Thuyết minh Đồ án Chi tiết máy - Thiết kế hệ dẫn động băng tải

chạm trục Để tránh các bánh răng chạm vào trục của hộp giảm tốc, cần đảm bảo các điều kiện sau: Bánh răng lớn của bộ truyền cấp nhanh phải cách trục III ít nhất 1 khoảng từ 7÷10 (mm) Bánh răng nhỏ của bộ truyền cấp chậm phải cách trục I ít nhất 1 khoảng từ 7÷10 (mm) Tức là: a 2 w 2 d 174,56 (7 10) a (7 10) 145 2 2        (đúng) a3 w1 d 74,4 (7 10) a (7 10) 104 2 2        (đúng) Kết luận: điều kiện chạm trục được thoả mãn. 6. Kiểm tra sai số vận tốc Ta có: dcthuc thuc n 2922 n 87,562 (v/ph) u 2,45.4,7.2,898    Ta có: thuc 89,1375 89 n n 87,562 n .100% .100% 1,77% 4 ,137 % n 5        X2min X 4 m in X 4 m ax l4min l4 m ax l2 m in l2 m ax X m ax X m in X2max ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 39 Kết luận: điều kiện về sai số vận tốc thoả mãn. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 40 PHẦN III : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 1. Thiết kế trục Các thông số đầu vào: Trục Thông số I II III Công suất (P) (kW) 7,1 6,92 6,75 Số vòng quay (n) (v/ph) 2922 620,38 213,93 Momen xoắn (T) (Nmm) 23180,02 106525,033 301325,1998 1.1. Chọn vật liệu Ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 thường hoá, có b 600 (MPa)  , ứng suất xoắn cho phép [ ] 12...20 (MPa)  , ta chọn [ ] 18 (MPa)  1.2. Xác định sơ bộ đường kính trục Trục động cơ : tra bảng P1.7[1] ta có đường kính của trục động cơ là dcd 32 (mm) Ta có công thức thực nghiệm xác định đường kính trục: Trục I: I dcd (0,8...1,2)d (0,8...1,2).32 25,6...38,4   ta chọn 1d 30 (mm) Trục II: II w1d (0,3...0,35)a (0,3...0,35).104 31,2...36,4   ta chọn 2d 35 (mm) Trục III: III w2d (0,3...0,35)a (0,3...0,35).145 43,5...50,75   ta chọn 3d 45 (mm) 1.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 1.3.1. Chiều rộng của ổ lăn (bo) Từ đường kính d tra bảng 10.2[1] ta có thể xác định được gần đúng chiều rộng của ổ lăn bo , ta có: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 41 d (mm) 30 35 45 bo (mm) 19 21 25 Chiều dài may-ơ bánh đai nhỏ gắn trên trục 3: m33 3l (1,2...1,5)d (1,2...1,5).45 54...67,5 (mm)   ta chọn lm33 = 60 (mm) Chiều dài may-ơ bánh răng trụ răng nghiêng nhỏ gắn trên trục 1 m12 1l (1,2...1,5)d (1,2...1,5).30 36...45 (mm)   ta chọn lm12 = 40 (mm) Chiều dài may-ơ bánh răng trụ răng nghiêng lớn gắn trên trục 2: m23 2l (1,2...1,5)d (1,2...1,5).35 42...52,5 (mm)   ta chọn lm23 = 50 (mm) Chiều dài may-ơ bánh răng trụ răng thẳng nhỏ gắn trên trục 2: m22 2l (1,2...1,5)d (1,2...1,5).35 42...52,5 (mm)   ta chọn lm22 = 50 (mm) Chiều dài may-ơ bánh răng trụ răng thẳng lớn gắn trên trục 3: m32 3l (1,2...1,5)d (1,2...1,5).45 54...67,5 (mm)   ta chọn lm32 = 60 (mm) Chiều dài may-ơ một nửa khớp nối với trục 1: m13 1l (1,4...2,5)d (1,4...2,5).30 42...75 (mm)   ta chọn lm13 = 60 (mm)  Trị số của các khoảng cách: Tên gọi Kí hiệu và giá trị Giá trị lựa chọn Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay k1 = 815 k1 = 12 Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp k2 = 515 k1 = 10 Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ k3 = 1020 k1 =15 Chiều cao lắp ổ và đầu bulông hn = 1520 hn = 18 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 42 Vì là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp, nên tra bảng 10.4[1] ta có: theo sơ đồ tính khoảng cách đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp: Trục II: 22 m22 02 1 2 23 22 m22 m23 1 21 m22 m23 1 2 02 l 0,5.(l b ) k k =0,5.(50+21)+12+10=57,5 l l 0,5.(l l ) k =57,5+0,5.(50+50)+12=119,5 l l l 3k 2k b =50+50+3.12+2.10+21=177              Trục I: 11 21l l 177  12 23l l 119,5  c13 m13 01 3 nl 0,5(l b ) k h =0,5.(60+19)+15+18=72,5    13 11 c13l l l 177 72,5 249,5     Trục III : 31 21l l 177  32 22l l 57,5  c33 m33 03 3 nl 0,5(l b ) k h =0,5(60+25)+15+18=75,5    33 c33l l 75,5    1.4. Tính toán thiết kế trục 1.4.1. Tải trọng tác dụng lên trục Sơ đồ tải trọng tác dụng lên các trục trong hộp giảm tốc:  Trục I : Lực vòng: 1 t1 w1 2T 2.23180,02 F 1270,14 (N) d 36,5    Lực hướng tâm: o t1 tw1 r1 o F .tg 1270,14.tg20,22 F 473,51 (N) cos cos8,885      Lực dọc trục: o a1 t1F F .tg 1270,14.tg8,885 198,56    Lực tác dụng của khớp nối với động cơ: ta chọn khớp nối là loại nối trục vòng đàn hồi có: k tF (0,2 0,3).F  với: 1 t t 2T 2.23531,83 F 747 (N) D 63    (giá trị của Dt tra bảng 16.10a theo ddc =32 (mm)) kF (0,2 0,3).747 150 224     ta chọn Fk = 200 (N)  Trục II: Lực vòng: t2 t1F F 1270,14 (N)  ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 43 3t3 w3 2T 2.301325,1998 F 8100,14 (N) d 74,4    Lực hướng tâm: r2 r1F F 473,51 (N)  o t3 tw2 r3 o F .tg 8100,14.tg21,82 F 3243,11 (N) cos cos0      Lực dọc trục: a2 a1F F 198,56 (N)   Trục III: Lực vòng: t4 t3F F 8100,14 (N)  Lực hướng tâm: r4 r3F F 3243,11 (N)  Lực do bộ truyền đai tác dụng lên trục: rx ry F 3058,64 (N) F 3058,64 (N)   Sơ đồ phương chiều các lực tác dụng lên trục trong hộp giảm tốc: Hình 2: Sơ đồ các lực tác dụng trong hộp giảm tốc F dy Fdx Fd z y x Fr1 Fr2 Ft2 Ft1 Fa2 Fa1 Fr3 Ft3 Ft4 Fr4 Fk ÐC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 44 1.4.2. Xác định phản lực tại các gối đỡ, đường kính và chiều dài các đoạn trục 1.4.2.1. Trục 1: Hình 3: Sơ đồ các lực tác dụng lên trục I  Xét cân bằng cho trục 1 ta có: Theo phương x: x x10 t1 x11 kF F F F F 0      t1 12 x11 11 k 13 t1 12 k 13 x11 11 m(0) F .l F .l F .l 0 F .l F .l F l 1270,14.119,5 200.249,5 1140 (N) 177             x10 t1 x11 kF F F F 1270,14 1140 200 290,14 (N)        Theo phương y: y y10 r1 y11F F F F   w1 r1 12 y11 11 a1 w1 r1 12 a y11 11 d m(0) F .l F .l F . 0 2 d 36,5 F .l F . 473,51.119,5 198,56. 