75( kW ) Điều kiện (1.12) đảm bảo Vậy ta chọn động bảng phần 1.4 b, Kiểm tra điều kiện tải cho động cơ: Với sơ đồ tải trọng khơng đổi không cần kiểm tra điều kiện tải cho động suốt trình làm việc tải trọng lớn công suất cho phép II Phân phối tỉ số truyền: Tỉ số truyền (TST) chung toàn hệ thống u∑ xác định theo: u∑ = ndc 950 = = 16.95 nct 56.05 Trong đó: ndc - số vòng quay động chọn (v/ph); nct - số vịng quay trục cơng tác nct= 56.05 (v/ph) Mà: u∑ = uh uh: tỉ số truyền hộp giảm tốc uh=u1.u2 u1: tỉ số truyền truyền cấp nhanh u2: tỉ số truyền truyền cấp chậm Tỉ số truyền truyền hộp giảm tốc - Với hệ dẫn động gồm HGT cấp bánh nối với động khớp ung=1 Tỉ số truyền truyền hộp giảm tốc uh=u1.u2=16.95 Với HGT hai cấp bánh trụ dạng khai triển dựa vào bản.Dựa bảng 3.1 (TT-TKHTDĐCK tập1) ta có với uh =16.95 Ta chọn u1 =5.66 u2 =3.18 III Tính tốn thông số trục Ký hiệu số tính tốn sau: số "đc" ký hiệu trục động cơ; số "I", "II", "III" trục số I, II III Tính cơng suất trục - Công suất danh nghĩa trục động tính theo cơng thức: Pdc = Plvdc Plvct = = = 3.188(kW ) η∑ 0,941 - Công suất danh nghĩa trục I, II III xác định theo công thức sau: PI = Pdc ηo = 3,188.0,995 = 3.172( kW ) Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 6 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD PII = PI ×ηbr ×ηo = 3,172.0,98.0,995 = 3.093( kW ) PIII = PII ×ηbr ×ηo = 0,98.0,99 = 3,016(kW ) Tính số vòng quay trục - Tốc độ quay trục I: nI = ndc = 950 (v/ph) n 950 nII = I = = 167.845(v / ph) u 5, 66 - Tốc độ quay trục II: nIII = - Tốc độ quay trục III: nII 167.845 = = 52.781(v / ph) u2 3.18 Tính mơ men xoắn trục Mô men xoắn trục thứ k xác định theo công thức sau: 9,55.10 P k Tk = nk 9,55.106.Pdc 9,55.106.3,188 T= = = 32047.789( N mm) n 950 dc - Trục động cơ: - Trục I: 9,55.106.PI 9,55.106.3,172 TI = = = 31886.947( N mm) nI 950 - Trục II: 9,55.106.PII 9,55.106.3, 093 TII = = = 175984.688( N mm) nII 167.845 TIII = - Trục III: Lập bảng kết 9,55.106.PIII 9,55.106.3, 016 = = 545703.947( N mm) nIII 52.781 Các kết tính số liệu đầu vào cho phần tính tốn sau, ta cần lập bảng kết tính tốn: Trục Đ/cơ I II Công tác Công suất (kw) 3,188 3,172 3.093 3.016 Tỷ số truyền (-) Sốvịngquay(v/ph) Mơ men (N.mm) 950 32047.789 5,66 950 3.18 167.845 31886.947 175984.688 52.781 545703.947 Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 7 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 8 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN I Chọn vật liệu Hộp giảm tốc làm việc chịu tải trung bình nên ta chọn vật liệu thép nhóm I có độ rắn HB ≤ 350 ,bánh thường hóa tơi cải thiện.Nhờ có độ rắn thấp nên cắt xác sau nhiệt luyện đồng thời truyềncó khả chạy mịn II Thiết kế truyền bánh trụ cấp nhanh