MỤC LỤC

MỤC LỤC.

LỚI NÓI ĐẦU. 

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.

I.1 Chọn động cơ.

I.2 Phân phối tỷ số truyền.

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY.

II.1 Thiết kế bộ truyền đai thang.

II.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng.

II.3 Thiết kế trục.

II.4 Tính toán chọn ổ.

II.5 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc.

II.6 Các chi tiết phụ.

II.7 Bảng dung sai lắp ghép.

KẾT LUẬN.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

LỜI NÓI ĐẦU

   Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.

   Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.

   Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí..., và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.

   Em chân thành cảm ơn thầy: ………………, các thầy cô và các bạn khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.

   Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn

                                                                                                         …., ngày…tháng…năm 20…

                                                                                                          Sinh viên thực hiện

                                                                                                            ………..……..

PHẦN I

CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

I.1. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN.

 Số vòng quay của động cơ sơ bộ:

 Chọn  (theo bảng 3.2 tài liệu [3] )

 Chọn động cơ (tra bảng P1.1 tài liệu [1])

PHẦN II

TÍNH TOÁN BỘ THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

II.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI.

Công suất truyền: P­=4.12 kW

Số vòng quay trục dẫn: n=1445 vg/ph

Tỉ số truyền: u=3

Chọn số hiệu đai thang:

1. Chọn đai:

Theo (hình 4.22 - trang 152-tài liệu [3] ) chọn số hiệu đai là A.

8. Góc ôm đai bánh đai nhỏ:

Theo đồ thị hình 4.21c (t ài liệu [3] ) ta chọn [P_o] =2.3 khi d = 140mm đai loại A.

Số dây đai được xác định theo công thức:

Ta chọn z=3 đai (thỏa điều kiện chọn ban đầu).

9. Định các kích thước chủ yếu của đai:

Chiều rộng bánh đai: B=(z-1)t+2S

Đường kính ngoài:

Trong đó: z=3 ; t=15 ; S=10 ; h₀=3.3

Suy ra: B=50mm ; d_n1=146.6mm ; d_n2=406.6mm

10. Lực căng đai ban đầu:

F_o=Aσ_o=zA₁σ_o=3*81*1.5=364.5 N

II.2 .THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.

Đây là bộ truyền bôi trơn tốt (bộ truyền kín) ta tính toán theo độ bền mỏi tiếp xúc để

tránh hiện tượng tróc rỗ bề mặt và kiểm nghiệm lại điều kiện bền uốn.

I. Bộ truyền cấp nhanh.

Moment xoắn trên trục là 80894Nmm. Vì hộp giảm tốc có cấp nhanh phân đôi nên: T1=80894/2=40447 Nmm.

u = 5.73

n = 481.67 (v/p)

1. Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn:

Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13, tài liệu [3], ta có:

Đối với bánh dẫn:

HB₁ = 250

σ_OHlim1 = 2HB₁ + 70 = 2*250 + 70 = 570 Mpa

s_H1 = 1.1

σ_OFlim1 = 1.8HB₁ =1.8*250 = 450 Mpa

s_F1 = 1.75

Đối với bánh bị dẫn:

HB₂ = 228

σ_OHlim2 = 2HB₂ + 70 = 2*228 + 70 = 526 Mpa

s_H2 = 1.1

σ_OFlim2 = 1.8HB₂ =1.8*228 = 410.4 Mpa

s_F2 = 1.75

d. Hệ số tuổi thọ:

Do N_HE1 > N_HO1 ,N_HE2 > N_HO2 ,N_FE1 > N_FO1 ,N_FE2 > N_FO2

nên chọn K_HL1 = K_HL2 = K_FL1 = K_FL2 = 1

e. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

[σ_H1] = σ_OHlim1  = 570*  = 466.36 Mpa

[σ_H2] = σ_Ohlim2  = 526*  = 430.36 MPa

[σ_F1] =  K_FL1 =  *1 = 257.14 Mpa

[σ_F2] =  K_FL2 =  *1 = 234.51 Mpa

2. Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép [σ_H]:

Vì không thỏa mãn điều kiện:

Do đó ta chọn =430.36 Pma

3. Chọn ứng suất uốn cho phép:

[σ_F] = [σ_F2] = 234.51 Mpa

4. Chọn hệ số tải trọng tính:

Theo bảng 6.15, tài liệu [3] do bánh răng nằm không đối xứng các ổ trục nên chọn

ψ_bα = 0.25÷0.4, chọn ψ_ba = 0.4 theo tiêu chuẩn.

8. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:

Đường kính vòng chia:

d_ω1 =47.55 mm

d_ω2 = 272.6 mm

Đường kính vòng đỉnh:

d_a1 = d_ω1 + 2m_n = 53.55 mm

d_a2 = d_ω2 + 2m_n =278.6 mm

Đường kính vòng đáy:

d_f1 = d₁ – 2,5m_n = 40.05 mm

d_f2 = d₂ – 2,5m_n =265.1 mm

Khoảng cách trục:

a_ω ≈ 160 mm

Chiều rộng vành răng:

b₂ = ψ_bα a_ω = 0.4*160 =64 mm

b₁ = b₂ + 5 = 69 mm

9. Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác bộ truyền:

v = 1.2 m/s

Tra bảng 6.3, tài liệu [3],  ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 9, v_gh = 6m/s

10. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền:

I. Bộ truyền cấp chậm:

Moment xoắn trên trục là 445349 Nmm.

T₁=445349 Nmm.

u = 2.21

n = 84.06 (v/p)

1. Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn:

Giống như bộ truyền cấp nhanh.

Số lần ăn khớp  của răng 1 vòng quay: c=1

Tuổi thọ: L_h = 6*250*8*2 = 24000 giờ

5. Chọn modul răng:

m= (0.01÷0.02) a_w = (0.01÷0.02) *250 = 2.5÷5

Theo tiêu chuẩn ta chọn m=4

6. Xác định số răng và góc nghiêng răng:

Số răng bánh dẫn là:

Chọn z₃ =39 răng suy ra z₄ =39*2.21 = 86.19 răng

Chọn z₄ = 86 răng

Tính lại tỉ số truyền:

u = 2.205

Δu=0.22%<4% (thỏa)

Khoảng cách trục:

a_ω ≈ 250 mm

Vậy không cần dịch chỉnh.

10. Chọn hệ số tải trọng động :

Ta có cấp chính xác là 9 và vận tốc v=0.7 m/s

Tra bảng 6.6 chọn

K_HV = 1.06

K_FV = 1.11

11. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc

Z_M  = 275MPa^1/2

ε_α = ÷1.9

Chọn ε_α = khi đó

T₁ = 445349 Nmm

α_ω= 20^o

Z_H = 1.76

K_H = K_Hβ * K_HV = 1.04*1.06=1.1024

u = 2.21

d_ω3 = 156 mm

b = 100 mm

III. Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu

  Tính từ tâm thì mức dầu phải cách tâm lớn hơn 2R/3 của bánh răng lớn nhất (điều này đảm bảo mức dầu sẽ thấp hơn 2R/3 của tất cả bánh răng).

Mức dầu phải cao hơn đỉnh phía dưới của bánh lớn là 10mm.

=> 278.6 /2 – 10 > (352/2)(2/3)

129.3 mm > 117.33 mm

Với d_a2=278.6mm, d_a4=352mm

 Vậy điều kiện bôi trơn ngâm dầu được thỏa mãn.

II.3.THIẾT KẾ TRỤC

1. Vật liệu chế tạo trục và ứng suất cho phép:

 Vật liệu trục :thép 45, tôi cải thiện.

s_b=600MPa

 [σ] = 85, 70 hoặc 65 MPa ứng với trục có đường kính lần lượt 30, 50, hoặc 100 mm.

Chọn:  đối với trục đầu vào và ra,  đối với trục trung gian.

2. Hệ số xét đến ảnh hưởng tập trung tải trọng: K_s ,K_t

Tra bảng 10.8 tài liệu[3] ta có : K_s=1.75

K_t=1,5

3. Hệ số tăng bền bê mặt:

b=1,7 tra theo bảng 10.4 tài lịêu [3] ứng với trường hợp phun bi.

Ta có: [D_pw .n_gh].10^-5 =4,5 (tra trong bảng 11.7 tài liệu [3] khi bôi trơn bằng mỡ)

     Với D_pw =(D+d)/2=43,5mm là đường kính tâm con lăn.

Þ n_gh  =10344.8 (vòng/ phút) > n=481.67 (vòng/phút).

Do đó ổ được chọn thoả số vòng quay tới hạn.