2 2F 299,2 (N) l 177            y10 r1 y11F F F 473,51 299,2 174,31 (N)       Biểu đồ momen: F y10 Fx10 F y11 Fx11 Fk Ft1 Fr1 Fa1 l12 l11 l13 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 45 Hình 4: Biểu đồ momen của trục I 23180,02 Mx My T Ø 3 0 k 6 F y10 Fx10 F y11 Fx11 Fk Ft1 Fr1 Fa1 37100 14500 20830 17200 Ø 3 5 H 7 k 6 Nmm Nmm Nmm Ø 3 0 k 6 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 46  Phản lực tổng trên các gối đỡ 2 2 2 2 lt10 x10 y10F F F 290,14 174,31 338,5 (N)     2 2 2 2 lt11 x1 y11F F F 1140 299,2 1178,6 (N)      Momen uốn tổng hợp trên các tiết diện trục 10M 0 (Nmm) 2 2 2 2 11 y11 x11M M M 0 14500 14500 (Nmm)     2 2 2 2 12 y12 x12M M M 20830 37100 42547,6 (Nmm)     13M 0 (Nmm)  Momen tương đương: 2 2 2 2 td10 10 1M M 0,75.T 0 0,75.23180,02 20074,5 (Nmm)     2 2 2 2 td11 11 1M M 0,75.T 14500 0,75.23180,02 24763,6 (Nmm)     2 2 2 2 td12 12 1M M 0,75.T 42547,6 0,75.23180,02 47045,6 (Nmm)     2 2 2 2 td13 13 1M M 0,75.T 0 0,75.23180,02 20074,5 (Nmm)      Đường kính trục tại các tiết diện Tra bảng 10.5[1] với σb =600 (MPa) và đường kính sơ bộ là 30 ta có [σ]=63 td10 33 10 M 20074,5 d 14,7 (mm) 0,1[ ] 0,1.63     Ta chọn d10 = 15 (mm) td11 33 11 M 24763,6 d 15,8 (mm) 0,1[ ] 0,1.63     Ta chọn d11 = 17 (mm) td12 33 12 M 47045,6 d 19,55 (mm) 0,1[ ] 0,1.63     Ta chọn d12 =20 (mm) td13 33 13 M 20074,5 d 14,7 (mm) 0,1[ ] 0,1.63     Ta chọn d13 = 15 Để đảm bảo kết cấu trục có thể lắp với trục động cơ có d=32 qua khớp nối vòng đàn hồi, ta chọn lại đường kính các đoạn trục trên trục I như sau 10 13 11d d d 30 (mm)   12d 35 (mm) Ta chọn bánh răng trên trục I chế tạo liền trục I. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 47 1.4.2.2. Trục II Sơ đồ các lực tác dụng lên trục II Hình 5: Sơ đồ các lực tác dụng lên trục II  Xét cân bằng cho trục II Theo phương x: x x20 t3 t2 x21F F F F F 0     t3 22 t2 23 x21 21m(0) F .l F .l F .l 0    t3 22 t2 23 x21 21 F .l F .l 8100,14.57,5 1270,14.119,5 F = 3488,9 (N) l 177      x20 t3 t2 x21F F F F 8100,14 1270,14 3488,9 5881,4 (N)        Theo phương y: y y20 r3 r2 y21F F F F F 0     w 2 r3 22 r2 23 y21 21 a2 d m(0) F .l F .l F .l F . 0 2      w 2 r3 22 r2 23 a 2 y21 21 d F .l F .l F . 2F l     171,56 3243,11.57,5 473,51.119,5 198,56. 2 830,1 (N) 177     y20 r3 r2 y21F F F F 3243,11 473,51 830,1 1939,5 (N)         Phản lực tổng hợp trên các gối đỡ 2 2 2 2 lt20 x20 y20F F F 5881,4 1939,5 6192,94 (N)     F y20 Fx20 Fr2 Ft2 Fa2 F y21 Fx21 l23 l21 Ft3 Fr3 l22 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 48 2 2 2 2 lt21 x21 y21F F F 3488,9 830,1 3586,3 (N)      Biểu đồ momen: Hình 6: Biểu đồ momen của trục II F y20 Ø 4 2 H 7 k 6 Ø 3 8 H 7 k 6 Ø 3 5 k 6 Ø 3 5 k 6 106525,033 Mx My T Fx20 Fr2 Ft2 Fa2 F y21 Fx21 Ft3 Fr3 111520 30700 47731 338200 200610 Nmm Nmm Nmm ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 49  Momen uốn tổng hợp 20M 0 (Nmm) 2 2 2 2 21 y21 x21M M M 0 0 0 (Nmm)     2 2 2 2 22 y22 x22M M M 338200 111520 356112,3 (Nmm)     2 2 2 2 23 y23 x23M M M 200610 47731 206211,8 (Nmm)      Momen tương đương: 2 2 2 2 td20 20 2M M 0,75.T 0 0,75.106525,033 92253,4 (Nmm)     2 2 2 2 td21 21 2M M 0,75.T 0 0,75.106525,033 92253,4 (Nmm)     2 2 td22 22 2 2 2 M M 0,75.T 356112,3 0,75.106525,033 367867,7 (Nmm)      2 2 td23 23 2 2 2 M M 0,75.T 206211,8 0,75.106525,033 225907 (Nmm)       Đường kính trục tại các tiết diện theo tiêu chuẩn lắp với ổ lăn và bánh răng: 20 21d d 35 (mm)  23d 38 (mm) 22d 42 (mm) 1.4.2.3. Trục III: Sơ đồ các lực tác dụng lên trục III: Hình 7: Sơ đồ các lực tác dụng lên trục III Fx30Fry Frx F y30 Ft4 Fr4 Fx31 F y31 l32 l31 l33 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 50  Xét cân bằng cho trục III Theo phương x: x rx x30 t4 x31 F F F F F 0     rx 33 t4 32 x31 31m(0) F .l F .l F .l 0    t4 32 rx 33 x31 31 F .l F .l 8100,14.57,5 3058,64.75,5 F 1326,7 (N) l 177       x30 t4 x31 rxF F F F 8100,14 1326,7 3058,64 9832 (N)        Theo phương y: y ry y30 r4 y31F F F F F 0      ry 33 r4 32 y31 31m(0) F .l F .l F .l 0     ry 33 r4 32 y31 31 F .l F .l 3058,64.75,5 3243,11.57,5 F 2358,23 (N) l 177       y30 ry y31 r4F F F F 3243,11 3058,64 3243,11 2173,86 (N)         Phản lực tổng hợp trên các gối đỡ 2 2 2 2 lt30 x30 y30F F F 9832 2173,86 10069,45 (N)     2 2 2 2 lt31 x31 y31F F F 1326,7 2358,23 2705,8 (N)      Biểu đồ momen: (hình 8)  Momen uốn tổng hợp 31M 0 (Nmm) 33 M 0 (Nmm) 2 2 2 2 32 y32 x32M M M 235000 282000 367081,7 (Nmm)     2 2 2 2 30 y30 x30M M M 231000 231000 326683,3 (Nmm)      Momen tương đương 2 2 td30 30 3 2 2 M M 0,75.T 326683,3 0,75.301325,1998 418114,4 (Nmm)      2 2 td31 31 3 2 2 M M 0,75.T 0 0,75.301325,1998 260955,3 (Nmm)      2 2 td32 32 3M M 0,75.T  ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 51 2 2367081,7 0,75.301325,1998 450384,98 (Nmm)   2 2 td33 33 3 2 2 M M 0,75.T 0 0,75.301325,1998 260955,3 (Nmm)      Hình 8: Biểu đồ momen của trục III 301325,1998 Mx My T Fx30Fry Frx F y30 Ft4 Fr4 Fx31 F y31 231000 282000 231000 235000 Nmm Nmm Nmm Ø 4 5 k 6 Ø 4 8 H 7 k 6 Ø 4 0 k 6 Ø 4 5 k 6 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 52  Đường kính trục tại các tiết diện: td30 33 30 M 418114,4 d 43,7 0,1.[ ] 0,1.50     td31 33 31 M 260955,3 d 37,4 0,1.[ ] 0,1.50     td32 33 32 M 450384,98 d 44,83 0,1.[ ] 0,1.50     td33 33 33 M 260955,3 d 37,4 0,1.[ ] 0,1.50     Vì đường kính trục tại các tiết diện ổ lăn phải lấy bằng đường kính trong của ổ lăn theo tiêu chuẩn và tại các tiết diện lắp bánh răng, bánh đai, khớp nối cũng cần lấy theo các giá trị tiêu chuẩn và phù hợp với đường kính sơ bộ nên ta chọn như sau: 33d 40 (mm) 30 31d d 45 (mm)  32d 48 (mm) 1.5. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi  Kết cấu trục đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thoả mãn điều kiện sau: j j j 2 2 j j s .s s [s] (1.5) s s        trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, chọn [s]=2 sσj và sτj - hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j 1 j dj aj mj 1 j dj aj mj s (1.6) K . . s (1.7) K . .                   Ta có vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σb =600 (MPa), ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 53 1 b0,35 100 0,35.600 100 310 (MPa)       1 10,58. 0,58.310 179,8 (MPa)      tra bảng 10.7[1] ta có: 0,05 0      Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó: mj j aj max j j 0 M W       Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, do đó mj aj max j/2 j ojT / 2W       Các tiết diện nguy hiểm: Trên trục I: tiết diện lắp bánh răng 1 (12), tiết diện lắp ổ lăn 1 (11) Trên trục II: tiết diện lắp bánh răng 2 (23), tiết diện lắp bánh răng 3 (22) Trên trục III: tiết diện lắp bánh răng 4 (32), tiết diện lắp bánh đai (33), tiết diện lắp ổ lăn 0 (30)  Chọn lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng, bánh đai theo k6 kết hợp với lắp then Momnen cản uốn và momen cản xoắn ứng với các tiết diện trên trục I: Tại tiết diện 12: có d12 =35 (mm), bánh răng được chế tạo liền trục ta có: 3 3 312 12 d .35 W 4209,24 (mm ) 32 32      3 3 312 o12 d .35 W 8418,5 (mm ) 16 16      Tại tiết diện 11: có d11 =30 (mm) lắp ổ lăn ta có: 3 3 311 11 d .30 W 2650,7 (mm ) 32 32      3 3 311 o11 d .30 W 5301,44 (mm ) 16 16      Momen cản uốn và cản xoắn ứng với các tiết diện trên trục II: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 54 Tiết diện 22: có d22 =42 (mm), tiết diện 23 có d23 =38, có rãnh then nên ta có: 3 2 3 2 322 1 22 1 22 22 d bt (d t ) .42 12.5(42 5) W 6295,72 (mm ) 32 2d 32 2.42          3 2 3 2 322 1 22 1 o22 22 d bt (d t ) .42 12.5(42 5) W 13569,3 (mm ) 16 2d 16 2.42          3 2 3 2 323 1 23 1 23 23 d bt (d t ) .38 12.5(38 5) W 4527,3 (mm ) 32 2d 32 2.38          3 2 3 2 323 1 23 1 o23 23 d bt (d t ) .38 12.5(38 5) W 9914,5 (mm ) 16 2d 16 2.38          Momen cản uốn và cản xoắn ứng với các tiết diện trên trục III: Tiết diện 30: có d30 =45 (mm) 3 3 330 30 d .45 W 8946,2 (mm ) 32 32      3 3 330 o30 d .45 W 17892,35 (mm ) 16 32      Tiết diện 32 có d32 =48, có rãnh then 3 2 32 1 32 1 32 32 3 2 3 d bt (d t ) W 32 2d .48 14.5(48 5,5) 9540,3 (mm ) 32 2.48          3 2 32 1 32 1 o32 32 3 2 3 d bt (d t ) W 16 2d .48 14.5,5(48 5,5) 20397,6 (mm ) 16 2.48          Tiết diện 33 có d33 =40, lắp rãnh then lắp bánh đai 3 2 3 2 333 1 33 1 33 32 d bt (d t ) .40 12.5(40 5) W 5364,4 (mm ) 32 2d 32 2.40          3 2 33 1 33 1 o33 32 3 2 3 d bt (d t ) W 16 2d .40 12.5(40 5) 11647,6 (mm ) 16 2.40          ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 55 Ta có bảng kích thước then, giá trị momen cản uốn, momen cản xoắn ứng với các tiết diện: Tiết diện Đường kính trục b x h t1 W (mm 3 ) Wo (mm 3 ) σa τm =τa 11 30 - - 2650,7 5301,44 5,47 2,2 12 35 - - 4209,24 8418,5 10,1 1,4 22 42 12 x 8 5 6295,72 13569,3 56,6 3,93 23 38 10 x 8 5 4527,3 9914,5 45,55 5,37 30 45 - - 8946,2 17892,35 36,5 8,4 32 48 14 x 9 5,5 9540,3 20397,6 38,5 7,4 33 40 12 x 8 5 5364,4 11647,6 0 12,94 Ta có: dj x y K (K / K 1)K      dj x y K (K / K 1)K      Vì các trục đều được gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 0,63µm, do đó tra bảng 10.8[1] ta được hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt Kx = 1,06 Không dùng các phương pháp tăng bề mặt, nên hệ số tăng bền Ky =1 Tra bảng 10.12, khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu có σb =600 (MPa) là Kσ =1,76, Kτ =1,54 (đối với trục II và trục III). Vì trục 1 không có rãnh then nên Kσ và Kτ không xác định. Tra bảng 10.10, ta có hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi là: ԑσ11 =0,77, ԑτ11 =0,81 ԑσ12 =0,75, ԑτ12 =0,795 ԑσ22 =0,764, ԑτ22 =0,776 ԑσ23 =0,738, ԑτ23 =0,786 ԑσ30 =0,715, ԑτ30 =0,77 ԑσ32 =0,706, ԑτ32 =0,764 ԑσ33 =0,73, ԑτ33 =0,70 suy ra được tỷ số Kσ/ԑσ và Kτ/ԑτ tại các rãnh then trên các tiết diện nguy hiểm này (các giá trị tính được ghi ở bảng bên dưới) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 56 tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp đã chọn, và các giá trị ta được tỷ số Kσ/ԑσ và Kτ/ԑτ do lắp căng tại các tiết diện này. Ta so sánh 2 giá trị này, trên cơ sở đó dùng giá trị lớn hơn trong hai giá trị Kσ/ԑσ để tính Kσd và giá trị lớn hơn trong hai giá trị của Kτ/ԑτ để tính Kτd. Thay các giá trị ở trên vào công thức 1.6 và 1.7 rồi thay vào công thức 1.5 ta được các kết quả ghi trong bảng dưới đây: Tiết diện d (mm) Tỷ số Kσ/ԑσ do Tỷ số Kτ/ԑτ do Kσd Kτd Sσ Sτ S rãnh then lắp căng rãnh then lắp căng 11 30 - 2,06 - 1,64 2,12 1,7 26,7 48 23,33 12 35 - 2,06 - 1,64 2,12 1,7 14,5 75,5 14,24 22 42 2,3 2,06 1,98 1,64 2,36 2,04 2,32 22,4 2,3 23 38 2,4 2,06 1,96 1,64 2,46 2,02 2,8 16,6 2,76 30 45 - 2,06 - 1,64 2,12 1,7 4 12,6 3,8 32 48 2,5 2,06 2,02 1,64 2,56 2,08 3,15 11,7 3,04 33 40 2,4 2,06 2,2 1,64 2,46 2,26 - 6,15 6,15 Hệ số an toàn cho phép thông thường [s] = 1,52,5, từ bảng trên ta thấy các giá trị hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đều thoả mãn điều kiện về độ bền mỏi. 1.6. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột (như khi mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. Điều kiện kiểm tra độ bền tĩnh: 2 2 td 3 [ ]       trong đó: 3 maxM / (0,1d )  3 maxT / (0,2d )  ch [ ] 0,8 0,8.340 272 (MPa)     với σch – giới hạn chảy của vật liệu chế tạo trục σch =340 (MPa) Mmax và Tmax – momen uốn lớn nhất và momen xoắn lớn nhất tại các tiết diện nguy hiểm lúc quá tải. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 57 Ta có bảng giá trị và kết quả tính toán: Tiết diện Đường kính d Mmax Tmax σ τ σtd 11 30 14500 23180,02 5,37 4,3 9,18 12 35 42547,6 23180,02 9,92 2,7 10,97 22 42 356112,3 106525,033 48 7,2 49,6 23 38 206211,8 106525,033 37,6 9,7 41,18 30 45 326683,3 301325,1998 35,8 16,53 45,84 32 48 367081,7 301325,1998 33,2 13,6 40,7 33 40 0 301325,1995 0 23,54 40,77 Từ bảng trên ta thấy tại các tiết diện đều đảm bảo điều kiện về độ bền tĩnh. 1.7. Kiểm nghiệm trục về độ cứng Vì kích thước trục được xác định theo độ bền không phải bao giờ cũng đảm bảo độ cứng cần thiết cho sự làm việc bình thường của các bộ truyền và các ổ, cũng như độ chính xác của cơ cấu. 1.7.1. Độ cứng võng Khi độ võng f quá lớn sẽ làm cho các bánh răng ăn khớp bị nghiêng, làm tăng sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, còn khi góc xoay θ quá lớn sẽ làm kẹt các con lăn trong các ổ, vì vậy điều kiện đảm bảo độ cứng uốn sẽ là: f ≤ [f] θ ≤ [θ] trong đó: [f] – độ võng cho phép, [f] = 0,01m = 0,01.1,5 = 0,015 với m là môđun ăn khớp. [θ] – góc xoay cho phép, [θ] = 0,005 rad Coi trục là 1 dầm liên tục có tiết diện không đổi đặt trên 2 gối đỡ khi đó ta dùng các công thức của môn sức bền vật liệu để tính độ võng của trục và ta thấy các trục đều thoả mãn các điều kiện của độ cứng võng. 1.7.2. Độ cứng xoắn Độ cứng xoắn có ý nghĩa quan trọng đối với các cơ cấu phân độ, máy phay răng, vì chuyển vị góc làm giảm độ chính xác chế tạo và nhiều tác hại khác, vì vậy cần hạn chế biến dạng xoắn. oTlk / (GJ ) [ ]    ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 58 trong đó: G – môđun đàn hồi trượt, G = 8.104 MPa Jo – momen quán tính độc cực, Jo = ᴨd 4 /32 (mm 4 ) l – chiều dài đoạn trục đang tính k = 1/[1 - 4γh/d] dùng cho trục có rãnh then [υ] – góc xoắn cho phép  Bảng kết quả tính toán: Tiết diện Đường kính d Jo k υ [υ] 11 30 79522 1 0,33’ 7,485’ 12 35 147324 1 0,18’ 7,485’ 22 42 305490 1,62 0,28’ 5,31 23 38 204708 1,73 0,42’ 5,31 30 45 402578 1 0,85’ 7,575’ 32 48 521153 1,6 0,66’ 7,575’ 33 40 251327 1,67 1,4’ 7,575’ Kêt luận: các tiết diện trên các trục đảm bảo độ cứng xoắn. Vậy các trục trong hộp giảm tốc đảm bảo đủ độ cứng. 2. Tính chọn ổ lăn 2.1. Tính chọn ổ lăn cho trục I (trục vào)  Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n=2922 (v/ph) Thời gian sở dụng 19200 giờ Phản lực tại các gối: Fr0 = 338,5 (N), Fr1 = 1178,6 (N) Đường kính ngõng trục: d = 30 (mm) Lực dọc trục: Fa1 = 198,56 (N) Ta có: a1 r0F / F 198,56 / 338,5 0,59 0,3   nên o12  Vì có lực dọc trục và tải trọng tác dụng lên ổ là nhỏ nên ta dùng ổ bi đỡ - chặn một dãy cho các gối đỡ 0 và 1 Với kết cấu trục và đường kính ngõng trục d=30 (mm) ta chọn ổ bi đỡ - chặn một dãy cỡ nhẹ hẹp có kí hiệu 36206 với các thông số như sau: Đường kính trong của ổ: d = 30 (mm) Đường kính ngoài của ổ: D = 62 (mm) Khả năng tải động: C = 18,2 (kN) Khả năng tải tĩnh của ổ: Co = 13,3 (kN) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 59 Vì đầu vào của trục có lắp nối trục vòng đàn hồi nên cần chọn chiều của kF ngược với chiều đã dùng khi tính trục tức là cùng chiều với x10F , khi đó phản lực tại các gối là: t1 12 k 13 x11 11 F .l F .l 1270,14.119,5 200.249,5 F 575,6 (N) l 177      x10 t1 x11 k F F F F 1270,14 575,6 200 494,54 (N)       2 2 r0F 494,54 174,31 524,36 (N)    2 2 r1F 575,6 299,2 648,72 (N)   Vậy ta tiến hành tính kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn hơn với r1F 1178,6 (N) 2.1.1. Chọn ổ theo khả năng tải động Khả năng tải động dC được tính theo công thức: m dC Q. L trong đó: Q – tải trọng quy ước, kN L – tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay m – bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ta chọn ổ bị nên m=3 gọi hL là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ: 6 hL 10 .L / (60n) 6 6 hL L .60n /10 19200.60.2922 /10 3366,144    2.1.1.1. Xác định tải trọng động quy ước Ta có: r1 a t dQ (XVF YF ).k k  trong đó: r1F và aF - tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục, kN V – hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay nên V=1 tk - hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, ở đây tk =1 dk - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta được dk =1 X và Y - hệ số tải trọng hướng tâm và hệ số tải trọng dọc trục, ta có: a 0iF / C 1.0,19856 /13,3 0,015  e 0,30  a r1F / VF 0,19856 / (1.1,1786) 0,17 e 0,3    tra bảng 11.4 ta được X = 1, Y = 0 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 60 Xác định lại lực dọc trục Fa1: a1 so a r0 aF F F e.F F 0,3.524,36 198,56 355,9 (N)       Q (1.1.1,1786 0.355,9).1.1 1,1786 (kN)    3 dC 1,1786. 3366,144 17,66 (kN) < 18,2 (kN)   Như vậy ổ ta chọn ban đầu là thoả mãn khả năng tải động 2.1.2. Chọn ổ theo khă năng tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh của ổ: t oQ C trong đó: 1 o r1 o aQ X F Y F  tra bảng 11.6 ta được o oX 0,5 Y 0,47  1 r1Q 0,5.1,1786 0,47.0,3559 0,76 < 1,1786=F    nên ta chọn 1Q 1,1786 (kN) mà 1 oQ 1,1786 < 13,3 C (kN)  Nên điều kiện về khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. 2.2. Tính chọn ổ lăn cho trục II  Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n=620,38 (v/ph) Thời gian sở dụng 19200 giờ Phản lực tại các gối: Fr0 = 6192,94 (N), Fr1 = 3586,3 (N) Đường kính ngõng trục: d = 35 (mm) Lực dọc trục: Fa = 198,56 (N) Ta có: a r1F / F 198,56 / 3586,3 0,055 0,3   a r0F / F 198,56 / 6192,94 0,032 0,3   nên o12  Vì lực dọc trục tác dụng lên ổ là nhỏ so với lực hướng tâm và tải trọng tác dụng là lớn nên ta dùng ổ đũa trụ ngắn đỡ cho các gối đỡ 0 và 1 Với kết cấu trục và đường kính ngõng trục d=35 (mm) ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ trung rộng có kí hiệu 2607 với các thông số như sau: Đường kính trong của ổ: d = 35 (mm) Đường kính ngoài của ổ: D =80 (mm) Khả năng tải động: C = 46,7 (kN) Khả năng tải tĩnh của ổ: Co = 34,8 (kN) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 61 Phản lực tại gối 0 là lớn nên ta tính kiểm nghiệm tại gối này thay cho cả gối 1. 