Với truyền bánh cấp chậm dựa vào bảng 6.1 sách TT-TK-HDĐCK.ta chọn đươc vật liệu sau: 1.Chọn vật liệu bánh Bánh Nhỏ Lớn Nhăn hiệu thép 45 45 Nhiệt luyện Tôi cải thiện Tôi cải thiện Độ rắn Giới hạn Giới hạn Bền σ b (MPa) Chảy σ ch (MPa) 241 HB 850 580 210 HB 640 350 Xác định ứng suất sơ a) Ứng suất tiếp xúc cho phép σ H0 lim K HL Z R ZV K XH [σH ] = SH Trong đó: σ H lim : Giới hạn mỏi tiếp xúc mặt ứng số chu kỳ sở Tra 6.2 [ I ] ⇒ σ Hlim = HB + 70 σ Hlim = 2.241 + 70 = 552 ( Mpa ) σ Hlim = 2.210 + 70 = 490 ( Mpa ) S H : Hệ số an tồn tính tiếp xúc: S H =1,1 Z R : Hệ số kể đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt ZV : Hệ số kể đến ảnh hưởng vận tốc vòng K xH : Hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước Do thiết kế sơ nên: Z R ZV K xH = Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 9 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD K HL = m H N HO N HE K HL : Hệ số tuổi thọ Trong đó: mH : Bậc đường công mỏi tiếp xúc mH = N HO : Số chu kỳ chịu tải tính độ bền tiếp xúc 2.4 N HO = 30.H HB N HO1 = 30.2412,4 = 15,63.106 N HO = 30.2102,4 = 11.23.106 N HE : Số chu kỳ chịu tải xét N HE = 60.c.n.tΣ Trong đó: c : Số lần ăn khớp bánh quay vòng: c=1 n : Số vòng quay phút : n1 = 950(v / ph); tΣ : Tổng số làm việc bánh răng: tΣ = 11.0,75.365.16= 48180(h) N HE1 = 60.1.950.48180 = 2,746.109 N HE = 60.1.167.845.48180 = 0,485.109 Do N HE1 > N HO1 ; N HE > N HO ⇒ K HL = σ H0 lim1 552 = = 501,82 ( Mpa ) [ σ H1 ] = S 1,1 H Vậy: ⇒ σ H0 lim 490 = = 445.455 ( Mpa ) [σH2] = SH 1,1 Ứng suất tiếp xúc sơ cho phép là: ( [ σ ] + [ σ H ] ) = 501,82 + 445, 455 = 473,638 ( Mpa ) [ σ H ] = H1 2 Ta có: [σ H ]=Min([σ H ];[σ H ]) =445,455 (MPa) b) ⇒ 1,25 [σ H ] = 1,25.445,455=556,819 (MPa) > [ σ H ] ⇒ σ H = 443, 020( MPa) Ứng suất uốn cho phép σ F0 lim K FL YR YS K FC K xF [σF ] = SF Trong đó: Trường ĐHKT Cơng Nghiệp – Thái Nguyên  10  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD r1 D1 D r d2 d1 d r r r1 T C B æ trục III Tính kiểm nghiệm khả tải động ổ Khả tải động ổ Cd đợc tính theo công thức: Cd = Qm L Trong đó: Q : Tải trọng động quy ớc ( KN) L : Ti thä tÝnh b»ng triƯu vßng quay m : Bậc đờng cong mỏi thử ổ lăn, m=3 ®èi víi ỉ bi l; m=10/3 ®èi víi ỉ đũa Gọi Lh tuổi thọ ổ lăn tính b»ng giê th×: 10 6.L 60.n 0, 7.10.365.2 / 3.24 = 40880h Lh = Víi Lh= −6 −6 VËy L = 10 60.n.Lh = 10 60.90, 233.40880 = 221,32 (triÖu vòng quay) Tải trọng động quy ớc: Đối với ổ đũa côn đỡ chặn , tải trọng động quy ỡc, xác định nh sau: Q = ( X V Fr + Y Fa ) Kt.Kđ Trong đó: Fr - phản lực hớng tâm tác dụng ổ V - hệ số vòng quay, V =1(vòng quay) Kt - hệ số kể đến ảnh hởng nhiệt ®é, lÊy Kt = K® - hƯ sè kĨ đến đặc tính tải trọng, tra theo bảng 11.3[I], K đ = 1,3 (va đập