2. Thiết kế ổ lăn ở trục trung gian (trục II):

Số liệu thiết kế lấy từ bài trước:

L_h = 24000 giờ

Đường kính ngõng trục: d=40mm ta tiến hành chọn Ổ đũa trụ ngắn một dãy.  

a. Tính toán và kiểm nghiệm ổ :

Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A và B:

Vì F_rB= F_rA nên ta tính toán chọn ổ theo ổ A và B :

Ta có:

Tải trọng quy ước:Q= V *F_rA *K_t*K_s

Với: V=1 ứng với vòng trong quay.

        K_t =1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ

K_s=1,3 hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ

Q= V *F_rB *K_t *K_s =5859.5N

d. Xác định số vòng quay tới hạn của ổ:

Ta có: [D_pw *n_gh]*10^-5 =3.5 (tra trong bảng 11.7 tài liệu [3] khi bôi trơn bằng mỡ)

Với D_pw =(D+d)/2=60mm là đường kính tâm con lăn.

Þ n_gh  =5833.3(vòng/ phút) > n=84.06 (vòng/phút).

Do đó ổ được chọn thoả số vòng quay tới hạn.

3. Thiết kế ổ lăn ở trục đầu ra (trục III):

Vì ổ bi làm việc trong hộp giảm tốc nên tra bảng 11.2 (tài liệu [3]) ta chọn hệ số Kσ=1. Nhiệt độ làm việc nhỏ hơn 100^oC nên ta chọn Kt=1. Vì ổ lăn lắp trên trục và vòng trong quay nên chọn V=1.

Do không có lực dọc trục nen hệ số X=1, Y=0.

Tải trọng quy ước:

Q = (X*V*FrA + Y*Fa)*K *Kt

   = (1*1*3734 + 0*0)*1*1 = 3734 N

II.5. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.

Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và các bộ phận của máy,  tiếp nhận tải trọng do các  chi tiết  lắp  trên vỏ  truyền đế, đựng dầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết tránh bụi .

- Vật liệu là gang xám  GX15-32 .

- Chọn bề mặt lắp ghép giữa  nắp hộp và thân hộp đi qua các trục để lắp các chi tiết thuận tiện và dễ dàng hơn .

- Bề mặt lắp nắp và than được cạo sạch hoặc mài, để lắp sít , khi lắp có một lớp sơn lỏng hoặc sơn đặc biệt.

- Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng về phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 1^o.

4. Nút thông hơi:

Các thông số trong bảng 18.6 trang 93 [2]:

5. Nút tháo dầu:

Chọn M30x2.Các thông số trong bảng 18.7 trang 93

6. Que thăm dầu:

Dùng kiểm tra dầu trong hộp giảm tốc.Vị trí lắp đặt nghiêng 30⁰ so với mặt bên, kích thước theo tiêu chuẩn.

Kích thước vòng lò xo dùng ở trục tuỳ động tra trong bảng 15-7 và 15-8 tài liệu [2] trang 34 và 35.

II.7. BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP.

Dựa vào kết cấu và yêu cầu làm việc , chế độ tải của các chi tiết trong hộp giảm tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau:

1. Dung sai va lắp ghép bánh răng:

Chịu tải vừa, thay đổi, va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung H7/k6

2. Dung sai và lắp ghép ổ lăn:

Khi lắp ghép ổ lăn ta lưu ý:

- Lắp vòng trong lên trục theo hệ thống lỗ,lắp vòng ngoài vào vỏ theo hệ thống trục.

- Để các vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục hoặc lỗ hộp khi làm việc, cần chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay.

- Đối với các vòng không quay ta sử dung kiểu lắp có độ hở.

Chính vì vậy mà khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ thì ta chọn H7.

3. Dung sai khi lắp vòng chắn dầu:

Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp.

4. Dung sai khi lắp vòng lò xo ( bạc chắn) trên trục tuỳ động:

Vì bạc chỉ có tác dụng chặn các chi tiết trên trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7

Bảng dung sai lắp ghép then:

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: ………………, đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

    Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: ………………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

  Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập 1.

[2] Trịnh Chất,  Lê Văn Uyển - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập 2.

[3] Nguyễn Hữu Lộc - CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY.

[4] Nguyễn Hữu Lộc - BÀI TẬP CHI TIẾT MÁY.

[5] Trần Hữu Quế - VẼ KỸ THUẬT CƠ KHÍ - tập 1, tập 2.

[6] Ninh Đức Tốn - DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"