2.2.1. Chọn ổ theo khả năng tải động Khả năng tải động dC được tính theo công thức: m dC Q. L trong đó: Q – tải trọng quy ước, kN L – tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay m – bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ta chọn ổ đũa nên m=10/3 gọi hL là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ: 6 hL 10 .L / (60n) 6 6 hL L .60n /10 19200.60.620,38 /10 714,68    2.2.1.1. Xác định tải trọng động quy ước Ta có: r0 t dQ VF .k k trong đó: r0F - tải trọng hướng tâm, kN V – hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay nên V=1 tk - hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, ở đây tk =1 dk - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta được dk =1 Q 1.6,19294.1.1 6,19294 (kN)   10 3 dC 6,19294. 714,68 44,48 (kN) < 46,7 (kN)   Như vậy ổ ta chọn ban đầu là thoả mãn khả năng tải động 2.2.2. Chọn ổ theo khă năng tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh của ổ: 0 oQ C trong đó: 0 r0Q F 6,19294 (kN)  mà 0 oQ 6,19294 < 34,8 C (kN)  Nên điều kiện về khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 62 2.3. Tính chọn ổ lăn cho trục III (trục ra)  Các thông số đầu vào: Số vòng quay: n=213,93 (v/ph) Thời gian sở dụng 19200 giờ Phản lực tại các gối: Fr0 = 10069,45 (N), Fr1 = 2705,8 (N) Đường kính ngõng trục: d = 45 (mm) Ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ trung hẹp có kí hiệu 2309 với các thông số: Đường kính trong của ổ: d = 45 (mm) Đường kính ngoài của ổ: D =100 (mm) Khả năng tải động: C = 56,5 (kN) Khả năng tải tĩnh của ổ: Co = 40,7 (kN) Phản lực tại gối 0 là lớn nên ta tính kiểm nghiệm tại gối này thay cho cả gối 1. 2.3.1. Chọn ổ theo khả năng tải động Khả năng tải động dC được tính theo công thức: m dC Q. L trong đó: Q – tải trọng quy ước, kN L – tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay m – bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ta chọn ổ đũa nên m=10/3 gọi hL là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ: 6 hL 10 .L / (60n) 6 6 hL L .60n /10 19200.60.213,93 /10 246,45    2.3.1.1. Xác định tải trọng động quy ước Vì aF = 0 nên ta có: r0 t dQ XVF .k k trong đó: r0F - tải trọng hướng tâm, kN V – hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay nên V=1 tk - hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, ở đây tk =1 dk - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3[1] ta được dk =1 X và Y - hệ số tải trọng hướng tâm X = 1 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 63 Q 1.10,06945.1.1 10,06945 (kN)   10 3 dC 10,06945. 246,45 52,55 (kN) < 56,5 (kN)   Như vậy ổ ta chọn ban đầu là thoả mãn khả năng tải động 2.3.2. Chọn ổ theo khă năng tải tĩnh Điều kiện tải tĩnh của ổ: 0 oQ C trong đó: 0 r0Q F 10,06945 (kN)  mà 0 oQ 10,06945 < 40,7 C (kN)  Nên điều kiện về khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo 3. Chọn khớp nối Ở đây ta chọn khớp nối là nối trục vòng đàn hồi để truyền momen từ trục động cơ sang trục I, với momen xoắn trên trục động cơ là: Tdc = 23531,83 (Nmm) = 23,53183 (Nm), tT 1,5.23,53183 35,3 (Nm)   ta đã chọn nối trục vòng đàn hồi với các thông số: c 1 2 1 2 3 d 10 (mm), d M8, D 15 (mm), l=42 (mm) l 20 (mm), l 10 (mm), l 15 (mm), h=1,5 (mm)       3.1. Kiểm tra điều kiện bền của vòng và chốt đàn hồi  Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi: d d o c 3 2kT [ ] ZD .d .l     trong đó: d[ ] - ứng suất dập cho phép của vòng cao su Z – số chốt, Z=4 d 2.1,5.23531,83 1,87 (MPa) < (2 4) (MPa) 4.63.10.15     Vậy vòng đàn hồi đảm bảo điều kiện bền dập  Điều kiện sức bền của chốt: o u u3 c o kTl [ ] 0,1.d .D .Z     ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 64 với 2 o 1 l 10 l l 20 25 (mm) 2 2      u[ ] - ứng suất cho phép của chốt u 3 1,5.23531,83.25 35,02 (MPa) < (60 80) (MPa) 0,1.10 .63.4     Vậy điều kiện bền của chốt được đảm bảo. 4. Tính chọn then 4.1. Tính chọn then cho trục I Vì bánh răng trên trục 1 chế tạo liền trục nên trên trục sẽ không có then. 4.2. Tính chọn then cho trục II ở đây ta chọn then bằng với các thông số: Tiết diện Đường kính d, mm Kích thước tiết diện then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn của rãnh r b h Trên trục t1 Trên lỗ t2 Nhỏ nhất Lớn nhất 22 42 12 8 5 3,3 0,25 0,4 23 38 10 8 5 3,3 0,25 0,4 4.2.1. Kiểm tra điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt d d t 1 c c t 2T [ ] dl (h t ) 2T [ ] dl b          trong đó: d và c - ứng suất dập và ứng suất cắt ta cần tính, MPa d – đường kính trục, d22 = 42 (mm), d23 = 38 (mm) T – momen xoắn trên trục, Nmm b, h, t1 – kích thước, mm lt = (0,80,9)lm , lt22 = lt23= (0,80,9)lm22 = (0,80,9).50 = 4045 (mm) ta chọn lt = 45 (mm) d[ ] - ứng suất dập cho phép, d[ ] = 53 (MPa) c[ ] - ứng suất cắt cho phép, c[ ] = 30 (MPa) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 65 d22 2.106525,033 37,6 (MPa) < 53 (MPa) 42.45.(8 5)     d23 2.106525,033 41,5 (MPa) < 53 (MPa) 38.45.(8 5)     c22 2.106525,033 9,4 (MPa) < 30 (MPa) 42.45.12    c23 2.106525,033 10,4 (MPa) < 30 (MPa) 38.45.12    Vậy then đã chọn đảm bảo điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt. 4.3. Tính chọn then cho trục III Ta cũng chọn then bằng với các thông số sau: Tiết diện Đường kính d, mm Kích thước tiết diện then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn của rãnh r b h Trên trục t1 Trên lỗ t2 Nhỏ nhất Lớn nhất 32 48 14 9 5,5 3,8 0,25 0,4 33 40 12 8 5 3,3 0,25 0,4 4.3.1. Kiểm tra điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt d d t 1 2T [ ] dl (h t )      c c t 2T [ ] dl b     trong đó: d và c - ứng suất dập và ứng suất cắt ta cần tính, MPa d – đường kính trục, d32 = 48 (mm), d33 = 40 (mm) T – momen xoắn trên trục, Nmm b, h, t1 – kích thước, mm lt = (0,80,9)lm , lt32 = lt33 = (0,80,9)lm32 = (0,80,9).60 = 4854 (mm) ta chọn lt = 54 (mm) d[ ] - ứng suất dập cho phép, d[ ] = 100 (MPa) c[ ] - ứng suất cắt cho phép, c[ ] = 30 (MPa) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 66 d32 2.301325,1995 66,4 (MPa) < 100 (MPa) 48.54.