vừa rung động, tải ngắn hạn tới 150% so với tải trọng tính toán: hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh) X- hệ số tảI trọng hớng tâm Y- hệ số tảI trọng dọc trục * Xác định lực dọc trục Fa tác dụng lên ổ : - Lực dọc trục phụ : Fsi=0,83e.Fri Với ổ đũa côn : e = 1,5.tg α = 1,5.tg12,5= 0,333 Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên  56  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD Vµ Fr0 = 4713,54 N => Fs0 = Fs1= 0,83.0,333 4713,54 = 1302,77 (N) Vậy Fa = Fso = 1302,77 (N) *xác định hƯ sè X vµ Y : Fa 1302, 77 = = 0, 276 < e = 0,333 xÐt tØ sè : V Fr 1.4713,54 tra bảng 11.4[I] trị số hệ số tảI trọng X,Y hệ số thực nghiÖm e ta cã: X = 1, Y =0 VËy tảI trọng động ổ: Q1 = (1.1 4713,54 +0 1302n77).1.1,3=6127,6 (N) = 6,1276(KN) 10 VËy: C® =6,1276 221,32 = 30,96 ( KN)< C = 49,1 ( KN) VËy ổ đà chọn đảm bảo khả tải động Tính kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Chọn ổ theo khả tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng d dính bề mặt tiếp xúc, theo điều kiƯn sau: Qt ≤ C Trong ®ã: Co - khả tải tĩnh Qt - tải trọng tĩnh quy ớc trị số lớn hai giá trị sau: Qt = Xo.Fr + Yo.Fa Qt = Fr Víi Xo , Yo - hệ số tải trọng hớng tâm hệ số tải trọng dọc trục, tra theo bảng 11.6[I] Qt = Fr1 = 4,71354 KN < Co = 45,2 KN Vậy ổ đà chọn đảm bảo khả t¶i tÜnh Trường ĐHKT Cơng Nghiệp – Thái Ngun  57  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD ch¬ng III: tÝnh chän then Mèi ghép then đợc dùng để truyền mômen xoắn từ trục đến chi tiết lắp trục ngợc lại Trong trình làm việc, mối ghép then bị hỏng dập bề mặt làm việc then bị hỏng bị cắt.Khi thiết kế thờng dựa vào đờng kính trục để chọn tiết diện then, chiỊu dµi then thêng lÊy b»ng 0,8…0,9 chiỊu dµi mayơ tiến hành kiểm nghiệm mối ghép then độ bền dập,độ bền cắt then hoa phải kiểm tra độ bền mòn * Điều kiện bền dập điều kiện bền cắt then đợc kiểm tra nh sau: 2.T [ ] d σd = [ d llv (h − t1 )] 2.T ≤ [τ c ] τ = d llv b c Trong ®ã: σd, τc - øng suÊt dËp ứng suất cắt tính toán d - đờng kính trơc lt, b, h, t - c¸c kÝch thíc cđa mèi ghÐp then, tra theo b¶ng 9.1.a[I] (h.15) b t2 h t1 d Then b»ng (h.15) [σd] - øng suÊt dËp cho phÐp, tra theo b¶ng 9.5[I], [σd] = 100MPa (dạng lắp cố định, tải trọng va đập nhẹ, vật liệu mayơ thép) ,đối với then bánh đai chế tạo gang [d]= 53MPa [c] - ứng suất cắt cho phép,MPa với thép 45 thép CT6 chịu tải trọng va đập tĩnh [c] = (60ữ90)MPa ,khi chịu tải trọng va đập nhẹ lấy giảm 1/3 : => [τc] = (40÷60)MPa I chän then cho trơc I a,Then l¾p víi nưa khíp nèi: Trường ĐHKT Cơng Nghiệp – Thái Nguyên  58  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD §êng kÝnh trơc d, mm 23 KÝch thíc tiÕt diƯn ChiỊu s©u r·nh Bán kính góc lợn rÃnh then, mm