(9 5,5)     d33 2.301325,1995 93 (MPa) < 100 (MPa) 40.54.(8 5)     c32 2.301325,1998 16,6 (MPa) < 30 (MPa) 48.54.14    c33 2.301325,1998 23,3 (MPa) < 30 (MPa) 40.54.12    Vậy then đã chọn đảm bảo điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 67 PHẦN IV: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 1. Thiết kế các kích thước của vỏ hộp Vỏ hộp giảm tốc là một chi tiết máy quan trọng trong hộp giảm tốc, nó đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết máy, các bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ các chi tiết máy khỏi bụi bặm Chỉ tiêu cơ bản của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao, khối lượng nhỏ, nên ta chọn vật liệu chế tạo vỏ hộp giảm tốc là gang xám có ký hiệu GX15-32 chế tạo bằng phương pháp đúc. Vỏ hộp giảm tốc gồm: thành hộp, nẹp hoặc gân, mặt bích, gối đỡ, 1.1. Chọn bề mặt ghép nắp và thân Bề mặt ghép của vỏ hộp là đường thẳng đi qua tâm các trục, vì như thế thì việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuận tiện hơn. Bề mặt ghép ta chọn không song song với mặt đế, nhờ đó giảm được trọng lượng và kích thước của hộp và tạo điều kiện bôi trơn tốt cho các cặp bánh răng. 1.2. Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp Tên gọi Biểu thức tính toán Giá trị Chiều dày Thân hộp,  0,03.a 3 6    7,5 Nắp hộp, 1 1 0,9.   7 Gân tăng cường Chiều dày, e e (0,8 1).   6 Chiều cao, h h 58 50 Độ dốc 02 2 0 Đường kính Bulông nền, d1 1d 0,04.a 10 12mm   16 (M16) Bulông cạnh ổ, d2 2 1d (0,7 0,8).d  12 (M12) Bulông ghép bích nắp và thân, d3 3 2d (0,8 0,9).d  10 (M10) Vít ghép nắp ổ, d4 4 2d (0,6 0,7).d  8 (M8) Vít ghép nắp cửa thăm, d5 5 2d (0,5 0,6).d  7 (M7) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 68 Mặt bích ghép nắp và thân Chiều dày bích thân hộp, S3 3 3S (1,4 1,8)d  16 Chiều dày bích nắp hộp, S4 4 3S (0,9 1).S  15 Bề rộng bích nắp và thân, K3 3 2K K (3 5) mm   36 Kích thước gối trục Đường kính ngoài và tâm lỗ vít: D3, D2 Xác định theo kích thước nắp ổ hoặc tra bảng 18.2 Xác định ở dưới Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2 2 2 2K E R (3 5)mm    40 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 và C (k là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) 2 2E 1,6.d (không kể chiều dày thành hộp) và 2 2R 1,3d 3C D \ 2 nhưng phải đảm bảo k 1,2d2 E2 = 19 R2 =16 Xác định ở dưới Chiều cao, h Xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích thước mặt tựa h=30 (mm) Mặt đế hộp Chiều dày: khi không có phần lồi S1 S1=(1,41,7)d1 25 Chiều dày: khi có phần lồi Dd, S1 và S2 Dd xác định theo đường kính dao khoét S1 = (1,41,7)d1 S2 = (11,1)d1 S1 = 25 S2 = 17 Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q K1 = 3d1 và q  K1 + 2 K1 = 48 q = 64 Khe hở giữa các chi tiết Giữa bánh răng với thành trong hộp (1 1,2)   10 Giữa đỉnh răng lớn và đáy hộp (3 5)    và phụ thuộc loại hộp giảm tốc, lượng dầu bôi trơn trong hộp 38 Giữa mặt bên các bánh răng với nhau    10 Số lượng bulông nền Z Z (L B) / (200 300)   L. B: chiều dài và chiều rộng của hộp L =500 B = 250 Z = 4 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 69 Đường kính ngoài và tâm lỗ vít: D3, D2 2 4 3 4 , D 30 D D (1,6 2)d 30 (1,6 2).8 42,8 46(mm) D D 4,4d 30 4,4.8 65,2 (mm)                 chọn D2 = 45 (mm), D3 = 66 (mm) 3 D 66 C 33 (mm) 2 2    2 4 3 4 , D 35 D D (1,6 2)d 35 (1,6 2).8 47,8 51(mm) D D 4,4d 35 4,4.8 70,2 (mm)                 chọn D2 = 50 (mm), D3 = 70 (mm) 3 D 70 C 35 (mm) 2 2    2 4 3 4 , D 40 D D (1,6 2)d 40 (1,6 2).8 52,8 56(mm) D D 4,4d 40 4,4.8 75,2 (mm)                 ta chọn D2 = 55 (mm), D3 = 75 (mm) 3 D 75 C 37,5 (mm) 2 2    2. Một số chi tiết phụ 2.1. Bulông vòng hoặc móc vòng Công dụng : dùng để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc, được nắp ở trên nắp và thân. Tra bảng 18.3b ta được trọng lượng hộp giảm tốc là Q = 160 (kG) Ta chọn bulông vòng với các thông số sau: (hình 9) Ren, d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l≥ f b c x r r1 r2 Trọng lượng nâng được M10 45 25 10 25 15 22 8 6 21 2 12 1,5 3 2 5 4 250(kG) 2.2. Chốt định vị Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục, lỗ trụ nắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời. Để ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 70 đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, dùng 2 chốt định vị. Nhờ có chốt định vị, khi siết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ, do đó loại trừ được một trong các nguyên nhân làm ỏ bị chóng hỏng. Ta chọn chốt định vị hình côn có ren ngoài : (hình 10) Hình 9: Bulông vòng L r1 120° d5 h 2 d r2 b d4 d3 d2 d1 d c f h 45 ° 1 0 7 ,5 M 1 0 8 20 2 80 40 1,6x45o ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 71 Hình 10: Chốt định vị hình côn ren ngoài 2.3. Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp ta thiết kế một cửa thăm, được đậy bằng nắp, trên nắp ta lắp thêm nút thông hơi. Ta chọn cửa thăm có các kích thước như sau : A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4 2.4. Nút thông hơi Để giảm áp suất và điều hoà không khí bên trong và bên ngoài hộp. Được lắp trên nắp cửa thăm Hình 11 : Nút thông hơi Ta chọn nút thông hơi với các thông số kích thước như 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 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32 2.5. Que thăm dầu Que thăm dầu dùng để kiểm tra mức dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc, nếu mức dầu nhỏ hơn giá trị cho phép ta phải tiến hành thay dầu hoặc bù lại lại đã hao hụt. Ta dùng que thăm dầu với các thông số và kích thước như sau: ØG O P N C E D R M L I ØA R H B ØQ ØA ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 72 Hình 12: Que thăm dầu 2.6. Nút tháo dầu Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn hoặc bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới. Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp ta thiết kế 1 lỗ tháo dầu. Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu. 6 5 12 18 6 3 3 1 2 3 0 9 0 0,5x45o 1x45o M12 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 73 Mặt đáy của hộp giảm tốc ta làm hơi dốc 1 đến 2 độ về phía nút tháo dầu và ngay tạo chỗ tháo dầu nên làm lõm xuống để dầu chảy ra dễ dàng không bị dính vào thành hộp và bệ máy Ta chọn nút tháo dầu trụ với kết cấu và kích thước của nút tháo dầu như sau: D B m F L c q D S Do M22x2 15 10 3 29 2,5 19,8 32 22 25,4 Hình 13: Nút tháo dầu 3. Chọn các chế độ lắp trong hộp giảm tốc Bảng thống kê các kiểu lắp trong hộp giảm tốc: Stt Tên chi tiết – bộ phận Kiểu lắp Sai lệch giới hạn (µm) Hệ lỗ Hệ trục 1 Bánh răng lắp trên trục H7 38 k6  +25 0 +15 +2 H7 42 k6  +25 0 +18 +2 H7 48 k6  +25 0 +8 +2 dD o b m L D S ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Phương án số 39 GVHD: Trần Văn Hiếu SVTH: Mai Văn Tú – 64DCDM01 Page 74 2 Trục lắp với ổ lăn 30 k6 0 +15 +2 35 k6 0 +18 +2 45 k6 0 +8 +2 3 ổ lăn lắp với vỏ hộp H7 62 d11  +30 0 -100 -290 H7 80 d11  +30 0 -100 -290 H7 100 d11  +35 0 -120 -340 4 Then lắp trên trục E9 10 h8 +61 +25 0 -27 E9 12 h8 +75 +32 0 -27 E9 14 h8 +75 +32 0 -27 5 Vòng chắn dầu lắp trên trục D8 30 k6  +98 +65 +15 +2 D8 35 k6  +119 +80 +18 +2 D8 45 k6  +119 +80 +18 +2 6 Nối trục vòng đàn hồi 30 k6 0 +15 +2 7 Trục lắp bánh đai H7 40 k6  +25 0 +18 +2 8 Bạc lót trục F8 30 k6  +53 +20 +15 +2 F8 40 k6  +64 +25 +18 +2 Page 74 KẾT LUẬN Hộp giảm tốc là một cơ cấu truyền động quan trọng trong nhiều ngành, nhiều mô hình, nhiều phương thức truyền động, ví dụ như là dùng trong các cơ cấu băng tải, dây chuyền trong các phân xưởng, xí nghiệp hay trong nông nghiệpnó giúp đảm bảo sự vận hành êm cho các cơ cấu khác đằng sau nó. Thiết kế hệ dẫn động băng tải nói riêng và thiết kế các hệ dẫn động cơ khí nói chung giúp sinh viên nhớ lại kiến thức, củng cố nâng cao kiến thức và tư duy tính toán trong việc thiết kế, cũng như trong việc chế tạo các chi tiết các bộ phận để hợp thành một cơ cấu máy hoàn chỉnh và hoạt động được. Trong quá trình tính toán, thiết kế sinh viên không tránh khỏi những sơ suất và lỗi sai ngoài ý muốn, vì vậy mong thầy (cô) giúp đỡ chỉ bảo và tạo điều kiện để sinh viên có thể hoàn thiện đồ án một cách tốt nhất và đạt kết quả cao nhất cũng như là nắm vững những kiến thức để phục vụ trong quá trình làm việc sau này một cách nhuần nhuyễn và tốt nhất. Cuối cùng sinh viên xin cám ơn các thầy (cô) trong bộ môn đặc biệt là thầy Trần Văn Hiếu đã giúp đỡ sinh viên hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất. Page 75 Tài liệu tham khảo: [1] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập I và II – Trịnh Chất và Lê Văn Tuyển, NXB Giáo Dục) [2] Dung sai và lắp ghép (Ninh Đức Tốn, NXB Giáo Dục) [3] Chi tiết máy (tập I và II - Nguyễn Trọng Hiệp, NXB Giáo Dục) Page 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................. 4 PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ .............. 5 1. Chọn loại động cơ. ................................................................................................... 5 1.1. Chọn kiểu động cơ điện: ........................................................................ 5 1.2. Chọn công suất động cơ:........................................................................ 5 1.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ .............................................. 6 1.4. Chọn động cơ thực tế ............................................................................ 7 1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ ................. 7 2. Phân phối tỷ số truyền ............................................................................................. 7 2.1. Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc .............................. 7 2.2. Tỷ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc ..................................... 7 3. Tính toán các thông số trên trục ............................................................................ 8 3.1. Tính công suất trên các trục ................................................................... 8 3.2. Tính số vòng quay của các trục ............................................................. 8 3.3. Tính momen xoắn trên các trục ............................................................ 8 3.4. Bảng kết quả tính toán ........................................................................... 9 PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG .................... 10 1. Thiết kế bộ truyền đai ............................................................................................ 10 1.1. Chọn loại đai ........................................................................................ 10 1.2. Các kích thước và thông số của bộ truyền đai ..................................... 10 1.3. Xác định số đai..................................................................................... 11 1.4. Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. ......................................... 12 1.5. Bảng kết quả tính toán ......................................................................... 