then, mm r, mm b h t1 t2 Nhá nhÊt Lín nhÊt 2,8 0,16 0,25 Bảng thông số kích thớc then lắp nửa khớp nối Chiều dài mayơ bánh 1và 1: lm= 54 mm - Chiều dài làm viƯc cđa then: Lt = (0,8÷0,9).lm = (0,8÷0,9).54 = (43,2÷48,6)mm; then LÊy lt = 50mm Víi then đầu tròn chiều dài làm việc then : llv= lt - b = 45-8 =37(mm) * KiĨm nghiƯm ®iỊu kiƯn bỊn dËp cho then: 2.76350, 26 = 59,8 MPa < [ σ ] d = 100 MPa [ 23.37(7 4)] d = Vậy then đảm bảo điều kiện bền dập * Kiểm nghiệm điều kiện bền cắt cho then: 2.76350, 26 = 22, 43MPa < [ τ c ] c = 23.37.8 = (40ữ60)MPa Vậy then đảm bảo điều kiện cắt b,Then lắp với bánh 1-1 Đờng kÝnh trơc d, mm 32 d f1 − KÝch thíc tiết diện Chiều sâu rÃnh Bán kính góc lợn then, mm then, mm r·nh r, mm b h t1 t2 Nhá nhÊt Lín nhÊt 10 3,3 0,25 0,4 Bảng thông số kích thớc then lắp nửa với bánh 1-1 d nt 37 32 t2 = − − 3,3 = −0,8 < 2,5.m = 5( mm) 2 ta thấy => bánh chế tạo lền trục II chọn then cho trục II a,Then lắp với bánh 2-2: Đờng kính trơc d, mm 45 KÝch thíc tiÕt diƯn then, mm b h 14 ChiỊu s©u r·nh then, mm t1 t2 5,5 3,8 Bán kính góc lợn rÃnh r, mm Nhỏ Lớn 0,25 0,4 Bảng thông số kích thớc then lắp nửa với bánh 2-2 -Chiều dài mayơ bánh 2và 2: lm= 60mm - Chiều dài làm việc then: Lt = (0,8ữ0,9).lm = (0,8ữ0,9).60 = (48÷54)mm Trường ĐHKT Cơng Nghiệp – Thái Ngun  59  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD LÊy lt = 50 mm Víi then đầu tròn chiều dài làm việc then : llv= lt - b = 50-14 =36(mm) * KiĨm nghiƯm điều kiện bền dập cho then: then chịu mômen xoắn T'= T 370127, 016 = = 185063,508 2 2.185063,508 = 65, 28MPa < [ σ ] d = 100MPa [ 45.36(9 − 5,5)] σd = VËy then ®¶m b¶o ®iỊu kiƯn bỊn dËp * KiĨm nghiƯm ®iỊu kiƯn bỊn c¾t cho then: 2.185063,508 = 16,32 MPa < [ τ c ] τc = 45.36.14 = (40÷60)MPa VËy then đảm bảo điều kiện cắt b,Then lắp với bánh 3: Đờng kính trục d, mm 53 Kích thớc tiÕt diƯn then, mm b h 16 10 ChiỊu s©u r·nh then, mm t1 t2 4,3 B¸n kÝnh gãc lỵn cđa r·nh r, mm Nhá nhÊt Lín nhÊt 0,25 0,4 Bảng thông số kích thớc then lắp nửa với bánh -Chiều dài mayơ bánh 3: lm= 91 mm - ChiỊu dµi lµm viƯc cđa then: Llv = (0,8÷0,9).lm = (0,8÷0,9).91 = (72,8÷81,9)mm LÊy lt = 80mm chiỊu dµi lµm viƯc cđa then: llv= lt - b=80 - 16=64(mm) * KiĨm nghiƯm ®iỊu kiƯn bỊn dËp cho then: 2.370127, 016 = 54,55MPa < [ σ ] d = 100MPa [ 53.64(10 − 6)] σd = VËy then ®¶m b¶o ®iỊu kiƯn bỊn dËp * KiĨm nghiƯm ®iỊu kiƯn bỊn c¾t cho then: 2.370127,016 = 13, 64 MPa < [ τ c ] τc = 53.64.16 = (40÷60)MPa Vậy then đảm bảo điều kiện cắt III chọn then cho trục III a,Then lắp với bánh 4: Kích thớc tiết diện Chiều sâu rÃnh Bán kính góc lợn cđa §êng kÝnh then, mm then, mm r·nh r, mm trơc d, mm b h t1 t2 Nhá nhÊt Lín 60 18 11 4,4 0,25 0,4 Bảng thông số kích thớc then lắp bánh -Chiều dài mayơ bánh 4: lm=90 mm - Chiều dài then: Lt = (0,8÷0,9).lm = (0,8÷0,9).90 = (72÷81)mm LÊy lt = 80mm Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên  60  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD VËy chiỊu dµi lµm viƯc cđa then : llv= lt - b=80 - 18=62(mm) * KiÓm nghiƯm ®iỊu kiƯn bỊn dËp cho then: 2.757030,912 = 39,8MPa < [ σ ] d = 100 MPa [ 60.62(11 7)] d = Vậy then đảm bảo điều kiện bền dập * Kiểm nghiệm điều kiện bền cắt cho then: 2.757030,912 = 22, 61MPa < [ τ c ] c = 60.62.18 = (40ữ60)MPa Vậy then đảm bảo điều kiƯn bỊn c¾t b,Then l¾p víi nưa khíp nèi: h 10 Chiều sâu rÃnh then, mm t1 Bảng thông số kích thớc then lắp nửa khớp nối -Chiều dài mayơ nửa khớp nối: lm=91 mm - Chiều dài then: Lt = (0,8÷0,9).91 = (0,8÷0,9).91 = (72,8÷81,9)mm LÊy lt = 80 mm * KiĨm nghiƯm ®iỊu kiƯn bỊn dËp cho then: 2.757030,912 = 90,99 MPa < [ σ ] d = 100MPa [ 52.80(10 − 6)] σd = VËy then đảm bảo điều kiện bền dập * Kiểm nghiệm ®iỊu kiƯn bỊn c¾t cho then: 2.757030,912 = 22, 75MPa < [ τ c ] τc = 52.80.16 = (40÷60)MPa Vậy then đảm bảo điều kiện cắt Trng HKT Cụng Nghiệp – Thái Nguyên  61  Thuyết minh đồ án mơn học thiết kế sản phẩm với CAD ch¬ng iV: tÝnh chän khíp nèi Khíp nèi dïng ®Ĩ nèi trục chi tiết máy, khớp nối đợc dùng để làm số công việc khác nh: đóng mở cấu, giảm tải trọng động,ngăn ngừa tải, diều chỉnh tốc độ Có nhiều phơng pháp dùng khớp nối để nối trục chi tiết lại với nhiên ta sử dụng phơng pháp Dùng nối trục vòng đàn hồi có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ thay thế, làm việc tin cậy , giảm đợc va đập chấn động ,đề phòng cộng hởng dao động xoắn gây nên bù lại phần độ lệch trục Trong thiết kế dựa vào mômen xoắn tính toán Tt để chän kÝch thíc khíp nèi: Tt = k.T ≤ [T] I Trọn khớp nối trục động Trong đó: T - mômen xoắn danh ngha, T = 76350,26 N k - chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác, tra theo bảng 16.1[II], k = 1,2 1,5chọn k=1,3 (máy công tác bng tải) Tt = 1,3.76350,26 = 99255,338 Nmm=99,255338 Nm tra theo b¶ng 16-10a[II] chọn đợc kích thớc nối trục vòng ®µn håi, víi d = 23mm (h.16): l1 d l dm D3 D0 D dc d1 l2 B L B1 Nối trục vòng đàn hồi (h.16) T, N.m 125 D D dm L L d1 D0 Z Nmax B B1 l1 D3 l2 23 12 50 145 60 45 90 4600 42 30 28 32 B¶ng kÝch thớc nối trục vòng đàn hồi, mm (b.14) Tra theo bảng 16-10.b[II], đợc kích thớc vòng đàn hồi Trng HKT Cụng Nghip Thỏi Nguyên  62  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD l1 T, N.mm 125 d0 mm 14 d1, mm M10 D2 , mm 20 l3 l Vòng đàn hồi (h.17) dc d1 D2 l2 l, mm 62 h l1, mm 34 l2, mm 15 l3, mm 28 Bảng kích thớc vòng đàn hồi kiểm nghiệm sức bền vòng đàn hồi chốt a Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi: 2.k.T [ d ] Z D d l c σd = Trong ®ã: Z - sè chèt, Z = D0 - đờng kính vòng tròn qua tâm chốt, D0 = 90 mm d0 - ®êng kÝnh chèt d0 = 14m l3 - chiều dài vòng đàn hồi, l3 = 28mm [σd] - øng suÊt dËp cho phÐp cña vËt liƯu cao su, [σd] = (2÷4)MPa 2.1,3.76350,26 = 1, 41MPa < [ σ d ] σd = 4.90.14.28 = (2ữ4)MPa Vậy: Vậy vòng đàn hồi thoả mÃn điều kiện bỊn dËp a §iỊu kiƯn søc bền cđa chèt: k T l0 ≤ [σ u ] , d D Z c σu = l3 28 Trong ®ã: l0 = l1 + = 34+ = 48mm [σu] - øng suÊt cho phÐp cña chèt, [σu] = (60÷80)MPa 1, 3.76350, 26.48 = 48, 23 < [ σ u ] 0,1.143.90.4 VËy: σu = = (60÷80)MPa Vậy chốt thoả mÃn điều kiện bền II Trn khp nối trục băng tải Trong ®ã: T - mômen xoắn danh nghĩa, T = 734403,71 N k - chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác, tra theo bảng 16.1[II], k = 1,2 1,5chọn k=1,3 (máy công tác bng tải) Trng HKT Cụng Nghip – Thái Nguyên  63  h, Mm 1,5 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD Tt = 1,3 734403,71 = 954725,823 Nmm=954,73 Nm tra theo bảng 16-10a[II] chọn đợc kích thớc nối trục vòng đàn hồi, với d = 52mm (h.16): l1 d l dm D3 D0 D dc d1 l2 B L B1 Nối trục vòng đàn hồi (h.16) T, N.m d D 1000 50 210 dm L l 95 175 110 d1 D0 Z nmax B B1 l1 D3 l2 90 160 2850 42 40 36 40 Bảng kích thớc nối trục vòng đàn hồi, mm (b.14) Tra theo bảng 16-10.b[II], đợc kích thớc vòng đàn hồi l1 l3 l Vòng ®µn håi (h.17) dc d1 D2 l2 h l, mm 80 Bảng kích thớc vòng đàn hồi kiểm nghiệm sức bền vòng đàn hồi chốt a Điều kiện sức bền dập vòng đàn håi: Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên  64  l1, mm 42 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD 2.k T ≤ [σd ] Z D d l c σd = Trong ®ã: Z - sè chèt, Z = D0 - đờng kính vòng tròn qua tâm chốt, D0 = 160 mm d0 - đờng kính chốt d0 = 18m l3 - chiều dài vòng ®µn håi, l3 = 36mm [σd] - øng suÊt dËp cho phÐp cđa vËt liƯu cao su, [σd] = (2÷4)MPa 2.1, 3.757030,912 = 2,37 MPa < [ σ d ] σd = 8.160.18.36 ( vòng đàn hồi kim loại) Vậy: Vậy vòng đàn hồi thoả mÃn điều kiện bền dËp a §iỊu kiƯn søc bền cđa chèt: k T l0 ≤ [σ u ] , d D Z c σu = l3 36 Trong ®ã: l0 = l1 + = 42+ = 60mm [σu] - øng suÊt cho phÐp cña chèt, [σu] = (60÷80)MPa 1, 3.757030,912.60 = 79,1 < [ σ u ] 0,1.183.160.8 Vậy: u = Vậy chốt thoả mÃn điều kiƯn bỊn = (60÷80)MPa Trường ĐHKT Cơng Nghiệp – Thái Nguyên  65  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD ch¬ng V : KẾT CẤU VỎ HỘP I KÕt cÊu vá hép gi¶m tèc đúc Vỏ hộp giảm tốc đúc có nhiều hình dạng khác song chúng có chung nhiệm vụ:đảm bảo vị trí tơng đối chi tiết phận máy ,tiêp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân,mặt bích ,gối đỡ Vật liệu phổ biến dùng để đúc vỏ hộp giảm tốc gang xám GX15-32 (chỉ dùng thép chịu tải lớn đặc biệt chịu va đập) chọn bề mặt ghép lắp thân Chọn bề mặt ghép song song