13 2.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh ............................................................. 13 2.1. Chọn vật liệu làm bánh răng ................................................................ 14 2.2. Xác định ứng suất cho phép ................................................................. 14 2.3. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền ...................................... 17 2.4. Xác định các thông số ăn khớp ............................................................ 17 2.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc ................................................ 18 2.6 . Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ....................................................... 20 2.7. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải ............................................................ 22 2.8. Xác định một vài thông số và kích thước của bộ truyền ..................... 23 3. Thiết kế bộ truyền cấp chậm – bánh răng trụ răng thẳng................................. 25 3.1. Chọn vật liệu làm bánh răng ................................................................ 25 Page 2 3.2. Xác định ứng suất cho phép ................................................................. 25 3.3. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền ...................................... 28 3.4. Xác định các thông số ăn khớp ............................................................ 29 3.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ....................................................... 32 3.7. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải ............................................................ 34 3.8. Xác định một vài thông số và kích thước của bộ truyền ..................... 35 4. Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp giảm tốc. ................................................. 36 5.Kiểm tra điều kiện chạm trục ................................................................................ 38 6.Kiểm tra sai số vận tốc ........................................................................................... 38 PHẦN III : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI .............................. 40 1.Thiết kế trục ............................................................................................................. 40 1.1.Chọn vật liệu ......................................................................................... 40 1.2.Xác định sơ bộ đường kính trục............................................................ 40 1.3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực ....................... 40 1.4.Tính toán thiết kế trục .................................................................................... 42 1.5.Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi ......................................................... 52 1.6.Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh ......................................................... 56 1.7.Kiểm nghiệm trục về độ cứng ............................................................... 57 2.Tính chọn ổ lăn ........................................................................................................ 58 2.1.Tính chọn ổ lăn cho trục I (trục vào) .................................................... 58 2.2.Tính chọn ổ lăn cho trục II.................................................................... 60 2.3.Tính chọn ổ lăn cho trục III (trục ra) .................................................... 62 3. Chọn khớp nối ........................................................................................................ 63 3.1. Kiểm tra điều kiện bền của vòng và chốt đàn hồi ............................... 63 4.Tính chọn then ......................................................................................................... 64 4.1.Tính chọn then cho trục I ...................................................................... 64 4.2. Tính chọn then cho trục II.................................................................... 64 4.3. Tính chọn then cho trục III .................................................................. 65 PHẦN IV: THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP ................................................................ 67 1. Thiết kế các kích thước của vỏ hộp ................................................................... 67 1.1. Chọn bề mặt ghép nắp và thân ............................................................. 67 1.2. Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp ........................................ 67 2. Một số chi tiết phụ .................................................................................................. 69 2.1. Bulông vòng hoặc móc vòng ............................................................... 69 2.2. Chốt định vị.......................................................................................... 69 Page 3 2.3. Cửa thăm .............................................................................................. 71 2.4. Nút thông hơi ....................................................................................... 71 2.5. Que thăm dầu ....................................................................................... 71 2.6. Nút tháo dầu ......................................................................................... 72 3. Chọn các chế độ lắp trong hộp giảm tốc ............................................................ 73 Tài liệu tham khảo: ..................................................................................................... 75