với mặt đế qua đờng tâm trục xác định kích thớc vỏ hộp Hình dạng nắp thân chủ yếu đợc xác định số lợng kích thớc bánh răng, vị trí mặt ghép phân bố trục hộp, đồng thời phụ thuộc vào tiêu kinh tế ,độ bền độ cứng a.Chiều dày vỏ hộp giảm tốc: - Chiều dày thân hép gi¶m tèc : δ = 0,03a + > mmz Với a = 172(mm) khoảng cách tâm Vậy δ = 0, 03.172 + = 8,16 > mm chọn = 10(mm) - Chiều dày nắp hộp gi¶m tèc : δ1 = 0,9δ = 0,9.10 = chọn = 9(mm) b Gân tăng độ cứng cho vỏ hộp: -chiều dày e : e = (0,8 ữ 1) δ lÊy e = δ = 10(mm) - chiÒu cao h : h< 58 lÊy h = 50 (mm) - ộ dốc khoảng c Đờng kính bul«ng : - bul«ng nỊn d1 : d1 > 0,04a+10 > 12 mm d1 = 0,04.172+10= 16,88 m => d1= 20 (mm) - bulông cạnh ổ d2 : d2 = (0,7 ÷ 0,8) d1 => d2 = 0,8 d1 = 0,8.20 = 16 (mm) Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên  66  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD - bul«ng ghÐp bÝch nắp thân d3 : d3 =(0,8 ữ 0,9) d2 chän d3=0,8 d2=0,8.16=12,2 mm => d3 = 13 mm - vÝt ghÐp l¾p ỉ d4=(0,6 0,7)d2 chän d4=0,6.16= 9,6 mm => d4 = 10 mm - vÝt ghÐp l¾p cưa thăm d5=(0,5 0,6)d2 chọn d5=0,5d2 =>d5=0,5.16 = (mm) d khe hở chi tiết Giữa bề mặt gia công chi tiết quay bề mặt gia không gia công vỏ hộp phải lớn tổng sai số độ xác vị trí vách đúc nh độ sóng mấp mô bề mặt đúc: -khe hở bánh với thành hộp mặt bên bánh với (1 ÷ 1,2)δ => lÊy ∆ = 12(mm) -khe hë đỉnh bánh lớn với đáy hộp Tính từ đỉnh đến đáy hộp cần phải thoả mÃn yêu cầu sau : -Cần đủ lớn để bánh quay chất bẩn sản phẩm mài mòn đà lắng xuống đáy hộp không bị khuấy động lên.Đối với hộp giảm tốc bánh : = (3 ÷ 5)δ => lÊy ∆1 = 4δ = 4.10 = 40(mm) e Gèi trơc trªn vá hép: Gèi trơc cần phải đủ độ cứng để không ảnh hởng đến làm việc ổ.Đờng kính gối trục (D3) đợc chọn theo đờng kính nắp ổ Dựa vào kích thớc trục đà tính toán phần thiết kế trục bảng 18-2 [II] ta tra kích thớc gèi trôc : Trục I II III D 62 80 90 D2 D3 D4 75 100 110 90 125 135 52 75 85 h 10 12 d4 M6 M8 M8 Z 6 -Bề rộng mặt ghép bulông c¹nh ỉ K2 : K2 = E2 + R2 + (3 ữ 5) mm - tâm lỗ bulông cạnh ổ E2 : E2 1,6 d2 (không hể chiều dày thµnh hép) Vµ R2 ≈ 1,3 d2 => E2 =1,6 16 =25,6 mm lÊy E2 = 26 (mm) R2 = 1,3 16 =20,8 mm lÊy R2 =21 (mm) VËy K2 = 26 + 21 + = 50 (mm) f Mặt bích ghép lắp thân : Nắp thân hộp đợc ghép bulông.Chiều dày mặt bích S S1 đợc chọn theo điều kiện đảm bảo độ cứng Bề rộng mặt bích K3 phải đủ để xiết chặt xoay chìa vặn góc 600 Bề mặt ghép nắp thân đợc mài cạo để lắp sít Khi lắp,giữa hai bề mặt không cần dùng đệm lót (để đảm bảo kiểu lắp ổ vào vỏ trục) - bề rộng bích nắp thân K3 : K3 K2 - (3 ữ 5) mm K3 = 50 - 3= 47 (mm) - chiều dày bích thân hộp S3 : S3 = (1,4 ÷ 1,8) d3 => S3 = 1,5 d3 = 1,5.13 = 19,5 (mm) ; chọn S3=20 (mm) - chiỊu dµy bích nắp hộp S4 : S4 = (0,9 ữ 1) S3 lấy S4 = S3 = 20(mm) g.mặt đế hộp -chiều dày phần lồi S1 : S1=(1,3 1,5)d1 => S1=1,4.d1=1,4.20=28 (mm) -bề rộng mặt đế hộp : K1=3d1=3.20=60 mm q ≥ K1 + δ = 60 + 2.10=80 mm Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên  67  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD mét sè kÕt cÊu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp a Vịng móc : Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép…) nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng vịng móc Hiện vịng móc dùng nhiều Kích thước vịng móc xác định sau: Chiều dày vịng móc: S = (2 ÷3).δ = (20 ÷ 30) (mm) Chọn S = 30 ( mm) Đường kính: d = (3 ÷4).δ = (30÷ 40) (mm) Chọn d = 40 ( mm) b chốt định vị : Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị Nhờ chốt định vị, xiết bulơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Chọn chốt định vị hình cơn: c=0,5mm;l=40mm;d1=3mm l=40 d1 d=3 cx450 1:50 c Cửa thăm : Để kiểm tra, quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp lắp thêm nút thơng Kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18 - 5, [2] A B A1 B1 C k R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 87 12 4.M8×2 Trường ĐHKT Cơng Nghiệp – Thái Nguyên  68  Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD A1 K B1 B C A R d Nút thông : Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thơng Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp Hình dạng kích thước nút thơng hơi: A B D E G H I K M27×2 15 15 45 36 32 L 10 M N 22 O Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên  69  P 32 Q 18 R 36 S 32 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD e Nút tháo dầu : Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi bặm 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 Ta chọn nút tháo dầu trụ có kết cấu kích thước sau: d D0 b m d M30× b 18 L m 14 f L c q D S Do 36 27 45 32 36,9 f Que thăm dầu : Có kích thước hình vẽ: Ø5 Ø18 1x45° Ø6 M12 1x45° m L 30 g Vòng chắn dầu : Vòng gồm rãnh tiết diện tam giác có góc đỉnh 60 Khoảng cách đỉnh mm Vòng cách mép thành hộp khoảng cách tùy thuộc vào trục Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên  70  ... Thái Nguyên 7 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD Trường ĐHKT Công Nghiệp – Thái Nguyên 8 Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN... Nguyên  27  Thuyết minh đồ án mơn học thiết kế sản phẩm với CAD ChiỊu rộng vành bw 70,72 mm Trng HKT Cụng Nghip – Thái Nguyên  28  Thuyết minh đồ án mơn học thiết kế sản phẩm với CAD PhÇn III... 249,794 mm 45,00 mm 46,80 mm Thuyết minh đồ án môn học thiết kế sản phẩm với CAD III Thiết kế truyền bỏnh rng tr cp chm Với bánh cấp chậm ta chọn răng thẳng - Chọn vật liệu bánh Gii hn Bỏnh rng Nhón